Сжигание топлива в трубе

Горючее вещество, которое сжигается для получения значительного количества тепла, называется топливом. Различают естественное и искусственное топливо. Естественное топливо используют в том виде, в котором его добывают (каменный уголь, торф, нефть, дрова и т. д.). Искусственное топливо перед сжиганием подвергается переработке.

К нему относят дизельное топливо, мазут, бензин, кокс и т. д.
По физическим признакам топливо, сжигаемое в судовых паровых котлах, делится на твердое и жидкое. В качестве твердого топлива в судовых паровых котлах используют каменный уголь, антрацит, иногда дрова; в качестве жидкого — флотский мазут марок Ф5, Ф12, а также непарафинистый топочный мазут 40.

В паровых котлах малой производительности обычно применяется дизельное топливо.
Горением называется процесс окисления горючих элементов топлива, сопровождающийся интенсивным выделением тепла. Для обеспечения горения в топку котла необходимо подавать топливо и воздух в определенных количествах. Кислород, содержащийся в воздухе, обеспечивает окислительный процесс, в результате чего образуются .

продукты сгорания — дымовые газы.
Процесс горения топлива в топке котла сопровождается выделением большого количества тепла, часть которого теряется бесполезно (например, тепло, уходящее с дымовыми газами; тепло, отдаваемое в окружающую атмосферу нагретыми частями котла и дымоходов; тепло, уходящее с водой при осуществлении верхней и нижней продувки и т. п.).

Принимаются различные меры для уменьшения потерь, но избежать их полностью не удается. Существуют и другие потери, которые зависят от протекания процесса сгорания в топке, от полноты сгорания топлива и от эффективности использования тепла образующихся продуктов сгорания.
Сгорание в топке может быть полным и неполным.

Полным оно считается тогда, когда в результате горения горючих элементов топлива (в основном С и Н) получается углекислый газ С02 и водяные пары, которые больше не способны участвовать в окислительном процессе, т. е. гореть и выделять тепло.

При неполном сгорании получаются промежуточные продукты, способные при определенных условиях к дальнейшему окислению, в основном это окись углерода СО, водород Н2 и метан СН4. Они обладают большой теплотворной способностью, поэтому присутствие всего лишь 1 % окиси углерода в уходящих газах влечет за собой потерю тепла до 5—6 %.

Теоретически для сгорания 1 кг топлива необходимо 14 кг, или около И м3 воздуха. Практически этого количества воздуха недостаточно для обеспечения полного сгорания топлива, потому что частицы топлива и воздуха перемешиваются недостаточно хорошо и не весь кислород, поступающий в топку, вступает в реакцию с топливом. Для обеспечения нормального сгорания топлива приходится подавать в топки котлов несколько большее количество воздуха. Эта разница учитывается коэффициентом избытка воздуха, который определяется как отношение количества воздуха, действительно подаваемого в топку для сжигания 1 кг топлива, к количеству воздуха, теоретически необходимому для этой цели.
a = Vд / Vо ,
где а — коэффициент избытка воздуха (всегда больше единицы); — действительное количество воздуха, м3; — теоретически необходимое количество воздуха, м3.
Коэффициент избытка воздуха зависит от сорта топлива, способа его сжигания, технического состояния котельных форсунок, конструкции топки, режима работы котла и т. д. (например, коэффициент избытка воздуха при сжигании мазута — 1,15—1,3). Выбирая значение а, следует учитывать, что недостаток воздуха приводит к неполному сгоранию, потере тепла и перерасходу топлива. Большой избыток воздуха может привести к еще большим потерям, так как сильно понижает температуру в топке, что способствует образованию значительного количества окиси углерода СО. Кроме того, избыточный воздух увеличивает количество продуктов сгорания в топке, которые, нагреваясь и уходя в дымовую трубу, уносят значительное количество тепла, тем самым увеличивая потери с уходящими газами.
В судовых паровых котлах различают два основных способа сжигания топлива в топках — слоевой и факельный.

Слоевой способ сжигания топлива наблюдается только при сжигании угля и в практике на судах используется очень редко.

При факельном способе сжигания частицы топлива непрерывно движутся во взвешенном состоянии в окружении воздуха и газов, температура которых выше температуры самовоспламенения данного горючего вещества. Этот способ используется при сжигании жидкого топлива в паровых котлах. Под факелом подразумевают газовоздушную струю с распределенными в ней испаряющимися и горящими частицами топлива.
Топки паровых котлов разделяются на слоевые и камерные. Слоевые топки служат для сжигания твердого топлива, уложенного на колосниковой решетке равномерным слоем. Они могут быть с ручным обслуживанием и механизированные (частично или полностью). Камерные топки предназначены для сжигания распыленного жидкого топлива в потоке подаваемого воздуха. При этом в процессе горения образуется факел.
Топочное устройство предназначено для подачи жидкого топлива в топку котла, его распыливания и смешивания с воздухом в топочном объеме. Каждое топочное устройство состоит из форсунки, воздухонаправляющего устройства, системы включения форсунки и управления ею, регуляторов и заслонок (шиберов), а также топливных трубопроводов и арматуры. Основными узлами являются форсунки и воздухонаправляющие устройства. Обычно форсунки устанавливают внутри воздухонаправляющего устройства, которое монтируется на фронтовой топочной раме котла.
Большинство топочных устройств, используемых на морских судах, можно разделить на три группы: с паровыми и воздушными форсунками; с механическими центробежными форсунками; с механическими вращающимися (ротационными) форсунками.
Правилами Регистра СССР предъявляются определенные требования к топочным устройствам. Все оборудование, предназначенное для топочных устройств, должно быть одобрено Регистром СССР и изготовлено под наблюдением его или другого компетентного органа, признанного Регистром СССР. Конструкции форсунок должны обеспечивать возможность регулирования их производительности, следовательно, и паропроизводительности котла, т. е. иметь устройство для регулирования количества воздуха, подаваемого в топку.
Автоматические топочные устройства должны обязательно иметь ручное управление. Отключение топочного устройства должно предусматриваться с двух мест, одно из которых должно обязательно находиться вне котельного отделения.

Форсунки, устанавливаемые в котлах, подразделяются на паровые, у которых топливо распыливается под действием кинетической энергии струи пара; механические (центробежные), у которых распыливание топлива осуществляется под давлением (они могут быть регулируемыми и нерегулируемыми, т. е.

допускают или не допускают регулирование их производительности); паромеханические, у которых распыливание топлива осуществляется под действием кинетической энергии струи пара и давления топлива; вращающиеся (ротационные), у которых топливо распыливается под действием центробежной силы, возникающей при вращении стакана форсунки.

