Нагревание топочными газами
Дымовые, или топочные, газы относятся к числу наиболее давно применяемых нагревательных агентов. Топочные газы не потеряли своего значения до настоящего времени, так как позволяют осуществлять нагревание до высоких температур, достигающих 1000-1100 °С, при незначительном избыточном давлении в теплообменнике (со стороны газов). Наиболее часто топочные газы используют для нагрева через стенку других нагревательных агентов — промежуточных теплоносителей.
Наиболее существенными недостатками топочных газов являются: неравномерность нагрева, обусловленная охлаждением газа в процессе теплообмена, трудность регулирования температуры обогрева, низкие коэффициенты теплоотдачи от газа к стенке [не более 35-60 вm/(м2×град)], возможность загрязнения нагреваемых материалов продуктами неполного сгорания топлива (при непосредственном обогреве газами). Значительные перепады температур между топочными газами и нагреваемой средой создают «жесткие» условия нагревания, которые недопустимы для многих продуктов и могут вызвать их перегрев.
Из-за относительно низкой удельной теплоемкости топочных газов их объемные расходы велики и транспортирование требует значительных затрат. Поэтому топочные газы обычно используют непосредственно на месте их получения.
Топочные газы получают, сжигая в топках печей твердое, жидкое или газообразное, топливо. Наиболее дешевым и эффективным топливом являются природные газы. Кроме того, экономически целесообразно применение в качестве греющих агентов отходящих газов некоторых химических и других производств; температура этих газов достаточно высока и иногда достигает 500- 600 °С.
Нагревание топочными газами производят в печах. На рис. XII-4 показана трубчатая печь для нагрева жидких продуктов, работающая на газообразном топливе. Горючий газ, выходя из сопла горелки 1, инжектирует необходимое количество воздуха, смешивается с ним и движется через пористую панель 2 из огнеупорного материала. Горение протекает на поверхности излучающей панели при отсутствии пламени. Такие горелки называются беспламенными.
Образовавшиеся топочные газы поступают в первую по ходу их движения радиантную часть рабочего пространства печи, в которой основная часть тепла передается нагреваемой жидкости, движущейся по змеевику 3, путем излучения. Во второй, конвективной части печи 4 тепло передается жидкости через стенку змеевика главным образом путем конвекции. В конвективной части печи для лучшей утилизации тепла дымовых газов устанавливают дополнительные теплообменные устройства, например змеевик-перегреватель 5. Газы удаляются через дымовую трубу 6.
Регулирование температуры нагрева топочными газами производят посредством рециркуляции части отработанных газов. Возвращая дымососом или эжектором часть отработанных газов в печь и смешивая их с газами, полученными в топке, снижают температуру газов и одновременно увеличивают объем газов, обогревающих теплообменные устройства. Увеличение объема газов приводит к возрастанию их скорости и соответственно — к увеличению коэффициентов теплоотдачи от газов к стенке. Для уменьшения температуры греющих газов в топку печи дополнительно подводят воздух, смешиваемый с газами.
Дата добавления: 2016-10-18; просмотров: 3119;