книги из ГПНТБ / Егоров, Н. Ф. Как эксплуатировать паровые котлы низкого давления
.pdfЛетучие веществаю , %/и
Д — длиннопламенный |
40 |
|
Г — газовый . . |
35—44 |
|
ПЖ — паровичный |
жирный . |
26—35 |
К — коксующийся |
спекающийся |
18—26 |
ПС — паровичный |
12—28 |
|
Т — тощий |
|
17 |
Содержание влаги в каменных углях не пре вышает 10%- Теплотворная способность их колеблется от 2800 до 7000 кал/кг. Масса 1 м3 каменных углей 850 кг.
А н т р а ц и т — наиболее древняя порода ис копаемых углей. Повышенное содержание в нем углерода обеспечивает высокую тепло творную способность — 5500—7200 кал/кг. Влаги в антраците всего 2—5%. Горит без большого пламени и дыма.
Хранят уголь в штабелях на огороженных бетонных площадках, расположенных на су хом возвышенном месте. Высота штабеля не должна превышать 1,5—2 м. Чтобы не допу стить самовозгорания угля, следует периоди чески измерять температуру в разных местах штабеля.
Ж и д к о е топливо. К жидкому топливу относится нефть и продукты ее переработки: газолин, бензин, керосин, газойль, или дизель ное топливо, соляровое масло, моторное топ ливо и т. д. Для сжигания в топке котла ис пользуются: мазут, керосин, моторное топливо, реже — газойль. В нефтепродуктах содержит-
10
ся до 88% углерода и до 14—12% водорода. Теплотворная способность любого жидкого топлива высокая — от 9700 до 12 000 кал/кг. Хранится жидкое топливо за пределами ко тельного помещения на местной нефтебазе в металлических емкостях или цистернах. По мере надобности топливо подвозится к месту работы котла, где поступает в расходный бак котельной установки.
Г а з о о б р а з н о е т о п л и в о . К этому ви ду топлива относятся такие газы, как: природ ный, генераторный, коксовый и доменный. Природный газ в основном состоит из метана (94%). Теплотворная способность газа дости гает 6000—9000 кал/кг. Горючие газы имеют свои отличительные особенности: они полно стью сгорают при минимальном избытке воз духа, создают высокую температуру в топке котла, повышают коэффициент использования тепла.
Сжигание топлива. Горение топлива в топ ке — химический процесс. Происходит соеди нение кислорода с горючими элементами. При этом выделяется значительное количество тепла и образуются дымовые газы, зола и шлак.
Кислород, соединяясь с углеродом и полно
стью |
сгорая, |
образует углекислый |
газ |
|
(С + 0 2= С 0 2 ), |
при неполном |
сгорании — |
||
окись |
углерода |
(20+ 02= 200). |
При |
соеди |
нении кислорода с водородом образуется во
да (2Н2+ 02= 2 Н 20), при соединении |
с горю |
чей летучей серой — двуокись серы |
(S+C>2= |
= S02).
Весь процесс горения можно разбить на три периода. 1. Подготовка топлива к воспламе нению— нагревание и подсушка. 2. Газифи кация топлива с последующим горением в то почном пространстве горючих летучих ве ществ. 3. Горение твердого остатка на колос
никовой решетке.
Персоналу, обслуживающему паровые и водогрейные котлы и паросиловые установки, важно знать, как правильно сжигать топливо. Количество выделенного тепла зависит не только от состава топлива, но и от характера его сгорания. При неправильном сжигании топливо даже с самой большой теплотворной способностью выделяет мало тепла.
Правильным горением считается такой про цесс, когда горючие элементы топлива сгора ют полностью, образуя углекислый газ, воду и двуокись серы.
Для нормального процесса горения необхо димы следующие основные условия: достаточ ное количество воздуха, определенная толщи на слоя топлива и необходимая температура в топке. При недостатке воздуха топливо сго рает не полностью. При избытке его топка охлаждается, и процесс горения протекает при
12
пониженной температуре, что увеличивает по тери тепла.
Средняя теоретическая потребность воздуха для сжигания 1 кг твердого и жидкого топли ва следующая (в м3 на 1 кг):
Каменный уголь .................................... |
7,0— 7,8 |
Дрова н т о р ф ............................................ |
3,2—3,9 |
Антрацит ................................................... |
7,8—8,5 |
Бурый уголь ........................................... |
3,1—5,4 |
Н е ф т ь .......................................................... |
10,8 |
М а з у т .......................................................... |
11,2 |
Тракторный к е р о с и н ............................. |
11,6 |
Ацетилен ................................................... |
11,9 |
При сжигании топлива часть кислорода, не успевшая соединиться с горючими элемента ми, не участвует в процессе горения. Поэтому воздуха нужно подводить в топку котла боль ше на коэффициент 1,4—1,6 для твердого топ лива, 1,2—1,25 — для жидкого.
