Процесс горения топлива в кузнечных печах

  Главная      Учебники - Кузнечное дело     Кузнечное производство (Г.Г. Каменщиков) - 1959 год

 поиск по сайту

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  ..

 

 


Процесс горения топлива в кузнечных печах

 



Горение представляет собой быстрое соединение кислорода с горючими элементами топлива (углеродом, водородом и серой) и сопровождается выделением тепла и света. Кислород подается в топку с воздухом. Сухой воздух состоит из двух элементов: 21% кислорода и 79% азота. В горении топлива участвует только кислород.
Для того чтобы горение топлива началось, надо довести температуру до температуры воспламенения, при которой горение происходит самостоятельно, без подвода тепла. Температура воспламенения зависит от вида топлива и условий, в которых совершается процесс горения. Температура воспламенения мазута равна 500—700°, каменного угля 500°, антрацита 700°, дров 300°. Углерод является основным составным элементом любого топлива, он сгорает или в углекислый газ (СО2), или в окись углерода (СО). Когда в топку подводится достаточное количество воздуха (а значит, и кислорода), реакция горения углерода протекает полностью.
При недостатке воздуха реакция горения углерода будет протекать неполностью, причем будет выделяться значительно меньше тепла. Вследствие неполного сгорания углерода получается не углекислый газ, а окись углерода.
Вторым горючим элементом, который входит в состав топлива, является водород (Н2). Процесс горения водорода тоже сопровождается выделением тепла.
Из уравнений горения углерода как основного горючего элемента всякого топлива видно, что при неполном горении углерода, т. е, когда горение происходит с недостатком воздуха и в результате горения вместо углекислоты (СО2) получается окись углерода (СО), тепла будет выделяться в три раза меньше. Отсюда следует вывод, что необходимо стремиться создать такие условия, при которых горение топлива будет происходить полностью, т. е. с достаточным количеством воздуха, чтобы углерод сгорал в углекислоту (СО2).
Зная состав топлива каждого сорта, можно подсчитать количество воздуха, необходимого для полного сжигания. Если разделить количество воздуха, действительно введенное в топку для сжигания 1 кг или 1 м3 топлива, на расчетное количество воздуха, т. е. на количество воздуха, необходимое для тех же целей, но определенное в результате расчетов (теоретически), то получится число, называемое коэффициентом избытка воздуха. Следовательно, коэффициентом избытка воздуха называется отношение воздуха, практически необходимого для сжигания единицы топлива (кг, м3), к расчетному (теоретическому) количеству воздуха.
Пример. Для сжигания 1 кг мазута требуется, по расчетам, 10,4 м3 воздуха. Необходимо определить количество воздуха, практически потребное для сжигания 1 кг мазута, если коэффициент избытка воздуха равен 1,15 т, т. е. 15%.
Решение. Для сжигания 1 кг мазута необходимо ввести в топку дополнительно к расчетному количеству воздуха 10,4X0,15=1,56 м3 воздуха. Практическое количество воздуха будет равно 10,4+1,56=11,96 м3/кг. При сжигании разных видов топлива в нагревательных печах установлены следующие коэффициенты избытка воздуха: каменного угля 1,3—1,5 (30—50%); газового топлива при сжигании в пламенных горелках 1,15—1,2 (15—20%); газового топлива при сжигании в беспламенных горелках 1,1—1,15 (10—15%); мазута 1,2—1,25 (20—25%); пылевидного топлива 1,2—1,25 (20—25%).
Необходимо всегда стремиться к полному сжиганию топлива при минимальном коэффициенте избытка воздуха. Излишний воздух, введенный в печь, не используется для горения, а нагревается до температуры горения топлива, и уносит с отходящими газами дополнительное количество тепла. При этом увеличивается расход топлива и усиливается окисление металла.
Возникает вопрос: как же рабочий может узнать, правильно он ведет нагрев, достаточно ли вводит в печь воздух или нужно его добавить. Обычно рабочему приходится судить о полноте горения по цвету пламени. При большом избытке воздуха получается короткое острое («колючее») пламя, состоящее из блестящих язычков. Таким пламенем нагревать металл нельзя, так как нагрев происходит неравномерно, а когда такое пламя касается нагреваемой поверхности металла, получается местный перегрев и даже оплавление. Чтобы избежать этого, необходимо уменьшать подачу воздуха до тех пор, пока пламя не будет более длинным и пока вся рабочая камера печи не заполнится пламенем молочно-белого цвета без ярких языков.
При недостатке воздуха пламя получается длинным и красного цвета с черными прожилками. Резкий недостаток воздуха вызывает появление из печи густого черного дыма.
Кроме внешних признаков, характеризующих процесс горения топлива, для определения состава отходящих газов пользуются специальными приборами. По составу отходящих газов судят о том, правильно или неправильно идет процесс сжигания топлива.


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  ..