Testarea arzatorului cu flacara plata

TESTAREA ARZATORULUI CU FLACARA PLATA

Testarea prototipului arzatorului modernizat cu flacara plata,de tip ICEM, la funtionarea cu combustibil gaz de cocserie a avut drept principal scop confirmarea rezultatelor obtinute la functionarea cu combustibil gaze naturale,efectuarea reglajelor si verificarea comprtarii arzatorului modernizat in conditiile specifice gazului ide cocsrie(putere calorifica mai mica,variatii semnificative ale presiunii in retea a combustibilului).

1 Metodologia de experimentare

In cadrul experimentarii prototipului arzatorului modernizat s-au efectuat reglaje si s-au determinat principalii parametric ce caracterizeaza noile conditii de functionare.

Obiectivele principale vizate in cadrul experimentarii arzatorului au fost:

-verificarea satisfacerii conditiilor de aprindere a arzatorului;

-ridicarea curbei caracteristice conditiilor de aprindere a arzatorului;

-ridicarea curbei caracteristice a debitului de combustibil,=,unde:

. -este debitul de combustibil al arzatorului (N/h);

pc -este presiunea combustibilului la intrare in corpul arzatorului (mmCA);

-ridicarea curbei caracteristice a debitului de aer de combustie,Da=f (pa),unde:

.Da-este debitul de aer de combustie (N/h);

. pa-este presiunea aerului de combustie la intrare in corpul arzatorului(mmCA);

-determinarea  si verificarea debitului nominal de combustibil ();

-determinarea presiunii nominale de combustibil(), a presiunii mxime() si a presiunii minime ();

-stabilirea domeniului de reglaj al arzatorului,

D=/

-verificarea conditiilor de stabilitate a flacarii pe intreg domeniul de reglaj;

-determinarea caracteristicilor geometrice ale flacarii(dimeniuni),aspect;

-determinarea compozitiei gazelor de ardere in incinta standului(% ; %CO; % ).

In vederea determinarii parametrilor functionali ai prototipului arzatorului modernizat,in cadrul experimentarii au fost amenajate punctele de masurare prezentate in figura 5.

(A)-priza pentru masurarea presiunii combustibilului la intrarea in corpul arzatorului;

(B)-priza pentru masurarea presiunii combustibilului in reteaua de alimentare;

(C)-priza pentru masurarea debitului de combustibil;

(D)-priza pentru masurarea presiunii aerului de combustie la intrarea in corpul arzatorului;

(E)-priza pentru masurarea presiunii aerului de combustie in reteaua de alimentare;

(F)-priza pentru masurarea debitului de aer de combustie;

(G),(H)-puncte pentru determinarea caracteristicilor geometrice ale flacarii  si pentru analizele chimice a gazelor de ardere.

Figura 5.Schema amplasarii punctelor de masura

2.Aparatura utilizata

Pentru experimentarea prototipului arzatorului cu flacara plata modernizat a fost utilizata urmatoarea aparatura:

a. Debite (aer de combustie si combustibil)

- diafragme de masura tip Kent,dotate cu manometre diferentiale de presiune,tip U, cu apa, avand domeniul de masura 0-500 mmCA, cu precizia ±1 mm CA.

Desenele de executie ale diafragmelor utilizate la masurarea debitelor fluidelor energetice au fost prezentate in cap.2.

b. Presiuni

- aer de combustie

. manometru diferential tip U,cu apa, cu domeniul de masura 0-500 mm CA si precizia  ± 1 mmCA,montat la intrare in corpul arzatorului,dupa ultimul element de reglaj;

. manometru tip Bourdon cu domeniul de masura 0-2 bar,clasa de precizie 2,5 STAS 3589-78 (in reteaua de alimentare).

-combustibilul

. manometru diferential tip U,cu apa,domemiul de masura 0-500 mmCA si precizia ±  1mm CA,montat la intrare in corpul arzatorului,dupa ultimul element de reglaj.

.manometru tip Bourdon cu domeniul de masura 0d-2 bar, clasa de precizie 2,5, STAS 3589-78 (in reteaua de alimentare)

Referat: Ferastrau circular cu masa mobila Referat: Criterii pentru aprecierea rezistentei la foc

c. Compozitia gazelor arse

- analizor automat analogic tip TESTO 330.

