Презентация Горение жидкого топлива онлайн

Содержание слайда: Горение жидкого топлива Жидкое топливо в топочных устройствах сжигается в распыленном состоянии, в виде капель в потоке воздуха. Горение жидких топлив всегда происходит в паровой фазе, поэтому процессу горения капли всегда предшествует процесс испарения. В высокотемпературной среде капля жидкого топлива окружена некоторой зоной, насыщенной его парами, на внешней поверхности которой вокруг капли устанавливается сферическая зона горения. Скорость химической реакции смеси паров жидкого топлива с окислителем достаточно велика, так что толщина зоны горения по отношению к диаметру зоны горения незначительна. Толщина паровой зоны вокруг капли топлива зависит от температуры в зоне горения и от параметров испарения топлива: чем выше температура горения и чем ниже температура кипения топлива и теплота его испарения, тем выше толщина паровой зоны.

Содержание слайда: В пространстве между зоной горения и каплей находятся пары топлива и некоторая часть продиффундировавших туда продуктов сгорания, а вне зоны горения — окислитель и продукты сгорания. В пространстве между зоной горения и каплей находятся пары топлива и некоторая часть продиффундировавших туда продуктов сгорания, а вне зоны горения — окислитель и продукты сгорания. Теплота, необходимая для испарения топлива, передается к поверхности капли из зоны горения в основном излучением и в результате частичной диффузии внутрь паровой оболочки продуктов сгорания.

Содержание слайда: Время горения капли жидкого топлива в диффузионном режиме , сТ и п —соответственно плотность, кг/м3, средняя теплоемкость, кДж/(кг-К) и теплота испарения жидкого топлива, кДж/кг; Tо и Тк — температуры, начальная и кипения жидкого топлива. К; rо— начальный радиус капли, м; qл — интенсивность излучения пламени на поверхность капли, кДж/(м2·с).

Содержание слайда: Для обеспечения необходимой интенсивности испарения жидких топлив и их перемешивания с окислителем при вводе в зону горения они распыляются в потоке воздуха с образованием полидисперсного потока мелких капель размерами от 0 до 0,15—0,2 мм. Этим достигается большая удельная поверхность испарения, а затем и горения. Для обеспечения необходимой интенсивности испарения жидких топлив и их перемешивания с окислителем при вводе в зону горения они распыляются в потоке воздуха с образованием полидисперсного потока мелких капель размерами от 0 до 0,15—0,2 мм. Этим достигается большая удельная поверхность испарения, а затем и горения. Мелкие капли топлива быстро испаряются и создают газовоздушную смесь, которая, воспламеняясь, образует горящий факел. Область распространения факела можно условно разделить на следующие зоны: распыления топлива, его испарения и образования газовоздушной смеси, воспламенения и горения этой смеси. Как по сечению топливно-воздушной струи, так и по ее длине в процессе горения непрерывно изменяются температура и концентрация топлива и окислителя.

Содержание слайда: Для производства тепловой энергии из нефтяных топлив применяют мазут и печное бытовое топливо. Для производства тепловой энергии из нефтяных топлив применяют мазут и печное бытовое топливо. При сжигании мазута для испарения его наиболее тяжелых фракций с температурой кипения 700 К и выше требуется прогрев капель до таких температур, при которых происходит деструкция топлива с образованием как газообразной, так и твердой фазы. Таким образом, при нагреве капель мазута до высокой температуры образуется твердая углеродная фаза — сажа и кокс, которые выгорают так же, как частицы твердого топлива, но имеют значительно меньшую активность по отношению к кислороду воздуха. Раскаленные частицы сажи и кокса в пламени обусловливают светимость факела. Газообразные и твердые продукты разложения мазута, выделяющиеся в зоне, в которой концентрация кислорода уже невелика, образуют зону догорания топлива, существенно увеличивающую общую длину факела.

Содержание слайда: Горение композиционных топлив Композиционными топливами являются водомазутные эмульсии, мазутоугольные и водомазутоугольные суспензии, водоугольные суспензии, угольные гранулы и брикеты.

Содержание слайда: Горение водомазутных эмульсий. Водомазутная эмульсия, содержащая до 10—15 % (иногда до 30—50 %) воды, вводится в топочный объем аналогично мазуту, в распыленном подогретом состоянии. Введение в объем капель мазута мелких капель воды (размером менее 0,007 мм) вследствие большей разности температур испарения воды и мазута приводит при нагреве капли топлива к перегреву воды, находящейся внутри капли, повышению в капельках воды давления, прорыву испаряющейся воды сквозь слой мазута во вне объема капли топлива, увлечению за собой части топлива и искривлению в связи с этим внешней поверхности капли эмульсии. Этот процесс называется явлением микровзрыва.

Содержание слайда: Схема микровзрыва при испарении капли водомазутной эмульсии Схема микровзрыва при испарении капли водомазутной эмульсии 1 — капля эмульсии; 2 —включения воды в капле эмульсии; 3 — перегретые капельки воды при прогреве капли эмульсии; 4 — микровзрыв; 5— изменение поверхности капли; 6— горение паров мазута вокруг капли; 7 —начальная поверхность капли эмульсии

Содержание слайда: Введение воды в мазут : 1) повышает скорость горения этого топлива, 2)уменьшает сажеобразование при горении, 3)уменьшает образование окислов азота и их выброс с продуктами сгорания, 4)улучшает условия эксплуатации оборудования.

