Упрощенная HTML-версия
Приложение№2. Применение горелочных устройств нового типа
167
путем разделенного по составу смеси горения и использованием ка-
тализаторов.
Решение большей части ныне существующих проблем может
быть достигнуто использованием в горелочных устройствах и ка-
мерах сгорания поверхностного горения с применением объемной
матрицы сложной формы (неплоская поверхность) с проницаемы-
ми стенками. Поверхностное горение в полости объемной матрицы
имеет ряд существенных отличий перед классическим факельным
сжиганием газа, и прежде всего — высокую пространственную од-
нородность тепловыделения и теплового излучения. При этом до
30% химической энергии переходит в излучение, что резко сни-
жает количество образующихся окислов азота по сравнению с фа-
кельным горением (из-за низкой температуры горения). Объемная
трехмерная конструкция матрицы позволяет организовать внутри
полости обратную положительную радиационную связь, что при-
водит к возрастанию температуры рабочей поверхности матрицы,
дополнительному прогреву поступающей в зону поверхностного
горения горючей смеси, т.е. обеспечивается режим «сверхадиаба-
тического» сгорания.
Предлагаемый метод сохраняет все достоинства ИК-горелок с
плоской матрицей (равномерный нагрев, малые концентрации NO
X
,
повышенный КПД) и устраняет их недостатки, а именно, увеличи-
вает удельную мощность в несколько раз, резко снижает выход CO
и других продуктов неполного сгорания, из-за определенного повы-
шения температуры горения (при которой выход NO
X
остается зна-
чительно ниже, чем при факельном горении). Кроме того, значи-
тельно расширяются пределы устойчивого горения, возможно сжи-
гание очень бедных смесей и плохо горящих смесей альтернативных
топлив.
В предлагаемых горелках с объемной матрицей по сравнению с
ИК горелками обычной конструкции с плоской матрицей содер-
жание монооксида углерода в продуктах сгорания уменьшено в 10–
20 раз, существенно (в 5 раз и более) расширена область устойчивого
горения смеси, увеличена удельная мощность с единицы выходного
сечения в горелке. По сравнению с ГОП расход топлива может быть
снижен на 20–30%. Горелки обладают повышенной устойчивостью к
порывам ветра в случае их эксплуатации на открытом воздухе.
Горелочные устройства с объемной проницаемой матрицей могут
основываться на объемных матрицах четырех категорий: