- •Основы теории горения топлив
- •1. Топливо
- •1.1. Состав топлива
- •1.2. Теплота сгорания топлива
- •1.3. Влага твердого топлива
- •1.4. Минеральные примеси твердого топлива
- •1.5. Выход летучих веществ и характеристика коксового остатка
- •1.6. Характеристики и классификация твердого топлива
- •1.7. Жидкое топливо
- •1.8. Газовое топливо
- •2. Материальный и тепловой баланс процессов горения
- •2.1. Теоретически необходимое количество воздуха
- •2.2. Объем продуктов сгорания
- •2.3. Энтальпия продуктов сгорания
- •2.4. Виды топочных устройств
- •2.5. Тепловой баланс процесса горения
- •2.6. Определение избытка воздуха
- •3. Горение газовых и жидких топлив
- •3.1. Скорость химического реагирования
- •Закон действующих масс
- •Влияние давления на скорость реакции
- •Зависимость скорости реакции от состава смеси
- •3.2. Цепные реакции
- •Цепное горение водорода
- •Горение оксида углерода и углеводородов.
- •3.3. Распространение пламени
- •Пределы воспламенения
- •3.4. Определение кинетических констант горения
- •3.8. Горелка Бунзена
- •3.5. Условия устойчивой работы кинетических горелок
- •Стабилизация процесса горения
- •3.6. Турбулентное горение предварительно подготовленных смесей
- •3.7. Диффузионное горение газов
- •3.8. Горелки промышленных агрегатов
- •Инжекционные горелки
- •5 Диффузор
- •Газовые струи в поперечном потоке
- •Вентиляторные горелки [14]
- •Вертикально-щелевая горелка
- •Горелочные устройства энергетических котлов
- •Газомазутные горелки гмг
- •Диффузионные горелки
- •3.9. Горение жидких топлив
- •3.10. Конструкции мазутных форсунок Механические форсунки
- •Ротационная форсунка
- •Пневматические форсунки
- •4. Горение твердых топлив
- •4.1. Основы кинетики горения углерода
- •Основные химические реакции горения углерода
- •Теория гетерогенного горения углерода
- •Роль вторичного реагирования
- •Время выгорания частицы углерода
- •4.2. Слоевые топки
- •Топки с цепной решеткой
- •4.3. Моделирование слоевого сжигания угля
- •4.4. Горение угольной пыли в факеле
- •4.5. Свойства угольной пыли
- •Затраты энергии на размол топлива
- •4.6. Системы пылеприготовления
- •4.7. Пылеприготовительное оборудование Шаровая барабанная мельница
- •Молотковые мельницы
- •Среднеходные мельницы
- •Мельницы-вентиляторы
- •Сепараторы пыли
- •4.8. Сжигание высокореакционных топлив
- •Топки с прямым вдуванием и фронтальными горелками
- •Топки с плоскими параллельными струями
- •Вихревые топки низкотемпературного сжигания
- •Сжигание сильношлакующих углей
- •4.9. Сжигание низкореакционных топлив
- •Сжигание углей с тугоплавкой золой
- •Сжигание антрацитов
- •Двухкамерные топки с жидким шлакоудалением
- •Библиографический Список
- •620002, Г. Екатеринбург, ул. Мира, 19
- •620002, Г. Екатеринбург, ул. Мира, 19
4.5. Свойства угольной пыли
Тонкость помола и зерновая характеристика угольной пыли.
Качество пыли характеризуется тонкостью размола и соотношением фракций. Гранулометрический состав топлива определяют методом ситового анализа. Для этого навеску топлива массой 50-100 г рассеивают на стандартном наборе сит и определяют массу топлива, оставшегося на каждом сите gi – остаток топлива в диапазоне размеров от i до δi+1. Полный остаток Ri на сите (масса, выраженная в процентах) является суммой остатка на данном сите и остатков на вышележащих ситах.
С помощью сит возможно рассеивать только пыль с размером зерен более 40 мкм. Анализ фракционного состава более мелкой пыли проводят методом воздушной классификации.
Для наглядности и удобства использования результаты рассева изображают графически в виде зерновой характеристики, где по оси абсцисс отложен размер сита, а по оси ординат полный остаток на сите данного размера. Анализ многочисленных зерновых характеристик размола различных видов топлив показал, что все кривые описываются уравнением Розина-Раммлера (рис. 4.8).
Рис. 4.8.
Полные зерновые характеристики пыли
бурого угля, полученной на двух типах
мельниц: 1 – размол в молотковой мельнице;
2
– размол в шаровой барабанной мельнице;
3
– область тонких фракций пыли; 4 –
область грубых фракций пыли
, (4.33)
где δ – текущий размер угольной пыли; b и n постоянные для данного топлива и данного метода размола величины, b –характеризует тонкость измельчения, чем больше b, тем тоньше пыль. Числовые значения для b = 410-3 – для грубой пыли, b = 4010-3 – для тонкой, n – коэффициент полидисперсности пыли – характеризует структуру пыли с точки зрения равномерности помола. Чем выше n, тем меньше отличаются своими размерами частицы. Для промышленных условий коэффициент n имеет значение 0,75-1,5.
Уравнение Розина-Раммлера может быть представлено в следующем виде:
, (4.34)
где 0 характерный размер частиц в навеске, равный .
При = 0 остаток на сите Rδ = 100 %, при R = 0, т.е. больших частиц мало. По физическому смыслу 0 – это размер, при котором средняя удельная поверхность частиц размером 0 равна средней удельной поверхности рассматриваемых полидисперсных частиц.
При наличии экспериментальных данных по остаткам на сите коэффициенты в уравнении Розина-Раммлера находят, дважды логарифмируя выражение (4.34):
(4.35)
и обрабатывая данные в координатах , в которых уравнение (4.35) представляет собой уравнение прямой с искомыми величинами n и 0.
Затраты энергии на размол топлива
При измельчении того или иного материала можно установить определяющие величины, которые могут достаточно точно характеризовать затрату энергии на размол. Применительно к размолу топлива в мельницах используют закон Реттингера: работа, затраченная на измельчение материала, пропорциональна вновь полученной поверхности:
, (4.36)
где Э – энергия, затраченная на размол топлива, кВтч/кг; N – расходуемая мощность, кВт; В – расход топлива, кг/ч; А – удельный расход электроэнергии на измельчение материала, отнесенный к 1 м2 поверхности, кВтч/м2; fпл – конечная поверхность 1 кг/пыли, м2/кг; fдр – первоначальная поверхность дробленки в м2/кг.
Поскольку fпл fдр, энергия Э Аfпл. Удельный расход энергии определен для большинства видов топлив, поэтому можно рассчитать затраты, если известна поверхность пыли. Поверхность пыли можно определить по следующей формуле, м2/кг,
, (4.37)
где тл1700 - 1840 кг/м3.
Среднее значение фактора формы кф1,75. В основном поверхность пыли определяется ее мелкими фракциями. Возникновение механического недожога антрацитов и каменных углей в камерной топке связано с содержанием грубых фракций с размером более 250-300 мкм с Vг 25 % и более 500-600 мкм Vг 30 %.