ТОПЛИВО И ТЕОРИЯ ГОРЕНИЯ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«СЕВЕРО-ЗАПАДНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЗАОЧНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра теплотехники и теплоэнергетики

 

 

ТОПЛИВО И ТЕОРИЯ ГОРЕНИЯ

  УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС  

ИНФОРМАЦИЯ О ДИСЦИПЛИНЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ

 

Дисциплина «Топливо и теория горения» изучается студентами специальностей 140101.65 и 140104.65 всех форм обучения. Она включает в себя следующие разделы:

- топливо: виды, состав, характеристики;

- материальный и тепловой балансы горения;

- теоретические основы топочных процессов;

- сжигание топлива;

- горелочные устройства.

Цель изучения дисциплины - приобретение студентом знаний по теории горения органических топлив и навыков по их практическому применению при организации топочных процессов.

Задачи изучения дисциплины - твердое владение информацией о топливно-энергетическом балансе Российской Федерации, роли различных видов энергетического топлива в народном хозяйстве, умение выполнять основные технологические расчеты процесса горения, выбирать способы наиболее эффективного и экономного использования горючих и тепловых ресурсов, внедрять их на производстве в процессе практической деятельности.

В результате изучения дисциплины студент должен овладеть основами знаний на нескольких уровнях.

Иметь представление:

- о роли органического топлива как первичного источника тепловой энергии;

- о значении полученных при изучении данной дисциплины знаний и умений для проектирования, наладки и эксплуатации топливосжигающих установок.

Знать:

- виды органических топлив, их состав и характеристики;

- методики составления материальных и тепловых балансов процесса горения различных топлив;

- основные законы химической термодинамики и кинетики горения;

- механизм и условия самовоспламенения, устойчивого и неустойчивого горения;

- механизмы и условия образования различных оксидов азота при горении органического топлива;

- процессы турбулентной диффузии и массопереноса при горении;

- основные положения аэродинамики топочных струй и кипящего слоя;

- методы подготовки и сжигания твердого топлива;

- методы подготовки и сжигания жидкого топлива;

- методы подготовки и сжигания газообразного топлива.

Уметь:

- выполнять расчеты характеристик смесей различных топлив;

- составлять тепловой и материальный балансы процессов горения для всех видов топлива;

- определять расчетным путем температуры горения;

- выполнять расчеты количества воздуха (в том числе и обогащенного кислородом), необходимого для сжигания заданного топлива, и объемы образующихся при этом дымовых газов;

- составлять схемы топливного хозяйства для каждого вида топлива;

- рассчитывать и выбирать необходимое оборудование для топливного хозяйства.

Владеть:

- навыками экспериментальных и расчетных методов определения рабочих характеристик различных органических топлив и смесей топлив;

- методиками составления балансов процесса горения любого вида топлива;

- суммой знаний по организации сжигания органических топлив в топливосжигающих установках предприятий.

Место дисциплины в учебном процессе. Дисциплина базируется на знаниях, полученных при изучении курсов высшей математики, физики, химии, технической термодинамики и тепломассообмена.

Знания, полученные при изучении данной дисциплины, используются в специальных курсах: «Котельные установки и парогенераторы», «Источники и системы теплоснабжения промпредприятий», «Энергоиспользование в энергетике и технологии», «Технологические энергоносители предприятий», «Энергоснабжение», «Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях», «Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии»», «Тепловые и атомные электростанции», «Тепломеханическое и вспомогательное оборудование электростанций».

Большую часть курса студенты изучают самостоятельно (см. табл. 1), используя рекомендованную литературу и консультации (очные и заочные) преподавателя.

При изучении курса рекомендуется составлять конспект по всем рассматриваемым вопросам. Это не только позволяет глубже изучать материалы, но и прививает необходимые навыки творческого отношения к своей специальности.

При возникновении вопросов или неясностей в ходе освоения материала рекомендуется обратиться за консультацией на кафедру.

После изучения материала курса студенту следует выполнить практические работы, шесть лабораторных и одну контрольную работу.

Структура изучения дисциплины показана на рис. 1.

 

 

 

Рис. 1. Структура изучения дисциплины «Топливо и теория горения».

 

Лабораторные работы 4 и 6 являются учебно-исследовательскими (УИРС). Они выполняются на оборудовании современного типа с использованием информационных устройств и позволяют проводить анализ качеств исследуемых топлив и состава продуктов сгорания в сравнении с их нормативными характеристиками.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ

 

Содержание дисциплины по видам учебной работы и ее объем (в часах) в зависимости от формы обучения студентов представлены в табл. 1.

 

Таблица 1

 

Объем дисциплины и виды учебной работы

   

Перечень видов практических занятий и контроля

- Тесты (по разделам);

- одна контрольная работа;

- практические занятия;

- лабораторные работы;

- экзамен.

 

РАБОЧИЕ УЧЕБНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

(объем дисциплины 100 часов)

Введение

(4 часа)

[2], c. 7 …13

 

Современное состояние и перспективы развития топливно-энергетического комплекса Российской Федерации.

Значение огнетехнических процессов в промышленности. Роль отечественных ученых в развитии теории и практики горения топлива; задачи и содержание дисциплины, ее роль в формировании инженера-теплоэнергетика.

Раздел 1. Топливо: виды, состав, характеристики(25 часов)

[2], с. 13…27; c. 7…13

 

Виды топлива, их классификация. Свойства основных видов энергетического топлива. Твердое топливо: каменные угли, горючие сланцы, прочие виды твердого топлива. Нефть, ее термическая переработка. Физико-химические свойства мазутов, их маркировка. Искусственное жидкое топливо. Естественные (природные) горючие газы; их характеристика, происхождение, добыча, транспортировка и хранение. Искусственные горючие газы; способы получения и характеристика. Горючие газы - вторичные продукты производства: доменный, коксовый газы и др. Элементарный состав топлива. Влага топлива. Минеральные примеси. Выход летучих веществ, образование кокса. Теплота сгорания топлива (высшая, низшая, аналитическая). Расчетный и экспериментальный способы определения теплоты сгорания топлива. Пересчет элементарного состава топлива. Условное топливо.

Характеристики топлив вновь разрабатываемых месторождений.

 

 

Раздел 2. Материальный и тепловой балансы процесса горения топлива

(14 часов)

[2], c. 27…65; [3], c. 45 …55; [6], с.13…21

 

Основные термохимические уравнения горения элементов топлива. Материальный баланс процесса горения. Коэффициенты расхода (избытка) воздуха. Определение расхода кислорода и воздуха. Состав продуктов сгорания. Экспериментальное определение состава продуктов сгорания. Определение расхода воздуха по составу продуктов сгорания. Основное уравнение горения. Уравнение неполного горения.

Тепловой баланс процесса горения. Энтальпия воздуха и продуктов сгорания. Диаграмма энтальпия - температура. Явление диссоциации продуктов сгорания. Теоретическая и действительная температура горения.

 

 

Раздел 3. Теоретические основы топочных процессов (25 часов)

[3], c. 6…55, 73…83; [4]; [5], c. 28…33, 76…82, 128…148;

[6], c. 63…65, 87…91, 96, 100, 123, 124

 

Основное понятие кинетики реакции горения. Гомогенное и гетерогенное горения. Энергетика химических связей и теплота сгорания топлива. Скорость реакции горения. Константы равновесия реакции горения и газификация. Понятие о цепных реакциях. Зависимость реакции от температуры, давления, состава горючей смеси.

Самовоспламенение и воспламенение горючей смеси. Пределы воспламенения и их зависимость от различных факторов. Механизмы образования оксидов азота.

Смесеобразование, молекулярная и турбулентная диффузия в потоках. Перенос вещества при горении. Кинетическая, диффузионная и промежуточная области реагирования.

Распространение пламени в газовоздушных смесях.

 

 

Раздел 4. Сжигание топлива (16 часов)

[1], c. 33…83, [3], c. 88…125, 152…219

 

Методы сжигания газов. Диффузионное и кинетическое горение. Ламинарный и турбулентный факелы. Предельные случаи горения: срыв, отрыв, проскок пламени. Стабилизации горения. Тепловые напряжения объема горения газов. Термическое разложение углеводородов в процессе горения. Излучение газового факела.

Организация сжигания жидкого топлива. Основные стадии процесса. Факельное сжигание жидкого топлива. Влияние физико-химических и аэродинамических факторов на процесс горения. Интенсификация сжигания жидкого топлива.

Способы организации сжигания твердого топлива. Стадии горения и газификации. Горение углерода. Тепловой режим горения твердого топлива. Горение в слое. Факельный способ сжигания угольной пыли. Пути интенсификации сжигания твердого топлива.

 

 

Раздел 5. Горелочные устройства(14 часов)

[1], c. 50…58, 83…106, 109…116

 

Прямоточные и завихривающие горелки, классификация завихривающих горелок; горелки для сжигания твердого пылевидного топлива, устройства для подачи кускового и дробленого твердого топлива; форсунки для сжигания жидкого топлива; горелки для газообразного топлива; работа газомазутных топочных устройств.

 

Заключение(2 часа)

 

Перспективы использования низкосортных углей; особенности использования горючих отходов основного производства; сжигание низкокалорийных газов; прогрессивные экологичные способы сжигания органических топлив.

 

ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ДИСЦИПЛИНЫ

 

Тематический план дисциплины “Топливо и теория горения” для студентов очно-заочной формы обучения представлен в табл. 2.

 

Таблица 2

Тематический план дисциплины для студентов

Очно-заочной формы обучения

Тематический план дисциплины «Топливо и теория горения» для студентов заочной формы обучения представлен в табл. 3.   Таблица 3

Тематический план дисциплины для студентов заочной формы обучения

№ п/п

Название раздела, темы

Кол-во часов дневной формы

Время (часов) по видам занятий

Контроль

Лекции

ПЗ

ЛР

Самостоят. работа

Тесты

Контр. работа

ПЗ(С)

ЛР

Аудит.

