151870 (622001), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Уголь, находясь на складе, постепенно адсорбирует кислород воздуха. Этот процесс сопровождается нагреванием угля, вследствие чего последний может самовозгореться. Явление самовозгорания еще мало изучено. Выяснено, что способность к самовозгоранию возрастает в связи с удлинением срока хранения угля на складе и увеличением высоты штабеля. Поэтому при немеханизированных складах не рекомендуется для углей, легко самовозгорающихся, делать штабель выше 2,5 м и хранить их на складе более месяца.
Для механизированных складов высота штабеля не ограничивается при условии послойного уплотнения штабеля тракторными катками. Уплотнение производится с целью воспрепятствовать проникновению воздуха в толщу слоя. Бурый уголь в его органической части обладает достаточно высокой теплопроизводительностью, но из-за повышенной влажности, а часто и зольности в рабочем составе теплопроизцодительность его резко снижается. Примером может служить подмосковный уголь, у которого Q н = 6 240, a Ql = 2 540 ккал/кг и менее. Имея высокий выход летучих веществ, благоприятствующий получению смолы и других высококачественных погонов, бурые угли обыкновенно не коксуются, этот недостаток, однако, исправим.
Для возможности коксования к бурым углям частично примешивают коксующиеся каменные угли. Каменный уголь. Из всех разновидностей ископаемых углей, составляющих геологические запасы СССР, доминирует каменный уголь: на его долю приходится примерно 80% всех залежей. и им особенно богат Кузнецкий район,
Каменный уголь в свою очередь подразделяется на ряд разновидностей. Длиннопламенные и газовые угли имеют повышенный внутренний балласт, затрудняющий спекание кокса. В процессе коксования эти угли отличаются повышенным выходом летучих. При горении образуется характерное длинное пламя.
Имеются сорта каменного угля, приближающиеся по своему составу к чистому углероду, с минимальным количеством Н, О и высоким СО, так называемые тощие угли, они дают неспекающийся кокс, так как углерод при коксовании не расплавляется.
В промежутке между длиннопламенными углями и коротко-пламенными — тощими — находятся жирные коксующиеся, они в первую очередь и используются для получения металлургического кокса, а также коксовального газа и высокоценных погонов.
Для внесения известной систематизации при маркировке предлагались схемы классификации углей по тем или иным признакам. Следует отметить затруднительность создания всеобъемлющей классификации, так как каждое месторождение имеет свои специфические, ему присущие особенности.
Каменные угли Донбасса имеют свою классификацию, разбиваясь по признакам коксуемости и выхода летучих. В отличие от бурого угля каменный уголь обладает высокой теплотворной способностью органической массы, превышающей по своей величине таковую для всех родов твердого топлива Теплотворная способность рабочего топлива также высокая и доходит до 7 000 ккал/кг и более, главным образом из-за малой гигроскопичности каменного угля, вследствие чего его влажность редко превышает 10%.
Кокс и полукокс. Как уже указывалось, наиболее целесообразно используется топливо в том случае, если предварительно оно подвергается воздействию термических процессов, сопровождающихся выходом летучих. В зависимости от того, какие цели ставят себе предприятия, перерабатывающие уголь, из каменного угля при температурах порядка 900° получают кокс, генераторный газ или смолу с последующей выработкой из нее ценных химических продуктов.
Для производства металлургического и литейного кокса берут угли, дающие плотный сплавленный кокс; для газификации идет длиннопламенный газовый уголь, а для получения большого количества высококачественной смолы расходуются жирные угли, причем процесс коксования предпочтительнее вести при низких температурах (550°); в этом случае за счет повышенных качеств погонов получается полукокс — продукт непрочный, идущий на сжигание, но не используемый в металлургических печах.
Методом полукоксования пользуются также для получения из низкосортного твердого топлива значительного количества высокоценных побочных продуктов.
Наиболее прочный и плохо поддающийся истиранию кокс называется металлургическим, он используется на доменную плавку. Более слабый кокс — литейный — направляют в вагранки для переплавки уже готового чугуна.
Объемный вес кокса зависит от его плотности, в среднем равен примерно 450 кг/м3.
Брикеты. Спрессовывая мелочь кокса и полукокса углей, фрезерного торфа, опилок в форму кирпича, шара, яйцевидную и пр., можно получить удобное для транспортировки и хранения топливо. Если не удастся спрессовать мелочь без примеси связующего элемента, то при формовке добавляют каменноугольный пек — остаток смолы после ее переработки. Размеры брикета бывают и меньше — до 30X60X55 мм.
