1. Распыление на мелкие капли (ёк < 500мкм);

2. Предварительный нагрев;

3. Высокие X в топке > 1500?С;

4. Активное внедрение окислителя в корень факела.

Горение газового топлива.

При горении из компонентов СО, Н2 и СН4 образуются С02 и Н20. Академик Семенов разработал учение о цепных разветвленных реакциях согласно которому образуются промежуточные осколки, дающие начало новым реакциям.

Причины образования активных центров.

1. Н2 + 02 = > ОН - + ОН-

2. Н2 + (м) = > Н + + Н + + ( м > М - азот и т. п.

3. Н2О = > он - + н +

Горение водорода.

Реакция горения:

2Н2 + 02 = 2Н2О (Еактивации = 550, ; Хвоспл = 550?С)

Гмоль

Н + + 02 = > 3Н + + 2Н2О

Горение оксида углерода.

2С0 + 02 = > 2С02 (Еактивации = 100, ; 1воспл = 600?С)

Гмоль

При 1 < 700 ?С Н2О = > он - + Н + , а СО2

СО + ОН - ^

Горение метана.

СН4 + 202 = СО2 + 2Н2О (Еактивации = 150, ; Хвоспл = 630?С)

Гмоль

Особенности:

Горит в две стадии:

А) приготовление топливной смеси ее нагрев до Х^спл;

Б)воспламенение и горение;

При X = 300 - 400 ?С идет пиролиз - процесс термического разложения с последовательным отщеплением Н2 и образованием сажи:

С2Н6 = > С2Н4 + Н2 С2Н4 = > С2Н2 + Н2 С2Н2 = > 2С + Н2

Для исключения сажеобразования организуют предварительное смешивание топлива с окислителем:

СН4 + 0 = > СНэ + {Н'+ + О2

Н + + 0г^= > он - + О'+2

^гСО СН + ОН = > СН2О.

Пути интенсификации сжигания природного газа:

1. Деление топлива на тонкие струи со скоростью 50-100, м/с;

2. Активное смесеобразование до фронта горения;

3. Турбулизация воздушным потоком при скорости Wв°3д = 35-45, м/с.

Энтальпия продуктов сгорания.

Для твердого И жидкого топлива,

КДж

Кг

І = СУ з.

Для газового топлива.

1. При а — 1 Уг? — Уя02 + У? Н20 + У? Ш

^Я02 = Ук02 • (С '^)к02

1°и2О = У0н2О • (С •З)^

IV = У°К2 • (С -3)К2

IГ = + I н20 + I N2

1 зол

-«ун • (С-3)З

Іг

2. при а > 1 Уг — Уг? + ДУв 1Г = 1Г +А1 возд

Для высокозольных топлив дополнительно учитывают энтальпию золы АР

----- а ун

100 ун

Д1 возд = (а _ 1) • 1 возд

I = У° • (С-3)

Возд возд

Тепловой баланс котла.

Он характеризует распределение теплоты, вносимой в топку, на полезно используемую и тепловые потери.

(—^), где

КДж КДж

6

Ор - 0: + 02 + Оз + 04 + Об + о

М

Кг

0Рр - располагаемая теплота топлива;

01 - полезно используемая теплота;

Q2 - потери теплоты с уходящими газами;

Qз - потеря теплоты от химической неполноты сгорания топлива;

Q4 - потеря теплоты от механической неполноты сгорания топлива;

Q5 - потери теплоты от наружного охлаждения котла;

Q6 - потери теплоты с физической теплотой шлака.

Если д1 = • 100%, то д1 + д2 + д3 + д4 + + q6 — 100%.

Располагаемая теплота топлива.

Такой теплотой называется, та теплота, которой топливо располагает при сжигании.

QрР = Qнр + Qтл + Qв. вн. + Qпар. - Qкарб

1. Q нр - теплота сгорания. Является функцией состава топлива;

2. Q тл - физическая теплота топлива

100 - 'р Wр

Qтл = Стл • Iтл, где Стл = Сух----- 100---- + Свл • 100 (для углей) или Смаз = 1,74 + 0,0025 • *м

(для мазута);

3. Q ввн - теплота, вносимая в топку с воздухом при его нагреве.

Пар

ВЗП

/

Q = а • (1 п -2500), где опар = 0, 3 - 0, 35,--------------------------------- относительный расход пара на Кг Распыление мазута; 5. Q карб - теплота, расходуемая на разложение карбонатов при сжигании высокозольных топлив СаСОз = > СаО + СО2— Qкaрб Qкaрб = 40(СО2)ркарб. Полезно используемая теплота. Это та теплота, которая расходуется на нагрев воды, парообразование и перегрев пара. Бпр - расход продувочной воды для вывода части солей с целью Предотвращения накипеобразования. Б пр = (1 10%)Б пе

Кг

При слоевом сжигании угля = 80%, а при сжигании мазута и природного газа Яі = 94%. Потери тепла с уходящими газами. Это та теплота, которую газы уносят через трубу в атмосферу при 1 = 120-170?С. ОІ = 1Ух - 1Х. в. JУх = ^ух + (аух - 🙂 - J0в !в° = Vг - (Си)В 1Х. в. = аух - 1 хв I0Х. в. = С1в - V0

О1 = “^(ІПЕ -ІП. В.)(ІН -ІП. В.)+ _^(ІПР -ІП. В.)

В 0]_ Орр

В

В

100

Я: =

Ов. вн. = Р'-(Т'в. п. +1хв), где Р' = аТ "-АаТ - АаПЕ. +АаВП - коэффициент расхода;

Гвп = V0 • е1;'вп - энтальпия перед воздухоподогревателем ;1 хв = V0 • йхв - энтальпия холодного воздуха 4. Q пар - теплота, вносимая в топку с паром при паровом распылении мазута

Пер .пар.

^ П. В ^ ПЕ + ^ Н + ^ ПР

-100 = 4 -10%

Факторы, влияющие на потерю теплоты с уходящими газами.

1. Температура уходящих газов

15

Для снижения иух размещают дополнительные поверхности нагрева.

В области низких температур, даже незначительное снижение иух требует значительного количества поверхностей нагрева, поэтому оптимальную иух определяют технико-экономическими расчетами.

С ростом иух, растет 12, а значит, снижается КПД, поэтому растет В, а значит и затраты на топливо.

Для снижения иух, требуется увеличение Ннагр, что требует денежных затрат.

С ростом Да, растет объем и температура уходящих газов, соответственно возрастает их энтальпия, а значит, растет потеря с теплотой уходящих газов.

3. Влажность топлива.

С ростом влажности, растет содержание воды в топливе, а значит, растет д2.

4. Загрязнение поверхностей нагрева.

Снижается QоTд, растет и

Ух

= >

5. паропроизводительность котла.

С ростом Б, растет Qвыд пропорционально Б1. С ростом Б, растет QоTд пропорционально Б?6. Меры борьбы с д2: 1. Чистота поверхностей нагрева; 2. Устранение присосов.

Растет д2.

С увеличением толщины загрязненного слоя снижается коэффициент теплопередачи к,