5. Спалювання газоподібного палива в котлоагрегаті
5.1. Спалювання газоподібного палива. Загальні положення
|пал |становища|
Основними горючими складовими більшості га|зоподібних| палив|пальних| є|з'являються,являються| окиc вуглецю СО|із|, водень Н2, метан СН4 і значно рідше – високо– молекуляр|ні| вуглеводні СmНn.
При розрахунках горіння газоподібного палива|пального| використовують результативні реакції з'єднання|сполучення,сполуки| горючих складових палива|пального| і окислювача|окисника|. Ці реакції дають уявлення тільки|лише| про кінцеві|скінченні| результати| згорання|згоряння| окремих складових палива|пального|, не відображаючи|відбиваючи| фактичного ходу процесу горіння. Насправді механізм горіння газу складніший і характе|ризується| наявністю ряду|лави,низки| проміжних хімічних пере|творень, що протікають в певних фізичних умовах|.
Сумарна швидкість реакції горіння водню визначається залежністю, характерною|вдача| для реакції Н+O2→ОН+O, що протікає повільніше за інших
,
(5.1)
де
,
— концентрації|
атомарного водню і молекулярного|
кисню;
–
константа швидкості хімічної реакції.
Швидкість реакції горіння окису вуглецю визначається залежністю
,
(5.2)
де
— концентрація|
|із|СО
в зоні реагування;
— початкова концентрація водяної пари
в суміші.
Швидкість реакції ланцюгового|цепного| горіння метану СН4 і інших вуглеводнів також залежить від концентрації в зоні реа|гування| атомарного водню, кисню і водяних парів.
Повнота, інтенсивність і стійкість горіння газів у першу чергу|передусім,насамперед| залежать від фізичних чинників|факторів| — температури| і умов змішування пального з|із| окислювачем|окисником|. Підвищення| температури газоповітряної суміші згідно закону Арреніуса викликає|спричиняє| збільшення швидкості реакції і визначає тепловиділення. |пропорціональне|Якщо тепловтрати зони горіння, пов'язані з теплообміном з|із| навколишнім середовищем, перевищують тепловиді|лення|, то горіння неможливе. Для окремих газоподібних палив|пальних| вводиться температура запалювання||, яка істотно|суттєво| залежна від умов протікання процесу| (тепловіддача). Температура займання водню складає 410 – 630 °С, окису вуглецю 610 – 660 °С, метану 630 – 790 °С. Температура займання природного і доменного газів –|близько| 530 °С.
Вплив температури на процес займання і інтенсивність горіння газів дає можливість|спроможність| зробити наступні практичні висновки|виведення|:
1) температура в топці котла повинна бути вищою за температу| займання горючої суміші, в іншому випадку горіння буде нестійким;
2) попередній нагрів горючої суміші (компонен|тів| горіння) прискорює запалення|запалювання| і інтенсифікує процес| горіння.
На інтенсивність і повноту горіння, а також на характеристику| факела (розміри, світимість, температурний рівень) в основному впливає змішування| газового палива|пального| з|із| окислювачем|окисником|. При малому перемішуванні горючого газу з|із| повітрям окислювальні|окисник| | реакції гальмуються. При цьому можлива поява продуктів неповного горіння (хімічний недопал), а при спалюванні вуглеводневих| газів також і продуктів їх термічного розкладання. Усунення хімічної неповноти горіння при поганому перемішуванні вимагає збільшення коефіцієнта надлишку повітря в топці |, що призводить до збільшення втрати теплоти з відхідними|із| газами|вирушають|.