Методы сжигания топлива. Способы сжигания газообразного топлива Способы сжигания твердого топлива

СПОСОБЫ СЖИГАНИЯ ТОПЛИВА.
ТИПЫ ТОПОЧНЫХ УСТРОЙСТВ.

Топочное устройство, или топка, являясь основным элементом котельного агрегата, предназначена для сжигания топлива с целью выделения заключенного в нем тепла и получения продуктов сгорания с возможно большей температурой. В то же время топка служит теплообменным устройством, в котором происходит теплоотдача излучением из зоны горения на более холодные окружающие поверхности нагрева котла, а также устройством для улавливания и удаления некоторой части очаговых остатков при сжигании твердого топлива.
По способу сжигания топлива топочные устройства делятся на слоевые и камерные. В слоевых топках осуществляется сжигание твердого кускового топлива в слое, в камерных топках - газообразного, жидкого и пылевидного топлива во взвешенном состоянии.
В современных котельных установках обычно используются три основных способа сжигания твердого топлива (рис. 14): слоевой, факельный, вихревой.
Слоевые топки. Топки, в которых производится слоевое сжигание кускового твердого топлива, называются слоевыми. Эта топка состоит из колосниковой решетки, поддерживающей слой кускового топлива, и топочного пространства, в котором сгорают горючие летучие вещества. Каждая топка предназначена для сжигания определенного вида топлива. Конструкции топок разнообразны, и каждая из них соответствует определенному способу сжигания. От размеров и конструкции топки зависят производительность и экономичность котельной установки.

Рис. 14. Схемы процессов сжигания топлива : а - слоевого, 6 - факельного, в - вихревого

Слоевые топки для сжигания разнообразных видов твердого топлива делят на внутренние и выносные, с горизонтальными и наклонными колосниковыми решетками.
Тонки, расположенные внутри обмуровки котла, называют внутренними, а расположенные за пределами обмуровки и дополнительно пристроенные к котлу, - выносными.
В зависимости от способа подачи топлива и организации обслуживания слоевые тонки подразделяют на ручные, полумеханические и механизированные.
Ручными топками называют те, в которых все три операции - подача топлива в топку, его шуровка и- удаление шлака (очаговых остатков) из топки - производятся машинистом вручную. Эти топки имеют горизонтальную колосниковую решетку.
Полумеханическими топками называют те, в которых механизированы одна или две операции. К ним относят шахтные с на¬
клонными колосниковыми решетками, в которых топливо, загруженное в топку вручную, по мере прогорания нижних слоев перемещается по наклонным колосникам под действием собственной массы.
Механизированными топками называют те, в которых подача топлива в топку, его шуровка и удаление из топки очаговых остатков.

Ряс 15 Схемы топок для сжигания твердого топлива в слое .
а-с ручной горизонтальной колосниковой решеткой, б-с забрасывателем на неподвижный слой, в - с шурующей планкой, г - с наклонной колосниковой решеткой, д - вертикальной, е-с цепной решеткой прямого хода, ж - с решеткой обратного хода с забрасывателем производятся механическим приводом без ручного вмешательства машиниста.

