Вся электронная библиотека >>>

 Топки. Котельное оборудование >>

 

 Водоснабжение и отопление

Топливо, топки, котельные установки


Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

 

КОКС И ЛЕТУЧИЕ ВЕЩЕСТВА

 

 

Если твердое топливо нагревать без доступа воздуха, то оно распадается на две части: летучие вещества и твердый остаток — кокс. В летучие вещества переходят испаряющаяся из топлива влага, кислород, азот в виде сложных соединений с другими элементами, летучая сера, водород как в чистом виде, так и в соединениях с углеродом в виде различных углеводородов. В коксе остаются часть углерода и зола. Практически процесс коксования идет несколько сложнее, и в твердом остатке, кроме углерода и золы, обнаруживаются и другие элементы, но в незначительном количестве. Лабораторное определение выхода летучих должно проводиться в строго определенных стандартных условиях, иначе нельзя получить сравнимых величин.

Навеску топлива в 1 г помещают в фарфоровый или кварцевый тигель, перекрывающийся крышкой, чтобы предотвратить горение навески Тигель помещают в электропечь, где и выдерживают в продолжении 7 мин. при температуре 850°. Убыль веса, выраженная в процентах к весу навески топлива, после вычитания содержания влаги топлива в процентах и дает значение выхода горючих летучих.

Количество летучих в топливе обозначается аналогично с составом топлива в процентах к весу рабочего топлива или горючей массы и пр. (Vp, Vv и т. д.).

В составе летучих веществ и кокса находится горючие элементы, поэтому каждая из двух частей топлива горит, но условия их сжигания весьма различны. Характеристика топлива по выходу летучих накладывает отпечаток на конструкцию топки и методы ее эксплуатации. При сжигании в топках твердого кускового топлива процесса выхода летучих в его чистом виде не происходит, так как к топливу все время подводятся новые порции воздуха; однако свежезаброшенное топливо в первую очередь начинает по большей части бурно газифицировать, и затем процессы горения и газификации идут одновременно. Если, например, взять дрова — топливо с очень высоким выходом летучих (более 80% от веса топлива), то при сжигании их на колосниковой решетке конструктор должен озаботиться должным развитием объема топочного пространства, в котором будут сгорать горючие летучие вещества. Весь воздух, требующийся для горения как кокса на решетке, так и летучих веществ в топочном пространстве, подводится обычно через поддувало и колосниковую решетку.

 

 

Таким образом, значительная часть воздуха, направляясь в топочное пространство, пройдет через колосники и слой топлива транзитом. Этот воздух будет охлаждать колосники и лежащий на них слой топлива, поэтому при сжигании дров колосники не будут сильно нагреваться и могут быть простой формы.

Совершенно иная картина получается при сжигании антрацита— топлива с минимальным выходом летучих (около 4%). В этом случае через слой топлива почти не требуется пропускать транзитного воздуха для сжигания летучих веществ и не будет наблюдаться того охлаждения слоя, которое получалось при дровах. В результате этого колосники при сжигании антрацита сильно греются и часто перегорают.

Свойство топлива распадаться при нагревании на летучие вещества и твердый осадок (кокс) используется в промышленности для получения угля из дерева, кокса из каменного угля и торфа. Особенно большое значение имеет спекающийся кокс каменного угля, так как он обладает большой механической прочностью и используется в доменных печах и вагранках.

Однако не всякий уголь дает кокс в виде плотных и монолитных брусков. Имеется целый ряд ископаемых топлив, дающих в процессе перегонки кокс в виде сыпучего горошка; такое топливо, если оно к тому же имеет незначительный выход летучих, а следовательно, из него невозможно получить большое количество смолы или других продуктов перегонки, идет на цели сжигания и называется энергетическим.

Необходимо особо подчеркнуть, что принципиально наиболее рациональным использованием ископаемого топлива, запасы которого вообще ограничены, является предварительная его сухая перегонка с получением побочных высокоценных продуктов и затем уже сжигание. Практически пока это положение выполняется преимущественно в отношении топлива с повышенным процентом выхода летучих.

Образцами энергетического топлива являются антрациты и тощие угли, обладающие рассыпающимся коксом при малом выходе летучих, но в то же время выделяющие большое количество тепла при их сжигании. Указанные выше разновидности коксовой Массы — спекающаяся и сыпучая — являчэтся как бы границами лчя промежуточных стадий коксуемости. Например, имеются угли, кокс которых слипается, но легко разрушается от незначительных усилий, у других углей кокс принимает вспученную форму с опла-вливанием только внешних поверхностей и т. п. Характер кокса топлива играет большую роль в топочных процессах. Если сжигается на колосниковой решетке топливо, кокс которого распадается на мелкие частицы (примером может служить тощий уголь), то такое топливо может давать большой вынос несгоревших мельчайших частиц кокса в котельные газоходы, где температурные условия уже таковы, что сгореть эти частички не смогут, а будут уноситься в дымовую трубу или осаждаться в нижних частях газоходов и в дальнейшем удаляться вместе с золой. Наоборот, топливо, дающее спекающийся кокс, образует при сжигании сверху слоя корочку, предохраняющую от уноса мелкие частицы. В топках, сильно форсируемых, т. е. выделяющих большое количество калорий на квадратной единице площади горения, вследствие больших скоростей воздуха и газов, проходящих через слой топлива, унос особенно велик. Сюда относятся паровозные топки, при эксплуатации которых иногда к углю, имеющему сыпучий кокс, прибавляют небольшое количество спекающегося угля. Например, к подмосковному углю добавляют донецкий уголь марки ПЖ или ПС. Спекающийся уголь сжигают также в кузнечных горнах; получающаяся сверху корка способствует образованию в очаге равномерно распределенных высоких температур.

 

К содержанию книги:  Топливо, топки, котельные установки

 

Смотрите также:

 

ОТОПЛЕНИЕ. Паровые и водогрейные котлы

 

 Генераторы тепла. Отопительные котлы

 

 ОТОПЛЕНИЕ. Паровые и водогрейные котлы

 

 ЭЛЕКТРОДНЫЕ ПАРОВЫЕ И ВОДОГРЕЙНЫЕ КОТЛЫ

 

 Котлы на твердом топливе, чугунные и стальные водогрейные котлы ...

 

 Автоматизированные жаротрубно-газотрубные котлы...

 

 Центральное отопление, котлы, радиаторный обогреватель батареи

 

 Котлы на жидком топливе. Модели бытовых котлов ...

 

 Газовые котлы   ВОДОГРЕЙНЫЕ КОТЛЫ   Газовые теплогенераторы. Чугунные котлы

 

ТОПОЧНЫЕ УСТРОЙСТВА. Топки. Топочные устройства для сжигания топлива   Топки

 

Специализированная газовая отопительная печь

 

 Теплоэлектростанция   Отопление и горячее водоснабжение

 

Устройство санитарно-технического и отопительного оборудования в ...

 

КОТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ. Выбор котельного оборудования  Котельное оборудование. Отопительные котлы

 

 Водяное отопление. При водяном отоплении индивидуальных домов в ...

 

 ВОДЯНОЕ ОТОПЛЕНИЕ. Водяное отопление с принудительной циркуляцией ...

 

 Водяное отопление. Топка печей. Дрова. Торф. Уголь

 

 Центральное отопление   Печное отопление

 

Центральное водяное отопление. Местное отопление

 

 Отопление. потребление тепла, виды топлива, печное отопление

 

 Паровое отопление низкого давления   Местное отопление