Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Топкові процеси в енергетичних котлах характеризуються сукупніс­тю складних явищ, які відбуваються одночасно, — перенесення теплоти, речовини і кількості руху за наявності хімічного реагування між паливом і окиснювачем. Як окиснювач в енергетиці використовують повітря або суміш повітря з продуктами згорання (за наявності рециркуляції димових газів). Енергетичне паливо можна використовувати в трьох агрегатних станах: твердому, рідкому або газоподібному. Залежно від агрегатного стану змінюється і механізм горіння палива.

Тверде паливо спалюють у вигляді сукупності частинок різної форми і розмірів в топковому об’ємі (факельне горіння) або в так званому насип­ному шарі (шарове горіння). У зв’язку з тим, що тверде паливо є термо — нестійкою органічною речовиною, процес його горіння відбувається че­рез ряд стадій. Основною стадією, що визначає інтенсивність процесу загалом, є стадія горіння так званого коксового залишку — вуглецю С, що залишився після завершення деструкції речовини частинки палива і ви­ходу летких речовин. В основі процесу горіння частинок вуглецю лежать гетерогенні хімічні реакції взаємодії вуглецю з горючими газами, що ото­чують цю частинку, — О2, Н2О, СО2 та ін.

Стадії горіння коксового залишку передує ряд етапів, що істотно впли­вають на процес загалом: підігрів і підсушка частинки палива, деструкція речовини палива з виділенням летких, займання та горіння летких тощо. Важливою особливістю горіння цих частинок є чітко визначена стадійність з різкою зміною характеру закономірностейрозвитку кожної стадії в часі.

Загальний час горіння частинки (т) складається з трьох складових:

т = Тв. л + т г. л+ т г. к, (4.13)

де Тв л — час виходу летких (від моменту введення частинки в зону горіння до моменту запалення летких); тгл — час горіння летких (від моменту за­палення до кінця їх горіння); тг к — час горіння коксового залишку.

Здебільшого перші дві складові потребують не більше 10 % від загаль­ного часу горіння. Тому час горіння коксового залишку визначальний в топковому процесі.

Рідке паливо в топкових пристроях зазвичай спалюють в розпилено­му стані у вигляді сукупності крапель в потоці повітря. Горіння рідкого палива завжди відбувається в паровій фазі, тому процесу горіння краплі завжди передує процес її випаровування.

Щоб забезпечити потрібну інтенсивність випаровування рідкого палива і його змішування з окиснювачем, вводячи в зону горіння, його розпилюють у потоці повітря з утворенням полідисперсного потоку дрібних крапель розмірами до 0,15…0,2 мм. Цим досягають великої питомої поверхні випа­ровування, а потім і горіння. Дрібні краплі палива швидко випаровуються і створюють газоповітряну суміш, що, запалюючись, утворює факел.

Процес горіння краплі рідкого палива також має стадійний характер. Основні стадії цього процесу: розпилювання палива, його випаровування й утворення газоповітряної суміші, займання і горіння цієї суміші.

У процесі горіння в перерізі паливно-повітряного струменя і по його довжині змінюються температура і концентрація палива й окиснювача.

Під час горіння важкого енергетичного палива (мазут і пічне паливо) утворюється додатково коксовий залишок у вигляді сажі і коксу, що ви­горає так само, як і коксовий залишок від твердого палива. Розігріті час­тинки сажі і коксу в полум’ї зумовлюють світність факела. Газоподібні і тверді продукти розкладу мазуту, що виділяються в зоні, де концентра­ція кисню невелика, утворюють зону догорання палива, що істотно збіль­шує загальну довжину факела і сумарний час горіння палива.

Горіння газоподібного палива в потоці повітря відрізняється від го­ріння рідкого і твердого палива тим, що обидва реагуючі компоненти (паливо й окисник) знаходяться в одній газовій фазі. Тому можлива орга­нізація горіння цього палива як з повним (до молекулярного рівня) попе­реднім перемішуванням реагуючих компонентів, так і без такого перемі­шування, а також організація горіння газоповітряної суміші, що містить недостатню для повного згорання кількість повітря.

Горіння однорідної газової суміші відбувається стаціонарно у відпо­відній зоні потоку, у яку безупинно надходить горюча суміш і з якої та­кож безупинно виводяться продукти згорання.

Процес горіння попередньо отриманої газоповітряної суміші відбува­ється в кінетичному (або близькому до нього) режимі.

Під час роздільного введення в топковий об’єм потоків газоподібного палива й окиснювача процес горіння відбувається в дифузійному режимі, тобто в режимі з визначальним впливом масоперенесення на процес. Ін­тенсивність дифузійного спалювання палива залежить від досконалості сумішоутворення в самому факелі.

При турбулентному спалюванні паливо й окисник вводять в зону го­ріння через пальниковий пристрій роздільно. Частину повітря також мож­на вводити через сопла, розміщені поза пальниковим пристроєм.

Зазвичай поширені в енергетиці факельний і частково циклонний ме­тоди спалювання, які застосовують для всіх видів палива: твердих, рідких і газоподібних. Основним елементом топкового пристрою є пальник, що забезпечує подачу в зону горіння палива і дуттьового повітря, перебіг процесу сумішоутворення, стабілізації і інтенсифікації горіння, а також забезпечує оптимальну структуру факела в топковому об’ємі.

На практиці застосовують пальники трьох типів: вихрові, прямоте — чійні і плоско факельні. На рис. 4.8 наведено один з можливих варіантів вихрового пальника.

Комментарии запрещены.