R, kg/m 2.h
3.2.2. MỎ ĐỐT LỒNG ỐNG
Mỏ đốt lồng ống thường được sử dụng trong các lò cần tập trung nhiệt để thực hiện một quá trình công nghệ, dùng nhiên liệu có nhiệt trị cao. So với mỏ đốt tự hút thì loại này có những ưu điểm sau:
- Kích thước nhỏ hơn nhiều khi có cùng một công suất.
- Ít có khả năng lửa cháy lan vào trong mỏ đốt nên phạm vi điều chỉnh công suất rộng.
- Có thể làm việc với khí đốt và không khí nhiệt độ cao do được nung trước (khi điều kiện cho phép)
- Mỏ đốt và các thể xây của lò gần mỏ đốt làm việc bền hơn do vùng cháy nằm cách xa mỏ đốt.
Tuy nhiên, mỏ đốt lồng ống cũng có nhược điểm:
- Cần có hệ số tiêu hao không khí lớn (n = 1,1 1,15); phải nung nóng trước khí đốt và không khí nếu không thì nhiệt độ cháy thực tế có thể giảm 100 2000C.
- Phải dùng quạt gió để cung cấp không khí cho mỏ đốt, phải có cơ cấu điều chỉnh sự hòa trộn khí đốt và không khí.
Mỏ đốt lồng ống thông thường có cấu tạo như trên hình 3-5.
Hình 3-5. Sơ đồ mỏ đốt lồng ống
Ở đây, ống trong dẫn khí đốt, còn ống ngoài dẫn không khí. Để đảm bảo cho nhiên liệu cháy hoàn toàn thì n = 1,1 1,15; khi cần ngọn lửa dài theo chiều dài lò thì nên có n = 1,0 1,05. Tốc độkhí đốt ra khỏi miệng mỏ đốt cầm: 80 100m/s, còn tỷ số tốc độ giữa không khí và khí đốt ở miệng ra của mỏ đốt là 1:2 hoặc 1:3. Loại mỏ đốt này dùng có hiệu quả ở các lò nung lớn dùng khí thiên nhiên. Một số thông số được trình bày trong bảng 3-4.
Bảng 3-4. Một số thông số kỹ thuật của mỏ đốt lồng ống.
TT Các thông số Khí đốt Không khí Hỗn hợp 1 - Áp suất trong ống dẫn trước mỏ đốt, mm H2O + Khí thiên nhiên + Khí lò cao 400 600 600 700 200 300 200 300 2 Tốc độ, m/s
+ Trong ống dẫn và tại miệng vào mỏ đốt
+ Bên trong mỏ đốt
+ Tại tiết diện ra khỏi mỏ đốt * Khi lưu lượng cực đại * Khi lưulượng cực tiểu
10 15 80 100 80 100 10 15 8 10 20 25 80 100 5 8 5 30 4 5
3 - Hệ số trở lực tại tiết diện ra của mỏ đốt
1,5 1,7
Để có quá trình cháy tốt hơn người ta dùng mỏ đốt lồng ống có vòng xoáy. Hình 3-6 mô tả mỏ đốt lồng ống có cánh tạo xoáy gắn trên đầu ống phun khí đốt. Tốc độ chuyển động của khí đốt khoảng 15 m/s và nếu khí đốt lò cốc thì có thể làm việc với công suất từ 6 85 m3/h.
Hình 3-6. Sơ đồ mỏ đốt lồng ống có cánh tạo xoáy
1- Đường dẫn khí đốt; 2- Đường dẫn không khí; 3- Cánh tạo xoáy
Người ta thường dùng mỏ đốt có cấu trúc đặc biệt để tạo chuyển động quay cho không khí như ở hình 3-7. Nhiên liệu có tốc độ lớn, khi vào mỏ đốt gặp dòng không khí xoáy nên bị phân nhỏ vì vậy làm cho hỗn hợp được hòa trộn tốt hơn. Loại mỏ đốt này làm việc với n = 1,1. Chiều dài ngọn lửa gấp khoảng 7 10 lần đường kính miệng ra của hỗn hợp. Tốc độ của hỗn hợp tại miệng ra khỏi mỏ đốt thường là 15 40m/s. Để tốc độ 40 m/s thì áp suất của khí đốt và không khí cần là 4,9 6,9 kN/m2.
Hình 3-7. Sơ đồ mỏ đốt lồng ống có dòng xoáy