- •Основы теории горения топлив
- •1. Топливо
- •1.1. Состав топлива
- •1.2. Теплота сгорания топлива
- •1.3. Влага твердого топлива
- •1.4. Минеральные примеси твердого топлива
- •1.5. Выход летучих веществ и характеристика коксового остатка
- •1.6. Характеристики и классификация твердого топлива
- •1.7. Жидкое топливо
- •1.8. Газовое топливо
- •2. Материальный и тепловой баланс процессов горения
- •2.1. Теоретически необходимое количество воздуха
- •2.2. Объем продуктов сгорания
- •2.3. Энтальпия продуктов сгорания
- •2.4. Виды топочных устройств
- •2.5. Тепловой баланс процесса горения
- •2.6. Определение избытка воздуха
- •3. Горение газовых и жидких топлив
- •3.1. Скорость химического реагирования
- •Закон действующих масс
- •Влияние давления на скорость реакции
- •Зависимость скорости реакции от состава смеси
- •3.2. Цепные реакции
- •Цепное горение водорода
- •Горение оксида углерода и углеводородов.
- •3.3. Распространение пламени
- •Пределы воспламенения
- •3.4. Определение кинетических констант горения
- •3.8. Горелка Бунзена
- •3.5. Условия устойчивой работы кинетических горелок
- •Стабилизация процесса горения
- •3.6. Турбулентное горение предварительно подготовленных смесей
- •3.7. Диффузионное горение газов
- •3.8. Горелки промышленных агрегатов
- •Инжекционные горелки
- •5 Диффузор
- •Газовые струи в поперечном потоке
- •Вентиляторные горелки [14]
- •Вертикально-щелевая горелка
- •Горелочные устройства энергетических котлов
- •Газомазутные горелки гмг
- •Диффузионные горелки
- •3.9. Горение жидких топлив
- •3.10. Конструкции мазутных форсунок Механические форсунки
- •Ротационная форсунка
- •Пневматические форсунки
- •4. Горение твердых топлив
- •4.1. Основы кинетики горения углерода
- •Основные химические реакции горения углерода
- •Теория гетерогенного горения углерода
- •Роль вторичного реагирования
- •Время выгорания частицы углерода
- •4.2. Слоевые топки
- •Топки с цепной решеткой
- •4.3. Моделирование слоевого сжигания угля
- •4.4. Горение угольной пыли в факеле
- •4.5. Свойства угольной пыли
- •Затраты энергии на размол топлива
- •4.6. Системы пылеприготовления
- •4.7. Пылеприготовительное оборудование Шаровая барабанная мельница
- •Молотковые мельницы
- •Среднеходные мельницы
- •Мельницы-вентиляторы
- •Сепараторы пыли
- •4.8. Сжигание высокореакционных топлив
- •Топки с прямым вдуванием и фронтальными горелками
- •Топки с плоскими параллельными струями
- •Вихревые топки низкотемпературного сжигания
- •Сжигание сильношлакующих углей
- •4.9. Сжигание низкореакционных топлив
- •Сжигание углей с тугоплавкой золой
- •Сжигание антрацитов
- •Двухкамерные топки с жидким шлакоудалением
- •Библиографический Список
- •620002, Г. Екатеринбург, ул. Мира, 19
- •620002, Г. Екатеринбург, ул. Мира, 19
1.6. Характеристики и классификация твердого топлива
Древесина. Характерные свойства: V г=85 %, W р=40 %, А р=0,6 %, =10-12 МДж/кг, сера практически отсутствует. Древесина как топливо используется редко и в основном в виде отходов (опил, щепа).
Торф. Характерные свойства: V г=70 %, W р=48-53 %, А р=3-19 %, =8,4-10,5 МДж/кг, высокое содержание кислорода. По способу добычи различают кусковой и фрезерный (мелкая крошка) торф. Торф характеризуется плохой сыпучестью, склонностью к слеживанию, повышенной взрывоопасностью, высокой гигроскопичностью и легкостью смерзания.
Горючие сланцы. Характерные свойства: V г=85-90 %, А с=40-65 %, W р 13 %; =5,5-13,9 МДж/кг, сера практически отсутствует.
В топливном балансе страны доля древесины, торфа и сланцев невелика, эти топлива относятся к местным низкосортным видам, которые следует использовать вблизи места добычи.
Основное ископаемое твердое топливо – угли, которые делятся на два основных вида: бурые и каменные.
Бурые угли. Характерными свойствами бурого угля являются большая гигроскопичность, определяющая высокую влажность, большой выход летучих V г 40 %; невысокая теплота сгорания, отсутствие спекаемости, склонность к самовозгоранию. По принятой классификации к бурым углям относят угли с высшей теплотой сгорания рабочей массы беззольного топлива МДж/кг. По содержанию влажности в рабочем состоянии бурые угли делятся на три группы: Б1 (Wp 40 %), Б2 (Wр 30-40 %), Б3 (Wр 30 %).
Каменные угли. К каменным относятся угли с высшей теплотой сгорания в условном беззольном состоянии МДж/кг и с массовым выходом летучих Vг > 9 %. Каменные угли весьма разнообразны по своим свойствам и составу, поэтому их единая классификация затруднена. Поскольку единой классификации не существует, используются бассейновые классификации. В число классификационных признаков входят выход летучих, характеристика нелетучего остатка коксования и степень спекаемости угля. По этим признакам выделены основные марки каменных углей, в частности для Кузнецкого бассейна (табл. 1.2). Угли марок от газового жирного до отощенного спекающегося пригодны для получения металлургического кокса и являются сырьем металлургической промышленности. Каменные угли малой (длиннопламенные и газовые) и высокой степени углефикации (слабоспекающиеся, тощие, антрациты) используются в качестве топлива в энергетике и коммунальном хозяйстве.
Для использования углей в ряде производств важно поставлять уголь с определенным размером кусков. Угли по ГОСТ 19242-73 подразделяют на классы в соответствии с размером кусков, мм:
плитный (П)…………………100 - 200
крупный (К)……………….…50 - 100
орех (О)………………………25 - 50
мелкий (М)…………………...13 - 25
семечко (С)……………………6 - 13
штыб (Ш)…………………...…0 - 6
рядовой (Р)……………………0 - 200
Таблица 1.2
Классификация каменных углей Кузнецкого бассейна [4]
Наименование угля |
Обозначение |
Группы |
Выход лету-чих Vг, % |
Толщина пласти-ческого слоя, мм |
Длиннопламенный |
Д |
- |
>37 |
- |
Газовый |
Г |
Г6 |
>37 |
6-16 |
Г17 |
>37 |
17-25 |
||
Газовый жирный |
ГЖ |
- |
31-37 |
6-25 |
Жирный |
Ж |
1Ж26 |
> 33 |
26 и более |
2Ж26 |
33 и менее |
26 и более |
||
Коксовый жирный |
КЖ |
КЖ14 |
25-31 |
14-25 |
КЖ6 |
25-31 |
6-13 |
||
Коксовый |
К |
К13 |
<25 |
13-25 |
К10 |
17-25 |
10-12 |
||
Коксовый второй |
К2 |
- |
17-25 |
6-9 |
Отощенный спекающийся |
ОС |
- |
<17 |
6-9 |
Слабоспекающийся |
СС |
1СС |
25-17 |
- |
2СС |
17-25 |
- |
||
Тощий |
Т |
- |
Менее 17 |
- |
Антрацит |
А |
- |
Менее 7 |
- |