книги из ГПНТБ / Рябов П.И. Передвижные паровые котлы

дуются дубовые и березовые дрова, наименьшей — еловые и осиновые. Следовательно, первые более целесообразны для сжигания в малообъемных топках передвижных паро­ вых котлов и более выгодны для транспортирования в бун-

£

Рис. 8-1. Элементарный состав рабочей массы, теплотворная спо­ собность и вес смешанных дров в зависимости от их влажности.

керах и ящиках котельной установки, имеющих ограни­ ченные размеры.

Сухие и полусухие дрова полностью удовлетворяют тре­ бованиям, предъявляемым к топливу для передвижных па­ ровых котлов. Сырые дрова вызывают большие затрудне­

ния при сжигании, особенно в горизонтальных жаротруб­

ных котлах. Еще большие затруднения при сжигании в топ­ ках передвижных паровых котлов вызывают свежесрубленные дрова, содержание влаги в которых колеблется от 45

162

большим выходом летучих веществ (около 80%). По бы­

строте загорания они превосходят дрова, но уступают им в теплоплотности и устойчивости горения. Рассматривая суррогаты топлива с точки зрения требований, предъявляе­

мых к топливу для передвижных паровых котлов, необхо­ димо указать, что сжигание этих топлив сопряжено с не­ которыми неудобствами и требует применения специальных

приспособлений. Неудобство в употреблении заключается прежде всего в том, что суррогаты топлива, отличающиеся

небольшим удельным весом, занимают почти весь объем топочного пространства или значительную его часть. Вто­ рым недостатком суррогатов топлива следует признать не­ обходимость защиты их от атмосферных осадков, чтобы избежать чрезмерного увлажнения. Нельзя не отметить также и более быстрое, чем при сжигании дров, наружное загрязнение труб и дымоходов котла. И, наконец, как на недостаток укажем на обильное искрообразование, которым сопровождается горение соломы и других суррогатов топ­ лива. Искрообразование опасно в пожарном отношении,

особенно когда передвижной паровой котел находится в па­ латке или вблизи жилых помещений.

Торф. Торфяные ресурсы СССР сосредоточены глав­ ным образом в центральных, западных, северо-западных и

северо-восточных районах. В этих же районах расположе­ ны и лесные массивы. Поэтому торф для отопления пере­ движных паровых котлов используют в редких случаях. Более удобны торфяные брикеты, так как они не требуют для сжигания дополнительного приспособления дровяных топок, занимают небольшую часть топочного объема и их легче защищать от дождя. Мелкий торф целесообразно

сжигать в смеси с дровами.

Ископаемые угли. К ископаемым углям относятся бурые и каменные угли, а также антрациты.

Бурые угли — весьма распространенный в СССР вид твердого топлива. Однако в сравнении с другими ископае­

мыми углями они характеризуются наиболее низкой тепло­ той сгорания (2 500—4 000 ккал1кг на рабочую массу) бла­ годаря большому содержанию золы (до 32% на сухую мас­ су) и влаги (27—40% на рабочую массу). В горючей мас­ се бурых углей содержится меньше углерода (65—75% по весу) и больше водорода (5—5,5%) и кислорода (18—25% вместе с азотом), чем в горючей массе других углей. По­ этому бурые угли характеризуются большим выходом ле­ тучих газов (40—50%).

Hi I

Каменные угли содержат небольшое количество влаги

(3—11% на рабочую массу). Поэтому теплота сгорания рабочей массы каменных углей довольно высокая (4 000— 7 000 ккал/кг). В сравнении с бурыми углями они содержат больше углерода (75—93% веса горючей массы) и меньше водорода (4,5—5,5%) и кислорода (4—15% вместе с азо­ том). Выход летучих веществ в каменных углях довольно большой (11—35%), поэтому они являются длиннопламен­ ным топливом, легко сжигаемым в топках котлов.

