Процесс сгорания топлива и топочные устройства

ГЛАВА 111. ПРОЦЕСС СГОРАНИЯ ТОПЛИВА И ТОПОЧНЫЕ УСТРОЙСТВА [c.20]

При работе топочных устройств под давлением интенсифицируется процесс сгорания топлива и растут тепловые напряжения на единицу топочного объема QIV). Одновременно возрастает и теплоотдача от горящего потока топлива к охлаждаемым стенкам камеры сгорания или парогенератора. В реальных условиях процессы горения и теплообмена тесно связаны и взаимно обусловливают друг друга. Рассмотрим влияние давления на основные показатели топочного процесса при сжигании жидкого и газообразного топлива с учетом этой взаимозависимости. [c.18]

Тепло, выделяющееся при сгорании топлива в топочных устройствах различного назначения, передается в значительной мере поверхностям нагрева путем излучения. Точная постановка этой задачи в настоящее время практически невозможна, так как в топке помимо радиационного теплообмена протекают также процессы горения топлива, движение газов и частиц, массообмен в объеме факела и на его границах и т. п. [c.546]

Если твердое топливо нагреть без доступа воздуха, то оно делится на две части кокс и летучие вещества. Объем летучих веществ на рабочую массу топлива обозначается V , на горючую массу V . Содержание летучих в топливе оказывает большое влияние на процесс воспламенения топлива и полноту его сгорания, учитывается при конструировании топочных устройств и влияет на их эксплуатационные характеристики. Наибольший объем летучих содержится в дровах и других молодых топливах. По мере увеличения геологического возраста топлива содержание летучих веществ в нем уменьшается. Для антрацитов выход летучих составляет 4%. [c.227]

В топочных устройствах котельных агрегатов происходят непрерывный процесс сжигания топлива (и преобразования, таким образом, химической энергии топлива в тепловую энергию образующихся газообразных продуктов сгорания) и процесс передачи тепла излучением к лучевоспринимающей поверхности, расположенной в топке. [c.158]

В связи с этим получили распространение приближенные методы рассмотрения теплообмена в топочных устройствах. Теплообмен в топочном устройстве может быть приближенно исследован на основе простой незамкнутой системы уравнений, при условии, что процессы сгорания топлива будут учтены при определении равновесного излучения топочной среды и соответственно ее температуры. [c.546]

В книге изложены теоретические основы теплотехники термодинамика газов, водяного пара, влажного воздуха и основы теплопередачи. Рассмотрены виды и свойства топлива, процессы его горения, газификации и топочные устройства. Описаны основные виды теплосиловых установок паровые котлы, двигатели внутреннего сгорания, компрессоры, турбины и теплосиловые станции в целом. [c.2]

В учебнике изложены основы технической термодинамики, теории передачи тепла, даны сведения о топливе и процессах его сгорания, топочных устройствах и котельных установках, приведены принципы действия и конструкции различных теплосиловых установок, используемых на нефтебазах, нефтеперекачивающих и компрессорных станциях магистральных трубопроводов, а также элементы их расчета. [c.2]

Потеря дх зависит от содержания в продуктах сгорания СО, Н2, СН4 и т. д., от количества воздуха, подводимого в топку, от степени перемешивания воздуха с топливом и газами (продуктами сгорания), от температуры газа в топке, объёма топки, устойчивости и равномерности топочного процесса, от качества топлива, форсировки котла, метода отопления и устройства топки. [c.252]

Топочное устройство должно обеспечивать полное сгорание мазута без химического и механического недожога во всем регулируемом диапазоне нагрузок, а также допускать возможность применения различных методов подавления оксидов азота в процессе сжигания топлива (рециркуляцию газов в топку из конвективного газохода, ступенчатое сжигание и др.). [c.21]

В теплонапряженных топочных устройствах (камеры сгорания газовых и парогазовых турбин и парогенераторов) процесс сжигания газообразного или жидкого топлива происходит под давлением до 70 ama. Керамические поверхности в них не применяются, а термическая прочность их корпусов обеспечивается интенсивным охлаждением. [c.63]

