В зависимости от скорости горения различают нормальное горение и взрывное. Скоростью горения называется скорость распространения пламени. При нормальном горении скорость распространения пламени, как правило, не превышает 20…30 м/с, а при взрывном горении – 2000…3500 м/с. Для того чтобы топливо начало гореть, необходимо поднять его температуру (0С) до температуры воспламенения:
| каменный уголь | –500…650 | природный газ | –800 | |
| бурый уголь, дрова | –620…700 | водород | –800…850 | |
| торф (сухой) | –500…650 | метан | –1080 | |
| кокс, антрацит | –920…970 | этан | –860 | |
| керосин | –650 | окись углерода | –890 | |
| бензин | –690 | ацетилен | –600…770 | |
| бензол | –800 | генераторный газ | –800 |
Интенсивность горения в значительной степени зависит от концентрации веществ и их температуры. Чтобы обеспечить непрерывность горения, необходимо поддерживать температуру горения не ниже температуры воспламенения.
Различают полное и неполное горение. При полном горении горючие компоненты топлива окисляются кислородом до тех пор, пока все составляющие продуктов горения не способны гореть дальше. Например, полное горение углерода и водорода может быть представлено следующими реакциями:
C + O2 = CO2 + 33 900 кДж/кг углерода;
(186)
2H2 + O2 = 2H2O + 125 500 кДж/кг водорода.
Конечные продукты сгорания углерода и водорода – углекислый газ и вода.
При неполном горении остаются продукты способные при наличии кислорода и далее гореть с выделением теплоты.
Например, неполное горение углерода может быть представлено по реакции:
2C + O2 = 2CO + 9900 кДж/кг углерода. (187)
Таким образом, при полном горении теплоты выделяется в 3 раза больше, чем при неполном. Поэтому следует добиваться, чтобы сгорание топлива в котельных установках было полным. Главным условием этого является подвод к топливу такого количества кислорода, чтобы его было достаточно для полного окисления горючих элементов. Это было бы возможно при идеальном смешивании топлива и кислорода воздуха, подводимого в зону горения. Причем кислорода при этом было бы столько, сколько требуется по реакции горения, то есть теоретически необходимое его количество.
Однако на практике в этом случае не удается достигнуть полного сгорания топлива. Поэтому процесс горения ведется с некоторым избытком воздуха.
Отношения действительного количества воздуха (Jд), расходуемого для сжигания топлива, к теоретически необходимому (Jт) называется коэффициентом избытка воздуха (a).
На практике принимают ориентировочно следующие значения a для различных топлив: для пылевидного и газообразного топлива – 1,03…1,16, для жидкого топлива (мазут) – 1,2…1,25, для твердого топлива – 1,3…1,65.