Паровые форсунки в свое время получили довольно широкое распространение на судах из-за простоты устройства и обслуживания. Они обеспечивают хорошее качество распыливания и легко регулируются. При правильном регулировании процесса горения коэффициент избытка воздуха составляет 1,07— 1,10, а потери от химического недожога — 0—0,2%. Несмотря на такие преимущества, паровые форсунки практически не используют на морских судах из-за большого расхода пара на распыливание мазута (2—5 % от паропроизводительности котла). Их применяют лишь на портовых буксирах, судах прибрежного плавания и на речном флоте.
На промысловом флоте широко применяют механические центробежные и ротационные форсунки.

Распыливание мазута в механических центробежных форсунках осуществляется в результате большой скорости истечения его из сопла. Механические центробежные форсунки бывают регулируемые и нерегулируемые. У регулируемых форсунок производительность изменяется в процессе работы.

Сжигание топлива в трубе

На рисунке выше показана одна из простейших конструкций механической нерегулируемой центробежной форсунки фирмы «Тодд». Она состоит из полого корпуса 4, имеющего наружную резьбу на обоих концах. На один конец корпуса навинчивается рукоятка 5, имеющая канал для подвода мазута, на другой — корпус сопла 3 с отверстиями 6. К корпусу сопла с помощью гайки 2 крепится распыливающая шайба 1 с тангенциальными канавками. Плоскости прилегания сопла и распыливающей шайбы должны быть тщательно притерты друг к другу. Распы-ливающие шайбы изготовливаются из хромоникелевой или хро-мовольфрамовой стали. Корпус форсунки выполнен толстостенным в связи с тем, что мазут может подаваться под большим давлением. Размер соплового отверстия каналов позволяет изменять производительность форсунки.
Шайбы изготавливаются по номерам. Каждый номер соответствует определенной производительности, которая указывается в судовой  технической  документации. Для улучшения качества распиливания мазут необходимо предварительно подогревать до температуры 90—115 С (в зависимости от его марки).
Такая механическая форсунка позволяет некоторое регулирование без замены распыливающих шайб (за счет изменения давления мазута). Так, при увеличении давления от 1,0 до 2,0 МПа производительность форсунки увеличивается примерно в 1,5 раза. Если такое регулирование является недостаточным, прибегают к замене шайб. Расход энергии на работу механических центробежных форсунок в 20—30 раз меньше, чем у паровых.
Использование топочного устройства с форсункой типа «Тодд» позволяет добиться нормального сгорания топлива при коэффициенте избытка воздуха 1,12—1,15. При этом потери тепла от химического недожога находятся в пределах 0—0,3 %. Показатели несколько хуже, чем у паровых форсунок, но это окупается значительно меньшим расходом энергии на их работу.
Сжигание топлива в трубе

На рисунке выше показана паромеханическая форсунка конструкции СКБК (специализированное конструкторское бюро котлостроения), которая состоит из корпуса 11 с рукояткой 10 и наконечника 7 с наружной резьбой. Корпус и наконечник соединяются топливной 8 и паровой 9 трубами, которые крепятся при помощи сварки. На наконечник навинчивается стопорное кольцо 6 и накидная гайка 4. Между ними устанавливается уплотнение 5, которое служит для предотвращения подтекания мазута по резьбе. Уплотнение при необходимости поджимается стопорным кольцом 6, чем достигается необходимая плотность соединения. Накидная гайка служит для установки и крепления в определенном положении сопла 1, распылителя 2 и шайбы 3 к торцевой поверхности наконечника 7. Все указанные детали должны быть тщательно обработаны, а прилегающие поверхности притерты друг к другу.
Распылитель включает в себя топливную вихревую камеру и имеет с обеих сторон по четыре тангенциальных канала шириной 1 мм со стороны паровой части и 1,8 мм с топливной. По окружности распылителя расположены восемь продольных каналов радиусом 2 мм для прохода пара. При сборке топливный ниппель распылителя входит в отверстие сопла, образуя кольцевой зазор. Шайба распылителя 3 устанавливается между самим распылителем и наконечником 7. В ней имеется восемь топливных отверстий диаметром 1,8 мм и восемь продольных каналов радиусом 2 мм (по наружному диаметру). В наконечнике имеется два канала для прохода топлива и пара.
Топливо по каналу в корпусе, топливной трубе и каналу в наконечнике подается к шайбе 3. Через цилиндрическое отверстие в шайбе мазут поступает к тангенциальным каналам распылителя, по ним в вихревую камеру, из которой через прожимное отверстие топливного ниппеля распылителя выходит из форсунки распыленным, вращаясь с большой частотой.
Пар подходит по каналу в корпусе, паровой трубе и каналу в наконечнике к шайбе 3 распылителя. Пройдя по продольным каналам в шайбе и таким же каналам в распылителе 2, затем по четырем тангенциальным каналам, выполненным в распылителе с другой стороны, пар попадает в полость, ограниченную поверхностью сопла, распылителя и наружной стороной ниппеля. Отсюда через кольцевой зазор, образуемый отверстием в сопле и ниппеле, пар с большой скоростью выходит из форсунки, подхватывая капли топлива, выходящие из топливного отверстия ниппеля. В процессе истечения пара и топлива капли последнего дробятся на мельчайшие частицы, что способствует их хорошему перемешиванию с воздухом.
Достоинства паромеханических форсунок следующие: высокое качество распыливания мазута; .достаточно широкие пределы регулирования производительности (10—100%); возможность работы с низким коэффициентом избытка воздуха (до 1,02—1,04); малая склонность к закоксовыванию выходных отверстий, так как они периодически могут продуваться паром.
Расход пара в паромеханических форсунках (0,05—0,15 кг/кг топлива) значительно меньший, чем в обычных паровых, что очень важно для промысловых судов. Эти форсунки широко используются в паровых котлах.

Ротационные форсунки также получили широкое распространение на промысловых судах. Для их использования не требуется расхода пара на распыливание мазута, при этом достигается удовлетворительное качество распыливания топлива во всех диапазонах нагрузок (от 5 до 100%).