Естественно, что чем больше физическое тепло окислителя и топлива (Гв и Гт), тем меньше ( п и тем больше Q и, следовательно, уровень температур в зоне горения. Заметим, что если физическое тепло окислителя в зависимости от Гц может достигать 10 и даже 20% общего тепловыделения, то физическое тепло топлива при той же температуре достигает всего 1—1,5% общего тепловыделения, поэтому для повышения температур в камерах сгорания выгоднее повышать температуру окислителя. Это, в свою очередь, увеличивает константу скорости реакции, а следовательно, ускоряет и интенсифицирует процесс горения и процесс теплообмена в топочных устройствах. [c.109]

Столь широкие пределы форсировки топочных устройств, работающих с наддувом, достигаются в первую очередь применением давления, которое, как показано выше, существенно сокращает длину зоны сгорания и интенсифицирует процесс в целом. Но даже и при постоянном давлении в камере сгорания увеличение расхода топлива не сказалось существенно ни на протяженности зоны горения, ни на полноте сгорания топлива. Примечательно и то, что предела форсировки камер сгорания, характеризуемого увеличением неполноты горения при высоких давлениях (Р = 30 — 50 ama), достигнуто не было, несмотря на то что тепловые напряжения топочного объема доходили до 500-10 ккал/м -ч. [c.111]

Топки большинства ВПГ, как и камеры сгорания ГТУ, имеют цилиндрическую форму или форму многогранника (шести-, восьмигранника). При прямоугольном (квадратном) сечении топочной камеры с расположением горелочных устройств в ее днище ухудшаются аэродинамика факела и процесс горения топлива под давлением в условиях высоких теплонапряжений и скоростей топливо-воздушной смеси на регистрах. В случае сжигания мазута [c.94]

Схема а показывает устройство простейшей топки с неподвиж ной колосниковой решеткой 1, состоящей из металлических (чугунных) брусьев, между которыми имеются прозоры для прохода воздуха 8. Топливо подается на решетку периодически. Воздух подводится непрерывно через зольник и проходит через слой лежащего топлива. Этот воздух называется первичным. Иногда для улучшения процесса сгорания вводится непосредственно в топочную камеру дополнительный воздух, называемый вторичным. Удаление очаговых остатков (шлак и зола) производится периодически и вручную. [c.224]

В настоящее время большое число промышленных парогенераторов и водогрейных котлов проектируется для работы на газе. При этом следует рассматривать широкий круг вопросов, решение которых должно обеспечить окончание процесса горения в пределах топочной камеры при низких коэффициентах избытка воздуха на выходе из топки (1,05—1,1) существенное повышение мощности котлоагрегата минимальную температуру продуктов сгорания на выходе из топки простой и быстрый переход н резервное топливо по возможности без остановки котла или даже без снижения его мощности размещение горелок, обеспечивающее удобное обслуживание топки и не усложняющее компоновку устройств автоматического регулирования горения минимальные капитальные затраты по установке газовых горелок удобство ремонта и замены отдельных узлов минимальные расходы электроэнергии на собственные нужды безопасное и экономичное сжигание газа в широком диапазоне нагрузок котлоагрегата. [c.129]

Зондирование топки в разных ее сечениях дает возможность определить распределение пыли в топочной камере по структуре и элементарному составу массовые и тепловые нагрузки топки в различных ее точках значение и направление вектора скорости потока топочных газов степень сгорания топлива (отдельно серы) как по ходу факела, так и в отдельных точках топочной камеры работу горелок в части распыливания топлива, распределения его между отдельными горелками и использования топочного объема избытки воздуха и состав газов (включая окислы азота и серы) в любом участке топочной камеры влияние первичного, вторичного и дополнительного воздуха, а также рециркулирующих газов на процесс горения. Зондирование топки целесообразно проводить при испытаниях топок и горелок, наладке и освоении новых топочных устройств и изучении новых видов топлива с целью получения материала для проектирования [1]. [c.115]

