Горение топлива представляет собой процесс химического со­единения горючих элементов топлива с кислородом (окисления), приводящий к выделению большого количества тепла.

Чтобы топливо (или горючая смесь) воспламенилось без ис­точника огня, это топливо необходимо нагреть до определенной температуры, температуры воспламенения.

Температура воспламенения для горючих газов составляет: водорода — 600° С, окиси углерода — 700° С, метана — 650— 700° С. Температура воспламенения твердого топлива связана с содержанием в нем летучих веществ. Чем больше летучих в топливе, тем ниже его температура воспламенения.

Например, торф воспламеняется в интервале температур 225—250° С, древесина — 250—300° С, бурый уголь — 250—450° С, каменный уголь — 400—500° С, мазут — 550—600° С, кокс — 600—700° С, антрацит — 650—700° С. При температуре среды 800—1000° С все виды топлива воспламеняются почти мгновенно.

Процесс горения происходит полностью, если к топливу под­водится достаточное количество воздуха (полное горение). Если воздуха недостаточно, происходит неполное горение, т. е. при соединении углерода с кислородом образуется не углекислый газ С02, а окись углерода СО (угарный газ).

При полном сгорании 1 кг углерода выделяется 8100 ккал Тепла, а при неполном — 2400 ккал, т. е. в 3 раза меньше. Для полного сгорания топлива необходимо обеспечить температуру не ниже 1000° С, достаточное количество воздуха, а также равно­мерное распределение воздуха по слою топлива и полное смеше­ние с ним летучих веществ.

Если известен химический состав топлива, то количество воз­духа теоретически необходимого для полного сгорания еди­ницы топлива, и образовавшееся при этом количество продук­тов горения VI г подсчитывают по точным формулам, приведен­ным в специальной литературе. Если известна теплотворность топлива, то необходимый для полного горения теоретический объ­ем воздуха и теоретический объем продуктов горения можно под­считать по приближенным формулам, приведенным в табл. 2.

Для полного сгорания топлива практически требуется не­сколько большее количество воздуха, чем необходимое теорети­чески. Отношение практически потребного количества воздуха VI к теоретическому называется коэффициентом избытка воздуха и обозначается греческой буквой а (альфа):

Отсюда практически необходимое количество воздуха для сжига­ния топлива определяется по формуле ^J^ci - V*.

Практически установлено, что различные виды топлива в за­висимости от конкретных условий удается сжигать 'при следую­щих коэффициентах избытка воздуха: газообразное при а= = 1,05— 1,3; жидкое — 1,05— 1,25; твердое кусковое — 1,0— 1,5. Сжигание топлива с большими значениями а невыгодно, так как при этом возрастают лотери тепла с уходящими из печи газами и снижается температура горения.

Практический объем продуктов горения У"г получают путем умножения теоретического объема продуктов горения на коэф­фициент избытка воздуха: V„r=a • V*r.

Продукты горения топлива промышленных печей, помимо СОг, N2 и Н20, всегда содержат кислород 02 (от избыточного воздуха) и продукты недожога топлива — окись углерода СО, водород Н2 и метан СН4. Определив с помощью прибора — газо­анализатора состав продуктов горения, можно вычислить коэф­фициент избытка воздуха при горении любого вида топлива по выражению

_________________ 1 ____________________

„„„ 02 - 0.5СО - 0,5Н2 - 2СН4

Где 02, СО, Н2, СН4 и N2 — содержание газов, %.

Температура горения топлива является важнейшей характе­ристикой процесса горения. Различают теоретическую TT и дей­ствительную Tn температуру горения. Теоретическую температуру горения в пределах до 1800° С подсчитывают по выражению

Qh