Антрациты — самые древние по происхождению иско­ паемые угли, обладающие большой механической проч­ ностью. Содержание углерода в горючей массе антрацитов составляет 93—97% (по весу). Летучих веществ в антра­ цитах содержится мало, и поэтому они трудно загораются. Горят антрациты в слое коротким пламенем, развивая очень высокую температуру. Содержание влаги в антра­

цитах небольшое (3—5,5% на рабочую массу), золы 3—

22% (на сухую массу). Теплота сгорания горючей массы антрацита по Донбассу — основному его месторождению

вСССР — составляет в среднем 8 000 ккал!кг.

Втабл. 8-3 приведены характеристики некоторых иско­ паемых углей промышленно используемых месторождений

СССР.

Рассматривая ископаемые угли как топливо для пере­ движных паровых котлов, необходимо отметить следующие их преимущества и недостатки.

Ископаемые угли, особенно антрациты, характеризуют­ ся высокой теплотой сгорания и небольшим удельным объ­ емом (табл. 8-3), что позволяет иметь значительный во­

зимый запас топлива в небольшой складской емкости (бун­ кере). Низшая теплота сгорания 1 м3 каменного угля со­ ставляет округленно 6 000 тыс. ккал (это соответствует 4 м3 сухих березовых дров).

Основными недостатками углей, ограничивающими их использование, являются следующие:

1. Разжиг углей (особенно с малым выходом летучих) сопряжен с трудностями и отнимает значительное время.

2.В процессе топки требуются частая шуровка, подрез­ ка и подломка шлаков.

3.Необходимо часто чистить зольник, колосниковую ре­ шетку и топку от золы, шлака и провала.

4.Более высокие в сравнении с дровами потери тепла от механического недожога за счет провала и уноса из

165

слоя топлива угольной мелочи, которая не успевает дого­ рать в топке.

5. Быстрое сгорание колосников, особенно при отопле­ нии антрацитом, развивающим высокую температуру слоя.

Для сжигания в передвижных паровых котлах более удобны бурые и каменные угли марки ПС с выходом лету­

чих 14—26%, которые легко воспламеняются, нормально горят без вентиляторного или парового дутья, умеренно спекаются.

М-4. ЖИДКОЕ ТОПЛИВО

В передвижных паровых котлах в качестве жидкого ко­ тельного топлива могут быть применены: мазут флотский,

нефтяное топливо, моторное топливо для тихоходных дизе­ лей, соляровое масло, дизельное топливо разных сортов,

тракторное карбюраторное топливо (лигроин и керосин), осветительный керосин, пиронафт и др. Перечисленные то­ плива по своим физико-химическим показателям (вязкость, температура вспышки, содержание золы, серы, воды, тем­ пература застывания и т. п.) наиболее полно отвечают тре­ бованиям, предъявляемым к топливам передвижных ко­

тельных установок.

Мазут флотский (ГОСТ 1626-44) и нефтяное топливо (ГОСТ 1501-52) представляют собой остаточные продукты, полученные в результате переработки сырой нефти. Мазут флотский отличается повышенным качеством и использует­ ся для сжигания в судовых котельных установках. Нефтя­ ное топливо, выпускаемое нефтеперерабатывающими заво­ дами нескольких марок (в зависимости от вязкости), при­ меняется в качестве топлива для стационарных паровых

котлов и различных промышленных печей. В передвижных котельных установках может быть использовано маловяз­ кое нефтяное топливо (марки 20), так как оно более удобно для сжигания, слива и перекачки. Вязкие и высоковязкие сорта мазута характеризуются более высокими температу­ рами вспышки и застывания и требуют значительного подо­ грева.

Моторное топливо (ГОСТ 1667-51), применяемое для ти­ хоходных дизелей и калоризаторных двигателей, представ­ ляет собой тяжелые остаточные продукты прямой перегон­ ки нефти. Оно выпускается трех сортов: ДТ-1 (М3), ДТ-2 (М2) и ДТ-3 (Ms), причем последние два сорта перед сжи­

ганием требуют обязательного подогрева до 45—50° С.

Соляровое масло (ГОСТ 1666-51) является дистиллят­

ным продуктом прямой перегонки и щелочной очистки.

168

В отличие от моторного топлива соляровое масло характе­ ризуется лучшими качественными показателями: меньшей вязкостью, меньшим содержанием золы и серы и более низ­ кой температурой застывания (—20° С).

