logo
Конспект по топливу

1. Время горения топлива.

Независимо от схемы организации горения полное время сгорания любого топлива определяется из времени, затрачиваемого на процесс смесеобразования, времени, необходимого для подвода окислителя к топливу, времени, необходимого для подогрева до температуры воспламенения, и времени, необходимого для химической реакции горения (окисления) топлива: г= см+ н+ х физические  процессы (ф): Процесс горения топлива зависит от физической стадии (смесеобразование и подогрев топлива) и осуществляются реакции горения (хим.). Если ф х , то этот процесс происходит в кинетической области и, следовательно, время процесса сгорания определяется в этом случае временем осуществления химических реакций: г=  х. Стадия ф х наступает тогда, когда время транспортировки окислителя значительно превышает время, необходимое для осуществления собственно химических реакций горения. И этот процесс находиться в диффузионной области горения. Когда ф х (если время протекания химических реакций соизмеримо со временем физических стадий), тогда процесс находиться впромежуточной области и полное время сгорания топлива определяется скоростью наиболее медленного процесса. При сжигании газообразного топлива физическими стадиями процесса являются: образование горючей смеси из газа и окислителя (воздуха) и подогрев ее до температуры воспламенения. Горение газовоздушной смеси протекает достаточно интенсивно с большим и интенсивным выделением тепла. Поэтому ее подогрев до температуры воспламенения незначителен. Кроме того, подогрев часто сопровождается и происходит параллельно с процессом смесеобразования. Поэтому он не требует дополнительного времени. Таким образом практически из подготовительных этапов физических стадий является процесс смешения и в этом случае х см. см зависит от способа подачи в топку газообразного топлива и окислителя. 1 – горелочное устройство; 2 – обмуровка камеры сгорания; Вг – топливо (газ); Vo’ – первичный воздух (часть воздуха, необходимая для осуществления процесса сгорания, подаваемая в горелочное устройство для осуществления перемешивания топлива и окислителя); Vo’’ – количество воздуха, вводимое в топочное устройство, необходимое для осуществления полного сгорания. Vд = Vвo = Vo’+Vo’’ При подаче в топку через горелку предварительно перемешанную газово-воздушную смесь, когда Vд=Vo’ и Vo’’=0, имеет место кинетический принцип организации процесса горения. При раздельной подаче в топку горючего газа и окислителя, когда Vo’=0 и Vд=Vo’’,см имеет наибольшее значение и в этом случае реализуется диффузионный принцип. В том случае, если Vo’0 и Vo’’0, организуется смешанный принцип горения газообразного топлива. Процесс сжигания жидкого топлива определяется также, как и газообразного, физическими и химическими стадиями. К физическим стадиям этого топлива относятся процессы тонкодисперсного распыления топлива на мелкие капельки (с помощью форсунки), подогрев испарение и образование горючей смеси.  К химической стадии процессов относится этап горения этой смеси. Процесс горения твердого топлива также состоит из ряда последовательных этапов. В первую очередь происходит смесеобразование и тепловая подготовка топлива, включая подсушку топлива и образование летучих. Получающиеся при этом горючие газы и коксовый остаток (углерод) при достаточном количестве окислителя далее сгорают с образованием дымовых газов и минерального остатка – золы. Наиболее длительными оказываются этапы сгорания кокса (углерода), который является основной составляющей горючей массы твердого топлива. Для антрацита содержание углерода – 90-95%, для торфа – 50-60%. Поэтому механизм горения твердого топлива в значительной степени определяется горением углерода. Горение углерода является сложным физико-химическим процессом. При этом можно выделить следующие первичные и вторичные реакции: -первичные C+O2=CO2 (+Q1) 2C+O2=2CO (+Q2) Q1Q2 -вторичные 2CO+O2=2CO2 (+Q3) CO2+C=2CO (-Q2) CO2 – продукт полного сгорания; CO – продукт неполного сгорания. Реакции с выделением тепла (+Q) характеризуют окислительную зону горения, а реакции (-Q) – восстановительную. При осуществлении топочного процесса стремятся максимально развить окислительную зону с получением продуктов полного сгорания (CO2). При газификации топлива стремятся по возможности развить восстановительные реакции с получением продуктов неполного сгорания (CO). ^