Характеристика палива і процес його спалювання в топці котла
Для опалення кранових котлів застосовують в основному кам'яне вугілля. Можливо також використання і інших видів твердого палива, таких, як дрова, торф, сланці і т. П. Рідке паливо (мазут) майже не застосовують, хоча опалення їм можливо.
Основною характеристикою палива є теплота згоряння (раніше називалася теплотворною здатністю), яка визначає кількість тепла в ккал, що виділяється при повному згорянні 1 кг палива (ккал / кг).
Будь-яке паливо складається з вуглецю, водню, азоту, кисню, сірки, золи і вологи, які з'єднуються в різних пропорціях, утворюючи той чи інший вид палива (табл. 4).
Будь-яке паливо складається з вуглецю, водню, азоту, кисню, сірки, золи і вологи, які з'єднуються в різних пропорціях, утворюючи той чи інший вид палива (табл. 4).
З таблиці видно, що чим більше в паливі міститься вуглецю і водню, тим більшу теплоту згоряння воно має.
При горінні утворюється полум'я, яке може бути довшим (при спалюванні дров, довгополум'яних і бурого вугілля) і коротким, як, наприклад, при спалюванні антрациту. При горінні виділяються газоподібні горючі продукти, які називаються летючими речовинами. Вихід їх різний для різних видів палива. Так, при горінні дров виділяється летучих речовин 85% від горючої частини, при згорянні торфу - 70, горючих сланців - 85, бурого вугілля - до 55, кам'яного вугілля - від 12 до 45 і антрациту - від 2 до 8%.
Після виділення газоподібних продуктів з вугілля залишається тверда частина, яка називається коксом. Кокс може бути у вигляді окремих дрібних шматочків або порошку; в цьому випадку вугілля називається неспекающегося (антрацит, худий вугілля). Якщо ж кокс пористий, міцний, пов'язаний в один цілісний шматок, то вугілля називається спікається (марки ПЖ, ПС, Г). Найкращою спікливістю володіють вугілля, що містять летючі речовини від 20 до 30%. Кокс, що утворюється при згоранні спікливих вугілля, зменшує винесення дрібних частинок (до 6 мм) в трубу. Економічність опалення при цьому підвищується.
При великому вмісті летючих речовин паливо швидше запалюється і згорає, при цьому процес горіння легко регулюється. При малому виході летких паливо спалахує важче.
Легкоплавка зола забиває отвори колосникових грат, що утруднюють приток повітря до палаючого шару палива. Процес горіння в цьому випадку протікає нерівномірно, пароутворення в казані знижується, потрібні часті чистки топки.
Легкоплавку вважається зола з температурою плавлення нижче 1200 ° С. Зола середньої плавкости має температуру плавлення від 1200 до 1400 ° С, а тугоплавка - вище 1400 ° С. При температурі плавлення золи 1500 ° С паливо при згорянні майже не утворює шлаку.
Кам'яне вугілля дуже різні за своїм складом і діляться на марки. В основу цього поділу покладено вихід летючих і властивості коксу. У табл. 5 наведені найменування і характеристики окремих марок вугілля.
Антрациту, що мають однорідний склад, розрізняються головним чином за величиною шматків. Буре вугілля також поділяються за сортами в залежності від крупності шматків. У табл. 6 наведені сорти антрацитів і бурого вугілля в залежності від розмірів шматків.
Процес горіння полягає в тому, що горюча частина палива хімічно з'єднується з киснем повітря, що підводиться в топку через отвори в колосникових гратах. При цьому виділяється тепло, яке через стінки топки і труб передається воді, що в котлі.
Якщо процес спалювання палива в топці ведеться правильно, то паливо згорає повністю, т. Е. Все його горючі речовини з'єднуються з киснем повітря. Вуглець при цьому перетворюється на вуглекислий газ. При неповному згорянні не весь вуглець перетворюється на вуглекислий газ, частина його утворює окис вуглецю, при цьому виділяється значно менше тепла.
