Теоретически необходимое кол-во воздуха.

Под теоретически необходимым понимают то минимальное количество воздуха, которое требуется для полного окисления всех горючих элементов топлива. Его определяют из стехиометрических реакций горения и выражают либо в виде массового расхода L₀ в кг воздуха на кг топлива, либо в виде объемного расхода V₀ в м³ воздуха при нормальных физических условиях (НФУ) на кг то­плива.

Теоретически необходимый объем воздуха (V^H₀ м³/кг) для сжигания 1 кг топлива при н.у. находим делением массы израсходованного кислорода на его плотность при н.у. (ρ^Н _О2 = 1,429), и на 0,21, т.к. в воздухе содержится 21% кислорода. Будем считать, что в воздухе содержится 79% азота, пренебрегая незначительными количествами аргона, углекислоты, водяных паров и др. примесей.

V^H₀ = 0,0889(С^Р + 0,375 S^Р_Л) + 0,265 Н^Р–

-0,0333О^Р м³/кг

Теоретически необходимая масса воздуха:

L₀ = V^H₀ ρ^Н _ВОЗ = V^H₀ 1,293 кг·воз/кг·тл

Действительный расход топлива на 1 кг топлива:

V^H_Д =V^H₀ α_Т м³/кг или L_Д = L₀ α_Т кг/кг,

где α_Т – коэффициент избытка воздуха в топке.

Подача в топку и камеры воздуха в количестве, теоретически необходимом, практически не обеспечивает полноты сгорания топлива. Это приводит к так называемым потерям топлива от химической неполноты сгорания. Поэтому фактически в топку и камеры, как правило, подают воздуха несколько больше, чем это требуется теоретически. Этот изли-шек характеризуется коэффициентом избытка воздуха a, под которым понимают отношение количества воздуха, действительно подаваемого в топку, к теоретическому необходимому.

Количество воздуха, расходуемого для горения, приблизительно пропорционально теплоте сгорания топлива, поэтому для прикидочных подсчетов можно воспользоваться ф-ой:

V^H₀ = 1,12 Q^Р_Н / 1000 м³/кг

Выход и состав газообразных продуктов сгорания.

В общем случае в состав газообразных продуктов неполного сгорания могут входить СО, Н₂, СН₄, С_mH_n. Тогда состав продуктов неполного горения запишется:

СО₂+Н₂О+SO₂+CO+H₂+CH₄+C_mH_n+O₂+N₂==100

где: СО, Н₂, СН₄, С_mH_n и т.д. - содержание углекислоты, водяного пара, сернистого газа, окиси углерода и других компонентов, % по объёму.

Свободный кислород в состав продуктов горения попадает как с излишком воздуха,

так и вследствие недоиспользования его при неполном окислении горючих элементов.

Азот попадает в продукты сгорания и с воздухом, и из сжигаемого топлива, содержащего азот.

Часто неполнота сгорания определяется в основном окисью углерода и тогда упрощённый состав продуктов неполного горения выражается уравнением:

СО₂+Н₂О+SO₂+O₂+N₂+CO =100

Состав продуктов полного горения запишется в виде:

СО₂+Н₂О+SO₂+O₂+N₂ =100

Массовое количество газообразных продукт-ов сгорания топли­ва выражается суммой количества сжигаемого топлива и количества воздуха, подаваемого для его сжигания. Количество продуктов сгорания приходящихся на 1 кг топлива, запишется, кг/кг:

M_Г = 1+α L₀

Полный объем газообразных продуктов неполного сгорания 1 кг топлива обычно представляют как сумму парциальных объемов сухих газов (V_СГ) и водяных паров (V_Н2О), т.е.

V_Г = V_СГ + V_Н2О, здесь:

V_СГ = V_СО2 + V_SO2 + V_СO + V_O2 + V_N2

Коэффициент избытка воздуха при неполном сгорании топли­ва с учетом образования только СО находят по формуле:

α = 1 / [ 1 – 3,67 (О₂ – 0,5СО) / N₂]

Полный объем газообразных продуктов полного сгорания 1 кг жидкого и твердого топлива (м³/кг) или 1 м³ газообразного топли-ва (м³/м³) принято записывать в виде:

V_Г = V_RО2 + V_H2O + ΔV_B + V⁰ _N2

Понятие об адиабатном горении. Теоретическая тем-ра горения.

Теоретическая температура сгорания представляет температуру, до которой нагрелись бы продукты сгорания, если бы на их нагрев пошла вся теплота, введенная в камеру сгорания, за вычетом потерь от химической (q_хим) и физической (q_физ) неполноты сгорания.

