Организация сжигания топлива - раздел Философия, ТОПЛИВО И ТЕОРИЯ ГОРЕНИЯ Сжигание Твердого Топлива В Неподвижном Слое Производится В Специальных Топка...
Сжигание твердого топлива в неподвижном слое производится в специальных топках. Топка с неподвижным слоем может быть ручкой, полумеханической или механической с цепной решеткой. Различают топки с прямым (рис. 15, а) и обратным (рис. 15, б) ходом решеток 1, приводимых в движение звездочками 2. Расход топлива, подаваемого из бункера 3, регулируется высотой установки шибера 4 (рис. 15, а) или скоростью движения дозаторов 7 (рис. 15, б). В решетках с обратным входом топливо подается на полотно забрасывателями 8 механического (рис. 15, б, в) или пневатического (рис. 15, г) типа. Мелкие фракции топлива сгорают во взевешенном состоянии, а крупные – в слое на решетке, под которую подводится воздух 9. Прогрев, воспламенение и горение топлива происходят за счет теплоты, передаваемой излучением от продуктов сгорания. Шлак 6 с помощью шлакоснимателя 5 (рис. 15, а) или под действием собственного веса (рис. 15, б) поступает в шлаковый бункер. Структура горящего слоя представлена на рис. 15, а. Область III горение кокса после зоны II подогрева поступающего топлива (зона I) расположена в центральной части решетки. Здесь же находится восстановительная зона IV.
Сжигание твердого топлива в кипящем слое может быть организовано как в топке, так и в специальном предтопке (ванне). Кипящий слой может быть высоко- или низкотемпературным. Низкотемпературным (800…900 °С) слой будет при размещении в нем поверхностей нагрева. В отличие от неподвижного слоя, где размер частиц топлива достигает 100 мм, в кипящем слое сжигается дробленый уголь с мм. В слое содержится 5 – 7 % топлива (по объему).
Рис. 15. Схемы цепных решеток и типы забрасывателей топлива.
Пример топки парового котла, в которой твердое топливо сжигается в низкотемпературном кипящем слое, приведен на рис. 16.
В зоне низкотемпературного кипящего слоя размещены перегревательные 8 и испарительные 9 поверхности нагрева. Подача топлива в слой 3 происходит сверху, а ввод воздуха – из короба 6 через колпачки (рис. 16, б), расположенные по полотну решетки. Отвод золы из слоя осуществляется по золоотводу 7. Мелкие фракции топлива сгорают во взвешенном состоянии над слоем. Передача теплоты испарительным поверхностям 2 в топке 1, перегревателю 11 и экономайзеру 10 происходит, как в барабанном котле.
Для обеспечения надежности циркуляции среды в испарительных поверхностях 9, расположенных в слое, используется циркуляционный насос 5.
Факельный способ сжигания твердого топлива производится преимущественно в мощных энергетических котлах. Для сжигания в факеле размолотое до пылевидного состояния и предварительно подсушенное твердое топливо подают с частью воздуха (первичного) через горелки в топку. Остальную часть воздуха (вторичный) вводят в зону горения чаще всего через те же горелки или через специальные сопла. В топке пылевидное топливо горит во взвешенном состоянии в системе взаимодействующих газовоздушных потоков, перемещающихся в ее объеме. При большем измельчении топлива значительно возрастает площадь реагирующей поверхности, а следовательно, химических реакций горения.
По условиям смесеобразования в горящем факеле топочная камера может быть разделена на две зоны. В качестве критерия такого разделения предлагается структура поля скоростей в топочной камере. В первой зоне поле скоростей имеет значительные локальные неравномерности, что обусловлено горением несмешивающихся факелов отдельных горелок. Во второй зоне эти неравномерности незначительны, что объясняется накладкой факелов отдельных горелок, их взаимодействием (рис. 17).