Антрацит. Антрацит по своему составу более всех углей приближается к чистому углероду. Он отличается большой прочностью, хорошо выдерживает перегрузки и перевозки. Выход летучих у антрацита ничтожный (несколько процентов), поэтому при горении угли этого рода почти не дают факела, а также и дыма, обычно сигнализирующего о неправильной работе топки при сжигании длиннопламенного топлива.
Рабочий состав антрацита в большинстве случаев имеет относительно невысокую зольность и малую влажность, объемный вес его выше других углей.
Все эти особенности характеризуют антрацит наравне с хорошими каменными углями как топливо, весьма теплоплотное, вследствие чего и радиус его использования, считая от места добычи, может определяться уже тысячами километров.
Антрацит расходуется преимущественно на цели сжигания, так как выход летучих у него невелик, кокс его рассыпается и, следовательно, не может использоваться, например, для целей выплавки металла.
Теплотворная способность органической массы антрацита достаточно высокая, близкая к углероду, и уступает только некоторым сортам каменных углей вследствие сниженного процента водорода в органической массе
Маркировка углей. Один и тот же тип угля в зависимости от размеров кусков и количества мелочи подразделяется на несколько сортов. Угли других месторождений имеют свою маркировку.
Объемный вес воздушносухих ископаемых углей колеблется в пределах от 600 до 1 000 кг/м3. Объемный вес большинства углей приближается к 900 кг/м3, меньшие цифры относятся к некоторым бурым углям (исключая подмосковный), наивысший объемный вес принадлежит антрациту.
Исходные данные. [2]
Котел: ДКВР 4-14
Объём топки: 13,7м²
Поверхность стен топки: 41,4 м²
Диаметр экранных труб: 51 2,5 мм
Относительный шаг экранной трубки: 1,56 мм
Площадь лучевоспренимающей поверхность нагрева: 19,5 м²
Площадь поверхности нагрева конвективных пучков: 117 м²
Диаметр труб конвективных пучков: 51 2,5 мм
Расположение труб конвективных пучков: коридорное
Поперечный шаг труб: 110 мм
Продольный шаг труб: 100 мм
Площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания: 0,375 мм
Число рядов труб по ходу продуктов сгорания (1пучок /2 пучок): 20/20
Топливо: кузнецкий
Марка топлива: Д
Класс: Р, СШ
: 12,0
: 13,2
: 0,3
: 58,7
: 4,2
: 1,9
Низшая теплота сгорания : 9,7
Максимальная: 22,82
влажность : 13,5
зольность : 25,0
Температура плавкости золы tº:
: 1130ºС
: 1200ºС
: 1250ºС
Приведенные:
Влажность : 0,576
Зольность : 0,578
Выход летучих на горючую массу: 42,0
2. Расчет объемов продуктов сгорания
котел экономайзер топливо
2.1 Определить теоретический объем воздуха необходимого для полного сгорания
(м³/кг)
2.2 Определить теоретический объем азота в продуктах сгорания
(м³/кг) [2] (м³/кг)
2.3. Определить теоретический объем 3-х атомных газов при сжигании твердого топлива
[2]
(м³/кг)[2]
2.4 Определить теоретический объем водяных паров при сжигании твердого топлива
(м³/кг) [2]
(м³/кг) [2]
2.5 Определить средний коэффициент избытка воздуха в газоходе
()[2]
()[2]
[2]
[2]
Таблица №1 Объемная доля продуктов горения
величина | Расчетная формула | топка | Конвективные пучки | В.Э.К. |
коэффициент избытка воздуха после поверхности нагрева | 3.2 | 1,1 | 1.15 | 1.17 |
Ср. коэффициент избытка воздуха в газоходе поверхности нагрева | 3.11 | 1,15 | 1,125 | 1.16 |
Избыток количества воздуха | 3.12 | 0.9528 | 1.191 | 1.524 |
Объем вод паров | 3.13 | 2.0162 | 2.5202 | 3.2259 |
Полный объем продуктов горения | 3.14 | 9,7727 | 14.639 | 23.082 |
Объемная доля 3-х атомных газов | 3.15 | 0,109 | 0,072 | 0,046 |
Объемная доля водяных паров | 3.16 | 0,216 | 0,143 | 0,091 |
Суммарная объемная доля | 3.17 | 0,325 | 0,215 | 0,137 |
2.6 Определить избыточное количество воздуха.
2.7 Определить действительный объем водяных паров для твердого
топлива
[2]