конспект. Конспект по топливу. Конспект по топливу doc
 Скачать 1.79 Mb.
|
3. Теплота сгорания газообразного топлива.Теплота сгорания, также как и все составляющие газообразного топлива, определяются исходя из составляющих топливо отдельных продуктов сгорания и определяются согласно следующего уравнения: Qcн= 358CH4+ 640C2H6+ 915C3H8+1190C4H10+ 1458C5H12+126.5СО + 107.5H2+ +257H2S, [КДж/м3] (CH4, C2H6, CO, H2 и др. – в %) Для определения этой же теплоты сгорания используется также уравнение Г.Н. Кнорре: Qcн= 27423.5n+8373.6, где n – углеродное число, определяемое по составу газовой смеси и приводимое в справочниках, характеризующих состав топлива. ^ 4.Условное топливо.Так как различное топливо отличается друг от друга по агрегатному состоянию (твердое, жидкое и газообразное), имеют различный элементарный состав и, следовательно, различную теплоту сгорания топлива. Чтобы привести различные топлива к одному показателю, вводится понятие уловного топлива. Под условным топливом понимается такое топливо, при сжигании1 кг которого выделяется Qусл.=29300 кДж тепла. Отношение Э = Qнр / Qусл называется коэффициентом пересчета действительного топлива в условное. ^ Кинетика процесса горения топлива.Под кинетикой процесса горения топлива понимают время процесса горения, которое определяется различными теплофизическими факторами окислителя и топлива (воздуха и окисляемой среды), а также скорость протекания этого процесса. Взаимодействие 2-х этих факторов и определяет интенсивность горения и механизм построения окислительных реакций. ^ 1. Время горения топлива.Независимо от схемы организации горения полное время сгорания любого топлива определяется из времени, затрачиваемого на процесс смесеобразования, времени, необходимого для подвода окислителя к топливу, времени, необходимого для подогрева до температуры воспламенения, и времени, необходимого для химической реакции горения (окисления) топлива: г= см+ н+ х физические процессы (ф): Процесс горения топлива зависит от физической стадии (смесеобразование и подогрев топлива) и осуществляются реакции горения (хим.). Если ф х , то этот процесс происходит в кинетической области и, следовательно, время процесса сгорания определяется в этом случае временем осуществления химических реакций: г= х. Стадия ф х наступает тогда, когда время транспортировки окислителя значительно превышает время, необходимое для осуществления собственно химических реакций горения. И этот процесс находиться в диффузионной области горения. Когда ф х (если время протекания химических реакций соизмеримо со временем физических стадий), тогда процесс находиться впромежуточной областии полное время сгорания топлива определяется скоростью наиболее медленного процесса. При сжиганиигазообразного топлива физическими стадиями процесса являются: образование горючей смеси из газа и окислителя (воздуха) и подогрев ее до температуры воспламенения. Горение газовоздушной смеси протекает достаточно интенсивно с большим и интенсивным выделением тепла. Поэтому ее подогрев до температуры воспламенения незначителен. Кроме того, подогрев часто сопровождается и происходит параллельно с процессом смесеобразования. Поэтому он не требует дополнительного времени. Таким образом практически из подготовительных этапов физических стадий является процесс смешения и в этом случае х см. см зависит от способа подачи в топку газообразного топлива и окислителя. 1 – горелочное устройство; 2 – обмуровка камеры сгорания; Вг – топливо (газ); Vo’ – первичный воздух (часть воздуха, необходимая для осуществления процесса сгорания, подаваемая в горелочное устройство для осуществления перемешивания топлива и окислителя); Vo’’ – количество воздуха, вводимое в топочное устройство, необходимое для осуществления полного сгорания. Vд=Vвo=Vo’+Vo’’ При подаче в топку через горелку предварительно перемешанную газово-воздушную смесь, когда Vд=Vo’ и Vo’’=0, имеет место кинетический принцип организации процесса горения. При раздельной подаче в топку горючего газа и окислителя, когда Vo’=0 и Vд=Vo’’,см имеет наибольшее значение и в этом случае реализуется диффузионный принцип. В том случае, если Vo’0 и Vo’’0, организуется смешанный принцип горения газообразного топлива. Процесс сжигания жидкого топлива определяется также, как и газообразного, физическими и химическими стадиями. К физическим стадиям этого топлива относятся процессы тонкодисперсного распыления топлива на мелкие капельки (с помощью форсунки), подогрев испарение и образование горючей смеси. К химической стадии процессов относится этап горения этой смеси. Процесс горения твердого топлива также состоит из ряда последовательных этапов. В первую очередь происходит смесеобразование и тепловая подготовка топлива, включая подсушку топлива и образование летучих. Получающиеся при этом горючие газы и коксовый остаток (углерод) при достаточном количестве окислителя далее сгорают с образованием дымовых газов и минерального остатка – золы. Наиболее длительными оказываются этапы сгорания кокса (углерода), который является основной составляющей горючей массы твердого топлива. Для антрацита содержание углерода – 90-95%, для торфа – 50-60%. Поэтому механизм горения твердого топлива в значительной степени определяется горением углерода. Горение углерода является сложным физико-химическим процессом. При этом можно выделить следующие первичные и вторичные реакции: -первичные C+O2=CO2 (+Q1) 2C+O2=2CO (+Q2) Q1Q2 -вторичные 2CO+O2=2CO2 (+Q3) CO2+C=2CO (-Q2) CO2 – продукт полного сгорания; CO – продукт неполного сгорания. Реакции с выделением тепла (+Q) характеризуют окислительную зону горения, а реакции (-Q) – восстановительную. При осуществлении топочного процесса стремятся максимально развить окислительную зону с получением продуктов полного сгорания (CO2). При газификации топлива стремятся по возможности развить восстановительные реакции с получением продуктов неполного сгорания (CO). ^ |