Топливо в топку поступает непрерывным потоком.
Слоевые топки для сжигания твердого топлива (рис. 15) делят на три класса :
топки с неподвижной колосниковой решеткой я неподвижно л ежащим на ней слоем топлива, к которым относят топку,с ручной горизонтальной колосниковой решеткой (рис. 15, а и б). На этой решетке можно сжигать все виды твердого топлива, но вследствие ручного обслуживания ее применяют под котлами паропроизводительностью до 1-2 т/ч. Топки с забрасывателями, в которые непрерывно механически загружают свежее топливо и разбрасывают его по поверхности колосниковой решетки, устанавливают под котлами паропроизводительностью до 6,5-10 т/ч топки с неподвижной колосниковой решеткой и перемещающимся по ней слоем топлива (рис. 15, в, гид), к которым относят топки с шурующей планкой и топки с наклонной колосниковой решеткой. В топках с шурующей планкой топливо перемещается вдоль неподвижной горизонтальной колосниковой решетки специальной планкой особой формы, совершающей возвратно-поступательное движение по колосниковой решетке.
Применяют их для сжигания бурых углей под котлами паропроизводительностью до 6,5 т/ч
в топках с наклонной колосниковой решеткой свежее топливо, загруженное в топку сверху, но мере сгорания под действием силы тяжести сползает в нижнюю часть топки.
Такие топки применяют для сжигания древесных отходов торфа под котлами паропроизводительностью до 2,5 т/ч скоростные шахтные топки системы В. В. Померанцева применяют для сжигания кускового торфа под котлами паропроизводительностью до 6,5 т/ч для сжигания древесных отходов под котлами паропроизводительностью 20 т/ч топки с движущимися механическими колосниковыми решетками (рис. 15, е и ж) двух типов: прямого и обратного хода.

Цепная решетка прямого хода движется от передней стенки в сторону задней стенки топки. Топливо на колосниковую решетку поступает самотеком. Цепная решетка обратного хода движется от задней к передней стенке топки. Топливо на колосниковую решетку подается забрасывателем. Топки с цепными колосниковыми решетками применяют для сжигания каменных, бурых углей и антрахщтов под котлами паропроизводительностью от 10 до 35 т/ч.
Камерные (факельные) топки. Камерные топки (рис. 16) применяют для сжигания твердого, жидкого и газообразного топлива. При этом твердое топливо должно быть предварительно размолото в тонкий порошок в специальных пылеприготовительных установках - углеразмольных мельницах, а жидкое топливо - распылено на очень мелкие капли в мазутных форсунках. Газообразное топливо не требует предварительной подготовки.

Факельный способ позволяет сжигать с высокой надежностью и экономичностью самые различные и низкосортные виды топлива. Твердые топлива в пылевидном состоянии сжигают под котлами паропроизводительностью от 35 т/ч и выше, а жидкое и газообразное под котлами любой паропроизводительности.
Камерные (факельные) топки представляют собой прямоугольные камеры призматической формы, выполняемые из огнеупорного кирпича или огнеупорного бетона. Стены топочной камеры изнутри покрывают системой кипятильных труб - топочными водяными экранами. Они представляют собой эффективную поверхность нагрева котла, воспринрмаюшую большое количество тепла, излучаемого факелом, в то же время предохраняют кладку топочной камеры от износа и раз-рушения под действием высокой температуры факела и расплавленных шлаков.
По способу удаления шлака факельные топки для пылевидного топлива разделяют на два класса: с твердым и жидким шлакоудалением.
Камера топки с твердым шлакоудалением (рис. 16, а) снизу имеет воронкообразную форму, называемую холодной воронкой 1. Капли шлака, выпадающие из факела, падают в эту воронку, затвердевают вследствие более низкой температуры в воронке, гранулируются. в отдельные зерна и через горловину 3 попадают в шлакоприемное устройство 2. Камеру топки б с жидким шлакоудалением (рис. 16, б) выполняют с горизонтальным или слегка наклонным подом 7, который в нижней части топочных экранов имеет тепловую изоляцию для поддержания температуры, превышающей температуру плавления золы. Расплавленный_ шлак, вы¬павший из факела на под, остается в расплавленном" состоянии и вытекает из топки через летку 9 в шлакоприемную ванну 8, наполненную водой, затвердевает и растрескивается на мелкие частицы.
Топки с жидким шлакоудалением делят на однокамерные и двухкамерные.
В двухкамерных топка разделена на камеру горения топлива и камеру охлаждения продуктов горения. Камеру горения надежно покрывают тепловой изоляцией для создания максимальной температуры с целью надежного получения жидкого шлака.
Факельные топки для жидкого и газообразного топлива иногда выполняют с горизонтальным или слегка наклонным подом, который иногда не экранируют. Расположение горелок в топочной камере делают на передней и боковых стенках, а также по углам ее. Горелки бывают прямоточными и завихриваюшими.
Способ сжигания топлива выбирается в зависимости от вида и рода топлива, а также паропроизводительности котельного агрегата.