3.Rezultatele experimentelor si interpretarea lor

Experimentarea prototipului arzatorului cu flacara plata modernizat a avut ca obiectiv initial stabilirea variantelor finale(optime) a diuzei,a piesei de turbionare si a prelungitorului stabilizatorului.Testarile successive ale diferitelor variante constructive au condos pe baza studiului experimental al influentei acestora asupra caracteristicilor flacarii la urmatoarele variante finale:

-varianta IV pentru diuza,avand ajutajele inclinate cu 30° fata de axa longitudinala a diuzei si cu 30° fata de planul longitudinal de simetrie al diuzei;aceasta varianta de diuza asigura atat uniformitatea maxima a flacarii cat si tendinta maxima de aplatizare a acesteia(flacara plata);

-piesa de turbionare prevazuta cu 6 nervuri;influenta acestui reper asupra caracteristicilor flacarii este minima,situatie care a impus varianta optima a piesei de turbionare cu 6 nervuri pe baza criteriului-facilitate constructive;

-prelungitorul stabilizatorului cu lungimea de 160 mm;celelalte variante dimensionale ale acestui reper introduce neuniformitati sensibile ale flacarii si afecteaza negativ calitatea arderii.

In tabelul 1 sunt prezentate rezultatele experimentale necesare ridicarii curbei caracteristice a debitului de combustibil a prototipului arzatorului modernizat,Dc=f(pc),unde :

-Dc-este debitul de combustibil(gaze naturale) al arzatorului (N/h);

-pc-este presiunea combutibilului la intrare in corpul arzatorului(mmCA);

--este caderea de presiune pe diafragma de masura a debitului de combustibil.

Curba caracteristica a debitului de ombustibil al prototipului arzatorului modernizat ridicat pe baza datelor din tabelul1 este prezentata in figura 6.

Rezultatele experimentale necesare ridicarii curbei caracteristice a aerului de combustie,

Da=f (pa),sunt prezentate in tabelul 2,unde:

-Da-este debitul aerului de combustie(N/h);

-pa-este presiunea combustibilului la intrare in corpul arzatorului(mmCA);

--este caderea de presiune pe diafragma de masura a debitului aerului de combustie;

--este presiunea aerului de combustie in reteaua de alimentare.

In figura 7 este prezentata curba caracteristica a aerului de combustie a prototipului arzatorului modernizat,ridicata pe baza datelor din tabelul 2.

Tabelul 1-Rezultatele masuratorilor termotehnice necesare ridicarii curbei caracteristice a debitului de combustibil a prototipului arzatorului modernizat

Figura 6.Curba caracteristica a debitului de combustibil(gazed cocserie) a prototipului arzatorului modernizat Dc=f (pc)

Tabelul 2-Rezultatele masuratorilor termotehnice necesare ridicarii curbei caracteristice a debitului de aer de combustie a prototipului arzatorului modernizat

Verificarea conditiilor de aprindere si de stabilitate a flacarii  fost facuta atat la rece cat si la cald pe intreg domeniul de reglaj al prototipului arzatorului cu flacara plata modernizat.In urma acestor testari s-au constatat urmatoarele:

-prototipul arzatorului cu flacara plata modernizat prezinta o aprindere sigura;

-flacara are o buna stabilitate pe intreg domeniul de reglaj,fiind bine organizata,fara tendinte de rupere.

-inaltimea(lungimea) (L) a flacarii variaza in domeniul 50-600 mm.

-diametrul flacarii in zona de maxima dimensiune(d),variaza in domeniul 400-1600 mm;

-pe intreg domeniul de reglaj sunt asigurate caracteristicile flacarii plate(d>L), astfel incat flacara are tendinta evidenta de aplatizare.Forma flacarii pe intreg domeniul de reglaj al prototipului arzatorului este prezentata in figura 8.

Figura 8.Forma flacarii asigurate de prototipul arzatorului cu flacara plata,modernizat

Analizele gazelor arse efectuate la diferite regimuri de functionare ale prototipului arzatorului cu flacara plata modernizat si prezentate in tabelul 3 reliefeaza o ardere completa pe intreg domeniul de reglaj(CO=30 ppm-350 ppm) pentru coeficienti ai excesului de aer in limitele 1,04-1,1

Este util de mentionat si nivelul scazut de  in gazele arse(10-43 ppm),deci prototipul arzatorului cu flacara plata modernizat satisface implicit si conditiile ecologice.

Presiunea de furnizare(in retea) a gazului de cocserie a variat in perioada experimentarii prototipului arzatorului modernizat,in gama 700-1250 mmCA (variatiile maxime ale acestui parametru situindu-se in gama:600-2000 mmCA).Arzatorul modernizat a avut o buna functionare si la aceste variatii,in conditiile in care au fost asigurate reglajele corespunzatoare ale aerului de combustie.

Particularitatile gazului de cocserie ca gaz combustibil(continuturi variabile de gudron,naftalina,fenoli,epurare incomplete a arzatoarelor si a instalatiei de ardere.In perioada experimentarilor,acumularile de umiditate in coturile verticale ale traseului au condus la o scadere progresiva a presiunii combustibilului la arzator,ceea ce a necesitat eliminarea periodica a acestor acumulari.Compozitia si calculul arderii gazului de cocsrie sunt prezentate in anexa.