По методу получения топливной смеси

Газ в горелках в чистом виде не сжигается, он включен в состав топливной смеси вместе с воздухом. Образование топливной смеси может осуществляться различными способами. В зависимости от этого, горелки можно разделить на три группы:

• инжекционные горелки, в которых подача воздуха осуществляется с помощью засасывания;
• дутьевые горелки, в которых воздух подается нагнетанием;
• диффузионные модели, для которых характерно естественное притекание воздуха к пламени.

Обычно инжекционные горелки являются частью котла, в то время как вентиляционные модели покупаются в качестве отдельного оборудования. С помощью дутьевой горелки может обеспечиваться плавное и максимально точное регулирование мощности работы оборудования, что позволяет увеличить КПД системы благодаря рациональному использованию топлива, то есть газа. При оптимальном режиме работы оборудования не только экономится топливо, но и углекислый газ поступает в окружающую среду в меньших количествах. Однако есть у дутьевых горелок и некоторые минусы. Основной их недостаток - высокая шумность работы.

Сами дутьевые газовые горелки, в свою очередь, можно также разделить на три подвида в зависимости от типа подачи воздуха. Речь может идти о принудительной подаче воздуха в сочетании:

• с полным предварительным смешиванием;
• с частичным предварительным смешиванием;
• с отсутствием предварительного смешивания.

Для увеличения интенсивности получения газо-воздушной смеси используются разные технологии смешивания: газ может направляться в виде тоненьких струй, которые распределяются под определенным углом к воздушному потоку; газ может быть разделен на мелкие потоки, в которых и будет осуществляться смешивание: потоки воздуха и газа могут закручиваться под воздействием специального встроенного оборудования.

При искусственной подаче воздуха можно добиться увеличения интенсивности сжигания топливной смеси, что позволяет достигать максимальной мощности.

По теплотворности сжигаемого в горелках топлива

По данному признаку газовые горелки разделяются на три группы:

• низкокалорийные модели. Используются при сжигании газа, теплота сгорания которого не превышает 8 МДж/м3. Это может быть доменный или генераторный газ;
• среднекалорийные модели. Для этого вида горелок характерна теплота сгорания топлива в среднем 8-20 МДж/м3. Речь может идти о кокосовом газе;
• высококалорийные модели. В данном случае минимальная теплота сгорания топлива будет составлять 20 МДж/м3. Высококалорийные горелки используются при сжигании попутных нефтяных и природных газов.

По локализации пламени

• на огнеупорной поверхности;
• в пористой, зернистой или перфорированной огнеупорной массе;
• в свободном факеле;
• в тоннеле или камере сгорания (огнеупорной).

Последние две разновидности применяются в котлах, предназначенных для нагревания теплоносителя (воздух, вода и так далее). Первые два вида используются при обогреве по методу инфракрасного излучения.

По избыточному давлению

Также выделяются три группы: горелки низкого давления (до пяти кПа), модели среднего давления (5-30 кПа) и модели высокого давления (больше 30 кПа). Наиболее востребованы сегодня модели среднего и низкого давления. Что касается устройств высокого давления, то область их использования на данный момент ограничивается сжиганием низкокалорийных газов.

Представленная выше классификация газовых горелок является максимально полной, благодаря чему даже неспециалисты смогут сориентироваться в разнообразии моделей горелок, представленных на современном рынке, и сделать правильный выбор.

Оцените свои требования, желания, возможности, выделите для себя наиболее значимые характеристики горелок, не забывая про предполагаемую область использования, нагрузку, и вы без труда сможете найти вариант, который вас устроит по всем характеристикам. Помните о том, что правильный выбор является залогом эффективной работы газовой горелки в течение длительного времени

СОГЛАСОВАНО Заведующий отделением________________ «»             2015г.

Экзаменационный билет № 17 по дисциплине «Топливоснабжение» Группа Т-21 Семестр III

УТВЕРЖДАЮ Зам.директора по учебной  работе ________________ «»             2015г.

1)Назовите способы надземной прокладки газопроводов.