В зависимости от способа образования газовоздушной смеси методы сжигания газа подразделяются (рисунок ниже):

• на диффузионные;
• смешанные;
• кинетические.

Методы сжигания газа

а - диффузионный; б - смешанный; в - кинетический; 1 - внутренний конус; 2 - зона первичного горения; 3 - зона основного горения; 4 - продукты сгорания; 5 - первичный воздух; 6 - вторичный воздух

При диффузионном методе сжигания к фронту горения газ поступает под давлением, а необходимый для горения воздух — из окружающего пространства за счет молекулярной или турбулентной диффузии. Смесеобразование здесь протекает одновременно с процессом горения, поэтому скорость процесса горения в основном определяется скоростью смесеобразования.

Процесс горения начинается после контакта между газом и воздухом и образования газовоздушной смеси необходимого состава. К струе газа диффундирует воздух, а из струи газа в воздух - газ. Таким образом, вблизи струи газа создается газовоздушная смесь, в результате горения которой образуется зона первичного горения газа 2. Горение основной части газа происходит в зоне 3, а в зоне 4 движутся продукты сгорания.

Выделяемые продукты сгорания осложняют взаимную диффузию газа и воздуха, в результате чего горение протекает медленно, с образованием частиц сажи. Этим и объясняется, что диффузионное горение характеризуется значительной длиной и светимостью пламени.

Достоинством диффузионного метода сжигания газа является возможность регулирования процесса горения в широком диапазоне. Процесс смесеобразования легко управляем при применении различных регулировочных элементов. Площадь и длину факела можно регулировать дроблением струи газа на отдельные факелы, изменением диаметра сопла горелки, регулированием давления газа и т. д.

К преимуществам диффузионного метода сжигания относятся: высокая устойчивость пламени при изменении тепловых нагрузок, отсутствие проскока пламени, равномерность температуры по длине пламени.

Недостатками этого метода являются: вероятность термического распада углеводородов, низкая интенсивность горения, вероятность неполного сгорания газа.

При смешанном методе сжигания горелка обеспечивает предварительное смешение газа только с частью воздуха, необходимого для полного сгорания газа, остальной воздух поступает из окружающей среды непосредственно к факелу. В этом случае сначала выгорает лишь часть газа, смешанная с первичным воздухом, а оставшаяся часть газа, разбавленная продуктами сгорания, выгорает после присоединения кислорода вторичного воздуха. В результате факел получается более коротким и менее светящимся, чем при диффузионном горении.

При кинетическом методе сжигания к месту горения подается газовоздушная смесь, полностью подготовленная внутри горелки. Газовоздушная смесь сгорает в коротком факеле. Достоинство этого метода сжигания - малая вероятность химического недожога, небольшая длина пламени, высокая теплопроизводительность горелок. Недостаток - необходимость стабилизации газового пламени.

18 апреля 2011

Газообразное топливо сжигается в печах тремя способами.

При первом способе сжигания газ и воздух под низким давлением подаются одновременно в горелку, где происходит их частичное перемешивание, однако полное перемешивание газа с воздухом завершается только при входе в печь, где смесь сгорает, образуя сравнительно короткий факел. Горелки, в которых осуществляется частичное смешивание газа и воздуха, называются пламенными горелками низкого давления.

В смесительную камеру 7 газ входит тонкой кольцеобразной струей. Воздух, подаваемый (под напором несколько большим, чем газ) по касательной корпуса 10 завихряющимися струями, входит в смесительную камеру через прорези 8 и разбивает движущуюся струю газа.

Перемешанная таким образом газовоздушная смесь после прохождения через футерованное отверстие горелки 9 сгорает в рабочем пространстве печи, образуя короткий факел.