Тепловой баланс камера сгорания а этом случае можно запи­сать так:

Q^P_H [(100 – q_хим – q_физ)/100] + h_T + h_B = V_Г С′_Г t_Г

Если ввести понятие коэффициента тепловыделения:

ή = (100 – q_хим – q_физ)/100 +(h_T + h_B)/ Q^P_H

то теоретическую температуру можно определить по формуле:

t_Г = Q^P_H ή / V_Г С′_Г

Классификация топок по аэродинамическому принципу. Последовательность протекания топочных процессов.

Топка – один из основных элементов котельного агрегата. В ней происходит процесс горения, при котором химическая энергия топлива преобразуется в тепловую энергию продуктов сгорания, передаваемую далее жидкости и пару, находящимся в котле.

Существующие топочные устройства можно разделить на слоевые и камерные.

Слоевые топки предназначены для сжигания твердого топлива в слое на колосниковой решетке. В камерных топках сжигается твердое топливо во взвешенном состоянии в виде пыли и дробленых частиц, а также жидкое, распыляемое с помощью форсунок, и газообразное. Камерные топки подразделяются на факельные и вихревые.

Условия протекания, продолжительность и конечные результаты топочных процессов зависят не только от св-ов топлива и конструкции топочных устройств, но и от ряда физических и хим. факторов.

Процесс сгорания топлива в топке можно представить разделенным на ряд стадий.

Для тв. топлива:

1.подогрев топлива

2. испарение влаги

3. выход летучих

4. горение летучих

5. горение коксового остатка

Для жидких топлив:

1. подогрев топлив

2. испарение влаги

3. горение

Для газообразного топлива:

1. подогрев

2. горение

По аэродинамическому признаку топочные камеры делятся:

1. топки с плотным слоем (Р>>F)

2. топки с кипящем слоем (Р ≈ F)

3. камерные топки (Р<F)

4. вихревые топки(Р<<F)

Р – вес частицы; F – сила дав-ия воздуха.

Ручные слоевые топки, расчетные характеристики. Воздушный режим.

Топка – один из основных элементов котельного агрегата. В ней происходит процесс горения, при котором химическая энергия топлива преобразуется в тепловую энергию продуктов сгорания, передаваемую далее жидкости и пару, находящимся в котле.

Существующие топочные устройства можно разделить на слоевые и камерные.

Слоевые топки предназначены для сжигания твердого топлива в слое на колосниковой решетке.

По способу механизации операций обслуживания (подача топлива, шировка слоя, удаление золв и шлака) слоевые топки делятся на ручные (немеханизированные), полумеханические и механические. В полумеханических топках механизирована часть операций. В механических топках механизированы все операции

В зависимости от способа организации процесса сжигания топлива слоевые топки можно разделить на три группы:

1) с неподвижной колосниковой решеткой и неподвижным слоем топлива;

2) с неподвижной колосниковой решеткой и перемещением топлива по решетке;

3) с подвижной колосниковой решеткой и движущимся вместе с ней слоем топлива 39. Полумеханические слоевые топки.

мельницу, по­ступает через патрубок / в пространство между на­ружным и внутренним ко­нусами, где скорость его уменьшается. В результа­те этого из потока выпада­ют самые крупные частицы пыли, которые затем через течку 2 возвращаются в мельницу. Далее поток с оставшимся еще в нем до­вольно большим количест­вом недостаточно тонко раз­молотой пыли проходит во внутренний конус через зазор между верхним его краем и крышкой сепара­тора, закручиваясь пово­ротными лопатками 6 во­круг вертикальной оси. Под влиянием возникшей цент­робежной силы более круп­ные частицы пыли отбра­сываются к стенке внут­реннего конуса, выпадают из потока и через течку 3 также возвращаются в мельницу. Более мелкие частицы пыли не успевают достигнуть стенки внутрен­него конуса и, оставшись в потоке, выносятся им из сепаратора через выходной патрубок 10.

Основными достоинст­вами шаровой барабанной мельницы являются на­дежность в работе, малая чувствительность к износу мелющих тел и к металли­ческим предметам, находя­щимся в топливе, а также хорошая регулируемость тонкости помола и глуби­ны подсушки. К недостат­кам шаровых барабанных мельниц следует отнести их громоздкость, высокую стоимость и повышенный расход электроэнергии на Рис. 8-3. Сепаратор центробежного типа для шаровой барабанной мельницы.