На процесс горения также влияет толщина слоя топлива, размещенного на колосниковой решетке. Оптимальная толщина слоя различ ных видов топлива различная (в мм):
Сырых |
д р о в ............................................ |
|
1000— 1200 |
|
Сухих |
д р о в ........................................... |
|
700—800 |
|
Торфа |
|
антрацита................................................... |
|
400—800 |
Крупного |
|
125—250 |
||
Мелкого |
а н т р а ц и т а ............................. |
|
60—80 |
|
Каменного угля ............................. |
100— 120 |
|||
Мелкого |
каменного угля |
. . . |
60—80 |
|
13
По цвету дыма, выходящего из трубы топ ки, можно определить ход процесса горения. При недостатке воздуха топливо сгорает не полностью, и выделяется черный дым. При избытке воздуха дыма нет. Процесс горения протекает нормально, если из трубы выделя ется небольшой дым сероватого цвета, а пла мя на колосниковой решетке имеет соломенножелтый оттенок.
Процесс горения можно регулировать в двух направлениях: качественном и количествен ном. Качественное регулирование заключается
вдостижении полного сгорания топлива при минимальном избытке воздуха и оптимальной толщине слоя топлива. В этом случае топливо забрасывается в топку часто (через 5—10 мин,
взависимости от вида топлива) и небольшими порциями равномерно по всей колосниковой решетке.
Количественный процесс сжигаемого топли ва регулируется тягой. При усилении тяги воз дух поступает в топку быстрее и в большем количестве. Это ускоряет процесс горения, в результате чего образуется больше тепла. Фор сированная работа котла требует значитель ного расхода топлива.
ТОПКИ
Конструкция топки зависит от вида топлива и способа его сжигания. Твердое топливо сжи
14
гают двумя основными способами: в слое — на колосниковой решетке и в пылевидном со стоянии — непосредственно в топочной каме ре.
В колхозах и совхозах области применяет ся первый способ сжигания топлива.
Топка для сжигания твердого топлива со стоит из топочной камеры, колосниковой ре шетки, зольника и дверцы. Решетка служит для поддержания слоя топлива, распределения поступающего воздуха по всей площади горе ния. На ней сгорают твердые остатки топли ва — кокс.
В зависимости от расположения топки (рис. 1, 2, 3) подразделяются на внутренние, размещающиеся внутри котла; выносные, рас положенные перед котлом; наружные, распо лагающиеся под котлом. По способу подачи воздуха топки могут быть с естественной тягой (через трубу) и искусственной (с помощью вентилятора).
Форма колосников — самая различная. Для крупного кускового топлива применяются брусчатые, а для сжигания мелких углей — плиточные, щелевые колосники. Величина за зоров между колосниками для прохода воз духа зависит от вида и размера кусков топли ва. При работе на дровах величина зазоров должна быть 10—25 мм, на торфе — 20 мм, опилках, мелком угле — 4 мм, буром угле —
15
if
Рис. 1. Внутренняя топка: |
Рис. 2. Выносная топка: |
1 — манометр; 2 — водомер |
1 — котел; 2 — топка из кир |
ное стекло; 3 — котел; 4 — то |
пичной кладки; 3 — топочная |
почная дверца |
дверца |
1
5
Рис. 3. Наружная топка:
/ — котел; 2 — топка из кир пичной кладки
4—8 мм, неспекающемся угле — 10—15 мм,
шлакующемся угле— 15 20 мм.
Топки рассматриваемых котлов ручные с простыми колосниковыми решетками. Они на
17
дежны и экономичны в работе, но имеют це лый ряд недостатков. Периодичность подачи топлива обусловливает неравномерный про цесс его горения. После подачи очередной порции топлива нужно время для его нагре вания и воспламенения. За это время горение замедляется, и котел получает меньше тепла. После воспламенения топлива количество теп лоты увеличивается, и нагрузка на котел воз растает. Непостоянная нагрузка на стенки котла ускоряет его износ.
В топках для жидкого топлива главной ча стью является форсунка. Форсунки могут
быть: |
паровые, в которых распыление топлива |
а) |
|
производится паром; |
|
б) |
воздушные, в которых топливо распыля |
ется воздухом; |
|
в) |
механические, распыление в них произ |
водится под давлением самого топлива или |
|
с помощью плунжерного насоса. |
|
Обычно применяются форсунки с механиче ским и воздушным (рис. 4) распылением жид кого топлива.
Жидкое топливо по патрубку 5 самотеком поступает через прорези и каналы шпинделя 3. Воздух (пар), предназначенный для распы ления топлива, под давлением 1,5—2 кг/см2 подается компрессором или вентилятором по патрубку 7 в кольцеобразный канал 1, обра-
18
Рис. 4. Форсунка для воздушного распыления жидкого топлива:
/ — кольцеобразный канал; 2 — сопло; |
3 — шпиндель; |
4 — канал; |
5 — патрубок форсунки; 6 — прорези; |
7 — воздушный |
патрубок |
зующийся между шпинделем и корпусом сопла форсунки 2. Выходящий из форсунки воздух с большой скоростью увлекает топливо и рас пыляет его. Распыленное и смешанное с воз духом топливо сгорает в топке.
Расчетами установлено, что количество топ лива, сжигаемого за один час, не должно пре вышать 30—40 кг на 1 м3 топочного простран ства. Для создания нормального давления топ ливный бак устанавливают не ниже 2,5—3 м от уровня форсунки.
Механические форсунки по своему устрой ству близки к устройству форсунок трактор ных двигателей. Топливо (мазут) подается к форсунке с помощью специального топливного насоса под давлением не ниже 6 кг/см2. Чем выше давление у механических форсунок, тем лучше распыляется топливо.
19