При втором способе сжигания газ и воздух подаются в специальное устройство — смеситель, в котором они полностью перемешиваются в газовоздушную смесь и направляются под высоким давлением для сжигания в горелку. Сгорание происходит быстро, не создавая пламени в рабочем пространстве печи.

При третьем способе сжигания газ подается в горелку под высоким давлением, при котором потребный воздух засасывается из атмосферы. Смешивание газа с воздухом происходит в смесителе инжекторного типа, встроенном в горелку.

Горелки для сжигания газа по второму и третьему способам называются беспламенными горелками высокого давления.

«Свободная ковка», Я.С. Вишневецкий

Карусельная нагревательная печь с вращающимся подом Электрические печи сопротивления применяются для нагрева заготовок небольших сечений. Для нагрева заготовок до температуры 1200—1250° С пользуются печами с нагревателями из карбида кремния (селитовыми элементами сопротивления), выпускаемыми трестом Электропечь. Нагрев заготовок из цветных сплавов осуществляется в печах с металлическими нагревателями, работающими при температуре до 900—950° С. Эти печи применяются…

Электроконтактные нагревательные устройства служат для нагрева заготовок по методу сопротивления. 1 — генератор, 2— индуктор, 3 — нагреваемая заготовка, 4 — батарея конденсаторов, 5 — контактор. Индукторы в зависимости от формы и размеров нагреваемой заготовки бывают: цилиндрические, овальные, квадратные и щелевые. Формы индукторов и расположение в них нагреваемых заготовок показаны на рис. 1 —…

Электрическая печь сопротивления Н75 1 — нагревательные элементы, 2 — огнеупорная кладка,3 — теплоизоляция, 4 — механизм подъема дверцы, 5 — противовес, 6 — дверца, 7 — вал подъемника, 8 — конечный выключатель, 9 — пятовые кирпичи, 10 — подовая плита. Сущность метода заключается в подведении электрического тока промышленной частоты к концам заготовки (или…

Принципиальная электрическая схема нагрева по методу сопротивления приведена на рис. К зажатой в контактах заготовке подводится ток большой силы и напряжением от 5,6 до 13,6 в. Сила тока, потребная для нагрева металла, увеличивается пропорционально квадрату диаметра заготовки. 1 — контакты, 2 — нагреваемая заготовка, 3 — подводящие шины, 4 — силовой трансформатор. По мере…

Основными показателями при оценке работы печей являются: производительность печи, удельный расход топлива и коэффициент полезного действия. Производительностью печи называется количество металла в килограммах, которое может быть нагрето в ней до заданной температуры за единицу времени (кг/ч). Производительность зависит от количества одновременно нагреваемых заготовок, способа их расположения на поду, размера заготовки, марки стали, температуры, нагрева и…

Владельцы патента RU 2553748:

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в печах и в теплогенераторах различного типа, использующих для сжигания органическое топливо.

Известен способ эффективного сжигания топлива путем разделения газа (продуктов реакции сжигания), например Способ разделения газов с применением мембран с продувкой пермеата для удаления СО 2 из продуктов сжигания по патенту 2489197 (RU) Патентообладатель: МЕМБРАНЕ ТЕКНОЛОДЖИ ЭНД РЕСЕРЧ, ИНК (US), Авторы БЕЙКЕР Ричард (US), ВИДЖМАНС Йоханнс Джи (US) и др. .