ДОТ

Аудит.

ДОТ

Аудит.

ДОТ

ОТД

Т- 1…5

КР -1

ПЗ-1…4

ЛР-1…6

Введение

Топливо: виды, состав, характеристики

Т-1

КР-1

ПЗ-1

ЛР-1…5

1.1

Виды и свойства органических топлив

ЛР – 1…3

1.2

Элементарный состав топлива

ПЗ-1-2

1.3

Характеристики органических топлив

ПЗ-1-3

ЛР 4, 5

Материальный и тепловой балансы процесса горения топлива

T-2

КР-1

ПЗ-2

2.1

Материальный баланс процесса горения

ПЗ-2-1

2.2

Тепловой баланс процесса горения

ПЗ-2-2

Теоретические основы топочных процессов

Т-3

ПЗ-3

ЛР-6

3.1

Основные понятия кинетики реакций горения

ПЗ-3-1

3.2

Воспламенение и горение частицы топлива

ПЗ-3-2

3.3

Смесеобразование и горение

3.4

Образование оксидов азота при горении

ПЗ-3-4

ЛР-6

Сжигание топлива

Т-4

ПЗ-4

4.1

Подготовка топлива к сжиганию

4.2

Организация сжигания топлива

ПЗ-4-2

Горелочные устройства

Т-5

5.1

Классификация и конструкции горелок

5.2

Размещение горелок и работа топочных устройств

Заключение

Усл. обозначения – см. табл. 2.

 

СТРУКТУРНО-ЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ДИСЦИПЛИНЫ

ВРЕМЕННОЙ ГРАФИК ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ИНФОРМАЦИОННО-КОММУНИКАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

№№ п/п	Наименование раздела	Продолжительность изучения раздела (темы) из расчета 4 часа в день
	Введение
	Топливо: виды, состав, характеристики
	Материальный и тепловой баланс процесса горения топлива
	Теоретические основы топочных процессов
	Сжигание топлива
	Горелочные устройства
	Заключение
Итого	25 дн

ПРАКТИЧЕСКИЙ БЛОК

Перечень лабораторных работ

 

Номер и название раздела (темы)	Наименования лабораторных работ	Кол-во часов для форм обучения
очная	очно-заочная	заочная
1. Топливо: виды, состав, характеристики	Работа 1. Определение влажности топлива			0,5
Работа 2. Определение зольности топлива			0,5
Работа 3. Определение выхода летучих из топлива			0,5
Работа 4. Определение теплоты сгорания топлива			0,5
Работа 5. Определение содержания серы в топливе (метод «смыва бомбы»)
3. Теоретические основы топочных процессов	Работа 6. Анализ дымовых газов

 

 

Перечень практических занятий

    2.6. БАЛЛЬНО-РЕЙТИНГОВАЯ СИСТЕМА ОЦЕНКИ ЗНАНИЙ

ИНФОРМАЦИОННЫЕ РЕСУРСЫ

ДИСЦИПЛИНЫ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Основной. 1. Назмеев Ю.Г. Системы топливоподачи и пылеприготовления ТЭС: справ. пособие/… 2. Белосельский Б.С. Технология топлива и энергетических масел: учебник для вузов/ Б.С. Белосельский. – Изд. 2-е, доп.…

ОПОРНЫЙ КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

 

Введение

 

В1. Состояние и перспективы развития топливно-энергетического комплекса Российской Федерации

 

Россия располагает значительными разрабатываемыми и разведанными запасами первичных энергетических ресурсов и мощным топливно-энергетическим комплексом (ТЭК), который является основой стабильного состояния и дальнейшего развития народного хозяйства, а также одним из инструментов проведения внутренней и внешней политики.

В период 1990…2000 гг., несмотря на снижение добычи первичных энергетических ресурсов (угля, нефти, газа), российский ТЭК в основном обеспечивал потребности страны в топливе и энергии, сохранив тем самым энергетическую независимость России. В настоящее время преодолена тенденция спада и начался рост добычи газа, нефти и угля, производства электроэнергии, объема и глубины переработки нефти. В ближайшей перспективе ожидается увеличение внутреннего потребления и экспорта первичных топливно-энергетических ресурсов, а также увеличение их производства (рис. 2).

Динамика производства ТЭР обусловлена необходимыми объемами и стоимостью работ по приросту их разведанных запасов, ценой каждого вида топлива на внутреннем и внешнем рынках, а главное – зависимостью стоимости их производства от масштабов развития основных топливных баз.

 

 

Рис. 2. Производство и потребление топливно-энергетических ресурсов

Основой внутреннего спроса на топливно-энергетические ресурсы при всех вариантах останется природный газ. При этом его доля в расходной части баланса первичных энергоресурсов снизится с 50 % в настоящее время до 45 − 46 % в 2020 году.

На жидкое топливо (нефть и нефтепродукты) будет приходиться в течение рассматриваемой перспективы 20 – 22 %, а на твердое топливо - 19 – 20 %. Достаточно стабильным будет внутренний спрос и на нетопливные энергоресурсы (электроэнергию и теплоту гидро- и атомных электростанций и возобновляемых источников энергии).

В предстоящий период наиболее динамично будет расти потребление моторного топлива - на 15 - 26 % к 2010 году и на 33 - 55 % к 2020 году. При этом в качестве моторного топлива в предстоящий период будут также использоваться сжиженный и сжатый природный газ. Прогнозируется также, что в мобильной энергетике к 2020 году начнется распространение электрических и водородных двигателей, а также применение топливных элементов.

Оптимизация топливно-энергетического баланса страны определила следующие задачи в области энергообеспечения народного хозяйства России и развития отраслей ТЭК:

- увеличение производства первичных энергоресурсов с 1418 млн тут в 2000 году (1515 млн тут в 2002 году) до 1700 - 1820 млн тут в 2010 году и до 1810 - 2030 млн тут в 2020 году;

- рост выработки электроэнергии с 878 млрд кВт·ч в 2000 году (892 млрд кВт·ч в 2002 году) до 1015 - 1070 млрд кВт·ч в 2010 году и до 1215 - 1365 млрд кВт·ч в 2020 году;

- увеличение добычи нефти с 324 млн т в 2000 году (379 млн т в 2002 году) до 445 - 490 млн т в 2010 году и до 450 - 520 млн т в 2020 году;

- рост производства моторных топлив с 83 млн т в 2000 году (88 млн т в 2002 году) до 100 - 110 млн т в 2010 году и до 115 - 135 млн т в 2020 году;

- увеличение добычи газа с 584 млрд м³ в 2000 году (595 млрд м³ в 2002 году) до 635 - 665 млрд м³ в 2010 году и до 680 - 730 млрд м³ в 2020 году;

- рост добычи угля с 258 млн т в 2000 году (253 млн т в 2002 году) до 310 - 330 млн т в 2010 году и до 375 - 430 млн т в 2020 году;

- увеличение централизованного отпуска теплоты с 1452 млн Гкал в 2000 году (1437 млн Гкал в 2002 году) до 1570 - 1625 млн Гкал в 2010 году и до 1720 - 1820 млн Гкал в 2020 году.

 

В 2. Топливо и энергетика

В настоящее время за счет сжигания органического топлива на Земле получают теплоты более чем 13·1016 . Эта тепловая энергия используется в быту,… Наиболее распространенные промышленные тепловые устройства можно разделить на… 1) тепловые генераторы;

Виды и свойства органических топлив

Горючие вещества, основной составной частью которых является углерод, применяемые с целью получения при их сжигании тепловой энергии, называются топливом (органическим топливом). Основные виды органического топлива: угли, нефть, природный газ, сланцы, торф. Из природных топлив путем их переработки могут быть получены искусственные виды топлив: из твердых топлив получают кокс, брикеты угля, древесный уголь, сланцевое масло и газы путем газификации каменных углей; из нефти – бензин, мазут, керосин, соляровое масло и др.; при использовании природного газа – доменный газ.

Торф.Торф характеризуется высоким содержанием влаги, достигающим в мокрой залежи 95 % и в сухой 80-85 %. Зольность торфа в зависимости от условий образования залежи колеблется от 3 до 17 % в пересчете на сухую массу (табл. 4).

Таблица 4

Средний состав и теплота сгорания кускового и фрезерного торфа

  Запасы торфа в РФ составляют, по оценкам экспертов, 200-220 млрд т. Залежи… Мощность торфяников, измеряемая глубиной залежи, достигает 10 -15 м. Слой в 1 м толщины образуется в среднем за 30-50…

Характеристика бурых углей

Месторождение бурых углей в нашей стране имеются повсеместно, и запасы их весьма велики. Только в Канско-Ачинском бассейне геологические запасы… Еще более крупные запасы углей сосредоточены в Тунгусском бассейне (несколько… Из-за высокого содержания балласта и малой механической прочности бурые угли нетранспортабельны на большие расстояния…

Элементный состав и характеристики древесного топлива

Городской мусор становится все более заметной частью так называемых антропогенных отходов. При накоплении его в количестве до 2 кг в сутки на одного… Все виды твердых топлив содержат в своем составе наряду с горючими…  

Характеристики мазута

Газообразное топливо. Газообразное топливо делится на природное и искусственное и представляет собой смесь горючих и негорючих газов, содержащую… Наиболее распространенное газообразное топливо – это природный газ, обладающий… Теплота сгорания 1 м3 природного сухого газа для большинства отечественных месторождений составляет (33,3…35,9)…

Элементарный состав топлива

  Cp + Hp + Sp + Np + Op + Ap + Wp = 100, (1)  

Характеристики органических топлив

Все топлива характеризуются определенными показателями качества, например по ГОСТ 4.19, ГОСТ 13674, ГОСТ 26098, ГОСТ 10585, ГОСТ 5542. Основные из… Влажность топлива.Различают два вида влаги в топливе: внешнюю и внутреннюю… Большое содержание внешней влаги приводит к смерзанию твердого топлива в зимнее время, ухудшению его размола,…

Вопросы для самопроверки

 

1. Какие виды органического топлива используются в промышленных установках? Назовите их основные характеристики.

