Схема горения частиц натурального твердого топлива

Горением топлива называется окислительный процесс, сопровождающийся выделением теплоты и значительным повышением температуры горящего топлива и образовавшихся продуктов сгорания.

Процесс горения твердого топлива условно можно разбить на следующие стадии: подогрев и испарение влаги, возгонка летучих т образование кокса, горение летучих и кокса, образование шлака. При сжигании жидкого топлива кокс и шлак не образуются, при сжигании газообразного имеются лишь две стадии – подогрев и горение.

Количество воздуха, необходимого для горения. Теоретически необходимое количество воздуха для полного сгорания 1 кг топлива определяют по формулам.

Для приближенных расчетов при малой влажности топлива можно пользоваться следующей эмпирической формулой: V⁰ = 1, 1(Q^p_н + 6W^р)/1000 м3/кг

Теоретического количества воздуха не хватает для полного сгорания топлива, т.к. часть воздуха не успевает вступить в соприкосновение с углеродом и уходит в газоходы котла в свободном состоянии.

Действительное количество воздуха, необходимое для подачи в топку, можно определить V_д = α _т V⁰

Где α _т – коэффициент избытка воздуха в топке.

Для установления коэффициента избытка необходимо знать состав уходящих дымовых газов, который определяется специальными приборами – газоанализаторами (переносными и стационарными).

При полном сгорании коэффициент избытка воздуха в продуктах сгорания определяется α = 21/(21 – О₂)

где О₂ - процентное содержание кислорода в дымовых газах, найденное путем анализа.

Коэффициент избытка воздуха можно определить, если известно процентное содержание СО₂ + SО₂ = RO₂ в продуктах сгорания.

α = RO_{2 макс} / RO₂

где RO_{2 макс} - максимальное теоретическое содержание СО₂ + SО₂, которое получается при горении топлива без избытка воздуха (выбирается по таблицам в зависимости от марки топлива). Например, для антрацита =1, 35-1, 5, для торфа =1, 3-1, 35, для мазута и природного газа = 1, 1-1, 2.

Коэф.избытка воздуха зависит от сорта сжигаемого топлива, способа его сжигания и конструкции топки.

Реакции горения.

При полном сгорании углерода реакция протекает по следующему уравнению:

1 кг С + 32/12 кг О₂ → 44/12кг СО₂+ 8137ккал/кг

Где 8137 – количество тепла, выделившегося при полном сгорании 1кг углерода.

Если к углероду подвести кислорода в 2 раза меньше, чем необходимо для полного сгорания, то реакция протекает следующим образом:

1 кг С + 16/12кг О₂ → 28/12кг СО₂ + 2366ккал/кг

Т.е. тепла выделится в 3 раза меньше, чем при полном сгорании. Поэтому очень важно следить за процессом и не допустить образования СО. СО – ядовитый газ, который даже при небольшой концентрации может вызвать удушье.

Уравнение реакции горения водорода имеет вид:

1 кг Н₂ + 8кг О₂ → 9 кг Н₂О + 28750 ккал/кг

Сера при сгорании превращается в сернистый газ. Реакция протекает по следующему уравнению (без учета колчеданной серы и образования серной кислоты).

1 кг S + 1 кг О₂ → 2 кг SO₂ + 2160 ккал/кг