Рис. 17. Взаимодействие факелов в горизонтальной топке котла
Тепловое напряжение топочного объема связано с тепловым напряжением отдельной горелки. Объем горящего факела
, (89)
где Sф − поперечное сечение факела; lф − его длина, wсм− скорость топливовоздушной смеси. Так как S ~ B, а lа ~ Вm , то
, (90)
а тепловое напряжение факела
~ . (91)
Отсюда следует, что тепловое напряжение факела отдельной горелки уменьшается при прочих равных условиях пропорционально производительности горелки в степени m. Увеличение скорости wсм приводит к повышению qvф. Распространяя эти положения на топку в целом, можно сказать, что при увеличении мощности топочного устройства для сохранения его экономичности и надежности необходимо уменьшать qv при соответствующем увеличении qF. Это положение справедливо при сохранении вида и характеристик сжигаемого топлива. При переходе на сжигание другого топлива необходимо уменьшать qv, если у него большое время индукции τинд, и можно увеличивать qv при меньшем τинд замещающего топлива. Так, при переходе с твердого топлива на газообразное qv может быть увеличено в 3...4 раза без конструктивных изменений топки, мощность топки при этом возрастает на 30...50 % без ухудшения ее надежности и экономичности горения.
Надежность топочной камеры зависит также от местоположения максимума тепловыделения. Известно, что около 80...90 % топлива выгорает примерно на 50 % длины факела, т. е. максимальные тепловые потоки находятся в первой смесеобразовательной зоне топки. Допустимое значение локальных тепловых потоков определяется максимальной допустимой температурой металла экранных поверхностей топки, солесодержанием циркулирующей в экранах смеси (энтальпией среды в прямоточных и СКД-котлах) и скоростью ее движения. Следует отметить также, что с ростом локальных тепловых потоков возрастает генерация NOx [4]. В любом случае снижение локальных тепловых потоков, равномерное распределение тепловыделения факела по длине (высоте) топки способствуют более надежной ее работе. Наилучшим с этой точки зрения является прямоточный факел, но при его использовании возрастают габариты топки. Применение вихревых горелок позволяет уменьшить длину факела lф и размеры топочной камеры, однако при этом увеличивается qF, а зона максимального тепловыделения приближается к устью горелки. При сжигании мазута она располагается на расстоянии около 0,3 lф от устья горелки и 0,15 lф − при сжигании газа. Центр зоны максимального тепловыделения факела ортогонально проецируется на экранные поверхности, а радиус максимальных тепловых потоков на экраны может быть определен из выражения
, (92)
где В − производительность горелки, т/ч.
При установке вихревых горелок возрастает интенсивность перемешивания в первой зоне топки. Одной из задач топочного устройства является поддержание этой интенсивности по всей длине (высоте) топки. В значительной мере это достигается компоновкой горелок и конструкцией топочной камеры.
Другим фактором, оказывающим влияние на процессы смесеобразования в топочном устройстве под разрежением, являются неорганизованные присосы воздуха. Присосы в топке достигают 10…15 % (Δα = 0,1…0,15), а по всему тракту котла − до 30...45 %. Подача организованного воздуха через горелки уменьшается вследствие наличия присосов, смесеобразование ухудшается, так как присосный воздух в горении участвует неэффективно. К тому же наличие присосного воздуха снижает резервы по тяге дымососов, вследствие чего даже при незначительных загрязнениях поверхностей нагрева возникает недостаток тяги, что отрицательно сказывается на работе топки. При избытке воздуха на выходе из топки αт = 1,02…1,03 и присосах в топку Δαт = 0,1…0,13 подача организованного воздуха снижается до α 0,9, что нарушает нормальную работу горелок, приводит к росту длины факела и повышенному сажеобразованию. Поэтому снижать организованную подачу воздуха ниже α = 0,97…1,0 не рекомендуется, т. е. надежное и экономичное горение в топках котлов может быть обеспечено только при хорошем уплотнении топки и газового тракта.
