ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Топочное пространство (камера сгорания) из "Сжигание жидкого топлива в промышленных установках" Правильное определение объема топочной камеры печей и котлов является важным условием создания компактных, экономичных и высокопроизводительных агрегатов. Для ряда печей топочное пространство является одновременно и рабочим пространством. Вопрос о рациональных размерах и формах топочного и рабочего пространства таких печей должен решаться совместно с точки зрения удовлетворения производственных и чисто теплотехнических требований. [c.54] Ут—объем топочного пространства, м . [c.54] Опытная величина теплонапряженности колеблется в значительных пределах для одних и тех же установок [примерно (0,2—0,5) 10 ккал/м - час для топок стационарных котлов и (0,3—1,0) 10 ккал/м час для ряда печей и т. д.], не являясь определенной и достаточно обоснованной. Более обоснованным является метод определения топочного пространства, построенный на базе изучения кинетики реакций и других основных факторов, дающих возможность выявить время горения топлива, т. е. время пребывания в топке частиц топлива, необходимое для завершения процесса до намеченной полноты сгорания. [c.54] Объем дымовых газов Уд.гсек определяется элементарным расчетом. Значительно сложнее определить время горения топлива т. Рассмотрим метод его определения. [c.55] В топочном пространстве протекают реакции а) гомогенные, представляющие собой соединение с кислородом воздуха (горение) газообразного топлива или летучих, выделившихся из жидкого и твердого топлива б) гетерогенные, являющиеся горением капелек и твердого коксового остатка. [c.55] Выделение летучих и горение углеводородов происходит сравнительно легко при температурах 250—650°С. Горение окиси углерода (СО) происходит значительно медленнее, ускоряясь при температурах, превышающих указанные. Поэтому основное внимание при рассмотрении реакции первого рода должно быть уделено горению СО. Интенсивное горение коксового остатка (сажистого углерода) происходит при t ] 800°С. [c.55] На основании изложенного время горения топлива можно разбить на два периода Т1 — время горения газообразных летучих — и Т2 — дополнительное время, необходимое для горения коксового остатка. [c.55] Теория кинетики реакций и в частности теория активации освещают вопрос об определении скорости реакции. Важнейшим фактором, характеризующим скорость реакции, является температура факела. Однако для определения времени горения в действительных условиях необходим также учет степени завершения реакции, т. е. учет потерь тепла от недогорания, содержания летучих, золы и влаги в топливе, способа сжигания, крупности и веса частиц коксового остатка, скорости и турбулентности движения газа в топочном пространстве, давления в топке, избытка воздуха в процессе горения и равномерности распределения частиц топлива. [c.55] Из большого числа формул, дающих возможность определить время горения и объем топочного пространства, наиболее полный учет указанных условий, с нашей точки зрения, дает формула проф. В. А. Ульяницкого [25]. [c.55] Определение величин а и Ь, являющихся функцией Т, можно производить при помощи рис. 16. [c.57] Пример. Определить объем топочной камеры нагревательной печи, отапливаемой мазутом. Расход мазута В = 50 кг1час. Характеристика топлива QP = 9470 ккал кг СР=85о/о НР=10,35% SP=0,68% OP-f-NP=0.77% W P = % АР = 0,2% ЛР = 7Ь% / = 10,5 нмУкг топл-, а = 1,1 д.г = 12,5 нм /кг топл. [c.59] Таким образом, расчет времени горения и секундного объема дымовых газов содержит в себе элементы, определяющие не только объем, но и конфигурацию топки. Полученная в приведенном расчете значительная длина топки необходима для завершения процесса до заданной неполноты сгорания и предусматривает равномерную концентрацию и прямоструйное движение частиц топлива с определенной скоростью. Изменение указанных условий вызовет также изменение потребной длины топки. [c.61] Перерасчет показывает, что если вместо потребной длины топки L = 3,5 м, взять Ь= , 2 м как это часто делается), то только химическая неполнота сгорания возрастет более чем в два раза недожог коксового остатка возрастает во много раз, так как для его догорания время окажется совершенно недостаточным. [c.61] Равномерность концентрации частиц топлива в воздушном потоке, предусматриваемая при выводе формулы, может быть выдержана для спокойного сжигания и хорошего перемешивания. В действительности же эти условия не всегда выполняются. Например, при сжигании мазута с помощью форсунок высокого давления или прямоструйных форсунок низкого давления топливо движется внутри воздушного потока, не смешиваясь с ним, на значительном расстоянии и лишь на расстоянии, превышающем 1 + 12 (см. рис. 15), т. е. на участке неполного смешения и крупного распыления, достигаются условия, предусматриваемые при выводе формулы. Определенные по формуле скорость горения и потребный объем топочного пространства окажутся преуменьшенными. В таких случаях либо предусматриваются дополнительные камеры сгорания (предтопки, форкамеры, иодподовые пространства горения и т. п.), либо горение в расчетном объеме не заканчивается и протекает с повышенными потерями. Очевидно, в формулу необходимо ввести коэффициент равномерности концентрации 1. [c.61] Значительно улучшает положение интенсивное завихрение топливо-воздушного потока. Улучшая распыление и смесеобразование, турбулизация потока создает условия неограниченного ускорения процесса горения и, очевидно, должна внести существенные коррективы в формулы времени горения. [c.61] Отношение — = соз у, поскольку частицы топлива описыва-ют логарифмическую спираль под углом у к оси конуса факела. [c.61] Таким образом, если для прямоструйных потоков потребовалась камера / т = 0,275 м (a = 0,55 0,5) и длиной = = 3,5 м, то для завихренного потока (без учета факторов, ускоряющих процесс горения) потребуется камера / т1=0,81 м а -Ьх— = 0,9 0,9) и длиной 1 = 1,18 м. [c.62] При выравнивании потока и уменьшении среднего угла у до 60° потребуется камера = 0,55 м , т. е. 02-62 0,8 0,7 и 2= 1,75 м. [c.62] В действительности же турбулизация потока вызовет заметную интенсификацию процесса горения, уменьшение времени горения, а следовательно, и объе.ма топочного пространства. [c.62] Вернуться к основной статье