Балочные системы[править | править вики-текст]

Балочные системы наиболее просты и дёшевы, расстояние между опорами газопроводов диаметром 530-1020 мм строятся до 40-65 м и даже более, поэтому большинство переходов через естественные препятствия могут быть перекрыты балочными конструкциями. Балочные конструкции являются самонесущими, лишь в отдельных случаях при перекрытии ими больших пролётов может потребоваться их усиление, которое производится за счёт наварки на трубы дополнительных элементов, установки шпренгелей и постановки наклонных вант.^[4]

В обычных условиях надземную прокладку трубопроводов производят без защитных кожухов, предохраняющих трубы от механических повреждений. Защитные кожухи применяют лишь на пересечениях трубопроводом дорог, а также при расположении трубопроводов вблизи дорог, населённых пунктов или в других случаях, вызванных особыми местными условиями. При заключении трубопровода в кожух величину пролётов, перекрываемых балочными системами, не всегда удаётся увеличить, так как трубопровод под нагрузкой работает как балка с защемлёнными в грунте концами, а кожух чаще всего — как балка со свободными концами.^[4]

Висячие трубопроводы[править | править вики-текст]

Висячие трубопроводы надземных переходов трубопроводов, в которых трубы подвешиваются к несущим элементам — канатам, вантам, цепям и т. п.; сооружаются при пересечении ущелий, водных и др. преград шириной более 50-60 м, однако, известны висячие трубопроводы c длиной пролёта до 200-400 м и даже более^[5]. Так, например, построен крупнейший висячий мост через Амударью в 1964 году в Евразии^[6] с возможностью пропуска автомобильной нагрузки под две нитки газопровода через реку Амударью (длина основного пролёта 390 м), соединяющий Хорезмскую область Узбекистана и Лебапский велаят (бывшую Чарджоускую область) Туркмении.

Различают висячие трубопроводы^[5]:

· гибкие;

· вантовые;

· в виде провисающей нити.

Гибкие висячие трубопроводы выполняются c помощью подвесок, прикрепляемых к одному или нескольким несущим канатам, перекинутым через пилоны. Одноцепной вариант системы обладает малой жёсткостью и при динамических воздействиях легко приходит в колебательное движение; более жёсткой является двухцепная система. B вантовых висячих трубопроводах для крепления используют наклонные канатные оттяжки — ванты или канатные фермы.^[5]

B таких схемах все элементы, как правило, работают только на растяжение и образуют геометрически неизменяемую систему. Висячие трубопроводы, выполненные по этой схеме, обладают значительно большей вертикальной жёсткостью, чем гибкие. Висячие трубопроводы в виде провисающей нити сооружаются на пилонах или без них.^[5]

Эта система наиболее экономична, но обладает наименьшей жёсткостью. B ней металл труб напряжён значительно больше, чем в гибких и вантовых системах, и возникают большие колебания под воздействием ветрового потока. Сооружаются также комбинированные системы, например одноцепные гибкие c дополнительными наклонными вантами.^[5]

Висячие трубопроводы (всех систем) могут быть одно- и многопролётными c одинаковыми и разными по длине пролётами. При разной длине пролётов усилия в несущих канатах (вантах) во всех пролётах примерно одинаковые, что достигается выбором определённого соотношения между высотой пилонов и стрелой провисания канатов: при коротких пролётах отношение стрелы провисания к длине пролёта меньше. Это отношение обычно в пределах 1/6...1/14. Усилия, возникающие в несущих канатах, воспринимаются анкерными опорами. При пролётах небольшой длины горизонтальные составляющие усилий в канатах могут восприниматься самим трубопроводом.^[5]

Пилоны висячих трубопроводов выполняются^[5]:

· жёсткие;

· заделанные в опоры (обычно c подвижными опорными частями для крепления канатов);

· гибкие, жёстко связанные c опорами (c неподвижным креплением канатов к вершинам опор);

· качающиеся, шарнирно соединённые c опорами, c неподвижным креплением канатов к вершинам опор.

