Теоретические основы теплотехники - 165 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

димо подавать дополнительно воздух. Это делают или, применяя тонкий слой и "острое" дутье (это
дутье рядом струй с большой скоростью), или, при толстом слое, организуют вторичное дутье прямо
в топочное пространство.
Если размеры частиц уменьшить, а скорость воздуха увеличивать, то сила аэродинамического давле-
ния может оказаться больше веса частиц и слой топлива станет или "кипящим" или превратится во
взвешенный слой (гетерогенный факел). Основные стадии сгорания при этом сохраняются, но благо-
даря большой поверхности, турбулизации, интенсивному золоудалению скорость и интенсивность
горения во много раз увеличиваются. По поверхности факела развиваются в основном окислитель-
ные процессы. В ядре факела пылеугольных топок развивается очень высокие температуры (до 1700
°С) и поэтому здесь газификационные процессы играют еще большую роль:
СО
2
+ С → 2СО и С + Н
2
О → СО + Н
2
.
Таким образом, при сжигании твердых топлив имеется и кинетическое горение (так горит смесь ле-
тучих с воздухом) и диффузионное горение (в основном так выгорает кокс).
Знакомясь со свойствами и особенностями сжигания топлив, следует обратить внимание еще на од-
ну проблему. Тепловые машины и теплогенерирующее оборудование, а так же связанные с ними добы-
ча, транспортировка и переработка топлив, стали в настоящее время одним из основных источников за-
грязнения окружающей среды вредными выбросами, содержащимися в продуктах сгорания, и отброс-
ным теплом. Теплотехническая наука разработала и предлагает различные рекомендации, приемы и
технические устройства, направленные на уменьшение этих вредных воздействий, однако подробное
знакомство с ними выходит за рамки нашей учебной дисциплины. Государственным стандартом обра-
зования изучение экологических проблем, связанных в том числе и с теплоэнергетикой, предусмотрено
на старших курсах в отдельной специальной дисциплине, а также в дисциплине "Нетрадиционные во-
зобновляемые источники энергии".
3.3 Технические расчеты горения
О
сновой технических расчетов горения являются материальные балансы итоговых реакций горения всех
горючих компонентов топлива, ибо каким бы сложным ни был состав топлива, углерод в конечном сче-
те сгорает до СО
2
, водород – до Н
2
О, сера – до SO
2
. Окислителем обычно служит воздух. Количество
его должно быть, естественно, достаточным для полного сгорания всех горючих элементов. Эти реак-
ции запишем в виде следующих стехиометрических уравнений
С + О
2
= СО
2
, 2С + О
2
= 2СО,
2Н
2
+ О
2
= 2Н
2
О, S + O
2
= SO
2
,
2СО + О
2
= 2СО
2
и др.
Для первой реакции, где на один моль углерода нужно затратить два моля кислорода, чтобы полу-
чился один моль углекислого газа, материальный баланс запишется так:
12 кг С + 32 кг О
2
= 44 кг СО
2
+ 404 МДж.
Такие балансы позволяют определять (составлением пропорций) как необходимое для сгорания ко-
личество кислорода, так и количество продуктов реакции. Учитывая, что атмосферный воздух со-
держит 23 % по массе кислорода, можно определить теоретически необходимое для полного сгора-
ния количество воздуха на каждый из горючих элементов, и, зная элементарный состав топлива – для
сгорания одного килограмма топлива.
Именно таким путем получена следующая формула для расчета теоретически необходимого коли-
чества воздуха для полного сгорания одного килограмма топлива (в кг
возд
/кг
топл
):

Страницы