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования... СЕВЕРО ЗАПАДНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЗАОЧНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ... Кафедра теплотехники и теплоэнергетики...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Организация сжигания топлива
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Характеристики мазута
Наименование
Состав рабочей массы, %
Теплота сгорания, МДж/кг
Wр
Ap
Элементарный состав топлива
Состав твердого и жидкого топлив характеризуется содержанием о нем отдельных химических элементов, а также золы и влаги. Рабочей массой топлива называется состав топлива, с которым оно поступает к
Характеристики органических топлив
Все топлива характеризуются определенными показателями качества, например по ГОСТ 4.19, ГОСТ 13674, ГОСТ 26098, ГОСТ 10585, ГОСТ 5542. Основные из показателей рассмотрены ниже.
Стехиометрические соотношения горения топлива
Горючие элементы топлива вступают в химическую реакцию с кислородом в определенном соотношении. Расход кислорода (а значит и воздуха) и количество образующихся продуктов сгорания определяются на ос
Для сжигания топлива
Количество воздуха, расходуемого для сжигания топлива, определяется по количеству потребляемого для этого кислорода. Состав воздуха при расчетах горения обычно задается основными компонентами – азо
Коэффициент избытка воздуха
В общем виде значение коэффициента избытка воздуха было записано формулой (11).
Численное значение коэффициента избытка воздуха рассчитывается обычно по данным газового ана
Анализ уравнения теплового баланса
В процессе горения химически связанная энергия топлива преобразуется в физическую теплоту продуктов сгорания, используемую в различных тепловых процессах и установках.
В об
Тепловые характеристики продуктов сгорания
Энтальпией продуктов сгорания называют количество теплоты, которое содержится при постоянном давлении в газах, образовавшихся от сгорания 1 кг (1 м3) топлива, при нагрева
Параметры смесей и химические реакции
Газообразное топливо, пары жидкого топлива, воздух, продукты сгорания топлива состоят из различных химических компонентов, образующих газовую смесь. Состояние однокомпонентного газа определяется дв
Химическое равновесие
Как уже указывалось, химические реакции идут в обе стороны с одновременным образованием конечных продуктов и исходных веществ. Если процесс химического реагирования длится достаточно долго, то межд
Закон Аррениуса
Константа скорости элементарной реакции при постоянных концентрациях реагирующих веществ зависит от температуры но закону Аррениуса
Влияние давления и состава смеси на скорость реакции
Существует классификация газовых реакций в зависимости oт вида молекул, вступающих в реакцию: мономолекулярные реакции, в которых реагирует один вид молекул, давая при этом одну или
Воспламенение и горение частицы топлива
Горение частицы пылевидного топлива. Примем следующую модель процесса: реагирование протекает на поверхности частицы топлива сферической формы; частица в газовой среде движется вме
Смессообразование
Смесеобразование жидкого и газообразного топлива необходимо изучить, используя [1]. Смешение твердого топлива с воздухом производится различными способами в зависимости от метода сжигания: в плотно
Горение твердого топлива
В неподвижном слое куски топлива не перемещаются относительно решетки, под которую подается необходимый для горения воздух (рис. 6, а). Горение топлива в неподвижном слое происходит поэтапно. Топли
Образование оксдов азота при горении
В результате хозяйственной деятельности человека в атмосферу Земли выбрасывается значительное количество вредных веществ: золы, оксидов серы, углерода, азота. Наибольшей токсичнос
Подготовка топлива к сжиганию
Подготовка к сжиганию жидкого и газообразного топлива достаточно подробно рассмотрена в учебном пособии [1], его и следует использовать при изучении данного раздела. Подготовка к сжиганию твердого
Горелки для пылевидного топлива
В большинстве систем пылеприготовления транспортирование топлива в топку осуществляется первичным воздухом, являющимся только частью общего количества воздуха, необходимого для процесса горения. По
Форсунки для сжигания жидкого топлива
Существует два способа распределения жидкого топлива в окислителе: 1) подготовка топливовоздушной монодисперсной эмульсии (первичная смесь) и раздача ее струями в движущийся поток в
Горелки для сжигания газа
К горелкам для сжигания газа предъявляются следующие требования:
· создание условий для полного сгорания газа с минимальным избытком воздуха и выходом вредных веществ в п
Размещение горелок и работа топочных устройств
Для котлов с горизонтальной ориентацией топки наиболее характерной является фронтовая компоновка горелок на передней стенке. С точки зрения надежности наилучшим вариантом является у
Глоссарий
1. Битум (от лат. Bitumen – горная смола, асфальт) – общее название органических веществ, состоящих из углеводородов и их производных. Природные битумы входят в состав нефти, камен
ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
Лабораторные работы проводятся на стендах, монтаж схем и оборудование которых производится с учетом следующих государственных стандартов С
IV. Порядок выполнения работы
1. Ознакомиться с лабораторной установкой, правилами включения сушильного шкафа, автоматического потенциометра, работой с весами.