Сооружают пилоны из металлических профилей сплошного сечения либо в виде плоских или пространственных решётчатых ферм из железобетонных элементов. Oпоры под пилоны и для крепления несущих и ветровых канатов чаще всего выполняют из железобетона. Ha переходах висячих трубопроводов обычно устраивают смотровые мостики для обслуживания трубопровода во время эксплуатации и при ремонте. Ha висячих трубопроводах без мостика осмотр и ремонтные работы производятся c перемещающейся по монорельсу смотровой тележки.^[5]

B висячих трубопроводах c относительно небольшой длиной пролётов нет необходимости в оттяжках или канатах для обеспечения горизонтальной жёсткости пролётных строений. При пролётах длиной 80 м и более необходимо увеличение поперечной жёсткости пролётных строений, для чего устраивают горизонтальные фермы, используя элементы эксплуатационного мостика. Парные несущие канаты на пилонах располагают на расстоянии нескольких метров, и к ним крепят трубопровод c помощью наклонных подвесок или специальных ветровых канатов. Ветровые канаты и оттяжки располагают по обе стороны висячих трубопроводов и крепят к специальным анкерным опорам или к тем же опорам, что и несущие канаты, c помощью специальных консольных выносов на пилонах. Отношение стрелы провисания ветровых канатов к длине пролёта обычно в пределах 1/12...1/24. Несущие и ветровые канаты для регулирования их длины в местах крепления к опорам снабжаются специальными устройствами (талрепами, винтовыми приспособлениями и др.); длина подвесок и растяжек регулируется талрепами.^[5]

Плавающий трубопровод

При сооружении плавающих трубопроводов на сильно обводнённых болотах сначала сооружается траншея или канал (экскаватором или взрывным способом)^[2]. Трубы свариваются в секции, которые укладываются в траншею c водой укладочной колонной, либо протаскиваются по каналу при помощи лебёдок

2)Расскажите о назначении ПЗК и ПСК.

Для предотвращения недопустимого повышения или понижения давления в ГРП (ГРПШ) устанавливают быстродействующие предохранительные запорные клапаны (ПЗК) и предохранительные сбросные клапаны (ПСК).

ПЗК предназначены для автоматического прекращения подачи газа к потребителям в случае повышения или понижения давления сверх заданных пределов; их устанавливают после регуляторов давления. ПЗК срабатывают при «чрезвычайных ситуациях», поэтому самопроизвольное их включение недопустимо. До ручного включения ПЗК необходимо обнаружить и устранить неисправности, а также убедиться, что перед всеми газоиспользующими приборами и агрегатами запорные устройства закрыты. Если по условиям производства перерыв в подаче газа недопустим, то вместо ПЗК должна быть предусмотрена сигнализация оповещения обслуживающего персонала.

ПСК предназначены для сброса в атмосферу определенного избыточного объема газа из газопровода после регулятора давления с целью предотвращения повышения давления сверх заданного значения

3)Дайте определение расчетному направлению при гидравлическом расчете газопроводов.

 

Зарасчетное направление принимается протяженность распределительного трубопровода от нагревателя или аккумулятора по магистрали к самому отдаленному и высокому стояку до его верха в точке присоединения обратного стояка

СОГЛАСОВАНО Заведующий отделением________________ «»             2015г.

Экзаменационный билет № 18 по дисциплине «Топливоснабжение» Группа Т-21 Семестр III

УТВЕРЖДАЮ Зам.директора по учебной  работе ________________ «»             2015г.

1) Назовите элементы городских систем газоснабжения.

Городская система газоснабжения - сложный комплекс сооружений, технических устройств и трубопроводов, обеспечивающий подачу и распределение газа между промышленными, коммунальными и бытовыми потребителями в соответствии с их спросом. Состоит из следующих основных элементов: газовых сетей низкого, среднего и высокого давлений, газорегуляторных станций (ГРС), газорегуляторных пунктов (ГРП) и газорегуляторных установок (ГРУ), системы контроля и автоматаматических управлений, диспетчерской службы и системы эксплуатации. Потоки природного газа поступают по магистральным газопроводам через газораспределительные станции в городские газовые сети. На газораспределительной станции давление газа снижается клапанами автоматических регуляторов и поддерживается постоянное на требуемом для города уровне. Технологам, схема газораспределительной станции включает систему автоматической защиты, гарантирующую значение давления газа в городских сетях, не превышающее допустимого уровня. Из ГРС газ по газовым сетям поступает к потребителям. Основной элемент городской системы газоснабжения — газовые сети, которые состоит из газопроводной разницы давлений, классифицируемых следующим образом: низкого давления — до 5 кПа (избыточных); среднего — 5 кПа — 0,3 МПа; высокого II категории — 0,3—0,6 МПа и высокого давления I категории — 0,6—1,2 МПа

2)Перечислите случаи, в которых применяется надземная прокладка.

