7. Классификация методов сжигания топлива. Основные характеристики топочных устройств.

В настоящее время различают 3 метода сжигания топлива: слоевой, факельный и вихревой. Факельный и вихревой способы могут быть объединены в дин – камерный. Выбор способа сжигания топлива зависит от мощности и конструкции котлоагрегата, вида топлива и свойств его золы. Сжигание топлива происходит в топочном устройстве, представляющим собой системы горелок и механизмов с топочной камерой, которая предназначена для организации процесса горения.

Слоевые топки применяются только для сжигания твердого топлива под котельные агрегаты до 28 МВт. Классифицируются по следующим признакам: по характеру обслуживания, по размеру и состоянию слоя топлива, по направлению движения топлива и воздуха.

Факельные топки применяются для сжигания всех видов топлив. При сжигании жидкого и газообразного топлива применяют для котлоагрегата любой мощности, а при сжигании твердого – только для котлоагрегата мощностью более 20 МВт. Жидкое топливо предварительно распыляется на мелкие капли, твердое превращается в пыль в пылеприготовительных установках, газообразное подготовки не требует. Достоинства: возможность работы с низкими коэффициентами избытка воздуха(α), возможность иметь практически неограниченную мощность, возможность сжигания разнообразного по качеству топливо. Недостатки: значительный расход электроэнергии на пылеприготовление при сжигании твердого топлива, значительный унос золы продуктами сгорания, неустойчивость работы при пониженных нагрузках (менее 60%).

Вихревые топки могут применяться для сжигания всех видов топлив. В них создается циркуляция движения топлива в газовоздушном вихре. Это увеличивает время пребывания топлива в топочной камере, что обеспечивает большую устойчивость горения. Подготовка топлива производиться как и в факельных топках.

Тепловая мощность топки – количество тепла, выделенное при сжигании топлива в топке в единицу времени.

Определяется по формуле Q=B·Q_н^р, где В – расход топлива, Q_н^р – низшая теплота сгорания.

Форсировка топочного устройства – удельная нагрузка сечения топлива – количество теплоты, выделенной при сжигании топлива на 1м² сечения топки в единицу времени.

При слоевом сжигании за характерное сечение топки принимают площадь горящего слоя, и форсировку характеризуют удельной нагрузкой зеркала горения – количество теплоты выделенной при сжигании топлива на 1м² активной части полосной решетки в единицу времени.

Определяется по формуле: Q/R=B·Q_н^р/R, где R – площадь активной части полосной решетки, м².

Удельная нагрузка топочного объема – количество тепла, выделенное при сжигании топлива 1м³ топкиза единицу времени.

Определяется по формкле: Q/V_т=B·Q_н^р/V_т, где V_т – объем топки, м³.

Удельной нагрузкой топочного объема принято характеризовать работу всех типов топок.

8. Общие сведения о теплопередачи в топке. Теоретическая температура горения. Количество тепла, переданного в топке.

В топках современных котлоагрегатов большое значение имеет теплоотдача излучением, особенно это относится к факельным и вихревым токам поскольку из-за меньшего значения коэффициента избытка воздуха оказывается значительно более высоким чем в слоевых. При горении топлива в слое излучает как пламя так и горящий кокс лежащий на колосниковой решетке. При сжигании пылевидного твёрдого топлива излучает не сплошной слой, а очень тонкие частицы кокса. При горении газообразного топлива излучает горящий газ и образуется 3-х атомные продукты сгорания. Интенсивности излучения компонентов факела и слоя различны, наиболее интенсивно излучает пламя горячих летучих веществ выделяющихся при горении твердого и жидкого топлива. Интенсивность пламени горящего газообразного топлива сильно зависит от состава топлива и условий ведения процесса горения.

Теоретическая температура горения – это такая температура, которая получилась бы в случае сгорания топлива при полном отсутствии теплообмена. Практически ее не удается достичь из-за отдачи тепла излучением и в окружающую среду.

Теоретическая температура горения увеличивается с увеличением теплоты сгорания топлива, уменьшением тепловых потерь в топке, уменьшением коэффициент избытка воздуха, увеличением температуры подаваемого воздуха. Для создания устойчивого процесса горения > 1000°C.

Количество тепла передаваемого в топке за счёт лучеиспускания определяется по формуле:

– коэффициент сохранения тепла

– энтальпия газов на выходе из топки.