Реализация данного способа сжигания осуществляется в несколько этапов: этап улавливания диоксида углерода, этап мембранного разделения газов, работающий в сочетании с компрессией и конденсацией для получения продукта из диоксида углерода в виде жидкости и этапа на основе продувки, в котором входящий воздух или кислород для топки применяют в качестве продувочного газа. Недостатком данного способа является его сложность в реализации, поскольку он включает множество дополнительных этапов стандартного типа, таких как нагревание, охлаждение, компрессия, конденсация, подача насосом, различные типы разделения и/или фракционирования, а также мониторинг давлений, температур, потоков и т.п., при данном способе улавливание диоксида углерода происходит из отходящего потока, образованного сжиганием топлива, разбавленного балластными газами, имеющего в связи с этим пониженную температуру.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является Способ сжигания твердого топлива в бытовых отопительных печах по патенту 2239750 (RU), авторов Тен В.И. (RU) и Тен Г.Ч. (RU), Патентообладатель Тен Валерий Иванович (RU) .

Данный способ включает загрузку топлива на колосниковую решетку печи, создание тяги в ее рабочем пространстве, розжиг и горение топлива с удалением продуктов сжигания в атмосферу, регулирование тяги и количества удаляемых из печи продуктов сжигания путем приоткрывания заслонок поддувала и дымовой трубы.

Недостатком данного способа сжигания твердого топлива является его сложность в реализации, обусловленная разбивкой процесса на ряд отдельных периодов, в каждом из которых топливо заново разжигают, доводят до режима интенсивного горения и после достижения заданной температуры печи процесс горения переводят в режим затухания, затем снова производится розжиг с помощью сложной автоматики и с использованием уже жидкого или газообразного топлива. Недостатком этих и других подобных способов сжигания топлива является смешивание продуктов сжигания, источников тепла (CO 2 и Н 2 О), в зоне реакции, в единый поток с балластными газами (азот, излишний воздух и др.), которые ухудшают условия сжигания топлива и использования выделенного тепла (отбирают полезное тепло и выносят его в атмосферу) .

Предлагаемое изобретение ставит своей задачей улучшить условия сжигания топлива и увеличить объем выделяемой топливом тепловой энергии.

Технический результат предлагаемого способа заключается в увеличении коэффициента полезного действия печей и теплогенераторов путем сжигания горючих газов в средней зоне колпака печи и удаления балластных газов из зоны горения, а также за счет воздействия на раскаленный углерод перегретым водяным паром.

Предлагаемый способ сжигания топлива поясняется графическим материалом, где приняты следующие обозначения: 1 - зона реакции сжигания; 2 - поддувало (зольник); 3 - подача первичного воздуха для розжига, поддержания горения и газификации топлива (летучие горючие газы); 4 - камера сгорания с топливом; 5 - углеводород (летучие газы); 6 - подача вторичного воздуха в зону горения для сжигания летучих горючих газов; 7 - вредные негорючие балластные газы, не участвующие в горении; 8 - подача перегретого пара; 9 - полезные раскаленные продукты - носители тепла, диоксид углерода и водяные пары; 10 - зона теплообмена; 11 - колосниковая решетка; 12 - выход газов из колпака печи.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. На колосниковую решетку 11 загружают твердое топливо, производят его розжиг, при этом через поддувало 2 и колосниковую решетку 11 поступает первичный воздух. Затем после розжига в колпак непосредственно в зону горения поступает вторичный воздух 6 для сжигания летучих горючих газов. В результате реакции сжигания возникает смесь не связанных между собой газов: раскаленные диоксид углерода и водяные пары и условно холодные балластные газы - излишний воздух и освободившийся азот в его составе (излишний воздух с повышенным содержанием азота). Особенность колпаковой конструкции в том, что в ней во время реакции сжигания происходит разделение возникающих газов. Горячие газы поднимаются вверх, отдавая тепловую энергию колпаку, а холодные частицы балластных газов опускаются вниз через зоны колпака с пониженной температурой. Реакции горения топлива выражаются известными уравнениями горения. Соотношения веществ, вступающих в реакцию, выдерживаются, как и их состав. То есть в реакцию вступают углерод С, водород Н 2 с кислородом O 2 в количестве, определенном химическими уравнениями:

