Горение топлива - 01

При горении топлива происходит процесс химического соединения горючих элементов топлива с кислородом воздуха, сопровождающийся выделением тепла. Выделяющиеся при этом дымовые газы являются конечным продуктом горения. Элементарно процесс горения можно записать уравнениями:

С + O₂ = СO₂; 2H₂ + O₂ = 2H₂O; S + O₂ = SO₂

В процессе горения (фиг. 214) не все тепло, которое может дать топливо, полезно используется.

Фиг. 214. Процесс горения.

Имеется ряд неизбежных потерь, снижение которых до минимума является задачей, стоящей перед рационализаторами и изобретателями при проектировании и компоновке отдельных частей установки и ее эксплуатации. Баланс тепла на 1 кг топлива выражается равенством:

Q^P_H = Q₁ + Q₂ + Q₃ + Q₄ + Q₅ ± Q₆ + Q^шл_физ ккал/кг

где Q^P_H - теплотворная способность топлива;
Q₁ -полезное тепло в виде пара или горячей воды;
Q₂ - потеря тепла с отходящими дымовыми газами;
Q₃ - потеря тепла от химической неполноты сгорания,
Q₄ - потеря тепла от механической неполноты сгорания;
Q₅ - потеря тепла всеми элементами установки в окружающую среду;
Q₆ - потеря тепла от неустановившегося теплового состояния стенок обмуровки;
 Q^шл_физ - потери физического тепла с удаленными из топки золой и шлаком.

Потери тепла от механической неполноты сгорания (механический недожог) состоят из:
1) потерь от провала несгоревших частиц топлива через зазоры колосниковой решетки. При правильной конструкции решетки эти потери составляют 0,5-2% в общем балансе тепла;
2) потерь со шлаком, которые для многозольного топлива достигают довольно больших размеров. Чем выше зольность, тем больше твердых частиц топлива не сгорит вследствие обволакивания шлаком, затрудняющим доступ к ним воздуха. Уменьшить эту потерю можно путем лучшего отделения шлака от угля при чистке топок с ручной загрузкой и выжигания топлива из шлака путем выделения в механических топках особого участка;
3) потерь от уноса горючих частичек в газоходы и трубу. Чем больше в топливе будет мелочи, тем больше мелких кусочков будет вынесено в трубу потоком газов. Снизить потери от уноса можно путем снижения избытка воздуха или увеличения объема топочного пространства. Унос уменьшается по мере увеличения выхода летучих. При сжигании пылевидного топлива потери от уноса получаются больше, если помол топлива будет недостаточно тонок. При сжигании мазута потери от механического недожога отсутствуют.

Потери тепла от химической неполноты сгорания (химический недожог). Если топливо сгорает неполностью, то в дымовых газах помимо двуокиси углерода СO₂, двуокиси серы SO₂, водяного пара H₂O, избыточного кислорода O₂ и азота N₂ (см. процесс горения) присутствуют еще и продукты неполного сгорания: окись углерода СО, водород Н, метан СН₄, и др.

Эта неполнота горения сопровождается потерей тепла, которая иногда может оказаться значительной и составит 3-5% и более от всего количества тепла, выделяемого топливом при горении.