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

Институт энергетический

Специальности:

140101.65 − тепловые электрические станции

140104.65 − промышленная теплоэнергетика

Направление подготовки бакалавра:

140100.62 − теплоэнергетика

Санкт-Петербург

Издательство СЗТУ

2009

Утверждено редакционно-издательским советом университета

УДК 662.61.611.

Топливо и теория горения: учебно-методический комплекс/сост. Е.А. Блинов. − СПб.: Изд-во СЗТУ, 2009. − 155 с.

Учебно-методический комплекс разработан в соответствии с требованиями государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования для студентов теплоэнергетических специальностей.

Рассматриваются различные виды энергетических топлив и их характеристики, способы подготовки топлив к сжиганию, технологические схемы и конструкции элементов систем топливоподготовки и топливоподачи.

Приводятся основные положения практической теории горения топлива, характеристики продуктов сгорания, схемы очистки дымовых газов, золо- и шлакоудаления.

Излагаются приемы сжигания топлива в различных топках промышленного назначения.

Учебно-методический комплекс предназначен для студентов четвертого курса специальностей 140101.65 – тепловые электрические станции и 140104.65 – промышленная теплоэнергетика и направления подготовки бакалавра 140100.62 – теплоэнергетика.

Рассмотрено на заседании кафедры теплотехники и теплоэнергетики 16.12.08 г., одобрено методической комиссией энергетического института 23.12.08 г.

Рецензенты: кафедра теплотехники и теплоэнергетики СЗТУ (зав. каф. В.А. Лебедев, канд. техн. наук, проф.); кафедра промышленной теплоэнергетики Санкт-Петербургского государственного технологического университета растительных полимеров (зав. каф. А.П. Бельский, д-р техн. наук, проф.).

Составитель: Е.А. Блинов, канд. техн. наук, проф.

© Северо-Западный государственный заочный технический университет, 2009.

© Блинов Е.А., 2009.

1. Информация о дисциплине

1.1. 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.