2.22 Пути интенсификации горения твердого топлива

Основные пути интенсификации процесса горения твердого топлива:

1.Повышение температуры в зоне реагирования.

2.Повышение скорости дутья.

3.Увеличение реакционной поверхности топлива путем его измельчения.

4.Интенсивное перемешивание в корне факела;

5.Эффективная доставка О2 к горючим в конце факела.

6.Организация процесса горения под высоким давлением.

7.Повышение концентрации реагирующего газа.

8.Организация наиболее интенсивного смесеобразования твердого топлива с реагирующим газом.

9.Применение наиболее рациональных конструкций топочных устройств и передовых методов эксплуатации.

2.23 Особенности горения жидкого топлива.

Мазут в факеле сгорает в виде капель при распылении форсунками. Стадии горения:

1.нагрев до tкип ;

2.испарение топлива;

3.образование топливной смеси;

4.ее воспарение и сгорание.

51

1. капля;

2. зона диффузии паров;

3. зона диффузии кислорода;

4. зона горения;

5. r0 – начальный радиус капли;

6. rгор – радиус горения.

rгор = (4–10) r0

Время горения капли определяется временем ее испарения.

= ≈ 02

ГО2п

1.при снижении r0, растет удельная наружная поверхность, а значит, растет теплота сгорания и снижается время испарения;

2.с ростом ТГ, растет Т = ТГ − Тисп, а значит, растет теплота сгорания и снижается время испарения;

3.с ростом О2п, растет скорость горения, а значит, снижается время испарения. За счет высокой теплоты сгорания QнР, мазут горит в диффузионной области.гор исп

Особенность:

При сжигании мазута имеет место термический крекинг (последовательное отщепление Н2 с образованием частиц сажи).

Недостатки сажеобразования:

неполнота сгорания (0, 1-0, 3%);

загрязнение окружающей среды;

загрязнение поверхностей нагрева (снижается коэффициент теплопередачи k,

поэтому снижается Qотд, а значит растет температура уходящих газов и снижается КПД котла).

Для исключения сажеобразования проводят окислительный крекинг при активном внедрении воздуха в корень факела. При этом кислород, разрывая зону горения, проникает в зону диффузии паров для насыщения углеводородов кислородом.

2.24 Пути интенсификации горения жидкого топлива.

Мероприятия, позволяющие обеспечить рациональное и высокоинтенсивное сжигание жидкого топлива:

1.Тонкий распыл топлива, увеличивающий удельную поверхность его испарения

(dк < 500мкм).

2.Быстрое и наиболее тщательное смешение частиц топлива с воздухом, а также интенсивное перемешивание горящего факела путем закручивания и турбулизации потока.

3.Подвод к корню факела всего воздуха, необходимого для горения с разгрузкой зоны воспламенения от вторичного воздуха.

52

4.Предварительный подогрев мазута и воздуха, способствующий более тонкому распылу и испарению мазута и более быстрому воспламенению.

5.Поддержание в факеле достаточно высоких температур, в конце факела температура должна быть не ниже 1000 – 10500С для обеспечения достаточно интенсивного завершения процесса горения.

6.Применение различных приемов стабилизации воспламенения (керамический

туннель, закручивание потока топливно-воздушной смеси, применение специальных стабилизаторов-козырьков и др.).

При осуществлении указанных мероприятий камеры горения могут эффективно работать с удельным теплонапряжением объема (5,81 – 11,63) МВт/м3. Такая высокая интенсивность процесса горения жидкого топлива достигается в циклонных топках.

2.25 Классификация топочных устройств по аэродинамическому признаку.

Аэродинамические основы первичной классификации топочных процессов.

аэродинамической структурой потока, в котором организуется горение. Поэтому аэродинамический принцип организации процесса следует положить в основу первичной классификации всех топочных устройств непрерывного действия.

По данному признаку все топочные процессы разделяются а три основных

В основу классификации топочных устройств для сжигания отходов положены признаки аэродинамического характера как наиболее важные, так как ими определяется подвод окислителя к реагирующей поверхности, что в наибольшей мере влияет на удельную теплопроизводительность и экономичность топочного процесса.

В этой связи различают топки слоевые – для сжигания кускового топлива, например неизмельченных твердых бытовых отходов (ТБО), и камерные – для сжигания газообразных и жидких отходов, а также твердых отходов в пылевидном (или мелкодробленом) состоянии.

Комбинированный способ сжигания реализуется в факельнослоевых топках. Особое место в этой классификации занимают барботажные и

турбобарботажные топки для сжигания жидких отходов. Барботажные устройства иногда по традиции называют горелками.

53

При сжигании в плотном слое твёрдое топливо, загруженное слоем определённой толщины (высоты) на распределительную колосниковую решётку, поджигается и продувается (как правило, снизу вверх) воздухом. Основное горение происходит в слое, образованном кусками топлива.

Над слоем в объёме топочной камеры горят летучие вещества, выделяющиеся из топлива в процессе его прогрева (Н2, СО, СН4 и др.), а также догорают мелкие

частицы, выносимые из слоя потоком воздуха и продуктов сгорания.

Скорость газовоздушного потока в слое ограничивается пределом устойчивости его залегания.

54

Рисунок – словевая топка

Преимуществами слоевых топок являются:

-простота эксплуатации;

-отсутствие углеразмалывающих устройств (систем пылеприготовления);

-возможность устойчивой (без погасаний) эксплуатации в широком диапазоне

нагрузок.

Кнедостаткам слоевого способа сжигания следует отнести:

-ограниченная производительность;

-повышенные потери тепла с механическим недожогом q4 и с уходящими газами q2 (из-за необходимости поддерживать высокий коэффициент избытка воздуха α=1,3÷1,4 и выше) и, как следствие, низкий КПД;

-возможность сжигать только твёрдое топливо;

-проблематичность (невозможность) сжигания топлива с очень высокой

зольностью и влажностью.

В промышленной теплоэнергетике большее распространение получили слоевые топки с пневмомеханическими забрасывателями и цепной решёткой обратного хода.

Рисунок - Полумеханическая топка обратного хода

В основу факельных (камерных) топок положен принцип, при котором топливо вдувается в топку (камеру сгорания) через горелки вместе с необходимым для горения воздухом.

55