другие вещества вступить в реакцию не могут . Реакция сжигания происходит в зоне горения между углеводородом и кислородом без участия балластных газов, при этом освобожденный из воздуха азот в составе излишнего воздуха, как менее нагретые, выталкиваются через нижнюю часть колпака наружу (выходная труба на схеме не показана). После разогрева камеры сгорания и наличия в ней раскаленного углерода в колпак подают перегретый водяной пар 8 ниже зоны подачи вторичного воздуха. В результате взаимодействия углерода с водяными парами при высокой температуре возникают горючие газы в соответствии с известными химическими уравнениями

при пониженной температуре с суммарным положительным тепловым эффектом, которые усиливают процесс сжигания топлива и увеличивают теплоотдачу от него . Реализация предлагаемого способа сжигания топлива позволит увеличить коэффициент полезного действия печей и теплогенераторов. Предлагаемый способ достаточно прост в реализации, не требует сложного оборудования и может найти широкое применение в промышленности и в быту.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Патент Российской Федерации №2489197, МПК B01D 53/22 (2006.01). Способ разделения газов с применением мембран с продувкой пермеата для удаления диоксида углерода из продуктов сжигания. Патентообладатель, МЕМБРАНЕ ТЕКНОЛОДЖИ ЭНД РЕСЕРЧ, ИНК. (US).

2. Патент Российской Федерации №2239750, МПК F24C 1/08, F24B 1/185. Способ сжигания топлива в бытовых отопительных печах. Патентообладатель Тен Валерий Иванович.

3. Мякеля К. Печи и камины. Справочное пособие. Перевод с финского. М.: Стройиздат, 1987.

4. Гинзбург Д.Б. Газификация твердого топлива. Государственное издательство литературы по строительству, архитектуре и строительным материалам. М., 1958.

Способ сжигания топлива в печах, имеющих колпак с камерой сгорания топлива и колосниковой решеткой, включающий загрузку топлива, розжиг и горение топлива за счет первичного воздуха, поступающего через поддувало, отличающийся тем, что движение газов в колпаке осуществляется без использования тяги трубы, с возможностью аккумулирования горячих газов в верхней части колпака, при этом в колпак, непосредственно в зону горения, подают вторичный воздух, при этом горячие газы поднимаются вверх, отдавая тепловую энергию колпаку, а холодные частицы балластных газов опускаются вниз через зоны колпака с пониженной температурой, после разогрева камеры сгорания в нее, ниже подачи вторичного воздуха, подают перегретый водяной пар на раскаленный углерод и получают горючие газы.

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к парообразующим устройствам. Технический результат заключается в повышении эффективности банных процедур.

Изобретение относится к варочному устройству для приготовления пищи с использованием пара. Варочное устройство содержит нагревательную камеру, в которой пища размещается и нагревается, нагревательное средство, нагревающее пищу, парообразующий резервуар, включающий водоиспарительную камеру, источник тепла, нагревающий парообразующий резервуар, устройство для подачи воды, доставляющее воду в водоиспарительную камеру, подающее отверстие для подачи пара от водоиспарительной камеры, выпускное отверстие, выбрасывающее в нагревательную камеру пар, подаваемый из подающего отверстия, буферная камера, сообщающаяся с подающим отверстием и выпускным отверстием, расположена между водоиспарительной камерой и нагревательной камерой, причем источник тепла расположен между буферной камерой и водоиспарительной камерой.

Изобретение относится к бытовой технике, а именно к устройствам для приготовления пищи в походных условиях. Одноразовая походная печь включает корпус, содержащий: стенку корпуса, дно корпуса, окно для розжига горючего, воздушные окна, причем корпус выполнен в виде вырубки из листового или из листового гофрированного материала, а имеющая возможность изгиба и фиксации вокруг дна корпуса стенка корпуса имеет защелку замка, упоры удержания нагреваемой емкости и упоры удержания дна.

Изобретение относится к приборам для химических лабораторий, а именно, к эксикаторам - устройствам для медленного охлаждения, высушивания и хранения легко поглощающих влагу из воздуха веществ и материалов в атмосфере с малым давлением водяных паров в герметичных условиях с одновременным применением адсорбентов.

