Антиплагиат (1190037), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Выбор оптимального типа горелки длятрубчатой печи определяется факторами технологического, теплотехнического и э кологического характера. Однако припроектировании недостаточно прорабатывается подбор горелочных устройств и схемы их размещ ения на печных агрегатах, а задачисниж ения шума практически не принимаются во внимание.Под рац иональным реж имом работы горелок имеются в виду такие условия э ксплуатац ии, при которых достигается максимальный КПД инаименьшее вредное воздействие на окруж ающ ую среду с точки зрения уровня создаваемого шума [12].Наиболее распространены системы классификац ии ГУпо способам подготовки смеси газа и воздуха: подачи газо-воздушной смеси; сжигания газа и форме факела; давлению газа ивоздуха перед горелкой; теплоте сгорания газа, используемого в горелке; показателям аэродинамической структуры факелов,создаваемых горелками.
При классификации[16]учитываются такж е некоторые технические характеристики ГУ (номинальная относительная длина факела, шумовая характеристикагорелок и др.) [6-8].При э том определяющ им являетсяспособ смешения сжигаемого газа с воздухом [9].[28]Перваягруппа. Газ и воздух, предварительно не смешиваясь, подаются в топку раздельными потоками.[16]Этот принц ип сж игания получил название диффузионного, а ГУ, работающ ие по данному методу — диффузионными.Вторая группа.
Горючий газ до сж игания предварительно перемешивается количеством воздуха, необходимым дополного его сгорания, в специальных смесителях, т.е. до поступления в топку. Принцип сжигания такой однородной[16]газовоздушной смеси условно называется кинетическим, а горелки — кинетическими или инж екц ионными.Третья группа. В зону горения поступает поток газовоздушной смеси,[16]содержащий [28]весьнеобходимый для горениявоздух, но конструкция смесителя обеспечивает только самое грубое (молярное) смешение газа с воздухом, вследствие чегопоследующее смешение происходит одновременно с горением, т.е.
в самом пламени. Такой принцип сжигания получил название[16]смешанного или диффузионно-кинетического, а горелки — диффузионно-кинетическими.Обследование парка ГУ ряда отечественных НПЗ показало, что 80% всех горелок — диффузионные, а остальные (—20%) являются ГУкинетического и диффузионно-кинетического принц ипа горения [10-12].Классификац ия ГУ по методу смешения газа с воздухом не исключает классификац ии дутьевых горелок в зависимости от способаподвода воздуха (рисунок 3.1) [9]:спростым тангенциальным подводом воздуха (Т);с улиточным тангенциальным подводом воздуха (У);с тангенциально- лопаточным подводом воздуха (ТЛ);с аксиально- тангенциальным подводом воздуха (АТ);http://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.22774049&repNumb=112/2608.06.2016Антиплагиатс аксиально-лопаточным подводом воздуха (А).[16]Рисунок 3.1 Классификац ия дутьевых газогорелочныхустройств в зависимости от типа завихрителя воздуха:а - тангенц иальный простой; б - тангенц иальный улиточный;в - тангенц иально-лопаточный; г - аксиально-тангенц иальный;д - аксиально-лопаточный.В отрасли ещ е недостаточно изучено влияние конструкц ии ГУ, метода сж игания топлива в горелке и способа подвода воздуха в нее науровень создаваемого шума.Следует добавить к приведенным классификац иям ГУ группу характерных э кологических признаков, одним из которых является уровеньшума.
В соответствии с э тим все горелки по уровню создаваемого звукового давления разделяются на III категории, дБА [10]:I (малошумные) - До 80;II (шумные) - 81-100;III (особо шумные) - Более 100.Данная классификац ия горелок, как показала изученная литература, наиболеесформулированным в законодательных и нормативных документах [1;13]точноотвечаетэ кологическим требованиям,К проектированию, конструированию и применению ГУ, работающ их на газообразном и ж идком топливе, предъявляются наряду сэ кологическими следующ ие технические требования:простота устройства, компактность, удобство и надеж ность в э ксплуатац ии;обеспечение полноты сж иганиятоплива при малых избытках воздуха;устойчивая работа во всем диапазоне изменения расхода газа (горение должно быть без отрыва и проскока пламени);необходимость организации для каждого типа ГУ такого метода сжигания, при котором габаритные параметры факела наиболеесоответствуютпламени сразмерам топки и относительному расположению экранных поверхностей воизбежании прямого контакта[16]поверхностью труб;бесшумная работа ГУ (уровень звукового давления не превышает 80 дБА);горелки, работающие на газах с различной теплотой сгорания, должны иметь минимальное количество деталей, подлежащихзамене при переходе на газ[16]другого состава.Проц есс сж игания топлива в ГУ трубчатых печей сопровож дается интенсивным шумом, имеющ им довольно слож ную физическуюприроду.
Взависимости от происхождения различают [12]:механический шум, возникающий в результате[34]упругих деформац ий и динамических проц ессов;аэродинамический шум, возникающий при движении газа, пара, жидкости при пульсации давления вследствие[34]турбулентности при перемешивании потоков, движ ущ ихся с разными скоростями в свободных струях;термический шум или шум горения,являющийся результатом турбулизации потока и флуктуации плотности газов при горении, а также мгновенного измененияинтенсивности выделения[34]теплоты, приводящ его к резкому повышению давления.Как видно из таблиц ы 3.1, диапазон изменения фактических уровней шума достаточно большой (установленный норматив - 80дБА) изависит от многих причин и факторов, анализ которых приведен ниж е.При работе ГУвозникает шум, источниками которого являются [12]:потоки рабочих сред ([1]газ, воздух, газовоздушная смесь) в трактах горелки;зона горения (пламя горелки);поток продуктов горения в топке печи.Таблиц а 3.1Фактические уровни и характер шума при работеГУ технологических печей Комсомольского НПЗТехнологическое оборудование и вид топливаХарактер шумаОбщ ий уровень шума, дБАРазмещ ение ГУ над уровнем земли, мТрубчатые печи на:ж идком топливеШирокополосный,с тональнымиоставляющ ими,постоянный95-1051,6газообразномТо ж е85-901,6газ и мазутТо ж е90-1001,6Возникающ ий шум частично поглощ ается э лементами конструкц ии ГУ и топки печи.
