На промышленных предприятиях получения различных теплоносителей осуществляется в котельных установках при сжигании различных органических топлив. Топки-устройства, в которых происходит сжигание топлива. По назначению все топки можно разделить на [2]:
-Тепловые;
-Силовые;
-Технологические.
Тепловые топки предназначены для преобразования химической энергии топлива в физическую теплоту высокотемпературных газов для дальнейшей передачи теплоты этих газов через поверхности нагрева теплоносителя.
Силовые топки служат для получения продуктов не только с высоким кой температурой, но и с повышенным давлением. Эти продукты сгорания используются непосредственно в газовых турбинах, соплах реактивных двигателей и т.д..
Тепловые топки делятся на шаровые для сжигания кускового топлива и камерные - для сжигания газообразного и жидкого топлива, твердого топлива в пылевидном (измельченном) виде, а также для сжигания смеси топлив.
Полнота, устойчивость и интенсивность горения топлива определяется двумя основными физическими факторами:
-Температура горения;
-Условия смесеобразования.
С повышением температуры в зоне горения выше минимального значения - температуры вспышки - интенсивность горения возрастает.
Горение возможно при образовании такой смеси топлива с воздухом, когда концентрация воздуха в смеси находится между нижней и верхней концентрационным пределом. Для природного газа, например, между 5,5 и 15,6%.
Основными показателями топочного устройства являются:
Пригодность для сжигания данного вида топлива.
Тепловая видатнисть, Вр · Qн, МВт.
Коэффициент избытка воздуха на выходе из топки, αт ".
Потери теплоты от химической неполноты сгорания, q3,%.
Потери теплоты от механической неполноты сгорания, q4,%.
Для камерных топок - объемная плотность тепловыделения, qv = Вр · Qн / Vт, кВт/м3.
Для слоевых топок - плотность тепловыделения на площадь зеркала горения, qR = Вр · Qн / R, кВт/м2.
Плотность тепловыделения на единицу площади стен топки, qF = Вр · Qн / Fст, кВт/м2.
Судьба золы, выносится из топки, авин.
Избыточное давление в топке, Рт, Па.
Температура дутьевого воздуха.
Независимо от схемы организации горения полное время сгорания любого топлива в топке τт состоит из времени, необходимого для подвода окислителя к топливу (смесеобразования) τсм, времени нагрева компонентов горения до температуры зажигания, τн, и времени, необходимого для протекания самой химической реакции горения τх, т.е.
τг = τcм + τн + τx. (4.1)
Этапы смешивания и нагрева является физическим стадией процесса, τф, а реакций горения - химической, τx.
Если τф << τx, то процесс находится в кинетической области. Полное время сгорает топлива определяется в этом случае скорости химического процесса. Для кинетической области τт ≈ τx.
При τx >> τф, когда время транспортировки окислителя к топливу значительно больше времени, необходимого для осуществления химической реакции горения, процесс находится в диффузионной области для которой τт ≈ τф.
Если время протекания химической реакции примерно равно времени физической стадии, τx ≈ τф, то процесс находится в промежуточной области и полное время горения топлива τт определяется скоростью самого медленного этапа.
Топливо и воздух подаются в топку через горелку. Назначение горелки - подведение определенного количества топлива и воздуха, организация их смесеобразования, создания устойчивого факела. Неустойчивая работа горелки характеризуется "затягиванием" пламени или "отрывом" пламени.
При выборе горелок следует учитывать следующее:
Газовое топливо технически может использоваться для котлов любой мощности.
Общая мощность горелок должна обеспечивать полную тепловую мощность котла с запасом 10 ... 20%.
С увеличением количества горелок улучшается регулирования котла, но осложняется его эксплуатация, компоновки элементов.
Расстояние между осями горелок должна быть не менее 2,5 ... 3 диаметра амбразуры, и по 3 диаметры от пода и боковых стен.
Загрузка...