Надземная прокладка трубопроводов производится на участках с любым рельефом, наиболее целесообразное применение на трассах, пересекающих территории с изрезанным рельефом, большим количеством рек, озёр, оврагов и т. п., на просадочных многолетнемёрзлых грунтах и в других сложных условиях

 

3) Напишите реакции горения газообразного топлива при полном и неполном сжигании.

 

При  работе газовой горелки в нормальном режиме обычно наблюдаются три входящие друг в друга зоны, имеющие вид конусов (рис. 44). В ближайшей к отверстию горелки зоне А происходит дальнейшее смешение газа с воздухом и разогревание смеси. Следующая зона В характеризуется неполным сгоранием газа в связи с некоторым недостатком кислорода, поэтому пламя имеет восстановительный характер. Температура пламени в этой зоне 1540—1560° С. Зона восстановительного пламени окружена зоной окислительного пламени О, где благодаря кислороду окружающего воздуха происходит полное сгорание газа. В этой зоне температура  на боковом крае пламени может достигать 1570 , а в верхней части— 1540° С.[c.53]

При     неполном сгорании газа из-за недостатка воздуха пламя бывает более темным, фиолетового цвета, на конце факела светящимся, желтого или красноватого цвета, а при излишке воздуха пламя уменьшается, становится бесцветным и отрывается от горелки, усиливается шум горелки. По мере накаливания огне-упора топки цвет газового пламени несколько меняется и при полном сгорании становится почти бледно-голубым. Пламя горелок внутреннего смешения менее устойчиво, чем в диффузионных горелках, и более опасно.

СОГЛАСОВАНО Заведующий отделением________________ «»             2015г.

Экзаменационный билет № 19 по дисциплине «Топливоснабжение» Группа Т-21 Семестр III

УТВЕРЖДАЮ Зам.директора по учебной  работе ________________ «»             2015г.

1) Приведите классификацию городских систем газоснабжения по числу ступеней.

Системы газоснабжения по числу ступеней давления разделяют на:

· двухступенчатые, состоящие из сетей низкого и среднего или низкого и высокого давлений;

· трехступенчатые, включающие газопроводы низкого, среднего и высокого давлений;

· шагоступенчатые, состоящие из газопроводов всех градаций давлений.

Приведенная градация газопроводов по давлению вызвана необходимостью иерархического построения городской системы газоснабжения, а также следующими обстоятельствами: в городе имеются потребители, для систем газоснабжения которых, требуется различное давление газа.

Необходимость в среднем и высоком давлениях связана с большой протяженностью газовых сетей и направлениями их транспортирования; улицы и проезды центральных (старых) районов городов неширокие, и прокладка по ним газопроводов высокого давления может оказаться неосуществимой. Чем больше давление газа, тем большее расстояние требуется между газопроводом и зданиями. Кроме того, прокладка газопроводов высокого давления в районах с высокой плотностью населения нежелательна; ограничения, накладываемые на условия присоединения газорегуляторных шкафных установок, размещаемых на зданиях, обусловливают необходимость наряду с сетями высокого давления проектировать и сети среднего давления.

2)Назовите основные методы сжигания горючих газов.

 

Все методы сжигания базируются на приготовлении газовоздушной смеси определенного состава.