2. Перечислите способы переработки различных видов топлива. Дайте характеристику продуктов переработки.

3. Назовите вновь разрабатываемые месторождения органического топлива. Дайте характеристику топлив этих месторождений.

4. Охарактеризуйте энергетический баланс РФ на данный период и тенденции его изменения.

5. Дайте характеристики топлив, используемых на Вашем предприятии.

6. Что понимается под элементарным составом топлива? Приведите данные по элементарному составу твердого, жидкого и газообразного топлива.

7. Что такое теплота сгорания топлива? В чем отличие высшей теплоты сгорания от низшей? Назовите теплоту сгорания для твердого, жидкого и газообразного топлива.

8. Как определить теплоту сгорания топлива экспериментальным методом и расчетом?

9. Назовите марки мазутов и их основные физико-химические свойства.

10. Дайте определение выхода летучих и коксового остатка. Поясните их влияние на воспламенение и устойчивость горения топлива.

11. Что такое условное топливо? Как рассчитать расход условного топлива, зная расход натурального, и наоборот?

 

Материальный и тепловой балансы процесса горения топлива

В процессе работы с данным разделом Вам предстоит:

- изучить две темы;

- выполнить блок практических занятий (задачи 5…7);

- ответить на вопросы для самопроверки;

- ответить на вопросы тренировочного теста № 2;

- завершить решение контрольной работы.

Материальный баланс процесса горения

Стехиометрические соотношения горения топлива

Стехиометрическое уравнение горения углерода записывается в виде   С + О2 = СО2 , (6)

Количество воздуха, необходимое

Для сжигания топлива

Зная расход кислорода (табл. 8), найдем количество потребляемого воздуха, кг/кг (м3/кг):   G°в= Gо100/23 = [2,67Ср + 8(Нр - Ор/8) + Sлр] 100/23, (9) V°в = Vо100/21 = [1,866 Ср + 5,6(Нр - Ор/8) +0,7 Sлр]…

Состав и объем продуктов сгорания

Продукты сгорания при полном сжигании состоят из углекислого газа , сернистого ангидрида , паров воды Vно, кислорода , соответствующего избыточному…    

Коэффициент избытка воздуха

В общем виде значение коэффициента избытка воздуха было записано формулой (11). Численное значение коэффициента избытка воздуха рассчитывается обычно по… Обозначим через Vв действительный расход воздуха, ∆Vв – объем избыточного воздуха, не участвующего в горении;…

Тепловой баланс процесса горения

Анализ уравнения теплового баланса

В процессе горения химически связанная энергия топлива преобразуется в физическую теплоту продуктов сгорания, используемую в различных тепловых… В общем виде тепловой баланс процесса горения можно представить как равенство…  

Тепловые характеристики продуктов сгорания

Энтальпией продуктов сгорания называют количество теплоты, которое содержится при постоянном давлении в газах, образовавшихся от сгорания 1 кг (1… В случае адиабатического горения, когда вся теплота, выделяющаяся при сжигании…  

Температурные характеристики продуктов сгорания

Если вся введенная в топку теплота без потерь (Qхн= Qмн= Qно= Qшл= Qд=0) переходит в продукты сгорания, то при этом развивается наивысшая… ta = / Σvici. (36)  

Вопросы для самопроверки

 

1. Что такое теоретическое количество воздуха, необходимое для сжигания одного килограмма топлива? Как рассчитывается это количество воздуха? Чем отличается действительный расход воздуха от теоретического?

2. Как определяется объем сухих домовых газов? Каков порядок расчета объема водяных паров?

3. Что понимается под полным и неполным горением топлива?

4. Изложите порядок определения теоретического объема продуктов сгорания. Каково отличие действительного объема продуктов сгорания от теоретического?

5. Как составляются стехиометрические уравнения сгорания компонентов топлива?

6. Каков порядок расчета энтальпии продуктов сгорания? Изобразите диаграмму энтальпия - температура для продуктов сжигания при разных коэффициентах избытка воздуха.

7. Поясните физический смысл коэффициента избытка воздуха; как он определяется практически?

8. Уравнение теплового баланса процесса горения; поясните его составляющие.

9. Энтальпия дымовых газов, энтальпия воздуха, подаваемого для горения: физический смысл, единицы измерения и способы определения.

10. Поясните составляющие потерь процесса горения.

11. Дайте определение температуры вспышки, температуры воспламенения, температуры горения, теоретической и адиабатической температуры горения, расчет последних.

12. Напишите уравнения полного и неполного горения, поясните их составляющие.

 

Теоретические основы топочных процессов

В процессе работы с данным разделом Вма предстоит:

- изучить четыре темы;

- выполнить одну лабораторную работу (№ 6);

- выполнить блок практических занятий (задачи 8…14);

- ответить на вопросы для самопроверки;

- ответить на вопросы тренировочного теста № 3.

Основные понятия кинетики реакций горения

Параметры смесей и химические реакции

Состав сложной многокомпонентной смеси определяется концентрацией компонентов. Концентрацию i –го вещества в смеси определяют как число молекул Ni в… . (42)  

Химическое равновесие

  ds – dQ/T = dQ’/T, (58)  

Закон Аррениуса

Константа скорости элементарной реакции при постоян­ных концентрациях реагирующих веществ зависит от темпе­ратуры но закону Аррениуса   , (69)

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… Изменение скорости реакции в зависимости от давления и состава гомогенной…  

Изменение скорости реакции во времени

Число прореагировавших молей в единице объема за вре­мя обозначим сB. Тогда, в соответствии с законом действующих масс, для рассматриваемо- Рис. 5. Зависимость скорости реакции от порядка реакции

Воспламенение и горение частицы топлива

Как известно, при очень тонком размоле углей зола топлива отделяется и поэтому в мелких частицах не содержится. С учетом того, что в процессе… В начальный момент времени газовая среда имеет температуру, значительно… В расчетах принята наиболее общая схема реагирования: углерод реагирует с кислородом газовой фазы с образованием СО и…

Смесеобразование и горение

Смессообразование

В неподвижном слое (рис. 7, а) куски топлива не перемещаются относительно решетки, под которую подается необходимый для горения воздух. В кипящем… Рис. 7. Схемы сжигания топлива в неподвижном и кипящем слое:

Горение твердого топлива

Рис. 11. Структура неподвижного слоя при горении топлива и изменение , О2, СО, СО2 и t по толщине слоя:

Образование оксдов азота при горении

В результате хозяйственной деятельности человека в ат­мосферу Земли выбрасывается значительное количество вредных веществ: золы, оксидов серы,… Оксиды азота могут образовываться в зоне горения всех топлив по трем… 1) «термическому», когда окись азота образуется в результате взаимодействия азота с атомами и радикалами О, N и ОН…

Вопросы для самопроверки

 

1. Что понимается под химической обратимостью реакции? Какие факторы оказывают влияние на химическое равновесие данной реакции?

2. Как записывается закон действующих масс? Дайте определение скорости прямой и обратной реакции.

3. Объясните зависимость химического равновесия и скорости реакции от температуры.

4. Что такое константа химического равновесия и константа скорости реакции?

5. Запишите и поясните закон Аррениуса.

6. Назовите и поясните условия, при которых возможно воспламенение и устойчивое горение.

7. Что понимается под диссоциацией водяного пара и углекислоты?

8. Какое влияние на скорость реакции оказывает давление?

9. Какое влияние на скорость реакции оказывает наличие инертной примеси в реагирующих веществах?

10. Что понимается под цепными реакциями горения?

11. Объясните основные положения стационарной теории теплового самовоспламенения.

12. Назовите и поясните механизмы образования оксидов азота при горении органических топлив.

13. Изобразите схему затопленной изотермической турбулентной струи.

14. Чем обусловлено нарастание расхода жидкости по длине струи?

15. Какая струя называется неизотермической?

16. Изобразите схему распространения пламени.

17. Какое влияние на скорость распространения пламени оказывают давление, состав и температура смеси?

18. Изобразите схему пламени в турбулентном потоке.

19. Поясните основные положения аэродинамики и гидрогазодинамики кипящего слоя.

Сжигание топлива

В процессе работы с данным разделом Вам предстоит:

- изучить две темы;

- решить одну задачу (№ 15) из блока практических занятий;

- ответить на вопросы для самопроверки;

- ответить на вопросы тренировочного теста № 4.

Подготовка топлива к сжиганию

Топливное хозяйство котельной, работающей на твердом топливе, представляет собой систему механизмов, схема работы и компоновка которых определяется… На рис. 13 показано выполнение системы углеподачи и угольного склада для… Топливо хранят в штабелях правильной формы, вид которых определяется конфигурацией площади склада и родом…

Пределы взрывоопасных концентраций топлива и кислорода в аэросмеси и максимальных давлений, возникающих при взрыве аэросмеси

Здесь µмин, µмакс – соответственно минимальная и максимальная взрывоопасная концентрация пыли в аэросмеси; µопт – некоторое промежуточное…  

Организация сжигания топлива

Сжигание твердого топлива в кипящем слое может быть организовано как в топке, так и в специальном предтопке (ванне). Кипящий слой может быть высоко-… Рис. 15. Схемы цепных решеток и типы забрасывателей топлива.

Вопросы для самопроверки

 

1. Какое горение называется кинетическим видом горения? Как определяется скорость кинетического горения?

2. Когда наступает проскок пламени в горелку?

3. Какое горение называется диффузионным? Когда такое горение является ламинарным, когда − турбулентным? Чему равна скорость диффузионного горения?