2. Записать технические характеристики основного оборудова
II. Основные теоретические положения
Зола представляет собой твердый минеральный остаток после сжигания топлива и состоит из топочных шлаков и летучей золы, покидающей топочное устройство с дымовыми газами. Состав шлаков и золы, опред
IV. Порядок выполнения работы
1. Ознакомиться с лабораторной установкой, порядком включения муфельной печи, установки и выемки из печи тигля, работы с весами.
2. Записать технические характеристики осно
П. Основные теоретические положения
Выход летучих V является одной из важнейших характеристик твердого топлива, от него зависят условия воспламенения и характер горения топлива. Летучие − это газообразные
IV. Порядок выполнения работы
1. Ознакомиться с лабораторной установкой, правилами проведения работы: включения муфельной печи, установки в ней заданной температуры, установки в печь и выемки тигля, работы с вес
II. Основные теоретические положения
Теплота сгорания − одна из основных тепловых характеристик органического топлива. Теплотой сгорания называют теплоту, которая выделяется при полном сгорании единицы мас
IV. Порядок выполнения работы
1. Ознакомиться с устройством калориметра, бомбы, пресса и лабораторной установкой в целом.
2. Записать технические характеристики оборудования и метрологические характерис
Форма 4
Период
Запись отсчетов по термометру
Данные для расчета
номера наблюдений
показания по шка
II. Основные теоретические положения
При сжигании сернистых топлив температура точки росы продуктов сгорания может быть намного выше точки росы, определяемой парциальным давлением водяных паров в дымовых газах. Это превышение обусловл
IV. Порядок выполнения работы
1. Ознакомиться с лабораторной установкой, порядком включения муфельной печи и установления заданной температуры в ней, установки и выемки из печи тигля, работы с весами.
2. Записать техни
Форма 5
№ п/п
Масса навески
топлива m, г
Масса пустого
тигля g1, г
Масса тигля с осадком
после контрольного
взвешивания g
II. Основные теоретические положения
Под анализом дымовых газов понимается определение в них процентного содержания (по объему) всех компонентов (полный газовый анализ) и отдельных компонентов: СО2, SО2
IV. Порядок выполнения работы
1. Ознакомиться с лабораторной установкой. Записать основные технические и метрологические характеристики блоков и хроматографа в целом.
2. Произвести осмотр хроматографа и
Порядок работы калориметра с регистратором
1. Провести подготовку к эксперименту в соответствии с пп. 1...7 раздела IV работы 4.
2. Собрать электрическую схему регистратора (по указанию преподавателя).
3. У
Практических занятий
В соответствии с Государственным образовательным стандартом специалисты, выпускники теплоэнергетических специальностей вузов, должны не только понимать физику процессов, происходящи
Итоговый контроль
Экзаменационные вопросы
1. Перечислите виды энергетического топлива, приведите их классификацию.
2. Стехиометрические соотношения горения топлива.
3. Конс
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
мм. В слое содержится 5 – 7 % топлива (по объему).
связано с тепловым напряжением отдельной горелки. Объем горящего факела
, (89)
, (90)
~ 
. (91)
, (92)
0,9, что нарушает нормальную работу горелок, приводит к росту длины факела и повышенному сажеобразованию. Поэтому снижать организованную подачу воздуха ниже α = 0,97…1,0 не рекомендуется, т. е. надежное и экономичное горение в топках котлов может быть обеспечено только при хорошем уплотнении топки и газового тракта.
Новости и инфо для студентов