Котельные установки

Особенности сжигания газообразного топлива

В котельных установках в качестве газообразного могут быть использо­ваны следующие газы:

1) природный газ;

2) доменный газ - отход металлургического производства;

3) коксовый газ - для отопления котлов используется очень редко (идет на металлургических заводах чаще всего на мартены).

Все газы, кроме природного, занимают незначительную долю в газооб­разном топливе электростанций.

Доменный газ имеет теплотворную способность около

О

3500-4000 кДж/м. Состоит в основном из смеси С02, N2 и СО. Газ плохо вос­пламеняется ввиду большого содержания балласта. Зачастую воздух, а иногда и газ, подогревают.

Коксовый газ, как говорилось выше, очень редко сжигается в котлах.

Наиболее ценным топливом является природный газ. Его теплотворная способность (низшая) - 35000-35500 кДж/нм. Россия располагает богатейшими разведанными запасами природного газа.

Газообразное топливо обладает рядом преимуществ перед твердым:

1) широкое использование газообразного топлива оздоровляет воздуш­ный бассейн городов (отсутствие летучей золы);

2) несмотря на высокий КПД современных котлов, работающих на пыли, перевод на газ дает возможность увеличить КПД котельных на 4-6 % (qn = 0, ос = 1,1) и уменьшить расход энергии на собственные нужды на 25-30 %;

3) уменьшаются затраты на строительство ввиду отсутствия дорого­стоящих систем пылеприготовления, складов топлива;

4) уменьшаются размеры зданий.

Так, сравнение котлов ТГМ-84 (Д = 420 т/ч) и ТП-80 на ту же произво­дительность показывает, что удельная кубатура (на тонну пара) у котла ТГМ - 84 на 60 % меньше;

5) котел, работающий на газе, легко может быть автоматизирован.

В котельных установках, специально запроектированных для работы на газе, преимущества использования газообразного топлива можно реализовать гораздо полнее. Поэтому мощные котлы не унифицируют по топливу, а проек­тируют для сжигания газа и мазута, например, котлы ТГМ-84 и ТГМ-94.

Сам процесс сжигания топлива протекает как гомогенный, поэтому в нем отсутствуют фазы, характерные для твердого топлива: отсутствуют фазы выделения летучих, газификации кокса, шлакообразования. Газ не требует ка­кой-либо подготовки перед сжиганием.

Процесс сжигания газообразного топлива слагается из трех стадий: сме­сеобразование, подогрев и горение. Если газ смешивается с воздухом до выхо­да из горелки, такой способ смесеобразования называется кинетическим (в этом случае скорость горения зависит только от скорости химической реак­ции). Если же смешение газа и воздуха происходит в топке, то такой способ смесеобразования называется диффузионным (при этом скорость горения оп­ределяется скоростью подвода окислителя к молекулам горючего). При сжига­нии газа горелки могут быть построены как по одному, так и по другому принципу.