34) Расчеты процессов горения твердого, жидкого и газообразного топлива.

Расчет процессов горения топлива

Горение - химический процесс соединения топлива с окислителем, сопровождающийся интенсивным выделением тепла и повышением температуры продуктов сгорания.

В расчетах процессов горения важным является определение количества окислителя, необходимого для сжигания топлива. Оно определяется на основе стехиометрических уравнений

Количество воздуха, необходимое для сжигания 1кг топлива определяется из соотношения Объемный расход воздуха при нормальных условиях составит.

Отношение называют коэффициентом избытка воздуха.

Коэффициент избытка воздуха - отношение действительного количества воздуха, подаваемого камеру сгорания, к теоретически необходимому количеству воздуха.

Обычно в хороших топочных устройствах.

Состав и объем продуктов сгорания

При организации процессов горения стремятся обеспечить по возможности полное сгорание топлива.

Адибатная температура - температура, которую имели бы продукты сгорания при отсутствии теплопотерь в окружающую среду в процессе сгорания.

Адиабатная температура максимальна для стехиометрической смеси (аВ=1). С увеличением коэффициента избытка воздуха на нагрев "избыточного" воздуха затрачивается лишняя теплота, поэтому температура продуктов сгорания уменьшается.

Теоретические температуры горения.

При нагреве воздуха, подаваемого в топку, или обогащении его кислородом температура горения увеличивается.

Кинетика гомогенных реакций горения газа.

Гомогенной называется реакция, протекающая между компонентами, находящимися в одной фазе.

Скорость гомогенной реакции - количество данного компонента, прореагировавшего в единице объема в единицу времени.

Установлено, что вероятность реакции по схеме 2Н2 + 02 = 2Н20 ничтожно мала. Теории цепных реакций (Н. Н. Семенов) допускают существование свободных атомов водорода и кислорода.

По мере накопления молекул воды количество свободных радикалов и атомов уменьшается и реакция замедляется.

В горении СО, по-видимому, большое значение имеет наличие атомов водорода. Сухая СО горит очень медленно.

Самовоспламенение и зажигание горючей смеси.

Самовоспламенение - инициирование горения во всем объеме смеси. Самовоспламенение смеси происходит лишь в том случае, когда тепловыделение в реакции превышает теплопотери. Скорость реакции экспоненциально растет с температурой, теплопотери вследствие теплоотдачи зависят от температуры линейно.

Температуры самовоспламенения в смеси с воздухом

0бычно горение инициируется с помощью зажигания вспомогательными устройствами (факел, раскаленный предмет, электрическая искра). Возникает фронт пламени, распространяющейся в объеме смеси. Тв - температура самовоспламенения.

35) Особенности сжигания газа.

Особенности сжигания газа

При переводе котлов на газовое топливо особое значение приобретает квалификация обслуживающего персонала, которая в отопительных котельных, работающих сезонно, значительно ниже, чем квалификация операторов промышленных (постоянно действующих) установок. Массовый перевод отопительных котельных на сжигание газового топлива, совершенствование и усложнение газового оборудования и внедрение автоматизации и диспетчеризации требуют повышения качества подготовки эксплуатационного персонала, а необходимость работы котлов в зависимости от топливного баланса на различных видах топлива - понимания основных особенностей правильного, экономичного и безопасного их сжигания.

При сжигании твердого топлива на колосниковой решетке котла основное средство воздействия на скорость горения - регулирование количества воздуха, поступающего под колосники. При равномерном слое топлива на решетке и установившемся процессе горения уменьшение подачи воздуха приводит к снижению количества выгорающего угля и, соответственно, количества образующегося тепла. Полное отсутствие подачи воздуха приводит к прекращению горения в топке и, следовательно, никаких неприятностей произойти не может. При сжигании газового топлива в топку через газогорелочное устройство поступают газ и воздух, правильное соотношение которых зависит от внимательности и квалификации обслуживающего персонала. Слишком большое или слишком малое количество воздуха может привести к нарушению нормального процесса горения газа, вплоть до полного его прекращения. Таким образом, при сжигании газового топлива оператору для регулирования процесса горения необходимо воздействовать не только на поступление воздуха, но и на подачу газа, поддерживая их правильное соотношение. Нарушение этого соотношения может привести к срыву или погасанию пламени и накоплению в топке и газоходах несгоревшего газа. Иногда это может быть причиной образования взрывоопасной газовоздушной смеси. При последующем поджигании такой смеси происходит ее мгновенное сгорание и увеличение абсолютного давления до 7-8 кгс/см2, что приводит к разрушению кирпичной кладки и других частей котла. Наиболее часто взрывы газовоздушной смеси в топках и газоходах котлов происходят при внесении в топки запальников во время розжига котла.