Сжигание газа в топках котлов
Основными горючими составляющими большинства газообразных топлив являются оксид углерода СО, водород Н2, метан СН4 и значительно реже – высокомолекулярные углеводороды СmHn
Полнота, интенсивность и устойчивость горения газов в первую очередь зависят от физических факторов – температуры и условий смешения горючего с окислителем. Если теплопотери зоны горения, связанные с теплообменом с окружающей средой, превышают тепловыделение, то горение невозможно. Для отдельных горючих газов и газообразных топлив имеется температура воспламенения, существенно зависящая от условий протекания процесса. Температура воспламенения природного и доменного газов около 5300С, водорода 410-630°С, оксида углерода 610-660°С, метана 630-7900С.
Условия сжигания газов котла требуют:
– температура в топке котла должна быть выше температуры воспламенения горючей смеси, в противном случае горение будет неустойчивым;
– предварительный нагрев горючей смеси ускоряет зажигание и интенсифицирует процесс горения.
Условия рационального сжигания газообразного топлива:
– хорошее перемешивание газа с окислителем;
– повышение температурного уровня процесса, что достигается подогревом компонентов горения, а также снижением коэффициента избытка воздуха, приводящим к увеличению скорости распространения пламени;
– создание хороших очагов воспламенения;
– увеличение поверхности фронта горения, что достигается турбулизацией факела.
 |
Рисунок 6.1 - Общая классификация топочных устройств
 |
Вг - подача топлива: VвI
- воздух, подаваемый совместно с топливом;
VвII
- воздух, подаваемый раздельно
Рисунок 6.2 - Схема подачи в топку газа и окислителя
 |
1 - жидкость; 2 - пары топлива; 3 - зона горения; 4 - область диффузии окислителя и продуктов сгорания
Рисунок 6.3 - Схема горения капли жидкого топлива
а - в плотном фильтрующем слое; в - факельный прямо-сточный процесс;
б - в кипящем слое; г - вихревой (циклонный) процесс.
Рисунок 6.4 - Схемы организации сжигания твердого топлива
а - без предварительного смешения газа и окислителя; б - с полным предварительным смешением с образованием однородной смеси; в - с неполным предварительным смешением без образования однородной смеси; г - с частичным предварительным смешением с недостатком окислителя; К — фронт кинетического горения; Д — фронт диффузионного горения.
Рисунок 6.5 - Принципы организации сжигания газового топлива
Рисунок 6.6 - Кривые устойчивости пламени