Кроме того, исследованиями установлено, что струиhttp://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.22774049&repNumb=113/2608.06.2016Антиплагиатгаза, выходящ ие из сопел ГУ, и воздуха в каналах горелки создают высокочастотный, так называемый аэ родинамический шум. В своюочередь пламя, образуемое горелкой, и газообразные продукты сгорания, подвергаясь расширению и сж атию, при горении топливасоздают низкочастотный шум, т. е.
"гул" горения [12].Уж е по самой своей конструкц ии любая горелка представляет собой сосредоточение аэ родинамических генераторов шума: струй,втекающ их в каналы; закрученных потоков, создаваемых завихрителями (в дутьевых ГУ); обратных течений, образуемыйстабилизаторами, и т. п. При э том, по данным, каж дая струя генерирует шум, уровень которого пропорц ионален квадрату скорости еевыхода. Отсюда прогнозируются повышенные уровни создаваемого шума при работе газовых инж екц ионных горелок типа ГИК-2, ГГМ-5 иГЭВК-500, применяемых в трубчатых печах НПЗ, что подтверж дается результатами исследований [20,21]. Значительный поинтенсивности и слож ный по спектру создается закрученными завихрителями потоками. В результате э того камера сгорания ГУ даж е безгорения (при холодной продувке воздухом) создает шум, достигающ ий 70 дБ [14].Наряду с аэ родинамическим шумом горение само по себе такж е способно генерировать шум, преж де всего турбулентного пламени,имеющ ий широкополосный спектр.
Шум, генерируемый турбулентным пламенем, возникает в основном в диапазоне частот 125—1000Гц.Некоторое влияние на частоту (400—500 Гц), при которой вырабатывается максимум энергии,[22]оказывают различные конструктивные э лементы горелки, а такж е условия ее э ксплуатац ии.
Шум горенияобусловлен быстрым объемным расширением холодных реагирующих веществ по мере их сгорания и образования нагретыхпродуктов горения. Если локальная скорость объемного расширения постоянна, то пламя тихое (как в случае ламинарногогорения), однако, если имеются флуктуации этой скорости, то генерируются звуковые волны ([22]шум).
Акустическая мощ ность подобного шума, называемого "гулом" горения.Поскольку в большинстве промышленных ГУ используется турбулентное горение газа, то его шум определяется скоростью, зависящ ей отстепени предварительного смешения газа и воздуха. В связи с э тим уровень шума пламени кинетической горелки (типа ГИК-2) нескольковыше, чем диффузионной (ГП-1), при той ж е тепловой мощ ности ГУ [2].
Это объясняется меньшей величиной скорости горениядиффузионного факела, чем гомогенного кинетического пламени.Кроме генерирования собственного шума пламя усиливается аэ родинамическим шумом, порож денным другими источниками, например,завихрением потока, связанным с его закруткой, шумом противотока и др.Механизм шумообразования в проц ессе горения довольно слож ен и мало изучен, наиболее сущ ественными при анализе зависимостейуровней шума от различных факторов являются: скорость горения, расход газа и воздуха, турбулентность воздушного потока,конструкц ия и камеры сгорания, коэ ффиц иент избытка воздуха, вид сж игаемого топлива и др.Обобщ ая полученныеданные, можно сделать следующие выводы:чем больше расход воздуха, тем выше уровень при горении;чем больше размеры пламени, тем выше уровень шума, при этом узкое длинное пламя дает[22]более низкий шум, чем широкое, т. е.
уменьшение уровня шума достигается изменением формы пламени;шум возникает при турбулентном горении, при ламинарном практически отсутствует.Проведенный анализ источников шума способствует рац иональному выбору малошумных конструкц ий ГУ.3.2 Экспериментальные исследования влияния параметра крутки воздуха в дутьевых горелках на уровень шумаВ данных условиях решение проблемы повышения э кологической безопасности нефтеперерабатывающ их производств требует отспец иалистов строго научного подхода, разработки четких обоснованных нормативов и э ффективных средств контроля, точной оц енкистепени и характера негативного влияния тех или иных техногенных факторов на состояние окруж ающ ей среды, в том числе шумовогозагрязнения.На отечественных НПЗ э ксплуатируются тысячи трубчатых технологических печей, работающ их на ж идком и газообразном топливе.
Всоставе печей применяются десятки тысяч горелочных устройств (ГУ) различной конструкц ии, являющ ихся мощ ными источникамизагрязнения воздуха и шума при их работе. При э том уровни шума в значительной мере определяются организац ией метода сж иганиятоплива, типом и компоновкой дутьевых ГУ на печных агрегатах, их тепловой мощ ностью, а такж е конструктивными факторами, т.е.формой воздушных регистров, входящ их в устройство горелок и круткой воздушного потока, определяемой ц еликом воздухоподающ имузлом дутьевой горелки. Следует отметить, чтометод сжигания топлива в вихревом (закрученном) потоке в трубчатых печах нашёл широкое применение, так как он позволяетуменьшить длину факела, а также обеспечить хорошие условия стабилизации пламени и совместить сжигание газа и мазута водном горелочном устройстве.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