Распыливающая головка ротационной форсунки:

Сжигание топлива в трубе

Основной частью ротационных форсунок является распыливающая головка. Она состоит из стакана 1, закрепленного на валу 6 при помощи крестовины 5 и вращающегося с частотой 5000— 7000 об/мин. Внутренняя поверхность стакана имеет небольшую конусность, вследствие чего мазут перемещается по ней в сторону топки. Топливо под давлением 0,05— 0,07 МПа подводится по неподвижно закрепленной трубе 7 в кольцевую полость и через отверстие 4 равномерно поступает на внутреннюю поверхность стакана.
Достигая выходной кромки, пленка мазута под действием центробежной силы образует конус распыливания. Первичный воздух подается в кольцевой канал 3, образованный неподвижным корпусом воздухонаправляющего устройства 8 и вращающимся стаканом 1. Воздух входит к топку через кольцевое воздушное сопло 9 с большой скоростью (60—80 м/с), что способствует хорошему смесеобразованию. Часто в кольцевом канале 3 устанавливают тангенциальные лопатки 2 для завихрения первичного воздуха.
Мазут и воздух предварительно подогревают. Температура нагрева мазута 70—90 С. Первичный воздух подается под давлением 3,5—4 кПа, вторичный — под давлением 0,3—0,4 кПа. Воздух к форсункам подается различными способами в зависимости от конструкции паросиловой установки. Иногда топливо на внутреннюю поверхность стакана подается по отверстию во вращающемся валу.

Читайте также:  Как закрыть проход трубы

Виды и свойства топлива, сжигаемого в отопительных котельных. Сжигание топлива в котлах

Сжигание топлива в трубе

Топливо — горючие вещества, используемые для получения тепла. Топливо состоит из горючей и негорючей частей. Горючей частью является углерод С, водород Н и сера 5, а негорючей — кислород О, азот N. зола и влага.

Различают твердое, жидкое и газообразное топливо. Твердое топливо — дрова, торф, бурый и каменный угли, сланцы; жидкое — нефть и продукты ее переработки — мазут, керосин и др., газообразное — природные и искусственные газы.

Различают также естественное топливо, непосредственно существующее в природе — дрова, уголь, торф, природный газ, и искусственное, являющееся продуктом переработки естественного топлива — древесный уголь, мазут, искусственные газы и др.

В зависимости от величины теплоты сгорания различают высокосортное топливо (с высокой теплотой сгорания) и низкосортное.

 Сливного эквивалента — числа, которое показывает, какому количеству условного топлива равноценна единица массы какого-либо другого вида действительного топлива. По данным можно определить топливный эквивалент. Так, для мазута он равен 9500:7000 = = 1,36; для подмосковного угля 2640:7000=0,38 и т. д.

 Из твердых топлив в отопительных котельных в основном сжигают ископаемые угли, которые делятся на три группы — бурые, каменные и антрациты. Они образовались в результате медленного разложения растений под слоем земли без доступа воздуха.

Бурые угли — наиболее молодая группа углей с большим содержанием золы и влаги, их теплота сгорания невелика: 1800—3250 ккал/кг (0,76-104—1,37-104 кДж/кг).

Недостатком также является большое содержание серы, что приводит к усиленной коррозии стальных частей в котельной установке, а также способность к самовозгоранию при длительном хранении в штабелях.

Бурый уголь целесообразно сжигать только в топках крупных котлов.

 Каменные угли — твердое горючее полезное ископаемое растительного происхождения, черного цвета с блестящей, матовой или полуматовой поверхностью; при сгорании пламя тем больше, чем выше содержание водорода. Хранят уголь в штабелях призматической формы высотой до 1,5 м (для донецкого угля допустима высота до 2 м).

Антрацит — старейший из всех групп ископаемых углей. Он сгорает без пламени с выделением небольшого количества дыма, удобен для сжигания в топках любых котлов.

Из жидких топлив в отопительных котельных применяют мазут — остаточный продукт переработки нефти с плотностью 0,96—0,98 т/м3. Его хранят в подземных стальных или железобетонных резервуарах, установленных вне котельных. Емкость резервуаров рассчитывают на потребность не менее 15 сут. работы котельной.

Газообразное топливо — это смесь горючих и негорючих газов. В естественном газе в основном содержатся метан (СН4), этан (С2Н6) и тяжелые углеводороды, а также негорючие газы — углекислый газ (С02) и азот (). В среднем природные газы состоят из 96% метана, 2% этана, 0,5% тяжелых углеводородов и 1,5% углекислого газа и азота.

Метан — вещество, одна молекула которого состоит из одного атома С и четырех атомов Н: 1 нм3 метана весит около 0,7 кг. Этан — вещество тяжелее воздуха; 1 им3 весит 1,36 кг.

По сравнению с твердым топливом газообразное имеет ряд преимуществ — простота и меньшая трудоемкость обслуживания котлов; лучшее перемешивание горючего а с воздухом, в результате чего возможно горение с наименьшим избытком воздуха и, следовательно, меньшими потерями тепла с отходящими газами.

Однако при сжигании газа следует учитывать и особенности этого процесса — взрывоопасность и ядовитость газа.

Природный газ при содержании его в воздухе от 3,8 до 17,8% (по объему) образует смесь, которая при огня или искры взрывается. Утечки газа опасны и потому, что он ядовит.

Поэтому природный газ, не имеющий цвета, вкуса и запаха, предварительно одоризуют, добавляя к нему вещества с сильным запахом.

Горение топлива — быстрое химическое соединение горючих элементов топлива с кислородом воздуха, происходящее при высокой температуре с выделением тепла.

При горении углерода образуется углекислый газ (0+02=С02) и выделяется 8050 ккал/кг углерода. Водород, сгорая, образует водяные пары (2Н2-г-02=2Н20), причем выделяется 28 500 ккал/кг водорода.

При горении серы образуется сернистый газ (3+02=502) и выделяется 2160 ккал/кг серы.

При недостатке воздуха происходит неполное сгорание углерода, часть его образует окись углерода (2С + +02 = 2СО), при этом происходят значительные потери тепла.

Необходимое для полного сгорания топлива количество воздуха зависит от теплоты его сгорания; для антрацита оно в среднем равно 7,8 м3/кг, для торфа и бурого угля —3 м3/кг, а для московского городского газа — 10 м3/м3.

Однако в котлах невозможно обеспечить достаточное перемешивание воздуха с топливом. Поэтому для полного сгорания топлива необходим некоторый избыток воздуха. При нормальных условиях работы котлов коэффициент избытка воздуха составляет для твердого топлива 1,3—1,5, а для газа и мазута — 1,05—1,15. При большем избытке воздуха произойдут значительные потери тепла с уходящими газами.

Причинами, вызывающими прохождение через топку чрезмерно большого количества воздуха, могут быть: сильная тяга в дымовой трубе; чрезмерно большое поступление воздуха из дутьевого воздуховода; не плотности в гарнитуре котлов и ее притворах; слишком тонкий слой топлива или прогары в этом слое. При наличии избытка воздуха пламя получается прозрачное, светлое, а дым бесцветный (при сжигании антрацита бесцветность дыма не является признаком избытка воздуха). При прогарах пламя на прогоревших участках имеет ослепительно белый цвет.