4. Изобразите структуру турбулентного диффузионного факела.

5. Объясните пределы устойчивости горения ламинарного факела. Как осуществляется искусственная стабилизация пламени?

6. Какие методы используются для интенсификации сжигания газообразного топлива?

7. Рассмотрите классификацию горелок для сжигания газов.

8. Объясните физическую модель горения капли жидкого топлива. Изобразите схему факела жидкого топлива.

9. Какие форсунки применяются для распыления жидкого топлива? Объясните принцип их работы. Когда используется газомазутные горелочные устройства и какова особенность их конструкции?

10. Какие методы применяются для снижения вредных выбросов при сжигании мазута?

11. Объясните схему топливного тракта пылеприготовления.

12. Какова тонкость помола и зерновая характеристика угольной пыли?

13. Почему может произойти взрыв угольной пыли? Какие методы применяются для предотвращения этого процесса?

14. Объясните зависимость экономичности помола от размеров угольной пыли.

15. Какие углеразмольные мельницы используются для приготовления угольной пыли?

16. Каковы особенности индивидуальных схем пылеприготовления с прямым вдуванием и с пылевым промежуточном бункером?

17. Объясните физическую модель гетерогенного горения твердого топлива. Какие факторы влияют на удельную скорость горения углерода?

18. В чем особенность горения мелких и крупных частиц твердого топлива?

19. Какие факторы оказывают влияние на интенсификацию сжигания пылевидных топлив?

 

Горелочные устройства

В процессе работы с данным разделом Вам предстоит:

- изучить две темы;

- ответить на вопросы для самопроверки;

- ответить на вопросы тренировочного теста № 5.

Классификация и конструкции горелок

Горелки для пылевидного топлива

Горелки предназначены для ввода в топку и перемешивания топлива и воздуха, обеспечения устойчивого воспламенения и выгорания и смеси. Они должны… - герметичность соединения с топкой; - ремонтопригодность;

Форсунки для сжигания жидкого топлива

Существует два способа распределения жидкого топлива в окислителе: 1) подготовка топливовоздушной монодисперсной эмульсии (первичная смесь) и… Развитие конструкций форсунок для факельного сжигания жидкого топлива началось… - механические форсунки;

Горелки для сжигания газа

К горелкам для сжигания газа предъявляются следующие требо­вания: · создание условий для полного сгорания газа с минимальны­м избытком воздуха… · обеспечение максимального использования теплоты сжигае­мого газа;

Размещение горелок и работа топочных устройств

Для котлов с горизонтальной ориентацией топки наиболее характерной является фронтовая компоновка горелок на передней стенке. С точки зрения… Для варианта компоновки двух вихревых горелок необходимо учитывать…

Вопросы для самопроверки

1. Какие горелки используются для сжигания пылевидного топлива? В чем особенность конструкции щелевой горелки?

2. Объясните принципы конструирования топок с пылеугольными горелками.

3. Поясните особенности горения смеси топлив.

4. Какие горелки используются при сжигании смеси топлив? Назовите конструктивные особенности этих горелок.

5. Какие устройства для сжигания топлив используются на Вашем предприятии? Опишите их достоинства и недостатки.

 

Заключение

Из крупнейших угольных бассейнов страны, расположенных за Уралом – Кузнецкого и Канско-Ачинского, последний относится к категории бассейна низкосортного угля вследствие высокой влажности (до 45 %). Вместе с тем этот уголь является одним из самых дешевых в стране, в частности, благодаря возможности его открытой добычи. К низкосортным энергетическим топливам относятся также отходы углеобогащения (шлам, промпродукт), горючие сланцы, торф, растительные отходы и др. Роль низкосортных топлив в топливно-энергетическом балансе страны становится все более существенной, и в перспективе низкосортное топливо станет основным среди твердых органических топлив, сжигаемых на электростанциях.

Достижения современной топочной техники, разработка и внедрение новых технических решений при сжигании высокозольных и высоковлажных топлив, таких как сжигание в кипящем слое, сжигание в виде водоугольных суспензий и др., открывают реальные перспективы высокоэффективного использования топлив низкой калорийности. Разработанные отечественными учеными теоретические основы комплексного использования органических топлив, в том числе низкосортных, практическая реализация новых методов топливоподготовки открывают возможности перехода энергетики страны на новую ступень технического прогресса. При комплексном использовании сегодняшнее низкосортное топливо станет ценнейшим технологическим и энергетическим ресурсом для получения наряду с электроэнергией спектра товарных продуктов и химического сырья.

Вступление России в полосу кризисов, в том числе энергетического, создает предпосылки для развития энергетики на базе использования дешевых и легкодоступных низкосортных местных топлив и горючих отходов. Обычно доля топлива в стоимости отпускаемой теплоты составляет 40 – 60 %. Поэтому переход от использования дорогих энергетических углей, газа и мазута к бесплатным горючим отходам и дешевым местным топливам дает существенные выгоды. Кроме того, применение своих топлив, разработка торфяников и местных месторождений низкосортных углей хотя и потребует затрат на ведение этих работ, но в целом также скажется положительно благодаря открытию новых рабочих мест в удаленных регионах. К тому же сжигание отходов, т. е. огневое обезвреживание горючих отходов, – это наиболее простой и эффективный способ кардинального решения проблемы защиты окружающей среды от загрязнений. Сжигание отходов помогает существенно поднять экономическую устойчивость и рентабельность предприятия еще и за счет исключения затрат на экологические штрафы, на вывоз отходов, мусора и на содержание предприятием пожароопасных свалок отходов.

В структуре себестоимости производства продукции энергетическая составляющая имеет преобладающее значение. Поэтому с учетом резкого удорожания и дефицита высококалорийных энергоносителей возникла необходимость создания технологий и оборудования для получения тепловой и электрической энегии на основе возобновляемых и местных видов топлива (отходы деревообработки, сельскохозяйственного производства, промышленные отходы и т. д.), стоимость которых в настоящее время примерно в 10 – 12 раз ниже стоимости традиционных топлив.

Одним из эффективных направлений использования в энергетике твердых топлив и горючих отходов промышленного и сельскохозяйственного производств является, кроме прямого сжигания в топках, их предварительная переработка в горючие газы различного назначения. Получаемый в газогенераторах газ может быть использован как топливо в энергетических установках, технологических процессах, транспортных и стационарных силовых машинах.

К настоящему времени разработано большое количество разнообразных методов газификации твердого топлива и конструкций газогенераторов в зависимости от назначения газа, качества исходного топлива и конструкций газогенераторов, вида дутья, давлений и т. д. Преимуществом генераторного газа является возможность поддержания высокотемпературных процессов, лучшие условия сжигания и управления технологическим процессом, а также то, что его можно получать из низкосортных, менее дефицитных видов твердого топлива.

Необходим анализ степени воздействия на природную среду всех вредных выбросов энергетических установок при различных технологиях сжигания топлива и, как следствие, достижение экосовместимости технологий.

Выполненные исследования показывают, что одной из таких техноолгий для теплоэнергетики, направленной на защиту атмосферного воздуха и водного бассейна от выбросов NO_х, СО, сажи, тяжелых углеводородов, нефтепродуктов и других вредных веществ, является сжигание мазута в виде водомазутных эмульсий (ВМЭ), а также природного газа с применением впрыска в камеру горения сбросных вод.

Сжигание ВМЭ и природного газа с добавлением влаги приводит к снижению уровня температур в зоне максимальной генерации оксидов азота, и следовательно, к значительному (на 30…50 %) снижению их концентрации в дымовых газах. Более глубокого подавления NO можно достигнуть в том случае, если в качестве добавочной влаги вместе со сточными водами использовать растворы азотсодержащих веществ при соответствующей организации процесса сжигания топлва. Для снижения концентрации оксидов серы при сжигании сернистых мазутов в составе добавочных вод можно также использовать раствор или слабую взвесь Са(ОН)₂.

 

Глоссарий

  2. Витрен(от лат. Vitrum – стекло) – одна из главных, зольная составная часть…  

Методические указания к выполнению лабораторных работ

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

 

Методические указания составлены в соответствии с программой курса «Топливо и теория горения».

Перед выполнением работ необходимо изучить основные теоретические положения, ознакомиться со стендами, записать основные технические характеристики лабораторного оборудования (тип, диапазон использования, потребляемая мощность) и метрологические характеристики используемых средств измерений (тип, диапазон измерения, цена деления, класс точности или допускаемая погрешность), ознакомиться с порядком проведения лабораторных работ, подготовить таблицы по соответствующей форме для записи результатов экспериментов и расчетов.

Во время проведения лабораторных работ 1, 2, 5 анализируемое вещество длительное время выдерживается в нагревательном устройстве (от 0,5 до 2,0 ч). В это время преподаватель дает консультацию по теоретическим вопросам, возникшим у студентов во время проведения работ, например по влиянию характеристик топлива на процесс горения и теплообмена в реальных условиях эксплуатации теплоэнергетических установок.

После завершения лабораторных работ каждый студент должен составить отчет. В отчете следует привести основные теоретические положения; расчеты по результатам опытов должны сопровождаться необходимыми пояснениями. Рисунки следует выполнять с применением чертежных инструментов. В отчете следует привести оценку погрешности, измерения каждого параметра и сравнить ее с допустимым по технологии отклонением этого параметра. При этом нужно помнить, что погрешности измерения используемыми средствами измерений должны быть ниже допустимых по технологии отклонений измеряемого параметра в три и более раз. В таблице для записи результатов измерений указывать и погрешности измерений.

Методы оценки результатов измерений приведены в описании работ.

Отчет предоставляется студентом при сдаче зачета по данной дисциплине.