Содержание слайда: Введение воды в топливо требует дополнительных затрат на ее испарение в количестве 24,62 кДж энергии на 1 % влажности топлива. При 15 % влажности это составляет 369 кДж на 35 200 кДж/кг этого топлива, что соответствует дополнительному увеличению на 1,05 % расхода этого топлива, что ниже потерь топлива с механической и химической неполнотой сгорания, обычно имеющих место при сжигании мазута, особенно если он обводнен, за счет разогрева его острым паром, что часто имеет место. При использовании водомазутной эмульсии с Wr<l5% в паровых котлах КПД котлов увеличивается по сравнению с сжиганием в них чистого мазута.

Содержание слайда: Горение водоугольных суспензий. Водоугольные суспензии содержат от 28 до 50 % воды и представляют собой смесь очень мелких частиц угля и воды. Для понижения вязкости этих суспензий в них вводят поверхностно-активные вещества, например полифенольный лесохимический реагент ПФЛХ-1, гексамета-фосфат натрия (ГМФ Na) и др. Сжигание водоугольных суспензий в топочном объеме производится аналогично Мазуту путем распыливания их в потоке воздуха. Размер капель суспензии, образующихся при этом, составляет от 0,05 до 0,2—0,3 мм. В каждой капле суспензии сохраняется первоначальный ее состав. Число частиц угля в капле составляет несколько тысяч размером от 0 до 0,2 мм. Частиц угля в массе суспензии от 0,1 до 0,2 мм не превышает 1—2 %.

Содержание слайда: Добавление воды приводит: Добавление воды приводит: 1) к высокой теплоте выгорания топлива (99—99,5 % при полном отсутствии химической неполноты сгорания); 2) возможности снижения избытка воздуха с 25 % (для угля) до 5—7 % (для суспензии); резкому уменьшению образования летучей золы и устранению необходимости периодической чистки поверхностей нагрева котла от загрязнений; 3)уменьшению образования вредных выбросов (пыли, окислов серы и азота) в связи с отсутствием летучей золы и угольной пыли, 4)снижением температуры горения (окислы азота) и возможности введения в массу суспензии необходимых присадок, которые позволяют связать до 70 % окислов серы.

Содержание слайда: Применение водоугольных суспензий в качестве топлива позволяет не только существенно улучшить условия эксплуатации котла или печей, но и заменить железнодорожный и другие виды транспорта твердого топлива трубопроводным транспортом, существенно снизить потери топлива при его транспортировании, хранении и топливоподготовке, а также снизить стоимость выработки тепловой и электрической энергии при использовании твердого топлива за счет ликвидации системы топливо-приготовления, включая сушку и размол топлива на тепловых станциях.

Содержание слайда: Водоугольные суспензии из угля с малым содержанием золы позволяют использовать их в топочных устройствах теплогенераторов, предназначенных для работы на мазуте, практически без реконструкции, что нашло распространение уже сейчас в ряде стран в связи с ростом цен на мазут. Водоугольные суспензии из угля с малым содержанием золы позволяют использовать их в топочных устройствах теплогенераторов, предназначенных для работы на мазуте, практически без реконструкции, что нашло распространение уже сейчас в ряде стран в связи с ростом цен на мазут. В то же время применение твердого топлива в виде высококонцентрированных водоугольных суспензий требует некоторого дополнительного расхода топлива, связанного с необходимостью испарения влаги топлива, в количестве 4—6 % при влажности суспензии 30—35 %.

Содержание слайда: Горение угольных гранул Особенность горения угольных гранул так же, как и горения угольных суспензий, является образование в процессе горения высокопористого прочного агломерата, сначала угольного, а в конце горения— зольного. Структура зольного агломерата обеспечивает равномерный выход из его объема летучих и других газообразных соединений без образования трещин в грануле и нарушения ее прочности, а на стадии догорания — активную диффузию кислорода и других газообразных реагентов внутрь объема гранулы, что способствует достаточно интенсивному внутреннему реагированию углерода гранулы с окислителем и высокой полноте выгорания топлива. Сохранность формы топлива в процессе его горения обеспечивает минимальные его потери с провалом под решетку и с уносом потоком продуктов сгорания, а достаточно медленный прогрев гранул из-за их пористости приводит к равномерному выходу летучих, которые сгорают вблизи поверхности гранул без образования факела над слоем топлива, что существенно снижает химическую неполноту горения.

Содержание слайда: Горение угольных брикетов. Угольные брикеты в отличие от угольных гранул являются топливом с достаточно плотной массой, поскольку они получаются под давлением свыше 100 МПа. Их горение протекает аналогично горению плотных кусков натурального угля. Высокая плотность массы брикетов, их строго постоянный размер обеспечивают их равномерное поверхностное горение с относительно невысокой скоростью при равномерном их обтекании потоком воздуха, что не имеет места при сжигании в слое угля. Невысокая скорость горения особенно важна в котлах длительного горения (в отопительных котлах и бытовых нагревательных приборах на твердом топливе), где обычно брикеты и применяются.