Испытания топочных устройств котельных агрегатов и опыт их эксплуатации дали возможность установить оптимальную величину потерь топочного процесса. Так, потери от химической неполноты сгорания при сжигании жидкого и газообразного топлива составляют <73 = 1,5 -ь 2% для экранированных топок и /73 = 1,0- 1,5% для неэкранированных топок. [c.219]

Необходимо также иметь в виду, что в калориметрической бомбе процесс горения топлива происходит при постоянном объеме, в то время как в топочных устройствах паровых котлов топливо сжигается при практически постоянном давлении, равном атмосферному. Тепловые эффекты химических реакций, протекающих при постоянном объеме и постоянном давлении, различны, а следовательно, и различна теплота сгорания топ лива, сжигаемого в калориметрической бомбе и в топке парового котла Однако ввиду того, что разница между ними для различных топлив неве лика и составляет менее 1%, ею в практических расчетах пренебрегают [c.26]

Количество воздуха, вычисленное по формулам (33) и (34), представляет собой, как было указано выше, минимальное, или теоретическое, количество воздуха, необходимое для полного сгорания 1 кг топлива. На практике не удается достигнуть полного сгорания топлива при подводе к нему количества воздуха, равного теоретически необходимому. Объясняется это главным образом несовершенством перемешивания топлива с воздухом и несовершенством топочных устройств. В связи с этим для обеспечения правильного процесса горения в топки паровых котлов подводят количество воздуха, превышающее теоретическое его количество. [c.43]

Все это свидетельствует о большой сложности топочных процессов и необходимости рассмотрения любой из конструкций топки с позиций обеспечения наиболее полного сгорания топлива, наименьшего загрязнения поверхностей нагрева в топке, удобства, простоты и надежности работы устройства, быстрого регулирования производительности в достаточно широких пределах без снижения экономичности, обеспечения [c.47]

Устройство, где протекает процесс горения топлива, называют топочным устройством (топкой). Любую промышленную топку можно рассматривать как сочетание горелочного устройства с топочным пространством (камерой Прн сжигании твердого топлива горелоч-ным устройством служит колосниковая решетка, поддерживающая кусковое топл1 Во. При сжигании жидкого и газообразного топлива горелочным устройством являются форсунки или горелки, подающие в топку распыленное топливо и необходимый для горения воздух./ В топке и ее газоходах располагаются поверхности нагрева котла, которые соспримнмают теплоту, образующуюся от сгорания топлива в тонке. [c.180]

Опыт сжигания газового и жидкого топлива показывает, что интенсификация сжигания этих топлив зависит в первую очередь от интенсификации процесса смесеобразования топлива и воздуха, так как указанный процесс является наиболее длительной стадией подготовки топлива перед горением. Таким образом, возможность интенсификации сжигания газа и мазута в топочных камерах в основном связана с выбором и созданием тех конструкций горелочных устройств, которые отличаются наилучшей организацией смесеобразования топлива и воздуха. При сжигании природного газа к таким горелоч-ным устройствам в первую очередь относятся инжекци-онные горелки среднего давления, где весь воздух предварительно смешивается с газом. Такие горелки состоят из двух частей — смесителя и стабилизатора горения. При применении в качестве стабилизатора туннелей с насадками из огнеупорных материалов в них обеспечивается 80—95% сгорания горючего газа. Однако применение таких горелочных устройств ограничивается в настоящее время их небольшой производительностью и значительными габаритами. В более крупных котлах широко при.меняются турбулентные газовые горелки с центральным или периферийным подводом газа в закрученный поток воздуха. Такие горелки в зависимости от их конструктивного выполнения и организации в них предварительного смешения горючего газа и воздуха могут обеспечивать значительную интенсификацию теплового напряжения объема топочной камеры при достаточно вы- сокой экономичности топочного процесса. Повышение степени турбулизации потока воздуха и газа хорошо улучшает смесеобразование и является основным путем интенсификации сжигания газа в топочных камерах. При- [c.94]