Выполнение представленных в настоящих указаниях работ и обработка результатов экспериментов позволяют исследовать характеристики топлива и дымовых газов. Однако следует помнить, что знание этих характеристик необходимо прежде всего для правильной организации процесса сжигания топлива, экономичного и эффективного использования теплогенерирующего оборудования при высокой его надежности. Поэтому при анализе результатов эксперимента следует обратить особое внимание на влияние найденной характеристики на такие параметры, как теоретическая температура горения, максимальное тепловыделение в топке, средняя температура факела, соотношение между радиационной и конвективной составляющими теплообмена, КПД установки и т. п. Результаты такого анализа необходимо привести в выводах по каждой работе; здесь же указать марку и месторождение исследуемого топлива, найдя его в [1], по результатам измерений с учетом вычисленной погрешности.

Лабораторные работы 4 и 6 являются учебно-исследовательскими работами студентов (УИРС). При проведении этих работ студенты исследуют характеристики различных топлив и продуктов их сжигания, сравнивая полученные результаты с нормативными характеристиками, приведенными в справочной литературе.

Полученные навыки исследовательской работы помогут студентам в их производственной деятельности при исследовании топлив вновь разрабатываемых месторождений, местных топлив, поступающих на предприятие, в том числе топливных отходов при утилизации последних. Очень важно исследование топлива с переменными характеристиками, экспресс-информация о которых необходима для более точного учета расхода условного топлива на выработанную единицу тепловой или электрической энергии, повышения надежности и экономичности теплогенерирующего оборудования. Главная задача современности − не наращивание топливно-энергетических ресурсов, а улучшение их использования!

Для совершенствования работы основного и вспомогательного оборудования предприятия, на котором работает студент, вместо работ, предлагаемых в данных указаниях, студенты могут провести работы исследовательского характера, связанные с сжиганием топлива в условиях своего производства. В число этих работ могут входить: определение скорости горения газовоздушных и забалластированных смесей; определение концентрационных пределов воспламенения; определение области устойчивой работы горелочных устройств; условия коксования топлива и др.

Результаты самостоятельной работы, защищаемой в качестве лабораторной, будут обсуждаться в присутствии всей группы для обмена опытом.

 

ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

  Лабораторные работы проводятся на стендах, монтаж схем и оборудование которых… Перед началом работы студенты должны пройти инструктаж по технике безопасности и правилам внутреннего распорядка в…

Работа 1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ ТОПЛИВА

I. Цель работы

 

Определение содержания влаги в аналитической пробе твердого топлива; приобретение навыков анализа влияния влажности топлива на работу котла.

 

II. Основные теоретические положения

Влага в топливе W может содержаться в количестве от (3...5) до (60...70) %. Она является внешним балластом топлива, уменьшает его горючую часть,…   коэффициент 25 характеризует скрытую теплоту парообразования, не учитываемую в QнР.

III. Описание лабораторной установки

 

Установка состоит из электрического сушильного шкафа 1 (рис. 25) с терморегулятором, бюкса 2 с навеской топлива и крышкой 3, термоэлектрического преобразователя 4 и автоматического потенциометра 5 для контроля температуры внутри сушильного шкафа, эксикатора 6 с химическим реактивом,

Рис. 25. Схема установки для сушки топлива

поглощающим влагу, и аналитических весов с разновесами (на рис. не показаны).

 

IV. Порядок выполнения работы

2. Записать технические характеристики основного оборудования и метрологические характеристики средств измерений, используемых в работе. 3. Взвесить на аналитических весах пустой бюкс с притертой крышкой. 4. Взвесить бюкс с крышкой и навеской топлива (1...2) г.

Форма 1

Масса бюкса, г	Убыль влаги, г Δm=m2-m4	Аналитическая влажность	Относительная погрешность расчета влажности, %
пустого m1	с навеской топлива m2	после первой сушки m3	после контрольной сушки m4

 

V. Содержание отчета

1. Краткое описание лабораторнй установки.

2. Технические характеристики оборудования и меторологические характеристики средств измерений.

3. Результаты опытов и расчетов, таблицы, рисунки.

4. Выводы по работе, где указать также влияние влажности на условия воспламенения и горение топлива.

 

Работа 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗОЛЬНОСТИ ТОПЛИВА

 

I. Цель работы

Определение зольности аналитической пробы топлива, овладение методикой пересчета ее на сухую и рабочую массы, анализ влияния зольности на процесс горения и на работу топочного устройства.

II. Основные теоретические положения

Содержание золы топлива не является достаточным показателем энергетической ценности топлива, так как топлива с одинаковым содержанием золы часто…   АПР=АР/Qнр,

III. Описание лабораторной установки

 

Лабораторная установка (рис. 26) состоит из муфельной электропечи 2 с задатчиком температуры 1, термоэлектрического преобразователя 4, магнитоэлектрического милливольтметра 5, отградуированного в градусах Цельсия, фарфорового тигля 3 с навеской топлива, эксикатора 6 и аналитических весов с разновесами (на рис. не показаны).

 

Рис. 26. Схема установки для определения зольности топлива

 

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 основного оборудования и… 3. Просушить тигель и взвесить его на аналитических весах.

V. Содержание отчета

 

1. Краткое описание лабораторной установки и основные теоретические положения.

2. Технические характеристики оборудования и метрологические характеристики средств измерений.

3. Результаты опытов и расчетов, таблица, рисунки, сравнение опытных данных с табличными (Приложение 1).

4. Выводы по работе с пояснением влияния зольности на характеристики топлива, процесс горения, условия работы поверхностей нагрева.

 

 

Работа 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЫХОДА ЛЕТУЧИХ ИЗ ТОПЛИВА

I. Цель работы

 

Изучение методики определения выхода летучих веществ из аналитической пробы топлива и содержания кокса в ней с последующим пересчетом этих веществ на горючую массу; анализ влияния выхода летучих на процесс горения.

П. Основные теоретические положения

Выход летучих V является одной из важнейших характеристик твердого топлива, от него зависят условия воспламенения и характер горения топлива.… Наименьший выход летучих у антрацита (2...9 % от общей массы горючей части… Летучие состоят из горючих соединений: углеводородов, окиси углерода, водорода и негорючих - углекислого газа,…

III. Описание лабораторной установки

Лабораторная установка (рис. 28) состоит из муфельной печи 2, температура в которой поддерживается при помощи задатчика 1; в печь устанавливается на проволочной подставке 4 закрытый крышкой фарфоровый тигель 3 с навеской топлива; температура в печи контролируется термоэлектрическим термометром, состоящим из термоэлектрического преобразователя 5 и магнитоэлек

 

 

Рис. 28. Схема установки для определения выхода летучих

 

трического милливольтметра 6, отградуированного в градусах Цельсия, охлаждаются тигли в эксикаторе 7. Взвешивание тигля производится на аналитических весах (на рис. не показаны).

 

IV. Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с лабораторной установкой, правилами проведения работы: включения муфельной печи, установки в ней заданной температуры, установки в… 2. Записать технические характеристики основного оборудования и… 3. Просушить тигель с крышкой и взвесить их на аналитических весах.

Форма 3

Масса тигля, г	Выход летучих, %	Содержание кокса Ка, %	Относительная погрешность выхода летучих, %
пустого m1	с навеской топлива m2	после выхода летучих m3

 

9. Пересчитать выход летучих и коксового остатка на горючую массу; определить погрешности расчетов.

 

V. Содержание отчета

1. Краткое описание лабораторной установки, основные теоретические положения, порядок проведения работы.

2. Технические характеристики оборудования и метрологические характеристики средств измерений.

3. Результаты опытов, таблицы, рисунки, необходимые расчеты, сравнение результатов работы с табличными значениями (приложение 1).

4. Выводы по работе с пояснением о влиянии выхода летучих и характере коксового остатка на организацию и процесс горения.

 

Работа 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОТЫ СГОРАНИЯ ТОПЛИВА

I. Цель работы

Экспериментальное определение теплоты сгорания топлива по бомбе для аналитической пробы топлива, пересчет ее на низшую теплоту сгорания для рабочей массы; приобретение навыков анализа влияния теплоты сгорания на процесс горения.

 

II. Основные теоретические положения

Теплота сгорания − одна из основных тепловых характеристик органического топлива. Теплотой сгорания называют теплоту, которая выделяется при… 1) аналитически из полуэмпирического выражения, полученного Д.И. Менделеевым…    

III. Описание лабораторной установки

 

Лабораторная установка (рис. 32) состоит из калориметра 1 с установленными на нем электроконтактным ртутным термометром 2, служащим для регулирования температуры воды в калориметре, ртутным термометром 3 для контроля температуры воды в оболочке калориметра, метастатическим термометром 6, служащим для измерения разности температур в калориметрическом сосуде, и стойкой 7, служащей для крепления термометра 6 и перемещения вдоль вертикальной оси термометра 6 оптического устройства 4 и вибратора 5. Навеска топлива изготавливается при помощи пресса 8, затем помещается в калориметрическую бомбу 9, заполняемую кислородом из баллона 14. Кислород к бомбе подается через понижающий редуктор 13 и контрольный редуктор 11 при помощи трубок 12. Контроль над давлением в системе осуществляется манометрами 10.

Рис. 32. Калориметрическая установка

 

IV. Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с устройством калориметра, бомбы, пресса и лабораторной установкой в целом. 2. Записать технические характеристики оборудования и метрологические… 3. Изготовить навеску испытуемого топлива при помощи пресса 8 (рис. 32). Порядок изготовления − по указанию…

Форма 4

V. Содержание отчета

 

1. Описание лабораторной установки, технические характеристики оборудования и метрологические характеристики средств измерений.

2. Основные теоретические положения.

3. Краткое описание методики проведения эксперимента по определению теплоты сгорания топлива.

4. Необходимые рисунки, расчеты.

5. Выводы по работе с указанием факторов, влияющих на изменение теплоты сгорания топлива и процесс горения.