I. диффузионный метод сжигания
Особенности. В корневой зоне никакого процесса горения нет. На границе корневой зоны молекулы кислорода успевают смешиваться и начинает газ гореть. В зоне основного горения выгорает углерод.
Этот процесс горения называется диффузионным, так как воздух сам приходит из атмосферы. Смешение молекул воздуха и газа происходит по газовым законам. Не будем углубляться в науку, а посмотрим процесс горения схематично, чтобы понять суть.
К фронту горения газ поступает под давлением, а необходимый для горения воздух из окружающего пространства за счет молекулярной или турбулентной диффузии. Смесеобразование здесь протекает одновременно с процессом горения. Поэтому скорость горения равна скорости смесеобразования.
Важной характеристикой горения газообразного топлива является скорость распространения пламени в газовоздушной среды. Нормальная скорость это скорость распространения движения фронта пламени в направлении перпендикулярному направлению поверхности фронта пламени.

Рис.1 Горелка используяющая диффузионный метод сжигания газа

-Нормальная скорость метана равна 0,67 м/с;
-нормальная скорость пропана равна 0,82 м/с;
-нормальная скорость водорода 4,83 м/с.

Данные диффузионные горелки (для промышленных котлов) обладают следующими свойствами:
1. к струе газа диффундирует воздух, а из струи газа в воздух газ. Таким образом, в близи выхода газа из горелки создается газовоздушная смесь.
2. процесс горения начинается в зоне первично горения и заканчивается в основной зоне.
3. интенсивность процесса горения определяется скоростью образования газовоздушной смеси.
4. выделяемые продукты сгорания осложняют взаимную диффузию газа и воздуха.

В целом горение при таком методе образования газовоздушных смеси протекает достаточно медленно и пламя имеет большой объем и как правило обладает светимостью.

Достоинства горелок диффузионного типа
-Высокая устойчивость пламени при изменении тепловых нагрузок;
-невозможность проскока пламени в горелку, так как в горелке находится чистый газ;
-возможность регулирования горения в широком диапазоне.

Недостатки горелок диффузионного типа
-большой объем пламени снижает теплонапряженность в единице объема;
-вероятность термического распада метана на горючие составляющие;
-увеличивается опасность отрыва пламени от горелки.

II. Смешанный метод сжигания газа
Смешанный метод обеспечивается предварительным смешиванием газа только с частью воздуха, необходимого для полного сгорания газа. Остальной воздух поступает из окружающей среды, непосредственно к факелу.
Сначала выгорает часть газа смешанного с первичным воздухом, а остальная часть, разбавленная продуктами горения, выгорает после присоединения кислорода вторичного воздуха. В результате факел получается менее коротким и менее светящимся. Теплонапряженность в единице объема факела возрастает.

Рис. 2 Горелка использующая смешанный метод сжигания газа

III. Кинетический метод горения газа
К месту горения подается газовоздушная смесь, полностью подготовленная внутри горелки. Газовоздушная смесь сгорает в коротком факеле и обладает малой светимостью.

ь сгорает в коротком факеле и обладает малой светимостью.

Достоинства кинетического метода горения:
-малая вероятность химического недожога;
-высокая теплопроизводительность.

Недостаток. Необходимость стабилизации газового пламени. Это вызвано тем, что горелки чувствительны к изменению параметров давления газа и воздуха, что приводит к нарушению процесса горения. Для устранения данного недостатка горелки оснащаются стабилизаторами пламени.

 

3) Перечислите сооружения для хранения газа.

В мировой практике применяются различные виды резервуаров хранения СПГ. Различия обусловлены их объемом, а также геологическими и природоохранными факторами. Благодаря новым конструкторским разработкам, в последние годы стало возможным строительство крупных надземных резервуаров объемом до 200 тыс. м³.

Вертикальные цилиндрические изотермические резервуары классифицируют по следующим признакам:

§ конструктивному исполнению стенок резервуара – одностенные, двустенные, с внутренней мембраной;

§ конструктивному исполнению внутренней крыши – самонесущая и подвесная;

§ типу изоляции – экранная, пористая, засыпная, жесткая;

§ применяемому материалу – металлические, железобетонные, комбинированные.

Многие фирмы, применявшие одностенные резервуары, в настоящее время предпочитают сооружать двустенные конструкции. Это объясняется тем, что относительно высокая первоначальная стоимость двустенных резервуаров окупается значительной экономией эксплуатационных расходов.

---

Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 287; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!