Щоб досягти найбільш повного згоряння палива, необхідно: - по-перше, забезпечити попереднє нагрівання його до температури займання. Ця температура різна для різних видів палива. Так, температура займання кам'яного вугілля дорівнює 470 ° С, антрациту 700, бурого вугілля 370, торфу 225, дров 300 ° С. Висока температура займання підтримується розпеченим шаром палаючого на колосникових гратах палива; - по-друге, підвести до палива достатня кількість повітря. Для досягнення найбільш повного згоряння повітря до палива підводиться з деяким надлишком, т. Е. Більше теоретично необхідної кількості. Однак при надмірному підводі надлишкового повітря частина тепла втрачається на нагрів зайвого повітря і несеться в трубу. В результаті температура в топці буде знижуватися. Тому для кожного виду палива існує деякий найменше (нормальне) кількість надлишкового повітря, яке вводиться в топку і при якому досягається найбільш повне згорання при найменших втратах тепла.
Нормальний надлишок повітря для кранових котлів з вугільним опаленням становить від 30 до 40% від теоретичного.
При роботі котла повітря до шару палаючого в топці палива надходить внаслідок розрідження в димової коробці, створюваного в результаті роботи паровипускного труби або трехсоплового конуса. Величина тяги регулюється автоматично залежно від ступеня відкриття регулятора.
Для забезпечення необхідної тяги при непрацюючій машині користуються сифоном. Ним користуються також і в тих випадках, коли при працюючій машині тяга недостатня і котел погано виробляє пар. Часте користування сифоном нераціонально, так як для його роботи витрачається свіжий пар. Щоб забезпечити необхідну тягу, потрібно, стежити за щільністю димової коробки і справним станом випускної труби або димовитяжних трехсоплового конуса.
Таким чином, горіння палива в топці розпадається на три стадії: перша - нагрівання палива і випаровування вологи; друга - виділення і згоряння горючих летких речовин в топковому просторі і третя - горіння коксу на колосникових гратах і в товщі шару. Отже, тверде паливо згорає частина на колосникових гратах, частина в топковому просторі. У топочном просторі згорають леткі речовини, і для їх повного згоряння потрібна висока температура - в межах 500-650 ° С. Необхідно, щоб кожна частинка летючих згоріла раніше, ніж вона стикнеться з відносно холодними стінками топки або труб. При недостатній температурі в топковому просторі частина горючих речовин не згорить і буде осідати на стінках у вигляді сажі, при цьому непродуктивні втрати тепла будуть значні. Для створення необхідної температури в топковому просторі вогонь в топці слід тримати світлим, а шар палива рівномірним по всій колосникових гратах і товщина цього шару повинна бути рівною 100-150 мм в залежності від марки вугілля.
Не можна допускати прогарів і продушіни, так як через них в топковий простір буде надходити надмірна кількість повітря, що охолоджує топку, а в шар палива повітря буде надходити в недостатній кількості. Паливо, що містить тугоплавку пористу розсипчасту повітропроникну золу, легко спалюється на колосникових гратах, а зола легко прокидається в зольник. Паливо, що містить легкоплавкую золу, навпаки, спалюється з працею, так як зола, розплавляючись, утворює скловидні шлаки, що заливають колосники і ускладнюють процес горіння. Крім того, в процесі горіння вугілля, спекающиеся з тугоплавкої золою, утворюють зверху шару коксу кірку, яка захищає винесення дрібних частинок в трубу і провал їх в зольник. Худі вугілля і антрациту такої кірки не утворюють, тому при їх спалюванні дрібниця несеться в трубу і провалюється в зольник.
Рекомендуються наступні суміші:
1) 35% ПД або ПС + 65% антрациту або Т;
2) 35% ПД або ПС + 65% підмосковного;
3) 33% ПД або ПС + 33% підмосковного + 34% антрациту або Т;
4) 35% Кизеловского + 65% підмосковного;
5) 50% карагандинського ПЖ або ПС - 50% антрациту.
До атегорія: - Загальні відомості про кранах і котлах