 

Работа 5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ СЕРЫ

В ТОПЛИВЕ (МЕТОД «СМЫВА БОМБЫ»)

I. Цель работы

Изучение методики определения содержания серы в твердых и жидких топливах; анализа влияния содержания серы в топливе на коррозионную агрессивность продуктов сгорания.

 

II. Основные теоретические положения

Увеличение содержания серы в топливе приводит к росту содержания SO2 и SO3 в дымовых газах, повышению температуры точки росы продуктов сгорания и… В области высоких температур при соприкосновении газов с горячими… При сжигании топлива в бомбе сера, содержащаяся в нем, сгорает с образованием SO3 и, соединяясь с водой, образует…

III. Описание лабораторной установки

 

Лабораторная установка (рис. 33) состоит из электрической муфельной печи 2 с задатчиком температуры 1; термоэлектрического термометра, состоящего из термоэлектрического преобразователя 4 и милливольтметра 5, отградуированного в градусах Цельсия, эксикатора 6, нагревательного устройства 8, тигля 3, стакана 7, аналитических весов и набора реактивов: соляной кислоты, метилоранжа, 10 %-го раствора хлористого бария (на рис. не показаны).

 

 

Рис. 33. Схема установки для определения содержания серы в топливе

IV. Порядок выполнения работы

2. Записать технические характеристики основного оборудования и метрологические характеристики средств измерений. 3. Добавить в приготовленный смыв бомбы (см. работу 4), налитый в стакан 7… 4. Установить стакан 7 на нагревательное устройство 8, нагреть раствор до кипения и к нему по каплям налить 10 мл 10…

Форма 5

8. Подсушить влажный фильтр с осадком сернокислого бария, не вынимая из воронки, сложить вчетверо, поместить в тигель, слегка уплотнить осадок в… 9. Установить задатчиком 1 температуру в печи 2 (775...825 °С) по прибору 5,… 10. Переместить тигель в зону максимальной температуры, закрыть печь, прокаливать до тех пор, пока остаток в тигле не…

V. Содержание отчета

1. Краткое описание лабораторной установки.

2. Технические характеристики основного оборудования, метрологические характеристики средств измерений.

3. Краткое описание методики проведения эксперимента.

4. Необходимые таблицы, рисунки, расчеты.

5. Выводы по работе с указанием влияния содержания серы в топливе на агрессивность продуктов горения.

Работа 6. АНАЛИЗ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ

 

I. Цель работы

 

Определениесостава дымовых газов и коэффициента избытка воздуха, приобретение навыков анализа их влияния на организацию процесса сжигания топлива.

II. Основные теоретические положения

Под анализом дымовых газов понимается определение в них процентного содержания (по объему) всех компонентов (полный газовый анализ) и отдельных… Наличие в дымовых газах окиси углерода СО указывает на неполноту сгорания и…

III. Описание лабораторной установки

 

Лабораторной установкой является хроматограф типа ЛХМ-8МД (рис. 36), состоящий из блока анализатора 4, крышки с детектором по теплопроводности в собственном термостате (находится в блоке анализатора); блока подготовки газов 5, блока управления 3, блока программирования 2, электронного потенциометра 1 типа КСП4.

Блок анализатора состоит из термостата, газовой панели, газового дозатора и терморегулятора испарителя. Газовая панель подключается к блоку подготовки газов через газовый дозатор. Инертный газ-носитель из баллона 1 (рис.37) через стандартный баллонный редуктор 2 под давлением (0,5...1,0) МПа подается на вход блока подготовки газов, где, пройдя через фильтр3 и редуктор дав-

 

Рис. 36. Блоки хроматогрофа типа ЛХМ-8МД

 

 

Рис. 37. Схема движения газовых потоков в хроматографе ЛХМ-8МД

 

ления 4, разделяется на два потока, в каждом из которых имеются элементы регулирования и стабилизации давления и расходов 5. Затем газ поступает на промежуточную панель блока анализатора. Оба газовых потока поступают в узлы ввода пробы − испарители 7, причем один из потоков предварительно проходит через кран-дозатор 6. Анализируемая проба (продукты горения) может быть введена в хроматограф специальным шприцем через испаритель 7 или с помощью крана газового дозатора 6. Из испарителей смесь газа-носителя и анализируемой пробы поступает в разделительные колонки 8, а с выхода колонок бинарная смесь (газ-носитель +ί-й компонент анализируемой пробы) поступает в детектор 9. Электрические сигналы, пропорциональные содержанию каждого ί-го компонента, с детектора поступают на потенциометр, где фиксируются на диаграммной ленте в виде хроматограммы.

На электрической панели блока анализатора расположен бесконтактный терморегулятор испарителя.

Под верхней крышкой блока анализатора на термостате установлена детекторная крышка с детектором по теплопроводности и испарителем. Разделительные колонки подсоединены одними концами к выходу из испарителя, а другими − ко входу детектора.

Блок управления содержит: регулятор, предназначенный для поддержания заданной температуры в термостатах колонок и детектора, стабилизатор напряжения, питающий детектор, преобразователь сигнала детектора в величину, пригодную для измерения и записи потенциометром. Блок программирования предназначен для установки и автоматического поддержания необходимой температуры в термостате колонок по линейному закону.

 

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 убедиться в правильности подключения… 3. Подготовить хроматограф к работе, для этого:

V. Содержание отчета

 

1. Краткое описание лабораторной установки, технические и метрологические характеристики хроматографа.

2. Результаты эксперимента, расшифровка хроматограммы, качественный и количественный анализы дымовых газов.

3. Оценка погрешностей определения компонентов дымовых газов.

4. Необходимые расчеты, таблицы, выводы по работе.

 

Форма 6

№№ опыта	Содержание в анализируемом газе, %	Коэффициент избытка воздуха α
RO2 = CO2 + SO2	RO2 + O2	O2	N2	CO
Среднее арифметическое значение х, %
Среднее квадратическое отклонение δ, %
Доверительные границы εр, %
Результат измерения

 

ПРИЛОЖЕНИЯ ЛР

ПРИЛОЖЕНИЕ ЛР1

 

РАСЧЕТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТВЕРДЫХ И ЖИДКИХ ТОПЛИВ

 

ПРИЛОЖЕНИЕ ЛР2

Поправки к показаниям на калибр

 

ПРИЛОЖЕНИЕ ЛР3

Область допустимого тока детектора

 

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ ЛР 4

 

 

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. Установить заполненный водой сосуд (без бомбы) в гнездо, образованное внутренней оболочкой 12 (рис. 30) на…

Методические указания к выполнению

Практических занятий

В соответствии с Государственным образовательным стандартом специалисты, выпускники теплоэнергетических специальностей вузов, должны не только… Наиболее глубокое понимание любого явления достигается путем аналитического и… При решении задач рекомендуется следующая точность расчетов: величины, имеющие большее численное значение (энтальпия,…

БЛОК КОНТРОЛЯ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Задание на контрольную работу

И методические указания к ее выполнению

ЗАДАНИЕ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ

 

Целью выполнения контрольного задания является закрепление теоретических знаний, полученных при изучении курса, и использование их при решении практических задач, направленных на удовлетворение потребностей народного хозяйства.

В настоящее время большое внимание уделяется эффективным и высокоэкономичным способам получения тепловой энергии. Одним из прогрессивных направлений получения энергоносителя в виде горячего газа с заданными параметрами является метод сжигания топлива в камере сгорания с последующим разбавлением продуктов сгорания воздухом в камере смешения (рис. 38).

 

Рис. 38. Схема движения теплоносителей

 

Задача, представленная ниже, максимально приближена к реальным условиям получения необходимого количества энергоносителя в виде горячего газа заданной температуры для группы сушильных установок.

Исходные данные для выполнения контрольного задания выбираются из таблицы по трем последним цифрам шифра студента.

Вместо этой задачи по согласованию с преподавателем студенты могут получить в качестве контрольного индивидуальное задание, связанное с выполнением планов экономического и социального развития предприятия, на котором работает студент.

В задании должны быть отражены вопросы сжигания или переработки топлива при внедрении нового оборудования или реконструкции существующего с целью повышения его экономичности, эффективности, утилизации производственных отходов, совершенствования энерготехнологических процессов и т. п.

 

Задача

 

Определить расходы топлива В, кг/с (м³/с), окислителя V_ок, м³/с, и воздуха, идущего на разбавление продуктов сгорания топлива V_в, м³/с, необходимые для получения заданного количества энергоносителя V_э, м³/с, имеющего температуру Т_э, К. Определить составы газов за камерой смешения, а также температуру газа после камеры сгорания Т_ксг, К.

В качестве окислителя и воздуха, подаваемого для разбавления продуктов сгорания, принять воздух О₂ = 21 %, N₂ = 79 % с температурой Т_В = Т_ОК = 300 К и влагосодержанием d_В = d_ОК = 15 г/м³.

Численные значения исходных данных выбираются из Таблицы исходных данных в соответствии с цифрами шифра студента.

 

 

Методические указания к выполнению

Контрольного задания

 

Выполнение расчетов горения различных топлив, составление материальных и тепловых балансов является основой инженерных расчетов, связанных с сжиганием топлива.

Схема процесса горения топлива и последующего разбавления продуктов сгорания воздухом с целью получения энергоносителя в виде горячего газа в заданном количестве и с заданной температурой показана на рис. 38.

В камеру сгорания подаются топливо и окислитель, продукты сгорания поступают в камеру смешения, где смешиваются с воздухом, полученный энергоноситель поступает к потребителю.

Для упрощения расчетов составляющие тепловых потерь заданы в процентах, потери теплоты вследствие термической диссоциации не учитываются.