Для уменьшения количества избыточного воздуха его подачу в топку необходимо регулировать в зависимости от процесса горения.

Подсушенное и нагретое топливо выделяет горючие газы, которые в топочном пространстве перемешиваются с воздухом и сгорают, образуя пламя. В этот период в топку надо подавать больше воздуха, чтобы горючие газы успели сгореть.

Для этого поднимают шибер за котлом, полностью открывают поддувальную и приоткрывают зольную дверку или полностью открывают дроссель — клапан на дутьевом воздуховоде.

По мере того как количество выделяющихся горючих газов снижается, уменьшают поступление воздуха в котел. При горении топлива на колосниковой решетке воздух надо подавать в таком количестве, чтобы цвет слоя получился соломенно-золотистый, а дым, выходящий из трубы — светло-серого цвета.

Потери тепла от химической неполноты горения происходят, если топливо сжигают при недостаточном количестве воздуха или оно расположено по колосниковой решетке неровным слоем. При недостатке воздуха образуется угарный газ (окись углерода), при котором часть содержащегося тепла не используется в котле, а уходит с дымовыми газами в трубу.

При неравномерном расположении топлива на решетке в тонкие участки слоя воздух поступает в избытке, а в утолщенные участки — недостаточно. В результате получается одновременно двойная потеря тепла: с дымовыми газами через топкий слой топлива и от неполноты сгорания топлива в толстом слое.

Признаком неполноты сгорания топлива является сине-красный цвет пламени и черный цвет дыма. При неполном сжигании антрацита над слоем топлива появляются голубые языки горящей окиси углерода.

Приток воздуха в котел уменьшается, если на колосниковой решетке лежит чрезмерно толстый слой шлака и топлива.

 Толщина слоя топлива на колосниковой решетке не должна превышать при сжигании (мм): мелкого бурого угля 40—50, крупного бурого угля — 70—80, мелкого антрацита — 100, крупного антрацита — 200, мелкого торфа — 400, колотых березовых сухих дров — 700 и кускового торфа — 800.

Необходимо забрасывать топливо в топку часто и маленькими порциями; при этом температура в топке не будет резко снижаться, а топливо быстро разгорится, так как от малых порций топлива выделяется немного горючих летучих веществ и они успевают сгорать в топочном пространстве.

По мере сгорания загруженной в топку порции топлива необходимо уменьшить количество воздуха, поступающего в топку, а после загрузки новой порции, когда из нее начинается бурное выделение газов, поступление воздуха в топку увеличивают, полностью открывая шибер за котлом.

  • Если есть признаки неполного сгорания топлива, то необходимо временно усилить дутье и тягу или дать выгореть слою топлива, находящемуся в топке, а затем поддерживать нормальный режим его сжигания.
  • Потеря топлива от механической неполноты его горения происходит при частичном провале топлива через зазоры колосниковой решетки, уносе мелкого топлива в газоходы котла, борова и в дымовую трубу и при обволакивании несгоревших кусочков топлива плавящимся шлаком.
  • Потеря в шлаке тем больше, чем выше зольность топлива и чем меньше выход летучих веществ; последнее объясняется тем, что при сгорании топлива с малым выходом летучих веществ температура слоя топлива высока, шлаки плавятся и обволакивают со всех сторон кусочки топлива, тем самым прекращая его горение.

Потери топлива в шлаке снижаются при чистке топки, а также при раздроблении шлака после удаления его из топки с последующим извлечением из него (после охлаждения) несгоревших кусочков топлива. Поэтому перед котел следует забрасывать только мелкие кусочки угля.

Если на решетке скопились шлаки, горение топлива ухудшается, и поэтому их необходимо взламывать (но их следует не выбрасывать, а перемешивать с горящим топливом).

Резко снизить потери топлива от зашлакования возможно, если применить полую, смываемую водой колосниковую решетку. Больших размеров (до 20%) могут достигнуть потери топлива от уноса при неспекающихся углях, значительной форсировке работы топки и мелком топливе.

Для борьбы с уносом топлива необходимо понизить избыток воздуха, подаваемого в топку, снизить форсировку котла до нормальной величины и смочить мелкое топливо водой для образования корки. Необходимо также сортировать топливо по размерам кусков, а мелочь сжигать при малой форсировке котлов, т. е. при более высокой температуре наружного воздуха.

  1. Хороший результат дает увеличение объема топочного пространства путем соответствующей реконструкции топки.
  2. Помимо перечисленных потерь тепла в котельных установках имеют место потери тепла в окружающую среду (в воздух котельной) через обмуровку котлов, изоляцию трубопроводов и от арматуры.
  3.  Коэффициент полезного действия котельной установки — отношение количества тепла, выработанного этой установкой, к теплоте сгорания всего сожженного в котлах топлива. 
  4. Источник — Виды и свойства топлива, сжигаемого в отопительных котельных. Сжигание топлива в котлах

Способы сжигания топлива в отопительных котлах

Топочное устройство, или топка, являясь основным элементом котельного агрегата, предназначена для сжигания топлива с целью выделения заключенного в нем тепла и получения продуктов сгорания с возможно большей температурой.

В то же время топка служит теплобменным устройством, в котором происходит теплоотдача излучением из зоны горения на более холодные окружающие поверхности нагрева котла, а также устройством для улавливания и удаления некоторой части очаговых остатков при сжигании твердого топлива.

По способу сжигания топлива топочные устройства делятся на слоевые и камерные. В слоевых топках осуществляется сжигание твердого кускового топлива в слое, в камерных топках — газообразного, жидкого и пылевидного топлива во взвешенном состоянии.

Современные котлы обычно используют три основных способа сжигания твердого топлива: слоевой, факельный, вихревой.

Слоевые топки. Топки, в которых производится слоевое сжигание кускового твердого топлива, называются слоевыми.

Эта топка состоит из колосниковой решетки, поддерживающей слой кускового топлива, и топочного пространства, в котором сгорают горючие летучие вещества. Каждая топка предназначена для сжигания определенного вида топлива.

Конструкции топок разнообразны, и каждая из них соответствует определенному способу сжигания. От размеров и конструкции топки зависят, производительность и экономичность котельной установки.

  • Слоевые топки для сжигания разнообразных видов твердого топлива делят на внутренние и выносные, с горизонтальными и наклонными колосниковыми решетками.
  • Топки, расположенные внутри обмуровки котла, называют внутренними, а расположенные за пределами обмуровки и дополнительно пристроенные к котлу,— выносными.
  • В зависимости от способа подачи топлива и организации обслуживания слоевые топки подразделяют на ручные, полумеханические и механизированные.
Читайте также:  Сварка двух профильных труб по длине

Ручными топками называют те, в которых все три операции — подача топлива в топку, его шуровка и удаление шлака (очаговых остатков) из топки — производятся машинистом вручную. Эти топки имеют горизонтальную колосниковую решетку.

