1. Общая характеристика топлива. Классификация топлива

ТОПЛИВО – это группа веществ, которая при нагревании в присутствии кислорода активно окисляется (сгорает) с выделением значительного количества тепла.

Топливо – это основной источник тепловой энергии для металлургических печей.

Таблица 1-Классификация топлива

Агрегатное состояние	Происхождение
	естественное	искусственное
Твёрдое	Дрова, торф, горючие сланцы, каменный уголь	Кокс, угольная пыль, древесный уголь
Жидкое	Нефть	Бензин, керосин, мазут, каменноугольная смола
Газообразное	Природный газ	Генераторный газ, коксовый газ, доменный газ

Топливо обычно имеет органическое происхождение, поэтому основными его составляющими являются углерод и водород, которые находятся в топливе в виде различных соединений.

В состав топлива обычно входят кислород, азот, сера. Кроме того, в топливе всегда участвуют зола (А) и вода (W).

Химический состав топлива: C H O N S A W.

C - углерод наиболее важная составляющая часть топлива.

2.Устройства для сжигания топлива

Сжигание твердого топлива. Кусковое топливо для нагрева в металлургических печах не применяется, т.к. оно используется для нагрева печей небольшой мощности.

Широко используется пылевидное топливо. Пылевидное топливо обычно сжигается в рабочем пространстве печи, когда нежелательна высокая температура, сжигание производится в специальной камере. Пылевоздушная смесь вдувается через горелку в камеру или рабочее пространство печи с таким расчетом, чтобы горение частицы полностью закончилось во взвешенном состоянии. Простейшая горелка применяется при очень тонком помоле (размер частицы ≈ 50мкм) и топлива с высоким выходом летучих (35%).Ещё существует вихревая горелка конструкции Гинцветмета. Эта горелка даёт более короткий факел и повышает производительность.

Сжигание жидкого топлива. Сжигание жидкого топлива происходит в распыленном состоянии, виде мелких капель. Распыление осуществляется с помощью форсунок, в которых для распыления топлива используется подаваемый под давлением воздух и водяной пар.

По характеру распыления форсунки делятся на две группы:

1. Форсунки низкого давления – работают при малых скоростях распыления (70 – 75 м/с) и большом его объеме.

2. Форсунки высокого давления, в которых в качестве распылителя используется водяной пар под избыточным давлением 600 – 2500кПа или компрессорный воздух под избыточным давлением 600 – 800 кПа.

Наиболее распространенной форсункой высокого давления является форсунка В. Г. Шухова. В этой форсунке скорость истечения распылителя не превышает скорости звука, т.е. 330 м/с. Форсунки Шухова характеризуются узким и длинным факелом, что ограничивает их применение в печах длинною более 4-5 м.

Большей производительностью обладают форсунки Днепровского металлургического института. Скорость истечения распылителя в данном случае превышает скорость звука, достигая 750 – 1000 м/с. Это обеспечивает хорошее распыление.

Сжигание газообразного топлива. Для сжигания газообразного топлива используют горелки. Они делятся на три типа:

1. горелки с полным предварительным смешением;

2. горелки с частичным предварительным смешением;

3. горелки с внешним смешением.

Горелки с полным предварительным смешением В горелках такого типа смешение газа с воздухом обеспечивается до выхода его в печь при малом коэффициенте избытка воздуха. Эти горелки также называют беспламенными. Такие горелки с успехом используются для сжигания малокалорийного топлива.

Горелки с частичным предварительным смешением В горелках этого типа процесс перемешивания газа с воздухом осуществляется в рабочем пространстве печи. Эти горелки также называют пламенными. Распространены два типа пламенных горелок:

- «труба в трубе»

- турбулентные.

Горелки типа «труба в трубе» могут работать на всех видах газообразного топлива при небольших давлениях газа. Они могут работать при подогретом газе и воздухе. В таких горелках смешение газа с воздухом недостаточное, и факел получается длинным.

Турбулентные горелки отличаются от других тем, что воздух поступает тангенциально по отношению к газовой струе. Турбулентные горелки широко применяются в нагревательных и термических печах.