Теплотехника Учеб. для вузов А. П. Баскаков, Б. В. Берг, О. К. Витт и др (943465), страница 42
Текст из файла (страница 42)
В этом случае применяют их огневое обезвреживание, сжигая в топке вместе с основным топливом. Вентиляционные выбросы, т. е. воздух, содержащий пары растворителя или горячую токсичную пыль (напримср, на дрожжевых заводах), часто используют просто в качестве дутьевого воздуха в топках. При этом исключается загрязнение атмосферного воздуха и используется теплота сгорания выбросов. !35 Виды сборни 17.4. ФОРСУНКИ И ТОПКИ ДЛЯ ЖИДКОГО ТОПЛИВА Мелкий распыл, хорошее перемешилоиие с окислителем и надежная стабилизация горения — вот три условии, обеспечивающие быстрое и экоиомичиое сжигание жидкого топлива. Для распыливапия жидкога топлива и жидких отходов производства применяют механические, пневматические и ротациопиые форсуики. В м е х а и ич е с к и х жидкость под высоким избыточным давлением (от 1 МПа в топках до миагих десятков мегапаскалсй в пизе.
лях) продавливается сквозь небольшие отверстия, иногда предварительно иитеисивио закручиваясь в цеитробежиам завихрителе, вытекает из отверстий с большой скоростью и распадается иа мелкие капли. В форсуике, наиболее распрастраиеииой в топках (рис. 17.4, о), мазут через цилиндрические сверлеиия в шайбе б поступает в кольцевую выточку в этой же шайбе, из иее в фигурные вырезы в диске 2, по иим движется к оси форсуики, одновременно закручиваясгч и выходит через одно цеитральиое отверстие в шайбе 1. Перед механической форсуикой топливо должна быть очищеио от мехаиических примесей, иначе отверстия форсуики будут забиты. В условиях, ко~да трудио обеспечить иадежиую очигтку, при- меняют пневматические форсуики, в которых топливо (обычио мазут) распыливается струей воздуха (реже— пара).
Первую совершеииую форсуику такого типа создал в 1877 г. выдающийся инженер В. Г Шухов (в то время ои был студентам 3-го курса). Оиа примеияется до сих пор, хотя впоследствии были созданы более совершенные коиструкции, осиоваииые иа этом же принципе. Одна из иих представлена иа рис 17.4, б. Воздух или пар высокого давления (обычиа 0,4 в 0,8 МПа), вытекая из сопла со сверхзвуковой скоростью, подхватывает и интенсивна распыливает струйки предваритгльпо подти ретого до 100- 140 'С мазута, подаваемого примерно под таким же, как и распыливающий агент, давлеииеч, и выбрасывает образующийся тучап в тапку расход распыливаюп!его вгеита составляет 0,5 .1 к~ иа 1 кг мазута Форсуику устаиавливают в г о р е лк е, через которую подается закрученный в завихрителе воздух.
Конструкции горелок отличаются большим разнообразием. Основным элементом р о т а ц и о пи о й форсуики (рис. 17.4, в) является тщательио атполироваииый изнутри распыливающий стакаи 2 диаметром 150— 200 мм, вращающийся иа полом валу 3 с частотой 5000--7000 об/мии. Топливо (подогретый мазут) по трубке 1, проходящей внутри вала, подается ив внут- Виды форсунок: чеснан. б — оневматвчеснан, в ротанноначут я - вочвун реннюю поверхность стакана, распреде. ляется по ней тонким слоем и разбрызгинается, стекая с края стакана под действием центробежной силы.
Попадая в поток воздуха, проходясцего через лопаточный завихритель, пленка топлива распадается на мельчайшие капли, вынаситси в топочный объем и там воспламеняется. Вал со стаканом вращается в подшипниках от электродвигателя Иногда на этом же валу располагают и вентилятор для нагнетания воздуха. Ратациаиные форсунки сложнее в эк. сплуатации, чем механические и пневматические, но обладают по сравнению с ними большим преимушеством: хоро. шо распыливают топливо в шираком диапазоне изменении нагрузки — от 100 до 1О 9„'.
Кроме того, они не требуют тонкой очистки жидкого топлива от нримесей (так как ие имеют отверстий малых сечений) и рабо~ают при низком его давлении. Жидкое топливо сжигают в камерных топках, конструкции которых практически не отличаются от топок для газа. Мазут труднее сжигать, чем высококалорийный газ, поэтому теплонапряжение топочного объема с)г для мазутных топок принимают обычно не более 300 кВтйм ', выбирают а.= 1,1 —; 1,35, при этом с)„„„=)ав3 вв Лучшие показатели горении мазута достигаются в тапках крупных паровых котлов, худшие— в небольших печах.