Изобретение относится к области малой энергетики, в частности к устройствам теплоснабжения небольших частных домов и секторов малоэтажной застройки. Технический результат - снижение выбросов вредных веществ до минимальных значений и повышение коэффициента полезного действия. Топочное устройство содержит корпус, дверцы для загрузки топлива и выгрузки золы, установленные в топочной камере устройства горизонтальную колосниковую решетку и дутьевой канал. Устройство снабжено сводом, расположенным над топочной камерой, поворотной камерой над сводом, верхним и нижним зольниками в нижней части корпуса и снабженными дверцами, сменными насадками для сжигания топлива, расположенными на основании дутьевого канала, горизонтальной колосниковой решеткой с возможностью регулирования ее установки по высоте топочной камеры. Дутьевой канал расположен в центре топочной камеры и соединен с нижним зольником, а в задней стенке корпуса выполнен скат. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в печах и в теплогенераторах различного типа, использующих для сжигания органическое топливо. Технический результат - увеличение коэффициента полезного действия печей и теплогенераторов. Способ сжигания топлива в печах, имеющих колпак с камерой сгорания топлива и колосниковой решеткой, включает загрузку топлива, розжиг и горение топлива за счет первичного воздуха, поступающего через поддувало. Движение газов в колпаке осуществляется без использования тяги трубы, с возможностью аккумулирования горячих газов в верхней части колпака. При этом в колпак, непосредственно в зону горения, подают вторичный воздух. Горячие газы поднимаются вверх, отдавая тепловую энергию колпаку, а холодные частицы балластных газов опускаются вниз через зоны колпака с пониженной температурой. После разогрева камеры сгорания в нее, ниже подачи вторичного воздуха, подают перегретый водяной пар на раскаленный углерод и получают горючие газы. 1 ил.

Способы сжигания твердого топлива.

Основные месторождения ископаемых топлив.

Размещение ископаемых твердых топлив по терри­тории СССР крайне неравномерно. Наиболее развитые в промышленном отношении районы европейской части СССР бедны топливом. Здесь наибольшее значение име­ет Донецкий бассейн, располагающий каменными угля­ми различных марок и антрацитами, но запасы топлива в нем уже не удовлетворяют потребности. Вместе с тем, слабые по мощности пласты, добыча из глубоких шахт делают это топливо дорогим (14-16 руб/т условного топлива). Основная масса ископаемых топлив нахо­дится Центральной и Западной Сибири, Казахстане. Эти топлива дешевле донецких (8-10 руб/т услов­ного топлива - шахтная добыча и 4 руб/т условного топлива - открытая добыча в разрезах). Даже с уче­том стоимости перевозки они оказываются дешевле в европейской части СССР, чем донецкие. Имеются запасы бурых углей в Канско-Ачинском бассейне (Центральная Сибирь). Близкое расположение к по­верхности земли, мощные пласты позволяют развер­нуть открытую добычу этого топлива, что делает его наиболее дешевым топливом СССР (расчетные затра­ты 2,5-3 руб/т условного топлива). Такими же характеристиками обладает Экибастузское месторождение ка­менных углей (Восточный Казахстан). Применительно к канско-ачинским бурым углям разрабатывается так­же план комплексной энерготехнологической их пере­работки с получением ценных химических веществ, буроугольного мазута и коксика - топлива с высокой теплотой сгорания (около 29,3 МДж/кг).

Запасы нефти интенсивно разрабатываются в Тю­менской, области. Добыча нефти и газового конденсата в этом районе составляет около 50% всœей добычи в стране.

Месторождения природного газа имеются во мно­гих районах нашей страны. К наиболее известным от­носятся Шебелинское, Дашавское, Газлийское. В по­следние годы открыты и начали активно эксплуатироваться уникальные месторождения в Туркмении, на Южном Урале и в Тюменской области (Шатлыкское, Оренбургское, Медвежье, Уренгойское, Ямбургское). Запасы газа здесь составляют почти 50% всœех извест­ных запасов природного газа в стране. Открыты запа­ек газа и нефти на территории Коми АССР. Близость этого района к промышленным центрам европейской части СССР заставляет ускоренно развивать добычу топлива в этом трудном по природным и климатиче­ским условиям районе. Данные приведены в ценах 1977 ᴦ.

Сжигание твердого топлива в топочных устройствах может быть организовано различ­ными способами: факельным, циклонным, в кипящем слое (рис. 1.7). Из них наиболее распространенным в современной крупной энергетике является факельный.

В основу классификации способов сжига­ния положена аэродинамическая характери­стика процесса, определяющая условия омывания горящего топлива окислителœем.

Практически неограниченное повышение мощности топочных устройств связано со сжиганием угольной пыли в объеме топочной камеры во взвешенном состоянии. Такой спо­соб сжигания топлива принято называть факельным . При этом мелкие частицы топли­ва легко транспортируются потоком воздуха и образующихся газов в сечении топочной каме­ры. Сгорание топлива происходит в этом слу­чае в объеме топочной камеры за весьма ограниченное время пребывания частиц в топ­ке (1-2 с). Скорость сгорания топлива, определяется поверхностью горения.

При циклонном способе сжигания частицы топлива находятся в интенсивном вихревом движении. В отличие от факель­ного способа сжигания частицы топлива под­вергаются интенсивному обдуванию потоком и быстро сгорают. Циклонный способ позволяет сжигать более грубую угольную пыль и даже дробленку. В циклоне развивается более вы­сокая температура горения, отчего шлаки пе­реходят в жидкое состояние.

В последнее время находит применение новый для энергетики способ сжигания топлива в так называемом кипящем слое (рис. 1.7,в). Находящееся на решетке измельченное топливо с частицами размером 1-6 мм продувается потоком воздуха с такой скоростью, что частицы всплывают над решеткой и совершают воз­вратно-поступательные движения в вертикальной плос­кости. При этом скорость газовоздушного потока в пределах кипящего слоя больше, чем над ними. Бо­лее мелкие и частично выгоревшие частицы поднимают­ся в верхнюю часть кипящего слоя, где скорость потока снижается, и там сгорают. Кипящий слой увеличивает­ся в объеме в 1,5-2 раза, его высота обычно со­ставляет 0,5-1 м.

Тепловоспринимающие поверхности в виде кори­дорного, или шахматного пучка труб размещают внутри объема кипящего слоя и над ним. За счет развитой кондуктивной (контактной) передачи теплоты от рас­каленных частиц к поверхности нагрева удельное тепловосприятие поверхностей в пределах кипящего слоя существенно возрастает. При этом температура газов вгорящем слое остается относительно невысокой (800-1000°С), что исключает перегрев металла и уменьшает образование вредных окислов азота в про­дуктах сгорания. Вместе с тем, такой способ сжигания позволяет вводить в кипящий слой твердые присадки (к примеру, известняк) для нейтрализации образующих­ся окислов серы.

Крупные электростанции потребляют бо­лее 1000 т/ч угля. Даже при доставке топли­ва вагонами большей грузоподъемности (60 - 125 т) на электростанции крайне важно посто­янно разгружать за 1 ч 15-30 вагонов топ­лива, что обеспечивается применением для разгрузки вагонов высокопроизводительных вагоноопрокидывателœей.

Превращение кускового топлива в уголь­ную пыль производится в два этапа. Вначале сырое топливо подвергается дроблению до размера, не превышающего 15 - 25 мм. Затем измельченное топливо - дробленка поступает в бункера сырого угля, пос­ле чего подвергается размолу в углеразмольных мельницах до окончательного продукта - угольной пыли с размером частиц до 500 мкм. Одновременно с размолом топливо подсуши­вается для обеспечения хорошей текучести пыли.