Полу механическими топками называют те, в которых механизированы одна или две операции. К ним относят шахтные с наклонными колосниковыми решетками, в которых топливо, загруженное в топку вручную, по мере прогорания нижних слоев перемещается по наклонным колосникам под действием собственной массы.

Механизированными топками называют те, в которых подача топлива в толку, его шуровка и удаление из топки очаговых остатков производятся механическим приводом без ручного вмешательства машиниста. Топливо в топку поступает непрерывным потоком.

Слоевые топки для сжигания твердого топлива делят на три класса:

  • топки с неподвижной колосниковой решеткой и неподвижнолежащим на ней слоем топлива, к которым относят топку с ручной горизонтальной колосниковой решеткой. На этой решетке можно сжигать все виды твердого топлива, но вследствие ручного обслуживания ее применяют под котлами паропроизводительностью до 1—2 т/ч. Топки с забрасывателями, в которые непрерывно механически загружают свежее топливо и разбрасывают его по поверхности колосниковой решетки, устанавливают под котлами паропроизводительностью до 6,5−10 т/ч;
  • топки с неподвижной колосниковой решеткой и перемещающимся по ней слоем топлива, к которым относят топки с шурующей планкой и топки с наклонной колосниковой решеткой. В топках с шурующей планкой топливо перемещается вдоль неподвижной горизонтальной колосниковой решетки специальной планкой особой формы, совершающей возвратно-поступательное движение по колосниковой решетке. Применяют их для сжигания бурых углей под котлами паропроизводительностью до 6,5 т/ч; в топках с наклонной колосниковой решеткой свежее топливо, загруженное в топку сверху, по мере сгорания под действием силы тяжести сползает в нижнюю часть топки. Такие топки применяют для сжигания древесных отходов и торфа под котлами паропроизводительностью до 2,5 т/ч; скоростные шахтные топки системы В. В. Померанцева применяют для сжигания кускового торфа под котлами паропроизводительностью до 6,5 т/ч для сжигания древесных отходов под котлами паропроизводительностью 20 т/ч;
  • топки с движущимися механическпми цепными колосниковыми решетками двух типов: прямого и обратного хода. Цепная решетка прямого хода движется от передней стенки в сторону задней стенки топки. Топливо на колосниковую решетку поступает самотеком. Цепная решетка обратного хода движется от задней к передней стенке топки. Топливо на Колосниковую решетку подается забрасывателем. Топки с цепными колосниковыми решетками применяют для сжигания каменных, бурых углей и антрацитов под котлами паропроизводительностью от 10 до 35 т/ч.

Камерные (факельные) топки. Камерные топки применяют для сжигания твердого, жидкого и газообразного топлива.

При этом твердое топливо должно быть предварительно размолото в тонкий порошок в специальных пылеприготовительных установках — углеразмольных мельницах, а жидкое топливо — распылено на очень мелкие капли в мазутных форсунках. Газообразное топливо не требует предварительной подготовки.

Факельный способ позволяет сжигать с высокой надежностью и экономичностью самые различные и низкосортные виды топлива. Твердые топлива в пылевидном состоянии сжигают под котлами паропроизводительностью от 35 т/ч и выше, а жидкое и газообразное под котлами любой паропроизводительности.

Камерные (факельные) топки представляют собой прямоугольные камеры призматической формы, выполняемые из огнеупорного кирпича или огнеупорного бетона. Стены топочной камеры изнутри покрывают системой кипятильных труб — топочными водяными экранами.

Они представляют собой эффективную поверхность нагрева котла, воспринимающую большое количество тепла, излучаемого факелом, в то же время предохраняют кладку топочной камеры от износа и разрушения под действием высокой температуры факела и расплавленных шлаков.

По способу удаления шлака факельные топки для пылевидного топлива разделяют на два класса: с твердым и жидким шлакоудалением.

Камера топки с твердым шлакоудалением снизу имеет воронкообразную форму, называемую холодной воронкой. Капли шлака, выпадающие из факела, падают в эту воронку, затвердевают вследствие более низкой температуры в воронке, гранулируются в отдельные зерна и через горловину попадают в шлакоприемное устройство.

Камеру топки б с жидким шлакоудалением выполняют с горизонтальным или слегка наклонным подом, который в нижней части топочных экранов имеет тепловую изоляцию для поддержания температуры, превышающей температуру плавления золы.

Расплавленный шлак, выпавший из факела на под, остается в расплавленном состоянии и вытекает из топки через летку в шлакоприемную ванну, наполненную водой, затвердевает и растрескивается на мелкие частицы.

Топки с жидким шлакоудалением делят на однокамерные и двухкамерные.

В двухкамерных топка разделена на камеру горения топлива и камеру охлаждения продуктов горения. Камеру горения надежно покрывают тепловой изоляцией для создания максимальной температуры с целью надежного получения жидкого шлака.

Факельные топки для жидкого и газообразного топлива иногда выполняют с горизонтальным или слегка наклонным подом, который иногда не экранируют. Расположение горелок в топочной камере делают на передней и боковых стенках, а также по углам ее.

Горелки бывают прямоточными и завихривающими.

Способ сжигания топлива выбирается в зависимости от вида и рода топлива, а также паропроизводительности котельного агрегата.

А вы знали, что у нас есть Instagram и Telegram?

Подписывайтесь, если вы ценитель красивых фото и интересных историй!

Сжигание топлива в топливниках печей

Печь нагревается вследствие сжигания в ней топлива. Выделяемая при горении топлива теплота передается массиву печи излучением от пламени, от раскаленного слоя топлива (в топливнике) и при непосредственном соприкосновении движущихся дымовых газов со стенками каналов.

Количество теплоты, поглощаемой печью, и быстрота разогрева ее массива находятся в прямой зависимости от рода и количества сжигаемого в единицу времени (1 ч) топлива. Выделение теплоты топливом и поглощение ее стенками печи при обычном способе топки происходит весьма интенсивно. Достаточно, например, топить отопительную печь средних размеров всего 1,5…

2 ч для того, чтобы разогреть ее массив до требуемой температуры и чтобы потом в течение 12 ч и иногда даже целых суток она отдавала теплоту помещению.

в печах, предназначенных для приготовления пищи, выпечки хлеба, согревания воды, сушки одежды и продуктов, необходимо, кроме того, иметь в рабочих зонах печи определенную температуру для выполнения указанных операций.

Хорошо сконструировать печь — значит правильно определить размеры и объем топливника, составить рациональную схему дымовых каналов и определить их сечение.

