Физико-химические основы процесса горения

Горение – химический процесс реакции топлива с кислородом, сопровождающийся выделением большого количества теплоты. Сопровождается теплообменом и диффузией.

Горение бывает:

Гомогенное – топливо и окислитель в одном и том же агрегатном состоянии.

Гетерогенное – топливо и окислитель в различных агрегатных состояниях.

Горение сопровождается пламенем.     

Пламя – газовая фаза, в которой протекают окислительные реакции и присутствуют светящиеся компоненты.

Пламя может быть голубым, фиолетовым, оранжевым (светятся твердые частички углерода).

Температура самовоспламенения     температура топливовоздушной смеси, при достижении которой смесь воспламеняется без внешнего источника пламени.

Температура воспламенения - температура стенок сосуда с топливовоздушной смесью, при достижении которой происходит дальнейший саморазогрев семи и дальнейшее воспламенение.

саморазогрев смеси, время саморазогрева - индукционный период.

Температура воспламенения  основных топлив:

• древесина

• бурые угли

• каменные угли

• антрацит

• мазут

• горючий газ

Необходимые условия горения:

1. Присутствие окислителя в достаточном количестве.

2. Температура реагирующей системы, превышающая температуру воспламенения.

 

Топочные устройства, их классификация, рабочие характеристики

Топочные устройства – это устройства для сжигания топлива.

Подразделяются на:

• тепловые;

• силовые;

• технологические.

Тепловые – преобразование химической энергии в тепловую с повышением температуры.

Силовые – предназначены для получения продуктов сгорания с высокой температурой и высоким давлением.

Технологические – элементы технологической системы производственного процесса.

 

• топка с плотным фильтрующим слоем (на 1м³-700-1000 кг топлива – высокая тепловая инерционность);

• топка с кипящим слоем (для топки характерны 2 критические скорости подачи воздуха, 1-ая соответствует возникновению кипящего слоя, 2-ая разрушению слоя и уносу частиц из топки, 400-600 кг на 1 м³);

• камерная топка (используется для сжигания газообразного топлива, жидкого, твердого (в пылевидном состоянии), 20-30 г на 1 м³);

• вихревая топка (применяется для сжигания газообразного и твердого топлива, 90% шлака удаляется из топки).

Рабочие характеристики:

• Тепловая производительность, [Вт].

• Пригодность для сжигания данного вида топлива.

• Коэффициент избытка воздуха.

• Тепловое напряжение топочного объема – количество теплоты, выделяемое при сгорании топлива на 1м³ топочного объема в час, [Вт/м³].

• Тепловое напряжение зеркала горения для слоевых топок, [Вт/м²].

•  

• Технологическая схема производства пара на ТЭС

Бункер сырого угля

Углеразмольная мельница

Пылеугольная горелка

Водяной экономайзер

Испарит. Поверхности нагрева

Радиационный пароперегреватель