При разработке топочных устройств организации внутритопочной гидродинамики, часто называемой аэродинамикой, придается большое значение, так как она влияет на условия воспламенения топлива, устойчивость процесса горения, качество смесеобразования, а следовательно, на качество процесса и полноту сгорания топлива и на теплообмен в топочной камере. [c.158]

В соответствии с изменением сигнала задания Хр нужно прежде всего изменить расходы в.оздуха и топл ива путем перестановки соответствующих регулирующих органов. Динамика происходящих при этом процессов в значительной мере определяется типом топочного устройства и может быть очень различна. Затем следует процесс сгорания топлива, который во всех типах топок с горелочными устройствами протекает настолько быстро, что его можно не учитывать. В топках с цепными решетками инерцией этого процесса пренебрегать нельзя. Конечным результатом 294 [c.294]

Устройство, где протекает процесс горени.ч топлива, называют топочным устройством (топкой). Любую промышленную топку можно рассматривать как сочетание горелочного устройства с топочной камерой. Горелочные устройства непрерывно подводят топливо и воздух, необходимый для горения, и интенсивно перемешивают их. В топочной камере происходит сгорание с превращением химической энергии топлива в тепловую. [c.146]

В книге изложены о новные теоретические сведения, необходимые для расчета и констругфования котельных агрегатов. Приведены основные данные по энергетическим топливам и расчетам продуктов сгорания. Рассмотрены теоретические основы процессов горения, методы сжигания топлива, конструкции топочных устройств и котлоагрегатов с естественной и принудительной циркуляцией. Описаны методики теплового, гидродинамического и аэродинамического расчетов котельных агрегатов. Рассмотрены методы получения чистого пара. Приведены основные сведения по металлам, применяемым в котлостроении, и изложена методика расчетов на прочность элементов котельных агрегатов. [c.2]

Горелочные устройства предназначены для подачи в топку котла необходимого количества топлива и воздуха, для эффективного перемешивания топлива с воздухом при оптимальном аэродинамическом сопротивлении каналов го-релочного устройства, а также для обеспечения устойчивого воспламенения и минимального образования токсичных веществ. Компоновка горелок на котле, аэродинамическая структура потока, выдаваемого каждой горелкой, в сочетании с аэродинамикой топочного устройства должны создавать благоприятные условия для процесса горения в топке, обеспечивая минимум потерь с механической и химической неполнотой сгорания. [c.3]

Как известно, процесс горения жидкого топлива в любом топочном устройстве состоит из процессов рас-пыливания, перемешивания топлива с воздухом, испарения топлива и горения образовавшейся смеси. В зависимости от обстановки процесса его составляющие стадии могут накладываться одна на другую, но бесспорным, если исключить образование сажи, является факт, что реакция горения жидкого топлива идет в газовой фазе. Горение паров жидкого топлива качественно протекает так же, как и горение газообразного. Полнота сгорания зависит от перемешивания топлива с воздухом. В условиях слоя механическое распыливание жидкого топлива форсункой, казалось бы, не может обеспечить хорошее перемешивание топлива с воздухом, так как капли топлива будут оседать на твердых частицах вблизи форсунки. Но в действительности такой механизм захвата жидкости твердыми частицами псевдо-ожиженного слоя, находящимися в состоянии интенсивного перемешивания, способствует разносу жидкого топлива в объеме слоя и равномерному распределению его паров в воздухе. Достаточная полнота сгорания в пределах псевдоожиженного слоя при локальном вводе жидкого топлива через форсунку с грубым распылом дает основание считать, что подобное предположение справедливо [Л. 147]. [c.156]

Каковы же пределы изменения тепловых нагрузок, каковы особенности процесса с изменением расхода топлива и каково влияние его на топочные процессы в теплонапряженных топочных устройствах парогенераторов, парогазогенераторов и камер сгорания ГТУ, работающих под давлением [c.110]

