Паровой котел Описание паровых котлов типов ДКВР и Е (ДЕ) Вихревые горелки Автоматизированная система управления технологическими процессами Газотурбинная теплоэлектростанция Метрологическое обеспечение.

При останове котлов выявляют степень наклепа и износ очищаемых труб и распределителей дроби, контролируют правильность их установки и равномерность распределения дроби по очищаемой поверхности нагрева.

Горение натурального топлива

Горение газового топлива

Ранее были изложены основные законы кинетики (законы действующих масс и Аррениуса), позволяющие определять скорость химических реакций. В основе этих реакций лежат стехиометрические соотношения молекул исходных и конечных продуктов. Экспериментально установлено, что скорости протекания реакций существенно превышают их расчетные значения, полученные с применением закона действующих масс и закона Аррениуса. В действительности, реакции в веществах, находящихся в парогазовом состоянии, происходят чаще не между исходными молекулами горючего и окислителя, а через ряд промежуточных стадий, в которых вместе с молекулами участвуют активные осколки молекул – радикалы и атомы, имеющие свободные связи Н, ОН, О, СН и др. При этом переход от исходных веществ к конечным продуктам происходит через ряд промежуточных реакций, протекающих с большой скоростью, так как они обладают низкой энергией активации. Такие реакции, отличительной особенностью которых является огромная скорость их протекания, получили название цепных.

При горении газов протекают разветвленные реакции, в процессе которых один активный центр порождает два или большее число новых активных центров. Теорию цепных реакций разработал академик Н.Н. Семенов. Согласно этой теории, цепная разветвленная реакция включает следующие процессы: зарождение цепей – образование активных частиц из исходного продукта; разветвление цепей – процесс, при котором одна активная частица, реагируя с исходными, вызывает образование двух или нескольких новых активных частиц; по мере убывания горючих компонентов реакция замедляется, наступает обрыв цепей и реакция вырождается – горение прекращается. Началу реакции между веществами предшествует период накопления активных центров реакции в виде заряженных частиц за счет разрушения части исходных молекул другими, обладающими большими энергиями движения – выше энергии связи атомов в молекуле. Этот период называют периодом индукции. При высокой температуре вступающих в реакцию веществ период индукции занимает от долей секунды до 1–2 с.

Рассмотрим механизм цепной разветвленной реакции на примере горения водорода (рис. 1.40). Из цикла цепной реакции следует, что наряду с образованием конечного продукта Н2О увеличивается число активных частиц – возбудителей цепи Н (на один вступивший в реакцию активный атом водорода после первого цикла образуется 3 атома водорода, после второго цикла – 9, после третьего – 27 и т. д.), что приводит к дальнейшему лавинообразному ускорению реакции. В реальных процессах одновременно с лавинообразным ускорением образования активных центров часть их по ряду причин при контакте со стенками сосуда и друг с другом погибает, что ведет к постепенному снижению скорости нарастания реакции и переходу ее в установившееся состояние, если имеет место постоянный подвод кислорода и водорода в зону реакции.

Рис. 1.40. Цикл цепной реакции горения водорода:

О – возбудитель цепной реакции; Н2О – конечный продукт

Горение газового топлива в смеси с воздухом идет с очень большой скоростью (готовая смесь метана с воздухом объемом 10 м3 сгорает за 0,1 с). Поэтому интенсивность сжигания природного газа в топках паровых котлов определяется скоростью его смешения с воздухом в горелочном устройстве.

В турбулентном потоке горючей смеси метана с воздухом скорость распространения пламени Uпл, м/с, определяется турбулентной диффузией веществ и находится по приближенной формуле

Uпл = l,2 ωгор ξr(Тг/970)n, (1.17)

где ωгор – скорость воздуха на выходе из горелки, м/с; Тг – расчетная температура газовой среды, К; п = 0,6 ÷1,65 – показатель степени, изменяется в зависимости от состава горючей смеси и скорости потока (для промышленных горелок, сжигающих природный газ, значение п близко к единице); ξ т = 0,25–0,3 – степень турбулентности потока воздуха.

В итоге скорость распространения газового пламени обычно составляет Uпл = 8–12 м/с.

Трудность обеспечения полного смешения расхода газа с воздухом за короткий промежуток времени связана с большим различием объемных расходов газа и воздуха – на сжигание 1 м3 газа требуется 10 м3 воздуха. Для полноты перемешивания приходится вводить газ в поток воздуха внутри горелки большим количеством мелких струй малого диаметра и с большой скоростью. Воздушный поток также сильно турбулизуется в специальных завихривающих устройствах.

Горение твердого топлива (угольной пыли) включает два периода: тепловую подготовку и собственно горение

Горение жидкого топлива Температура воспламенения жидкого топлива (нефть, мазут) выше чем температура кипения его. Поэтому при поступлении в зону высоких температур капля мазута вначале испаряется с поверхности за счет подводимой теплоты, а затем пары топлива смешиваются с воздухом, поступающим из окружающей среды, подогреваются до температуры воспламенения и горят в газообразном состоянии.

Тепловой баланс процесса горения составляется для определения температуры газов после сгорания. При горении в адиабатных условиях все тепло передается газам. Они нагреваются до высшей для данного топлива при данном избытке воздуха (с заданной исходной температурой) температуры, называемой теоретической температурой горения Тa. Точный расчет этой температуры должен проводиться с учетом зависимостей теплоемкости газов от температуры.

Обоснование необходимости контроля,регулирования и сигнализации технологических параметров парового котла Регулирование питания котельных агрегатов и регулирование давления в барабане котла главным образом сводится к поддержанию материального баланса между отводом пара и подачей воды. Параметром, характеризующим баланс, является уровень воды в барабане котла.

Уплотнение и цементирование осевшей золы наблюдается при отключении золошлакопроводов. В связи с этим при выводе золошлакопроводов в резерв или ремонте их необходимо промывать чистой водой, которую сливают. Дробеочистку включают пуском воздуходувки или эжектора. Вследствие создаваемого перепада давлений опорожняется нижний бункер и дробь подается в верхний. Заполнив верхний бункер, воздуходувку останавливают и открывают клапан для ввода дроби в распределители или пневмозабрасыватели-дробеметы, куда предварительно подается пар (воздух) .для ее разброса.
Малая теплоэнергетика