Топки, работающие на мазуте, чрезвычайно чувствительны к попаданию в него воды. Она не перемешивается с мазутом, н если достаточно большая ее порция попадает в фарсунку, то факел погаснет, что может вызвать взрыв в топке, когда через форсунку снова пойдет мазут. В та же время жидкие озхады нефтепереработки, содержащие даже 50 вв воды, имеют еще достаточно большую теплоту сгорания. Для их утилиза. ции (сжигания) водомазутную смесь предварительно превращают а тонкую суспензию, которая сжигается, как любое жидкое топливо.
Сжи~ание других жидких материалов и горючих жидких отходов различных производств (серы, смолы и т. д.) организуют примерно так же, как и мазута, но обычно с меньшим теплонапряжением объема с) . В топочной технике широко применяют комбинированные горелки, позволяющие попеременно или одновременно сжигать различные топлива. Например, для котлов, работающих на газе, обязательно предусматривают запас резервного топлива — чаше всего мазута, а в их топках устанавливают газомазутные горелки, представляющие собой газовые горелки со встроенными мазутными форсунками. !7.В.
ОСОБЕННОСТИ СЖИГАНИЯ ТВЕРДЫХ ТОПЛИВ Горючие газы и пары смол (так называемые летучие), выделяющиеся при термическом разложении натурального твердого топлива в процессе его нагревания, смешиваясь с акислителем (возду. хом), при высокой температуре сгорают достаточна интенсивно, как обычное газообразное топливо. Поэтому сжигание топлив с большим выходом летучих (дрова, торф, сланец) не вызывает затруднений, если, конечно, содержание балласта в них (влажность плюс зольность) не настолько велико, чтобы стать препятствием для получения нужной для горения температуры. Время сгорания топлив со средним (бурые и каменные угли) и небольшим (тощие угли и антрациты) выходом летучих практически определяетси скоростью реакции на поверхности коксового остатка, образующегося после выделения летучих.
Сгорание этого остатка обеспечи. вает и выделение основного количества теплоты. Реакция, протекающая нв поверхности рсхэдела двух фаз (в данном случае на поверхности коксового кусочка) вв. эывавтвя г е т е р о г е и н о й. Она состоит по крайней мере из двух последовательных процессов: диффузии кислорода к поверхности и его химической реакции с топливом (почти чистым углеродом, оставшимся после выхода летучих) на поверхности. Увеличиваясь по закону Аррениуса, скорость химическая реакции при высокой температуре становится столь большой, чта весь кислород, пав. !37 гул —— 3,8 В'«/ах (17,7] Г В Рнс. 17.5. Схемы организации топочных ироцессов: о — в плот«ем слое, 6 в он»околком гостовккк; л - в окклоокой >окко.
' в ккпкжем слое, В воздух; Г,  — топливо, возлух; ЖШ вЂ” килкка млвк !38 водимый к поверхности, немедленно вступает в реакцию. В результате скорость п>реиия оказывае>ся эаннсящей только от интенсивности доставки кислорода к поверхности >аришей частицы путем массообмеиа н днффу;>ии. На нес практически перестают влиять как температура процесса, так и реакционные свойства коксовога остатка Такой режим гетерогенной реакции называется д и ф ф у з и а н и ы м. Интенсифицировать горение в этом режиме можно толька путем интенсификации подвода реа гента к поверхности топливной частицы.
В разных тапках зто достигается различными методами. Слаевые топки. Твердое топлива, за. груженное слоем определенной толщины на распределительную решетку, поджигается и продуваетсн (чаше всего снизу вверх) воздухом (рис. 17.5, а). Фильтруясь между кусочками топлива, он тернет кислород и обогащается оксидами [(.О,, СО) углерода вследствие горения угля, восстановления углем водяного пара и диоксида углерода Зона, в пределах которой нрвктичесни полностью исчезает кислород, называется к и с л о р о д н о и; ее высота гаставляет два-три диаметра кусков топлива. В выходящих из нее газах содержатся не только СОь Н>О и )х)в но и горючие газы СО и Н, образовавшиеся как из-за восстановления СО> и Н>О уг лем, так и нз выделяющихся из угля летучих.
Если высота слоя больше, чем кислородной зоны, то за кислородной следует в осст а н о в и тел ь н а я зона, в которой идут только реакции СО>+ +С=ВСО Н>О+С=СО.+Н . В рзультате концентрация выходнщих из слоя горючих газов увеличивается но мере увеличения е>о высоты В слоеных топках нысоту слоя стараются держать равной высоте кислородной зоны или большеи ее. Ллн дожигания продуктов неполного сгорания (Нх, СО), выходя>цих из слоя, а также длн дожигания выносимой из него пыли в топочный объем над слгк и подают дополнительный воздух.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
