DETERMINATION OF INJECTION COEFFICIENTS, ADJUSTABLE AND INSTALLATION SIZES OF AGG BURNERS

Abstract


The article is dedicated to questions of gas burning efficiency rising in AGG-type burners. These burners are widely used in oil refining and chemical plants. An experimental research allows to determine primary air injection coefficients for mixing chambers of AGG 2, AGG-3 and AGG-4 burners. An optimal ratio of burner adjustable dimensions is determined. Maximal values of injection coefficient assure high explosions quality of air-gas mixture. It allows raising a burning stability and efficiency in case of gas rate variation and to simplify burner adjustment.

Full Text

Газовая горелка типа АГГ [1-4] относится к классу горелок с инжекционной подачей части воздуха в камеру смешения (первичный воздух), другая часть воздуха (вторичный воздух), необходимая для полного сжигания топлива, поступает через вторичную камеру и смешивается с газовоздушной смесью в объеме факела в режиме турбулентной диффузии. Формирование факела, настилающегося на излучающую поверхность топки с заданными размерами, связано с выбором оптимальных соотношений расходов газа, первичного и вторичного воздуха. Эти соотношения достигаются правильным выбором регулируемых и установочных размеров горелочного устройства. Соотношение между объемными расходами топливного газа (в условиях «холодных» продувок - сжатого воздуха) и первичного воздуха в горелке типа АГГ регулируется величиной зазора между полуторовой поверхностью сопла и регулирующим диском. В качестве количественной характеристики этого соотношения принят объемный коэффициент инжекции камеры смешения, определяемый отношением объема инжектируемого в камеру воздуха к объему воздуха, необходимого для полного сгорания: , (1) где - количество воздуха, необходимого для полного сгорания (при расчете коэффициента инжекции принимаем количество воздуха, необходимого для полного сгорания 1 м3 газа, равным 8 м3). Для исследования горелок типа АГГ по определению коэффициента инжекции, регулируемых и установочных размеров горелок разработан и изготовлен аэродинамический стенд, схема которого представлена на рис. 1. Основным элементом стенда является исследуемая горелка 1, установленная на опорных ребрах в амбразурной трубе 2. Рабочим телом при проведении исследований являлся воздух, подаваемый в горелку от компрессорной установки 4 через вентиль 5. Расход компримируемого воздуха замерялся с помощью камерной диафрагмы 6 и дифманометра 7, количество воздуха регулировалось выпуском в атмосферу через регулирующий вентиль 8. Инжектируемый из окружающей среды воздух поступал на смешение с компримируемым воздухом по трубам 2 и 9 (внешняя и внутренняя инжекция). Количество инжектируемого воздуха замерялось с помощью напорных трубок Пито 10 и 11, установленных соответственно на внутренней и внешней трубах и подсоединенных шлангами к вторичному прибору - микроманометру 12. В экспериментальной установке применялся компрессор марки ВУ 3/8 с максимальной производительностью 180 м3/ч. Давление компримируемого воздуха замерялось манометром 13. Рис. 1. Схема аэродинамического стенда для исследования горелок типа АГГ: 1 - исследуемая горелка; 2 - амбразурная труба; 3 - настильная поверхность; 4 - компрессор; 5 - вентиль; 6 - камерная диафрагма; 7 - дифманометр; 8 - регулирующий вентиль; 9 - внутренняя труба; 10, 11 - трубки Пито; 12 - микроманометр; 13 - манометр; 14 - тягомер; 15 - шибер В схеме использовались вторичные приборы для измерения перепада давлений на диафрагме - дифманометр типа ДТ-50 с предельным перепадом столба жидкости 700 мм и чашечный микроманометр типа ММН-250 с пределом измерений от 0 до 250 мм вод. ст. Диафрагма рассчитана согласно условиям испытаний по предельному расходу воздуха через модель горелки типа АГГ. В камере стенда вентилятором создавалось разрежение, которое контролировалось по показаниям тягомера 14 и регулировалось положением шибера 15. При проведении испытаний производились замеры количества поступающего от компрессора воздуха и воздуха, инжектируемого горелкой из окружающей среды во внутреннюю трубу. Регулируемый размер является выходным параметром горелки (по нему определяется эквивалентный диаметр сопла), именно он определяет количество инжектируемого в камеру смешения первичного атмосферного воздуха. При максимальных значениях коэффициента инжекции камеры смешения горелки обеспечивается высокое качество подготовки ГВС к воспламенению, что дает возможность расширить диапазон устойчивой работы, обеспечить эффективность горения при изменении нагрузок по топливному газу и упростить настройку горелок перед пуском. Исходя из этих соображений была изучена закономерность поступления инжектируемого воздуха (первичный воздух) в камеру смешения горелки при различных производительностях по компримируемому воздуху. При номинальной производительности исследуемых моделей горелок типа АГГ-2, АГГ-3 и АГГ-4 получена зависимость (рис. 2) объемного коэффициента инжекции камеры смешения горелок типа АГГ от величины установочного размера . Рис. 2. Зависимость коэффициента инжекции камеры смешения горелок типа АГГ от величины установочного размера В дальнейшем при изучении полученной закономерности для всех горелок типа АГГ выявлена взаимосвязь величины зазора от диаметра камеры смешения горелки. При эксплуатации горелок в режиме, близком к номинальному, зазор между полуторовой поверхностью сопла и регулирующим диском необходимо устанавливать исходя из соотношения , (2) обеспечивая тем самым максимальную инжекцию первичного воздуха в горелку. Обобщая ряд полученных кривых для нескольких фиксированных производительностей в рабочем диапазоне по компримируемому воздуху, получаем зависимость (рис. 3), по которой может осуществляться выбор оптимальной величины зазора . Окончательное значение величины этого зазора для максимального подсоса воздуха в первичную камеру при условиях работы горелки подбирается при проведении пусконаладочных работ по системе сжигания топлива печи. Рис. 3. Определение оптимальной величины зазора при изменении производительности горелок типа АГГ

About the authors

Aleksandr S Petchnikov

Samara State Technical University

Email: PetchnikovAS@mail.ru
244, Molodogvardeyskaya st., Samara, 443100, Russia
Ph.D. (Techn.)), Senior Lecture.

References

  1. Шарихин В.В., Печников А.С., Степанчук В.В., Шарихин А.В. Газовая горелка, обеспечивающая снижение окислов азота в дымовых газах // Нефтепереработка и нефтехимия. - 2003. - № 4. - С. 27-29.
  2. Печников А.С., Григорян Л.Г. Формирование излучающей поверхности в трубчатых печах пиролиза вихревыми горелками диффузионно-кинетического типа // Вестник Самарского государственного технического университета. Сер. Технические науки. - 2010. - № 2. - С. 204-209.
  3. Шарихин В.В., Мухина Т.Н., Печников А.С., Шарихин А.В. Газовые горелки типа АГГ для систем сжигания топлива в трубчатых печах // Нефтепереработка и нефтехимия. - № 1. - М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1998. - С. 32-35.
  4. Шарихин В.В., Мухина Т.Н., Печников А.С., Шарихин А.В. Повышение эффективности топливных систем трубчатых печей // Нефтепереработка и нефтехимия. - № 4. - М.: ЦНИИТЭнефтехим, 2002. - С. 15-17.

Statistics

Views

Abstract - 26

PDF (Russian) - 5

Cited-By


Article Metrics

Metrics Loading ...

PlumX

Dimensions

Refbacks

  • There are currently no refbacks.

Copyright (c) 2015 Samara State Technical University

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies