ПРОИЗВОДСТВО ГИПСА

ПРОЦЕСС ГОРЕНИЯ ТОПЛИВА

Горение заключается в соединении горючих элементов топли­ва (углерода, водорода и горючей серы) с кислородом, чаще всего с тем, который содержится в воздухе. В результате горе­ния образуются газообразные продукты и выделяется тепло. Большинство реакций горения экзотермические, т. е. протекают с выделением тепла.

Чтобы топливо начало гореть без горящего очага, необходи­мо его нагреть до определенной температуры, называемой тем­пературой воспламенения (самовоспламенения). Чем больше содержит топливо летучих, тем ниже его температура воспламе­нения:

і

Температура воспламенеиня различных видов топлива

Торф......................... 225° Каменный уголь 400-f-500°

Дрова....................... 300° Кокс............................ 600^-700°

Бурый уголь. .2504-450° Антрацит.... 700-f-800°

Мазут........................ 550-7-600°

Процесс горения может ^зіть представлен химическими ре­акциями соединения горючих элементов топлива с кислородом воздуха:

С - f - О2 — С02;

2HS-+ 02 = 2Н20; s - f - 02 = S02;

СН4 + 202 = С02 + 2Н20.

Так происходит горение, если в топку поступает достаточное количество воздуха (полное горение).

Если воздуха недостаточно— происходит неполное горение. Например, углерод тогда сгорает не в углекислый газ (СОг), а в окись углерода или угарный газ (СО):

2С + 02 = 2СО. j

• При полном сгорании 1 кг углерода выделяется 8100 ккал тепла, при сгорании 1 кг углерода в окись углерода выделяет - ся только 2400 ккал. Поэтому важна добиваться полного сгора­ния топлива.

Для полного сгорания топлива необходимо поддерживать в, топке температуру не менее 1000—1100°; вводить в слой топли­ва и в топочное пространство достаточное количество воздуха; обеспечивать равномерное распределение воздуха по слою топ­лива и перемешивать отделяющиеся летучие вещества с возду­хом.

Количество кислорода, необходимое для горения, а также ко­личество продуктов горения можно определить, исходя из мо­лекулярных весов веществ, участвующих в реакции горения:

С + 02 = С02.

12 кг + 32 кг ■=< 44 кг.

Таким образом, на одну весовую часть углерода приходится^ 2,67 весовых частей кислорода (32 : 12 = 2,67).

Так как в воздухе содержится 23% кислорода (по весу), то для полного сгорания 1 кг углерода требуется '11,6 кг^ воздуха:

/2,67.100 с

I —---------- = 11,6 кг.

I 23 /

Аналогично можно получить формулу для определения тре­буемого количества воздуха для горения всех элементов, вхо­дящих в I кг топлива:

2’67C + 8H + S —О ; т 0,23-100 '

где С, Н, S, О — соответствующие элементы в топливе в процен­тах.

Подсчитанное по реакциям горения требуемое количество воздуха называется теоретическим, так как оно является

минимально необходимым при идеальном смешивании его с топ­ливом.

Для наиболее полного горения топлива вводится всегда больше. воздуха, чем теоретически необходимо.

. Отношение практически вводимого воздуха (Ln) к теорети­ческому количеству (LT) называется коэффициентом избытка воздуха и обозначается греческой буквой а (альфа):

Каждое топливо в зависимости от его физического состояния и характера топочных устройств удается сжигать при следую­щих коэффициентах избытка воздуха (ос):

твердое кусковое. ............................................... il,30—2,00

пылевидное... . . - . . 1,20—1,25

жидкое. . . .............................................................................. 1,15—1,25

газообразное. . . ............................................... 4,05—1,20

Следовательно, практическое количество воздуха для горе­ния следует определять с учетом коэффициента избытка по

формуле:

Ln = a-LT, кгIкг.

Для определения необходимого объема воздуха число, полу­ченное по формуле, делят на удельный вес воздуха.

В том случае, когда не известен химический состав топлива, а известна только его теплотворность, количество воздуха, не­обходимое для горения, можно определить по формулам (табл. 4).

Таблица 4

В этой же таблице даны формулы объема продуктов горе­ния, что необходимо знать для выбора тяговых устройств.

Сжигать топливо с недостаточным количеством воздуха вред­но; это приводит к неполноте горения или к химическому недо­жогу. С другой стороны, при избытке воздуха увеличивается объем продуктов горения, которые покидают тепловую установ­ку с достаточно 'высокой температурой. Следовательно, при из­бытке воздуха возрастают потери тепла. Большой избыток воз­духа понижает температуру, горения и также вызывает химиче­ский недожог. Поэтому сжигать топливо нужно с таким избыт­ком воздуха, чтобы сумма потерь от химического недожога и от­ходящих газов была минимальной для данной тепловой установ­ки. С помощью контрольно-измерительных приборов находят надлежащий режим горения топлива.