При этом должны быть взаимно увязаны все элементы печи: размеры и форма топливника, внутренняя поверхность теплопоглощения и наружная поверхность теплоотдачи.

Толщина стенок в разных местах печи должна быть такова, чтобы массив печи прогревался достаточно равномерно.

Если объем топливника окажется мал по отношению к массиву печи, то в этом случае и теплоотдача печи будет ниже запроектированной.

Объем топливника должен соответствовать общей теплоотдаче печи, величине ее внутренней поверхности теплопоглощения.

За небольшой период топки стенки топливника и дымовых каналов должны поглотить определенное количество теплоты, передать ее массиву печи и ее наружным поверхностям.

Необходимые условия для успешного сжигания любого топлива — поддержание в топливнике высокой температуры и равномерный подвод воздуха в достаточном количестве.

Высокую температуру в топливнике можно поддерживать в том случае, если он имеет необходимые размеры н объем. В некоторых случаях для этой же цели в топливнике устраивают своды, отражающие лучистую теплоту на горящее топливо.

Равномерный подвод воздуха в зону горения в печах, работающих на твердом топливе, достигается применением колосниковой решетки и устройством в топочной и поддувальной дверках приспособлений для регулирования подачи воздуха. Приток воздуха в топливник зависит в значительной степени от силы тяги в дымовой трубе.

Тягу в дымовой трубе регулируют обычно задвижкой (шибером) и поддувальной дверкой.

Конструкция топливника печи зависит от применяемого топлива. Газообразное топливо сжигают, используя специальные устройства — газовые горелки и форсунки.

Процесс горения, происходящий в топке печи, заключается во взаимодействии горючей части топлива с кислородом воздуха. Чтобы вызвать горение и в дальнейшем поддерживать его, необходимо создать в топливнике достаточно высокую температуру.

Например, для воспламенения дерева нужна температура более 300 °С, а для воспламенения угля — более 600 °С.

В обоих случаях требуемую температуру получают, предварительно разжигая в топливнике легковоспламеняющиеся материалы — бумагу, стружки, солому.

Процесс горения в печах протекает при температуре 800… 900″С (для дров) и 1000…1200 °С и выше (для угля). Высокая температура поддерживается благодаря выделению теплоты в процессе горения, которое в свою очередь осуществляется за счет непрерывного поступления к топливу кислорода воздуха.

Воздух в топливник поступает через зазоры в колосниковой решетке. При отсутствии колосниковой решетки воздух попадает в топливник только через топочную дверку (топливник с глухим подом), в этом случае воздух не может равномерно проходить сквозь толщу топлива и обеспечивать полное его сгорание.

Таким образом, печи без колосниковой решетки работают хуже, чем печи с колосниковой решеткой.

в разные периоды топки в топливник,необходимо подавать различное количество воздуха. Количество подаваемого воздуха, а следовательно, и количество кислорода должно соответствовать количеству сжигаемого топлива.

Если в топливник поступает слишком много воздуха, то снижается температура в зоне сгорания и процесс сжигания топлива ухудшается.

При недостаточном притоке воздуха в топливник горение протекает неравномерно, так как появляются продукты неполного сгорания, что можно обнаружить по цвету пламени и дыма: дрова горят темно-красным пламенем, а из трубы идет густой черный дым.

в состав каждого вида топлива в основном входят водород и углерод. При полном сгорании водорода образуется водяной пар; при полном сгорании углерода — углекислый газ.

Водяные пары, образующиеся в результате взаимодействия водорода топлива с кислородом воздуха, уносятся вместе с дымом в атмосферу.

Если по каким-либо причинам стенки дымовых каналов оказываются недостаточно прогретыми, то водяные пары, соприкасаясь с ними, охлаждаются и конденсируются, т. е. оседают на стенках каналов в виде капель воды.

Если это явление повторяется часто, то стенки дымовых каналов пропитываются влагой, которая, пройдя на наружную поверхность, образует грязные пятна. Отсыревание стенок ведет к разрушению дымовых каналов.

« предыдущая оглавление следующая »

Топливо и процесс его сжигания

  • ТВЁРДОЕ ТОПЛИВО и его основные характеристики.
  • Для отопительных котельных малой мощности требуется высококалорийное сортированное твёрдое топливо: сортированный каменный уголь, антрацит и брикеты.
  • Из-за отсутствия сортированного каменного угля и антрацита в отопительных котельных используется рядовой уголь.
  • Сжигание низкосортных несортированных углей, снижает теплотехнические показатели котлов, приводит к пережогу топлива, усложняет эксплуатацию котельных и загрязняет атмосферу.
Наименование марок углей и их обозначение
Длиннопламенный Д
Газовый Г
Газовый жирный ГЖ
Жирный Ж
Коксовый жирный КЖ
Коксовый К
Отощённый спекающийся ОС
Тощий Т
Слабоспекающийся СС
Полуантрацит ПА
Антрацит А
Бурый Б (Б1 с содержанием рабочей влаги более 40 % Б2 – от 30 до 40 % Б3 – менее 30 %, с Qs менее 23940 кДж/кг, где Qs – высшая теплота сгорания влажного беззольного топлива)
  1. Теплота сгорания. Теплотой сгорания называется количество теплоты, выделяемой при полном сжигании 1 кг или 1 м³ топлива, — Q (ккал/кг или ккал/м³).

    Различают высшую Qв и низшую Qн теплоту сгорания.

    Первую получают при полном сгорании топлива и конденсации водяных паров, образовавшихся при горении, с отдачей теплоты, израсходованной на их испарение (скрытая теплота испарения).

    В практических условиях водяные пары, содержащиеся в дымовых газах, уходят в атмосферу вместе с другими компонентами. Их скрытая теплота парообразования не используется.

    В теплотехнических расчётах применяют низшую теплоту сгорания топлива Qн, которая приводится без учёта теплоты конденсации водяных паров.

  2. Летучие вещества и кокс. При нагреве твёрдое топливо распадается на газообразные летучие вещества и твёрдый нелетучий остаток (кокс). В коксе практически остаются углерод и зола.

    При сжигании топлива с большим выходом летучих газов необходимо иметь большой объём топки, который позволил бы сжигать в ней газообразные горючие вещества.

    Наоборот, при сжигании твёрдого топлива с малым выходом летучих газов (антрацит) возможно иметь топку меньшего объёма, но с развитой площадью поверхности колосниковой решётки, так как основное сгорание топлива будет происходить в слое топлива.

  3. Минеральные примеси (негорючие вещества), находящиеся в топливе, при его сжигании образуют золу в виде сыпучей массы или сплавленных кусков (шлака). Оседая на поверхности нагрева котла, зола снижает теплопередачу от газов к стенке котла, уменьшает его КПД.