Дизельное или тяжелое моторное топливо (ГОСТ 4749-49,

305-42) представляет собой высококипящие фракции пря­ мой перегонки нефти и тяжелые остаточные продукты. В зависимоссти от температурных условий, обусловленных

ское топливо ДА, зимнее топливо ДЗ, летнее топливо ДЛ,

специальное топливо ДС. По ГОСТ 305-42 выпускаются дизельные топлива летних (Л) и зимних (3) сортов.

Арктическое дизельное топливо ДА используется в осо­ бо холодных зонах, где температура окружающего воздуха ниже —30° С. Оно имеет облегченный фракционный состав и пониженные вязкость и температуру застывания. Зимнее

дизельное топливо ДЗ используется при более высоких тем­

пературах (выше —30° С) и представляет собой утяжелен­ ный осветительный керосин. Летнее дизельное топливо ДЛ, имеющее более тяжелый фракционный состав и повышен­ ную вязкость, применяется при температуре окружающего воздуха выше 0° С.

Фракционный состав, вязкость и другие показатели лет­ него и зимнего сортов топлива, выпускаемых по ГОСТ 305-42, одинаковы, но температуры застывания раз­

личны. Следует указать, что если позволяют температурные условия, то один сорт дизельного топлива может быть за­ менен другим или осветительным керосином.

Тракторный керосин (ГОСТ 1842-52) и тракторный ли­

гроин (ГОСТ 2109-46) являются фракциями прямой пере­

гонки.

Осветительный керосин (ГОСТ 4753-49), широко приме­ няемый для бытовых нужд, вырабатывается из высокока­ чественного сырья (дистиллятов прямой перегонки нефти) и подвергается сернокислой очистке. Керосин, выпускае­

мый по ГОСТ 92-50 под наименованием «пиронафт», ха­ рактеризуется более высокой температурой вспышки, что

дает возможность использовать его для горения в лампах, освещающих помещения с высокой температурой (котель­

ные, бани и т. п.).

Состав и теплота сгорания жидкого топлива приведены в табл. 8-4.

При выборе того или иного сорта жидкого топлива для

1S9

передвижных паровых котлов, если имеется возможность, необходимо учитывать температурный фактор окружающей среды и влияние перечисленных ниже физико-химических свойств.

Вязкость играет решающее значение в выборе жидкого

топлива. Высокая вязкость топлива отрицательно сказы­ вается на работе форсунок и сильно затрудняет перекачку его из бочек в расходные баки. Поэтому последние долж­ ны быть оборудованы подогревом. Жидкое топливо должно иметь вязкость не более 6 условных градусов — при рас­ пылении с помощью механических форсунок и не более

15 условных градусов при паровом распылении *.

Температура вспышки жидкого котельного топлива ха­

рактеризует наличие в нем легких фракций. В зависимости

от температуры вспышки устанавливается допустимая тем­ пература подогрева топлива, гарантирующая пожарную

безопасность.

Использование жидких топлив с высокой температу­ рой застывания рекомендуется в летних условиях эксплуа­ тации или при наличии в передвижной котельной установ­ ке постоянного подогрева топлива не только в расходных баках, но и в трубопроводах.

Зольность жидкого топлива ограничивается действую­ щими стандартами. Однако некоторые сорта жидкого топ­ лива, как, например, мазуты, содержат 0,3% золы, состоя­ щей преимущественно из хлористых и в небольшом коли­

честве из сернокислых солей щелочных и щелочноземельных металлов, а также из несгораемых металлических при­

месей. При сжигании зольного жидкого топлива соли отла­

гаются на поверхностях нагрева котла в виде твердого слоя. В практике эксплуатации стационарных котлов, ра­ ботающих на жидком топливе, нередко отмечаются случаи заноса солями поверхностей нагрева котла (пароперегре­ вателей, экономайзеров).

Вредной составной частью топлива является сера, ко­ торая также нормируется соответствующими стандартами или техническими условиями. Сера в жидком котельном топливе имеется в виде сероводорода, элементарной серы и различных сернистых соединений органического поряд­ ка. Вред серы, содержащейся в жидком топливе, заклю­

171