 

Таблица исходных данных

Параметр	Вариант
Последняя цифра шрифта
Расход энергоносителя Vэ, м3/с	3,0	2,5	2,0	0,75	4,0	4,5	3,5	5,0	1,0	1,5
Предпоследняя цифра шрифта
Температура энергоносителя Тэ, К
Топливо	Уголь ирша-бородинский Б2	Уголь кузнецкий	Уголь донецкий	Сланец	Мазут малосернистый	Мазут высокосернистый	Газ природный Серпухово-Ленинский	Газ природный Саратов-Москва	Газ промышленный доменный	Газ генераторный водяной
Тепловые потери	, %	0,0	1,0	0,5		0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5
, %	0,5	2,0	3,0	0,5
, %	0,5	1,0	1,5	2,0
через наружные ограждения
а) камеры сгорания , %	0,4	0,5	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0	3,5	4,0	5,0
б) камеры смешания , %	1,5	0,5	1,0	0,4	9,0		1,0	0,5	7,0	8,0
Третья от конца цифра
Коэффициент расхода окислителя, α	1,03	1,05	1,08	1,10	1,12	1,20	1,05	1,10	1,12	1,15

Рекомендуется следующий порядок выполнения расчета:

1) определить и выбрать необходимые для последующих расчетов характеристики топлива (состав топлива, теплота сгорания, теплоемкость);

2) рассчитать теоретический расход окислителя и теоретический выход продуктов полного сгорания топлива;

3) определить температуру газов после камеры сгорания Т_{к сг}, К;

4) составить уравнение теплового баланса всего процесса и определить на его основе объем воздуха, необходимый для разбавления продуктов сгорания v_В, м³/кг (м³/м³) топлива;

5) составить материальный баланс процесса и определить на его основе расход топлива В, кг/с (м³/с), окислителя V_ок, м³/с, и воздуха V_В, м³/с;

6) рассчитать состав продуктов сгорания (после камеры сгорания) и энергоносителя (после камеры смешения), % об.

Состав топлива, теплота сгорания, теплоемкость выбирается по справочникам. При отсутствии опытных данных для расчета приближенного значения теплоты сгорания топлива может быть использована эмпирическая формула Д.И. Менделеева:

 

,

 

где− элементы состава рабочей массы, %.

Низшая теплота сгорания 1 м³ газового топлива, МДж/м³, определяется при нормальных условиях по его составу и теплотам сгорания индивидуальных горючих газов по формуле:

 

,

 

где Q_CO, Q_H2, Q_CH4, Q_CmHn, Q_H2S − теплота сгорания соответствующих газов, МДж/м³;

СО, Н₂, СН₄, С_mH_n, H₂S − содержание соответствующих газов в сухом газовом топливе, % об.

Теоретический расход окислителя для всех видов топлива, м³/кг (м^3/м³), определяется исходя из концентрации кислорода в окислителе,

 

,

где О− концентрация кислорода в окислителе, % об.;

v− теоретический расход кислорода, необходимый для полного сгорания 1 кг твердого (жидкого) или 1 м³ газообразного топлива, м³/кг (м³/м³).

 

Для твердого (жидкого) топлива конкретного состава, м³/кг,

 

,

 

где кг/м³ − плотность кислорода при нормальных условиях.

Для газового топлива известного состава, м³/м³,

 

,

 

где Н₂, СО, СН₄, С_mH_n, Н₂S, О₂ − концентрация составляющих газового топлива, % об.

При использовании воздуха в качестве окислителя его теоретический расход, необходимый для полного сгорания кг (м³) топлива, м³/кг (м³/м³), составляет:

.

 

Коэффициент расхода окислителя:

 

.

 

В общем случае для всех видов топлива суммарный выход продуктов полного сгорания, м³/кг (м³/м³), имеет вид

 

.

 

Для твердого и жидкого топлива объемный выход:

СО₂ при сгорании 1 кг углерода, м³/кг,

 

;

 

SO₂ при сжигании 1 кг серы, м³/кг,

 

.

 

 

В практике технологических расчетов принимается

 

и

.

 

Выход азота при сжигании твердых (жидких) топлив, м³/кг, определяется в зависимости от содержания азота в топливе и окислителе

 

,

 

где =1,251 − плотность азота при нормальных условиях, кг/м³;

N− содержание азота в окислителе, % об.

Объемное содержание кислорода в продуктах сгорания, м³/кг,

 

. (*)

 

Выход водяных паров, м³/кг, определяется из материального баланса реакции горения водорода с учетом влажности рабочей массы топлива и влагосодержания окислителя

,

 

где = 0,089 и = 0,804 − соответственно плотность водорода и водяного пара при нормальных условиях, кг/м³;

d_ок − влагосодержание окислителя, кг/м³, сухого окислителя.

При сжигании газового топлива выход сухих трехатомных продуктов сгорания (с учетом СО₂, содержащегося в исходном газовом топливе), м³/м³, составляет

 

.

 

Выход азота, м³/м³, определяется в зависимости от содержания азота в газовом топливе и окисляется с учетом коэффициента расхода окислителя

 

.

 

Объемное содержание кислорода в продуктах сгорания газового топлива, м³/м³, находится из выражения (*).

Выход водяных паров, м³/м³, определяется на основе химических реакций горения водородосодержащих компонентов газового топлива с учетом перехода в продукты сгорания влаги, содержащейся в топливе и окислителе

 

,

 

где d_г − влагосодержание газового топлива, г/м³ сухого газа.

Если в вышеприведенных формулах принять a=1, то определяются теоретические значения выхода продуктов полного сгорания топлива, при этом в продуктах сгорания отсутствует кислород, а объем продуктов сгорания, м³/кг (м³/м³), равен

 

.

 

Выход сухих трехатомных продуктов полного сгорания топлива не зависит от численного значения a.

Температура газов после камеры сгорания определяется из уравнения теплового баланса камеры сгорания, МДж/кг (МДж/м³),

 

,

 

где .

 

В явном виде уравнение баланса камеры сгорания не решается, так как входящие в это уравнение теплоемкости продуктов сгорания сами являются функцией температуры Т_ксг. Определить Т_ксг можно, используя метод последовательных приближений или графоаналитический метод. В последнем случае Т_ксг определяется следующим образом.

Из уравнения теплового баланса находят

,

иначе

.

 

Запишем эту зависимость в виде системы двух функций:

 

Рис. 39. Графоаналитический метод определения Т_ксг

 

Решение задачи относительно Т_ксг сводится к нахождению условия, при котором у₁ = у₂. Значения у₁ и у₂ рассчитываются не менее чем по трем значениям Т_ксг, близким к ожидаемому. Пример графического решения задачи по определению Т_ксг приведен на рис. 39.

В уравнении теплового баланса всего процесса учитываются тепловые потери в камерах сгорания и смешения. Оно имеет вид (на 1 кг или м³ топлива)

 

,

 

где Q_расп , Q_в − соответственно количество теплоты, внесенное в процесс паром, используемым для распыления мазута, МДж/кг, и воздухом, используемым для разбавления продуктов сгорания, МДж/кг или МДж/м³ топлива.

Количество теплоты, внесенное в процесс воздухом, складывается из теплоты сухого воздуха и водяных паров, содержащихся в воздухе,

 

,

 

где

 

v_в^с − количество сухого воздуха, необходимое для разбавления продуктов сгорания, м³/кг (м³/м³) топлива;

с_в^с, с_Н2О − средние в интервале температур от 273 до Т_в теплоемкости сухого воздуха и водяных паров, МДж/(м³×К).

Энергоноситель в данном случае представляет собой смесь продуктов полного сгорания топлива, полученных при a=1, избыточного количества сухого окислителя, воздуха, вводимого в процесс при разбавлении продуктов сгорания топлива, и водяных паров, содержащихся в избыточном окислителе и воздухе. Поэтому его энтальпия, МДж/кг (МДж/м³),

 

.

 

Энтальпия теоретического количества продуктов сгорания топлива в энергоносителе , МДж/кг (МДж/м³), рассчитывается по формуле

 

,

 

где сдопускается принять равной с.

Величина (a-1) Н− энтальпия избыточного (сверх теоретически необходимого) количества окислителя, поступающего с дымовыми газами из камеры сгорания в камеру смешения

 

,

где с_ок, с− средние в интервале температур от 273 до Т_э, К, объемные теплоемкости соответственно сухого окислителя и водяных паров, МДж/(м³×К).

Энтальпия воздуха в камере смешения Н_в, МДж/м³, рассчитывается при Т_э, К,

.

 

Подставив в уравнение теплового баланса найденные и заданные значения параметров, следует определить vи удельный расход воздуха, необходимый для разбавления продуктов сгорания, м³/кг (м³/м³),

 

.

 

Определение расхода топлива В производится путем решения уравнения материального баланса процесса получения заданного количества энергоносителя после камеры смешения, выраженного через объемные расходы составляющих отходящих газов.

Секундный расход энергоносителя, м³/с, определяется по формуле

 

,

где V− секундный расход продуктов сгорания, м³/с, образующихся при сжигании В с коэффициентом расхода окислителя a=1;

V_{ок изб}, V_в − секундные расходы соответственно избыточного окислителя и воздуха, м³/с.

Все указанные расходы могут быть выражены через расход топлива:

 

где V− расход избыточного сухого окислителя, м³/с;

V− объем водяных паров в избыточном окислителе, м³/с,

 

При известном (по заданию) V_э и найденных V_кгс, V_{ок изб} и V_в определяется секундный расход топлива, необходимый для получения заданного количества энергоносителя.

Секундный расход окислителя, м³/с, определяется по найденному В

 

 

Суммарный объем продуктов сгорания равен 100 %, тогда процентный состав продуктов сгорания, % об., равен

 

 

В результате разбавления продуктов сгорания воздухом в энергоносителе увеличивается количество азота, кислорода и водяных паров. Их определяют по формулам, м³/кг (м³/м³) топлива.

