14.4.3. Ентальпія продуктів згоряння
Ентальпія продуктів згоряння 1 кг твердого палива або 1 м3 газоподібного палива може бути обчислена за відомою формулою
,
(14.52)
де VГ – об’єм продуктів згоряння, м3/кг; СГ – середня об’ємна теплоємність за умови постійного тиску продуктів згоряння, МДж/м3; tГ – температура газу, оС.
Звичайно в таблицях поряд з теплоємкостями приводяться об’ємні ентальпії продуктів згоряння I = cpt. Тоді розрахунок ентальпії продуктів повного згоряння для =1 проводиться за формулою, МДж/кг, (МДж/м3):
.
(14.53)
З врахування надлишкового повітря (-1)v0
,
(14.54)
де IП = V0(ct)П - ентальпія теоретично необхідного об’єму повітря та (ct)П – ентальпія 1 м3 вологого повітря, МДж/м3.
Визначаючи (ct)RO2 враховують, що вміст SO2 в продуктах згоряння відносно невеликий і значення ентальпії береться як для СО2.
Із приведених формул можуть бути розраховані ентальпії продуктів згоряння заданого палива для різних значень коефіцієнтів надлишку повітря .
14.5. Види пристроїв для спалювання палива
Топка (паленище) – один із основних елементів котельного агрегату. В ній проходить процес горіння, під час якого хімічна енергія палива перетворюється теплову енергію продуктів згоряння. Існуючі пристрої для спалювання палива можна поділити на шарові та камерні. Шарові паленища призначені для спалювання твердого палива в шарі на колосниковій решітці. В камерних паленищах спалюється тверде паливо у завислому стані у вигляді пилу та дрібних часточок, а також рідке паливо, яке спалюється з допомогою форсунок, та газоподібне. Камерні паленища поділяться на факельні та вихорові (циклонні). На рис. 14.4 показані схеми шарового, факельного та вихорового способів спалювання твердого палива.
Р
ис.
14.4.
Схеми
способів спалювання твердого палива:
а) шаровий;
б) факельний;
в) вихоровий; 1-паливо; 2-повітря
У разі шарового способу спалювання необхідне для горіння повітря подається до шару палива через колосникову решітку.
У разі факельного способу спалювання тверде паливо попередньо розмелюється в млинах і пил разом із повітрям (аеросуміш) подається в топку (паленище). Час перебування газу та пилу в об’ємі паленища незначний (1,5-2 с). Тому в залежності від виду твердого палива тонина помелу (тобто відсотково-масовий вміст часточок визначеного розміру вибирається різною. Наприклад, у випадку спалювання антрацитів тільки 7-13 % за масою повинні становити частинки розміром понад 90 мкм, для кам’яного вугілля – 15-35 %, а у випадку спалювання бурого вугілля доля таких частинок становить вже 40 %.
Зменшення розмірів частинок палива призводить до зростання площі питомої поверхні контакту з окиснювачем. В пилеповітряному факелі горіння розвивається висока температура. Це сприяє інтенсифікації прогрівання палива та його запалюванні.
Циклонний спосіб спалювання грунтується на використанні закручених паливоповітряних потоків. Транспорт палива здійснюється повітрям. Частинки палива циркулюють визначеними траєкторіями упродовж часу, необхідного для завершення їх згоряння. Під дією відцентрових сил частинки рухаються у вигляді згущеного пристінного шару, інтенсивно перемішуючись із повітрям. Час перебування частинок в циклонній камері вибирається достатнім для вигоряння грубого пилу (розмір частинок 200 мкм) або дрібного палива (розмір частинок до 5 мкм).