    Большое значение при эксплуатации котлов имеет температура плавкости золы угля.

    Легкоплавкая зола вызывает зашлаковывание котлов. Наиболее легкоплавкая зола у торфа, донецких каменных углей и антрацитов. Зола древесного топлива не сплавляется в шлак.

  1. УСЛОВНОЕ ТОПЛИВО
  2. Для сравнения запасов разных видов топлива при определении норм его расхода, планировании потребности топлива и других расчётах пользуются понятием «условное топливо».
  3. За условное принято такое топливо, низшая теплота сгорания рабочей массы которого:
  4. Qн = 29308 кДж/кг (7000 ккал/кг).
  5. СЖИГАНИЕ ТОПЛИВА В КОТЛАХ
  6. Горение топлива – быстрое химическое соединение горючих элементов топлива с кислородом воздуха, происходящее при высокой температуре с выделением тепла.
  7. При недостатке воздуха происходит неполное сгорание углерода, часть его образует оксид углерода, при этом происходят значительные потери тепла.
  8. Потери теплоты с отходящими газами тем больше, чем выше их температура и больше избыточного воздуха, не участвующего в процессе горения топлива, проходит через топку котла.
  9. При большом избытке воздуха произойдут значительные потери тепла с уходящими газами.
  10. При неправильном обслуживании топки появляется неполное сгорание топлива, когда химическая энергия топлива не преобразуется полностью в теплоту; а частично остаётся в уходящих газах и выбрасывается через дымовую трубу в атмосферу.
  11. Оксид углерода, продукт неполного сгорания топлива, является одним из загрязнителей воздуха — потеря от химической неполноты сгорания.
  12. Другим загрязнителем атмосферы являются вынесенные вместе с газами мелкие частицы несгоревшего топлива (до 80 %) — потери от механической неполноты сгорания, а также унос золы и сажи.
  13. Причиной уноса несгоревшего топлива малой мощности является сжигание в них рядовых топлив, имеющих большое количество мелочи.
  14. Расчёт процесса горения топлива сводится к определению количества воздуха, необходимого для горения, а также состава и количества образующихся газообразных продуктов.
Читайте также:  Хим средства для прочистки канализационных труб

В реальных условиях для обеспечения полного сгорания топлива приходится подавать значительно большее количество воздуха, чем теоретически необходимо. Это объясняется главным образом недостаточно тщательным смешиванием топлива с воздухом, из-за чего часть воздуха не участвует в горении и удаляется из топки вместе с продуктами сгорания.

Отношение действительного количества воздуха, расходуемого на горение топлива, к теоретически необходимому называется коэффициентом избытка воздуха.

Коэффициент избытка воздуха всегда больше единицы и зависит от сорта сжигаемого топлива, способа его сжигания и конструктивных особенностей топочных устройств.

При сжигании жидкого и газообразного топлива коэффициент имеет меньшие значения, при сжигании твёрдого топлива – большие. При движении дымовых газов по газовому тракту коэффициент изменяется от минимального значения ( в топке ) до максимального ( у основания дымовой трубы ), что обусловлено подсосом воздуха через неплотности обмуровки и разрежением в газоходах котла.

В связи с этим различаются коэффициенты избытка воздуха в топке, за котлом, перед дымовой трубой и т.п.

ЗНАЧЕНИЕ ТОЛЩИНЫ СЛОЯ ТОПЛИВА

В отопительных котлах твёрдое топливо сжигают в слое в основном на ручных колосниковых решётках с ручным обслуживанием.

Основными элементами топки для твёрдого топлива в отопительных котлах с ручным обслуживанием является колосниковая решётка, поддерживающая слой кускового топлива, через который проходит необходимый для горения воздух, и топочное пространство, в котором сгорают горючие летучие вещества.

Слой топлива на колосниковой решётке при ручной заброске периодически меняется, достигая максимальных размеров при загрузке свежей порции и уменьшаясь по мере выгорания топлива до новой загрузки. При постоянной тяге количество воздуха, проходящего в топку через слой топлива в период между загрузками, постоянно повышается вследствие прогорания слоя и уменьшения его сопротивления.

Из поступившего в топку воздуха часть используется на сгорание топлива в слое, часть – на сгорание летучих веществ в топочном пространстве и какое-то количество воздуха остаётся неиспользованным.

Загруженное на горячий слой свежее топливо сначала подсыхает, а потом начинается процесс горения. В этот период из-за недостатка воздуха может возникнуть неполнота сгорания топлива, которая исчезает по мере затухания процесса коксования заброшенной порции топлива.

К концу периода между загрузками топлива в тонком слое горит главным образом кокс. Обычно этот период горения характеризуется полным сгоранием топлива с большим избытком воздуха.

  • Таким образом, в первые моменты после загрузки топлива на колосниковую решётку его сгорание происходит с химической неполнотой, а в конце процесса сгорания – с повышенными избытками воздуха и следовательно, с увеличенной потерей теплоты с уходящими газами.
  • Поэтому правильно выбранная толщина слоя топлива обеспечивает минимальную сумму потерь теплоты от химической неполноты сгорания и с уходящими газами при минимальном избытке воздуха.
  • Эти условия лучше всего можно создать при более частой загрузке топлива мелкими порциями.

Это обстоятельство следует подчеркнуть, так как машинисты часто его игнорируют, и в результате происходит загрязнение атмосферы оксидом углерода. Периоды между загрузкой топлива, например антрацита, должны составлять 10 – 15 мин, для остальных ещё меньше.

Правильная толщина слоя, колеблется для разных видов и сортов топлива в следующих пределах, (мм):

Ручные топки
Крупные неколотые осиновые дрова Wt = 40 % 1400
Крупные неколотые берёзовые дрова Wt = 40 % 1000
Торф кусковой Wt = 45 – 50 % 900
Дрова берёзовые колотые воздушные 500
Антрацит, бурый и каменный уголь: — крупный (размер куска более 30мм)- мелкий (размер куска 0 – 20 мм) до 200до 50
Рядовой уголь 70 — 80
С шурующей планкой
Каменный уголь в начальной и конечной частях топкив средней части топки 250 – 300 200 – 250

РЕГУЛИРОВАНИЕ КОЛИЧЕСТВА СЖИГАЕМОГО ТОПЛИВА и ПРОЦЕССА его СЖИГАНИЯ

Количество сжигаемого топлива в топке регулируется количеством подаваемого в неё воздуха.

Для твёрдого топлива, например, усиливая дутьё воздуха под решётку и тягу, можно тем самым ввести больше воздуха в топку. Кислород воздуха, проходя по слою топлива и вступая в реакцию, распределяется на большее количество струек и увеличивает скорость горения.