 

Общий выход энергоносителя

 

 

Состав энергоносителя, % об., определяется по формулам

Текущий контроль

Тестовые задания

Тема 1

1.1. Не используются в качестве энергетического топлива…	1. Каменноугольный кокс; 2. Стабилизированная нефть; 3. Брикеты из отходов твердого топлива; 4. Долинный газ.
1.2. Торф может использоваться как энергетическое топливо в случае, …	1. Если его разрабатываемое месторождение находится на расстояние не более 100 км от электростанции; 2. Если его теплота сгорания не ниже 1 МДж/кг; 3. Если его влажность не более 50 %; 4. Если добыча торфа осуществляется фрезерным способом.
1.3. Наиболее крупные запасы бурого угля сосредоточены в …	1. Тунгусском бассейне; 2. Центре Российской Федерации; 3. На Дальнем Востоке; 4. Канско-Ачинском бассейне.
1.4. Особенностью органического вещества сланцев является…	1. Высокое содержание водорода; 2. Высокая теплота сгорания; 3. Малая степень карбонизации; 4. Низкая забалластированность органического вещества карбонатами.
1.5. Пересчет с горючего состава твердого топлива на рабочий состав возможен только при известных …	1. Численных значениях зольности и влажности рабочего состава топлива; 2. Численных значениях горючих составляющих в рабочем составе топлива; 3. Численных значениях зольности и влажности в горючем составе топлива; 4. Численных значениях горючих составляющих в горючем составле топлива.
Тема 2
2.1. При стехиометрическом сжигании топлива в продуктах сгорания не содержатся …	1. Свободный кислород; 2. Водяные пары; 3. Оксиды азота; 4. Свободный азот.
2.2. При стехиометрическом сжигании топлива стехиометрическое количество кислорода, подаваемого с воздухом на горение, необходимо уменьшить на …	1. Количество кислорода Ор; 2. Количество кислорода, пошедшего не на горение, а на смешение топлива с воздухом; 3. Количество кислорода, израсходованного на эндотермические реакции горения; 4. Количество кислорода, израсходованного на образование оксидов азота.
2.3. Коэффициент избытка воздуха − это …	1. Отношение действительного количества воздуха, подаваемого на сжигание 1 кг (м3) топлива, к стехиометрическому его количеству; 2. Избыток воздуха сверх теоретически необходимого для сжигания 1 кг (м3) топлива; 3. Отношение избытка воздуха сверх теоретически необходимого для сжигания 1 кг (м3) топлива к стехиометрическому количеству воздуха, подаваемого на горение; 4. Отношение стехиометрического количества воздуха, подаваемого на сжигание 1 кг (м3) топлива, к действительному количеству воздуха, подаваемого на горение.
2.4. В практике работы топливосжигающих установок коэффициент избытка воздуха определяется из выражения …	1. ; 2. ; 3. ; 4. .
2.5. В процессе горения химически связанная энергия топлива преобразуется в …	1. Физическую теплоту продуктов сгорания; 2. Сумму парциальных объемов компонентов продуктов сгорания; 3. Физическую теплоту дымовых газов; 4. Физическую теплоту продуктов сгорания за вычетом теплоты шлаков и золы.
Тема 3
3.1. Константа скорости горения − это …	1. Скорость горения, которая была бы при условии, что концентрации горючего и окислителя в зоне горения равны единице в течение всего времени реагирования (горения); 2. Коэффициент, численно равный постоянной, не изменяющейся во времени, скорости горения; 3. Количество столкновений молекул горючего и окислителя в единицу времени; 4. Произведение концентрации реагирующих молекул топлива и окислителя в зоне горения.
3.2. Учет теплоты эндотермических реакций диссоциаций продуктов сгорания производят в расчетах процессов горения при температурах в камере сгорания …	1. К; 2. К; 3. К; 4. К.
3.3. Скорость нормального распространения пламени не зависит от …	1. Скорости подачи топливовоздушной смеси в зону горения; 2. Удельной теплоты сгорания топлива; 3. Температуры подаваемого на горение воздуха; 4. Наличия в зоне горения третьего газа (N2, CO2 и т. п.).
3.4. Первый этап в процессе воспламенения частицы твердого топлива, это …	1. Нагрев и испарение поверхностной влаги; 2. Выход и воспламение горючих летучих; 3. Разрушение межмолекулярных связей в частице; 4. Прогрев частицы.
3.5. Скорость горения капли жидкого топлива лимитируется …	1. Скоростью испарения капли; 2. Скоростью подвода окислителя; 3. Скоростью отвода продуктов горения из зоны горения; 4. Температурой горения.
Тема 4
4.1. Тупиковая схема мазутного хозяйства используется …	1. При стабильных нагрузках топливоиспользующего оборудования; 2. При стабильном подогреве мазута во всех емкостях и мазутопроводах; 3. При частых переходах работы топливоиспользующего оборудования с мазута на газ и наоборот; 4. При наличии системы автоматической стабилизации давления в мазутопроводе.
4.2. Для твердого топлива наиболее взрывоопасна …	1. Пыль углей с высоким выходом летучих; 2. Пыль углей с наиболее высокой теплотой сгорания; 3. Наиболее сухая пыль топлива; 4. Пыль углей с наибольшим содержанием кислорода в рабочей массе топлива.
4.3. В настоящее время не используется сжигание высококалорийных топлив в высокотемпературном вихре вследствии ….	1. Большого выхода оксидов азота; 2. Сложности удаления жидкого шлака при сжигании жидкого топлива; 3. Высокой стоимости и сложности обслуживания циклонного предтопка; 4. Высокого теплонапряжения предтопка и быстрого разрушения тепловой изоляции.
4.4. Скорость витания частицы в «кипящем» слое, это …	1. Скорость подъемного движения дымовых газов и воздуха, при котором силовое воздействие газов на частицу уравновешивает силовое воздействие на частицу гравитационного поля Земли; 2. Скорость сжижения частицы в восходящем потоке продуктов горения; 3. Средняя скорость горизонтального, вертикально-восходящего и вертикально-нисходящего движения частицы в «кипящем» слое; 4. Скорость движения дымовых газов, при которой частица перемещается в пространстве «кипящего» слоя.
4.5. Технические и экономические показатели топливоиспользующих установок определяются по низшей теплоте сгорания , потому что …	1. В реальных условиях работы топливосжигающих установок не утилизуется теплота конденсации водяных паров, содержащихся в дымовых газах и физическая теплота дымовых газов при снижении их температуры до 0 °С; 2. В реально действующих установках невозможно получить максимально высокую теплоту сгорания; 3. В этих установках в реальных условиях эксплуатации не используется полностью физическая теплота продуктов сгорания; 4. При работе по высшей теплоте сгорания активизируется высокотемпературная коррозия поверхностей нагрева и генерация оксидов азота NOх.
Тема 5
5.1. Основной недостаток мазутной форсунки − это …	1. Малый диапазон регулирования тепловой мощности форсунки; 2. Коксование и засорение выходных отверстий головки; 3. Необходимость создания высокого (до 3 МПа и более) давления мазута; 4. Необходимость подогрева мазута до значительной температуры (1000 … 140 °С).
5.2. В инжекционной газовой горелке подача первичного воздуха к топливу осуществляется за счет …	1. Кинетической энергии движущегося потока газообразного топлива; 2. Диффузии молекул кислорода и азота к струе топлива; 3. Индивидуального вентилятора, установленного на каждой горелке; 4. Одного винтилятора, работающего на группу горелок.
5.3. При переводе топочного устройства на сжигание топлива с меньшим временем индукции …	1. Тепловая мощность топки возрастает, габариты топки необходимо увеличить; 2. Тепловая мощность топки возрастает, конструкция топки не изменится; 3. Тепловая мощность топки не изменится, конструкция топки не изменится; 4. Тепловая мощность топки уменьшится, габариты топки можно уменьшить (или оставить не изменяя).
5.4. Как изменяются геометрические характеристики факела при переводе сжигания топлива в завихривающей горелке вместо прямоточной?	1. Длина факела уменьшится, максимальный диаметр факела увеличится; 2. Длина факела увеличится, максимальный диаметр факела увеличится; 3. Длина факела уменьшится, максимальный диаметр факела не изменится; 4. Длина факела увеличится, максимальный диаметр факела увеличится.
5.5. Использовать вихревые горелки не рекомендуется при сжигании:	1. Фрезерного торфа; 2. Пыли угля АШ; 3. Пыли сланцев; 4. Пыли бурых углей.

 

Правильные ответы для всех тестовых заданий размещены под цифрой 1.

 

Итоговый контроль

  1. Перечислите виды энергетического топлива, приведите их классификацию. 2. Стехиометрические соотношения горения топлива.

Содержание

1. Информация о дисциплине…………………………………………………
1.1. Предисловие………………………………………………………………
1.2. Содержание дисциплины и виды учебной работы…………………….
2. Рабочие учебные материалы……………………………………………….
2.1. Рабочая программа……………………………………………………….
2.2. Тематический план дисциплины………………………………………...
2.3. Структурно-логическая схема дисциплины…………………………….
2.4. Временной график изучения дисциплины при использовании информационно-коммуникационных технологий……………………………..
2.5. Практический блок……………………………………………………….
2.6. Балльно-рейтинговая система оценки знаний…………………………...
3. Информационные ресурсы дисциплины…………………………………..
3.1. Библиографический список……………………………………………...
3.2. Опорный конспект лекций……………………………………………….
3.3. Глоссарий………………………………………………………………….
3.4. Методические указания к выполнению лабораторных работ…………
3.5. Методические указания к выполнению практических работ…………
4. Блок контроля освоения дисциплины……………………………………..
4.1. Задание на контрольную работу и методические указания к ее выполнению……………………………………………………………………….
4.2. Текущий контроль………………………………………………………..
4.3. Итоговый контроль……………………………………………………….