Температура отработанных газов по мере уменьшения геометрического угла опережения подачи топлива приближается к температуре отработанных газов для дизеля, работаюш,его на дизельном летнем топливе. Температура охлаждающей воды также влияет на рабочий процесс дизеля, работающего на топливных эмульсиях. Повышение этой температуры до 95° С благоприятно влияет на рабочий процесс, особенно при повышении содержания воды в топливе до 25%. Кривые влияния содержания воды в эмульсии на удельный расход топлива, основные показатели рабочего цикла и работоспособность дизеля (рис. 129) показывают, что при увеличении содержания воды в эмульсии до 15% удельный расход топлива уменьшается. Снятые при этих условиях индикаторные диаграммы характеризуются (в пределах точности измерений) уменьшением максимального давления цикла на 3% и температуры отработанных газов на 2%. При содержании водной фазы в эмульсии ТУР = 15% был достигнут наименьший удельный расход топлива (215 л. с. ч), что по отношению к натуральному дизельному топливу дает экономию в 2—3%. При уменьшении содержания воды в эмульсии указанные параметры приближаются к показателям работы дизеля на дизельном летнем топливе. При увеличении содержания воды в топливе до = 25% удельный расход топлива не отличается от расхода безводного дизельного летнего топлива, температура же отработанных газов снизилась на 3%, а максимальное давление цикла — на 6%. При дальнейшем увеличении содержания воды в эмульсии до 35% удельный расход топлива увеличился до 3%, а максимальное давление цикла снизилось на 10%. Температура отработанных газов в последнем случае имеет тенденцию к повышению. Уменьшение удельного расхода топлива при содержании в нем до 15% воды связано с улучшением процесса смесеобразования вследствие внутритопочного дробления (микровзрывов), что обеспечивает более высокую полноту сгорания. Это подтверждается также увеличением коэффициента избытка воздуха Нв на 2,5—3% при постоянном расходе воздуха, а также соответствующим увеличением индикаторного к.п.д. Сказанное согласуется с данными о работе топочных устройств, где благодаря улучшению смесеобразования при использовании эмульгированных топлив (1Кр = 15%) к.п.д. агрегатов остается на том же уровне,, что и при сжигании безводных топлив. Повышение удельного расхода вызывается увеличивающимися затратами тепла на испарение и перегрев воды, находящейся в топливе, которые уже не компенсируются преимуществами от микровзрывов это замедляет процесс сгорания и тормозит догорание на линии расширения. Подтверждением служит рост температуры отработанных газов и максимального давления цикла. [c.249]

В топочном устройстве кот-лоагрегата № 6 при работе четырех мельнпц-вентиляторов обеспечивался стабильный процесс горения топлива с теплотой сгорания выше или равной 5450 кДж/кг (1300 ккал/кг) без подсветки мазутом в диапазоне нагрузок котло-агрегата 55,6—73,3 кг/с (200— 264 т/ч). При уменьшении QPh до 5030 кДж/кг (1200 ккал/кг) также удалось сжигать лигнит без мазута. Однако при этом малейшая неисправность оборудования приводила или к погасанию факела, или к снижению нагрузки кот-лоагрегата до 44,5 кг/с (160 т/ч) и ниже, что также требовало включения мазутных форсунок. [c.186]

В топочной камере при горении топлива температура достигает 1500—1700° С. При такой температуре экраны 2 котла воспринимают значительное количество тепла. Из топочной камеры продвижение дымовых газов осуществляется при помощи тяговых устройств — эксгаустеров 13. Г азы проходят по газоходам, отдавая тепло пароперегревателю, экономайзеру и воздухоподогревателю. В топке преобладают процессы излучения расположенные в ней поверхности нагрева называются радиационными. За пределами топки роль излучения уменьшается и преобладает теплопередача соприкосновением. Соответствующие поверхности называются конвекционными. Дымососная установка отсасывает охлажденные газы в атмосферу или дымовую трубу. Воздух, необходимый для сгорания топлива, подается дутьевыми установками 14 (вентиляторами) в воздухоподогреватель б, откуда отводится в топочную камеру. [c.47]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...