Забрасывая в топку больше топлива, получаем больше теплоты. Однако необходимую толщину слоя топлива следует держать в установленных пределах, чтобы избежать неполноты горения или большого избытка воздуха.

Тягу регулируют так, чтобы в топке (в верхней части загрузочной дверки) устанавливалось разрежение не более 20 – 30 Па (2 – 3 мм вод.ст.).

Для преодоления сопротивления колосниковой решётки, слоя топлива и его шлака служит вентиляторное дутьё.

Причины, вызывающие прохождение через топку чрезмерно большого количества воздуха:

  • сильная тяга в дымовой трубе;
  • чрезмерно большое поступление воздуха из дутьевого воздуховода.

При наличии избытка воздуха пламя получается прозрачное, светлое, а дым бесцветный.

Для уменьшения количества избыточного воздуха его подачу в топку необходимо регулировать в зависимости от процесса горения.

Подсушенное и нагретое топливо выделяет горючие газы, которые в топочном пространстве перемешиваются с воздухом и сгорают, образуя пламя. В этот период в топку надо подавать больше воздуха, чтобы горючие газы успели сгореть.

Для этого поднимают шибер за котлом, полностью открывают поддувальную и приоткрывают зольную дверку или полностью открывают дроссель – клапан на дутьевом воздуховоде.

По мере того как количество выделяющихся горючих газов снижается, уменьшают поступление воздуха в котёл.

  • неплотности в гарнитуре котлов и её притворах;
  • слишком тонкий слой топлива или прогары в этом слое.
  1. При прогарах пламя на прогоревших участках имеет ослепительно белый цвет.
  2. При горении топлива на решётке воздух надо подавать в таком количестве, чтобы цвет пламени получался соломенно-золотистый, а дым, выходящий из трубы, — светло-серого цвета.
  3. Потери теплоты от химической неполноты горения:
  4. если топливо сжигают при недостаточном количестве воздуха или оно расположено по решётке неровным слоем.

При недостатке воздуха образуется угарный газ (окись углерода), при котором часть содержащегося тепла не используется в котле, а уходит с дымовыми газами в трубу. При неравномерном расположении топлива на решётке в тонкие участки слоя воздух поступает в избытке, а в утолщённые участки недостаточно.

  • В результате получается одновременно двойная потеря теплоты с дымовыми газами через тонкий слой топлива и от неполноты сгорания топлива в тонком слое.
  • Приток воздуха в котёл уменьшается, если на решётке лежит чрезмерно толстый слой шлака и топлива.
  • Необходимо забрасывать топливо в топку часто и маленькими порциями; при этом температура в топке не будет резко снижаться, а топливо быстро разгорится, так как от малых порций топлива выделяется немного горючих летучих веществ и они успевают сгорать в топочном пространстве.
  • По мере сгорания загруженной в топку порции топлива необходимо уменьшить количество воздуха, поступающего в топку, а после загрузки новой порции, когда из неё начинается бурное выделение газов, поступление воздуха в топку увеличивают, полностью открывая шибер за котлом.
  • Если есть признаки неполного сгорания топлива, то необходимо временно усилить дутьё и тягу или дать выгореть слою топлива, находящемуся в топке, а затем поддерживать нормальный режим его сжигания.
  • Визуально химическая неполнота сгорания определяется по степени прозрачности дыма, а избыток воздуха – по форме и цвету факела.
  • при полном сгорании твёрдого топлива и малом избытке воздуха пламя получается прозрачным,соломенно – жёлтого цвета.
  • при неполном сгорании пламя, оставаясь длинным, краснеет и в нём появляются тёмные прослойки. Признаком неполноты сгорания топлива является сине-красный цвет пламени и чёрный цвет дыма.
  • при большом избытке воздуха пламя, не изменяя своей прозрачности, становится коротким.

Потеря теплоты от механической неполноты сгорания топлива:

  • при частичном провале топлива через зазоры колосниковой решётки;
  • уносе мелкого топлива в газоходы котла, борова, а также в дымовую трубу;
  • Больших размеров (до 20%) могут достигнуть потери топлива от уноса при неспекающихся углях, значительной форсировке работы топки и мелком топливе.
  • при обволакивании несгоревших кусков топлива плавящимся шлаком. Потеря в шлаке тем больше, чем выше зольность топлива и меньше выход летучих веществ;

последнее объясняется тем, что при сгорании топлива с малым выходом летучих веществ температура слоя топлива высока, шлаки плавятся и обволакивают со всех сторон кусочки топлива, тем самым прекращая его горение. Если на решётке скопились шлаки: горение топлива ухудшается, и поэтому их необходимо взламывать (но их следует не выбрасывать, а перемешивать с горящим топливом).

ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ ТВЁРДОГО ТОПЛИВА

В соответствии с ГОСТом на угли для коммунально – бытовых нужд зольность сухой массы углей колеблется:

  • для каменных углей 14 – 38 %;
  • бурых углей 10 – 32 %;
  • антрацита до 20 %.

По размеру кусков поставляют угли следующих классов: 6 – 13, 13 – 25, 25 – 50 и 50 – 100 мм.

Из бассейнов Кузнецкого, Восточной Сибири поставляют рядовой уголь всех марок.

При сжигании рядовых, бурых, многозольных углей нельзя достичь КПД котла больше 67 – 75 %, регламентируемых ГОСТ 10617 – 83* «Котлы отопительные теплопроизводительностью от 0,10 до 3,15 МВт. Общие технические условия», и обеспечить чистоту выбрасываемых в атмосферу уходящих газов.

Использование углей низкого качества приводит к резкому снижению КПД котлов и как следствие, к перерасходу топлива и сооружению дополнительных котельных либо при нормированной поставке топлива к недодаче теплоты потребителям и, кроме того к загрязнению атмосферы не только продуктами неполного сгорания, но и мелкими частицами несгоревшего топлива (уносом).

Большая влажность (свыше 30 %) при высокой зольности (свыше 35 %) ухудшает топочный процесс и снижает экономичность работы котлов.

На основании анализа экспериментальных данных установлено, что для эффективного сжигания каменных углей и антрацитов в котлах предельная величина зольности сухой массы антрацитов должна быть 16 %, каменных углей – 18 %. Опыт эксплуатации котлов показывает, что максимальный размер кусков угля не должен превышать 50 мм.

Таким образом, для котлов необходимо:

  • использовать уголь по размеру кусков двух классов: 13 – 25 и 25 – 50 мм;
  • использовать угли с влажностью не выше 8 % и содержанием мелочи не более 20 %;
  • бурые угли по мере возможности заменять каменным углём и антрацитом;
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector