Põlemisprotsessi reguleerimine (põlemise põhiprintsiibid)

Optimaalseks põlemiseks on vaja kasutada rohkem õhku kui keemilise reaktsiooni teoreetiline arvutus (stöhhiomeetriline õhk).

See on tingitud vajadusest oksüdeerida kogu saadaolev kütus.

Tegeliku õhuhulga ja stöhhiomeetrilise õhuhulga vahet nimetatakse liigõhuks. Reeglina on liigne õhk olenevalt kütuse ja põleti tüübist vahemikus 5% kuni 50%.

Üldiselt, mida keerulisem on kütust oksüdeerida, seda rohkem on vaja õhku.

Liigne õhk ei tohiks olla ülemäärane. Liigne põlemisõhu juurdevool alandab suitsugaaside temperatuuri ja suurendab soojusallika soojuskadu. Lisaks sellele jahtub leek ülemäärase õhu teatud piiril liiga palju ning hakkab moodustuma CO ja tahm. Ja vastupidi, liiga vähe õhku põhjustab mittetäieliku põlemise ja samad probleemid, mida eespool mainitud. Seetõttu tuleb kütuse täieliku põlemise ja kõrge põlemisefektiivsuse tagamiseks liigõhu hulk väga täpselt reguleerida.

Põlemise täielikkust ja efektiivsust kontrollitakse suitsugaasides sisalduva süsinikmonooksiidi CO kontsentratsiooni mõõtmisega. Kui süsinikmonooksiidi pole, on põlemine toimunud täielikult.

Kaudselt saab liigõhu taset arvutada, mõõtes suitsugaasides vaba hapniku O 2 ja/või süsinikdioksiidi CO 2 kontsentratsiooni.

Õhukogus on umbes 5 korda suurem kui mõõdetud süsiniku kogus mahuprotsentides.

Mis puutub CO 2 , siis selle kogus suitsugaasides sõltub ainult süsiniku hulgast kütuses, mitte aga liigse õhu hulgast. Selle absoluutne kogus on konstantne ja mahu protsent muutub sõltuvalt suitsugaasides sisalduva liigse õhu hulgast. Liigse õhu puudumisel on CO 2 kogus maksimaalne, liigse õhu koguse suurenemisel väheneb CO 2 mahuprotsent suitsugaasides. Vähem üleliigset õhku vastab rohkemale CO 2 -le ja vastupidi, seega on põlemine tõhusam, kui CO 2 on oma maksimumväärtuse lähedal.

Suitsugaaside koostist saab kuvada lihtsal graafikul, kasutades "põlemiskolmnurka" või Ostwaldi kolmnurka, mis on kujutatud iga kütuseliigi kohta.

Selle graafiku abil, teades CO 2 ja O 2 protsenti, saame määrata CO sisalduse ja liigse õhu koguse.

Näiteks joonisel fig. 10 näitab metaani põlemiskolmnurka.

Joonis 10. Metaani põlemiskolmnurk

X-telg näitab O 2 protsenti, Y-telg näitab CO 2 protsenti. hüpotenuus läheb punktist A, mis vastab maksimaalsele CO 2 sisaldusele (olenevalt kütusest) O 2 nullsisalduse juures, punkti B, mis vastab null CO 2 sisaldusele ja maksimaalsele O 2 sisaldusele (21%). Punkt A vastab stöhhiomeetrilise põlemise tingimustele, punkt B põlemise puudumisele. Hüpotenuus on punktide kogum, mis vastab ideaalsele põlemisele ilma CO-ta.

Hüpotenuusiga paralleelsed sirgjooned vastavad erinevatele CO protsendidele.

Oletame, et meie süsteem töötab metaanil ja suitsugaaside analüüs näitab, et CO 2 sisaldus on 10% ja O 2 sisaldus 3%. Metaangaasi kolmnurgast leiame, et CO sisaldus on 0 ja liigse õhu sisaldus on 15%.

Tabelis 5 on näidatud maksimaalne CO 2 sisaldus erinevad tüübid kütus ja väärtus, mis vastab optimaalsele põlemisele. See väärtus on soovitatav ja arvutatud kogemuste põhjal. Tuleb märkida, et kui maksimaalne väärtus võetakse keskveerust, on vaja mõõta heitkoguseid, järgides peatükis 4.3 kirjeldatud protseduuri.

Nagu teate, toimub soojusülekanne suitsugaasidelt korstnate seintele hõõrdumise tõttu, mis tekib nende samade gaaside liikumisel. Tõukejõu mõjul gaasi kiirus väheneb ja vabanev energia (st soojus) läheb seintele. Selgub, et keha ülekandmise protsess sõltub otseselt gaasi liikumise kiirusest allika kanalite kaudu. Mis siis määrab gaaside kiiruse?

Siin pole midagi keerulist - suitsukanalite ristlõikepindala mõjutab suitsugaaside liikumiskiirust. Väikese ristlõikega kiirus suureneb, suurema ala korral vastupidi, kiirus väheneb ja suitsugaasid kannavad üle rohkem energiat (soojust), kaotades samal ajal oma temperatuuri. Lisaks sektsioonile mõjutab soojusülekande efektiivsust ka suitsukanali asukoht. Näiteks horisontaalses suitsus. kanalite soojus "imendub" palju tõhusamalt, kiiremini. See on tingitud asjaolust, et kuumad suitsugaasid on kergemad ja on alati kõrgemad, kandes soojust tõhusalt üle suitsu ülemistele seintele. kanal.

Vaatame suitsuringlussüsteemide tüüpe, nende omadusi, erinevusi ja jõudlusnäitajaid:

Suitsu liigid

Suitsuahelad on ahju (kamina) sees olevate spetsiaalsete kanalite süsteem, mis ühendab kamina suitsuga. toru. Nende põhieesmärk on eemaldada ahjust gaase ja kanda soojust ahju endasse. Selleks muudetakse nende sisepind siledaks ja ühtlaseks, mis vähendab vastupanuvõimet gaaside liikumisele. Suitsukanalid võivad olla pikad - ahjudel, lühikesed - kaminatel, samuti: vertikaalsed, horisontaalsed ja segatud (tõsted / langetavad).

Konstruktsiooniomaduste järgi jagunevad suitsuringlussüsteemid:

• kanal (alamliigid: suure ja väikese käibega)
• kanaliteta (alamliik: vaheseintega eraldatud kambrite süsteemiga),
• segatud.

Kõigil neil on oma erinevused ja loomulikult oma plussid ja miinused. Kõige negatiivsemad on mitme pöördega süsteemid horisontaalse ja vertikaalne paigutus suitsukanalid, ahjudes neid üldiselt kasutada ei soovita! Kuid kõige vastuvõetavamaks ja ökonoomsemaks suitsuringluse süsteemiks peetakse horisontaalse segasüsteemi. kanalid ja vertikaalsed kuplid otse nende kohal. Ahjude ehitamisel kasutatakse laialdaselt ka teisi süsteeme, kuid siin peate teadma nende disaini nüansse. Millest me edasi "räägime", arvestades iga süsteemi eraldi:

Ühe pöördega suitsutorusüsteemid

Selle süsteemi konstruktsioon hõlmab suitsugaaside väljumist tulekoldest tõusukanalisse, seejärel nende üleminekut allavoolu kanalisse, allavoolust ülesvoolu kanalisse ja sealt korstnasse. See süsteem annab ahjudele väga väikese soojust neelava pinna, millest gaasid eraldavad ahju palju vähem soojust ja selle efektiivsus väheneb. Lisaks tekib esimese kanali väga kõrge temperatuuri tõttu ahju massi ebaühtlane kuumutamine ja selle müüritise pragunemine, see tähendab hävimine. Ja heitgaasid ulatuvad üle 200 kraadi.

Ühe pöördega suitsuringlussüsteem kolme laskumistoruga

Selles süsteemis liigub tulekoldest suits 1. tõusukanalisse, seejärel laskub mööda kolme laskuvat kanalit, liigub tõstekanalisse ja alles siis väljub korstnasse. Selle peamiseks puuduseks on 1. tõusva kanali ülekuumenemine ja kõigi kanali ristlõikepindade ühtsuse reegli rikkumine. Fakt on see, et alumised kanalid (neid on ainult 3) moodustavad kokku sellise ristlõikepinna, mis on juba kolm korda suurem kui lifti S sektsioon. kanalid ja alamversioonid, mis viib fookuse veojõu vähenemiseni. Ja see on märkimisväärne puudus.

Lisaks mainitud puudused süsteemi töös kolme langusega. kanaleid, saab eristada veel ühte - see on ahju väga halb sulamine pärast pikka pausi.

Kanaliteta süsteemid

Siin alustavad suitsugaasid oma teekonda tulekoldest läbi rahe (suitsugaaside väljumise ava suitsukontuuridesse), seejärel liiguvad kella, seejärel üles - kuni kolde kattumiseni jahtuvad. , kandke ahju kuumus üle, minge alla ja väljuge suitsutorusse ahju põhjaossa. Tundub, et kõik on selge ja lihtne, kuid sellisel kanaliteta süsteemil on siiski puudus: see on ahju (katuse) ülemise ala väga tugev kuumenemine, seintele liigne tahma ja tahma ladestumine. õhupuhasti, aga ka suitsugaaside kõrge temperatuur.

Kanaliteta suitsuringluse süsteemid 2 kapotiga

Sellise süsteemi tööskeem on järgmine: esiteks sisenevad kamina suitsugaasid 1. kapoti, tõusevad seejärel lakke, laskuvad alla ja lähevad seejärel teise kapoti. Siin tõusevad nad jälle lakke, vähenevad ja laskuvad läbi kanali korstnasse. Kõik see on palju tõhusam kui ühe kellaga kanaliteta süsteem. Kahe õhupuhastiga kandub seintele palju rohkem soojust ning ka heitgaaside temperatuur langeb tunduvalt märgatavamalt. Kuid ahju ülemise ala ülekuumenemine ja tahma ladestused ei muutu, st ei vähene!

Kanaliteta kapotisüsteemid - seespool kontpuuga. ahju pinnad

Selles kubusüsteemis on suitsu teekond järgmine: tulekoldest üleminek õhupuhastile, tõus lakke ning osa soojuse ülekandmine lakke endale, kolde külgseintele ja tugipostidele. . Sellel on ka teatav miinus - see on liigne tahma ladestumine (nii ahju seintel kui ka tugipostidel), mis võib selle tahma süttida ja ahju hävitada.

Horisontaalsete suitsukanalitega mitme pöördega suitsuringlussüsteemid

Siin siseneb kolde suits horisontaalsetesse kanalitesse, läbib neid ja eraldab ahju sisepinnale palju soojust. Pärast seda läheb see suitsutorusse. Samal ajal jahutatakse suitsugaasid üle, tõukejõud väheneb ja ahi hakkab suitsema. Selle tulemusena ladestub tahm, tahm, tekib kondenseerumine .... ja võib öelda, et hädad algavad. Seetõttu kaaluge enne selle süsteemi kasutamist kõike kaks korda.

Vertikaalse suitsuga mitme pöördega süsteemid. kanalid

Need erinevad selle poolest, et tulekoldest väljuvad suitsugaasid sisenevad kohe vertikaalsele tõstmisele ja langetamisele suitsukanalid, anda soojust ka kolde sisepindadele ja seejärel minna korstnasse. Samas on sellise süsteemi puudused sarnased eelmisega, pluss lisandub veel üks. Esimene tõusukanal (tõste) kuumeneb üle, millest tulekolde välispinnad kuumenevad ebaühtlaselt ja algab selle telliskivi pragunemine.

Horisontaalsete ja vertikaalsete suitsukanalitega segatud suitsuringlussüsteemid

Need erinevad selle poolest, et suitsugaasid liiguvad esmalt horisontaalsetesse kanalitesse, seejärel vertikaalsele tõstmisele, langetamisele ja alles seejärel korstnasse. Selle protsessi miinus on järgmine: gaaside tugeva ülejahutuse tõttu tõukejõud väheneb, see nõrgeneb, mis põhjustab liigset tahma sadestumist kanalite seintele, kondensaadi ilmumist ja loomulikult ahju rike ja selle hävimine.

Segalõõride süsteem gaaside vaba ja sunnitud liikumisega

Selle süsteemi tööpõhimõte on järgmine: kui põlemisel tekib tõmme, surub see suitsugaasid horisontaalsetesse ja vertikaalsetesse kanalitesse. Need gaasid eraldavad soojust ahju siseseintele ja lähevad korstnasse. Sel juhul tõuseb osa gaasidest suletud vertikaalsetesse kanalitesse (korkidesse), mis asuvad horisontaaltasapinnast kõrgemal. kanalid. Nendes suitsugaasid jahtuvad, muutuvad raskemaks ja lähevad uuesti horisontaalselt. kanalid. See liikumine toimub igas korgis. Tulemuseks on suits. gaasid annavad kogu oma soojuse üle maksimaalselt, mõjutades positiivselt ahju efektiivsust ja tõstes seda kuni 89%!!!

Kuid on üks "aga"! Selles süsteemis on soojustundlikkus väga arenenud, sest gaasid jahtuvad väga kiiresti, isegi ülijahedad, nõrgendades tõmmet ja häirides ahju tööd. Tegelikult ei saanud selline ahi töötada, kuid selles on spetsiaalne seade, mis reguleerib seda negatiivset protsessi. Need on sissepritse- (imemis-) avad või süsteem tõukejõu ja heitgaasi temperatuuri automaatseks reguleerimiseks. Selleks tehakse kolde paigaldamisel kaminast ja horisontaalsetesse kanalitesse augud ristlõikega 15-20 cm2. Kui tõukejõud hakkab langema ja gaaside temperatuur langeb, siis horisonti. kanalites tekib vaakum ja nende aukude kaudu "imetakse" kuumad gaasid alumistest suitsukanalitest ja tulekoldest. Tulemuseks on temperatuuri tõus ja tõukejõu normaliseerumine. Kui suitsu tõmme, rõhk ja temperatuur on normaalsed, ei satu see imemiskanalisse - selleks on vaja vaakumit, selle tõmbe ja temperatuuri alandamist.

Kogenud ahjutegijad vähendavad / suurendavad horisontaali pikkust. kanalid, ristlõige ja sissepritsekanalite arv reguleerivad ahju efektiivsust, saavutades seeläbi parimad tulemused selle kvaliteedis, efektiivsuses ja suurendades efektiivsust kuni 89%!!!

Sellise suitsuringluse süsteemiga pole praktiliselt mingeid puudusi. Soojenevad suurepäraselt - põrandast ülespoole ja ühtlaselt! Ruumis ei esine järske temperatuurimuutusi. Kui maja on soe, ja väljas on -10 pakane, siis saab ahju kütta 30-48 tunniga!!! Kui tänav on alla -20, peate kütma sagedamini, regulaarselt! Selle puuduseks on tavalised kaminad. Perioodiline põlemine segasuitsusüsteemides põhjustab tahma märkimisväärset kogunemist.

Kuidas optimeerida mitme pöördega lõõrisüsteemiga ahju?

1). Tehke igasse horisontaalselt imemiskanal. kanal - sektsiooniga 15-20 cm2.

2). Paigaldage imemiskanalid iga 0,7 m kanali pikkuse järel.

Selle tulemusena muutub teie ahi palju tõhusamaks: see sulab kiiremini, hoiab väljuvate suitsugaaside temperatuuri stabiilsena ja koguneb vähem tahma.

Teoreetiliselt määratakse generaatori-, kõrgahju- ja koksiahju gaaside ning nende segude põletamiseks vajalik õhuhulk valemiga:

V 0 4,762 / 100 * ((% CO 2 +% H 2) / 2 + 2 ⋅ % CH 4 + 3 ⋅ % C 2 H 4 + 1,5 ⋅ % H 2 S - % O 2), nm 3 / nm 3 , kus % on mahu järgi.

Teoreetiliselt vajalik põlemisõhu kogus maagaas:

V 0 4,762/100* (2 ⋅ % CH 4 + 3,5 ⋅ % C 2 H 6 + 5 ⋅ % C 3 H 8 + 6,5 ⋅ % C 4 H 10 + 8 ⋅ % C 5 H 12), nm 3 / nm 3, kus % on mahu järgi.

Tahkete ja vedelate kütuste põletamiseks teoreetiliselt vajalik õhuhulk:

V 0 \u003d 0,0889 ⋅% C P + 0,265 ⋅% H P - 0,0333 ⋅ (% O P -% S P), nm 3 / kg, kus% on massi järgi.

Tegelik põlemisõhu kogus

Põlemise nõutav täielikkus kütuse põletamisel teoreetiliselt vajaliku õhuhulgaga, s.o. V 0 (α = 1) juures on võimalik saavutada ainult siis, kui kütus on täielikult põlemisõhuga segunenud ja on valmis kuum (stöhhiomeetriline) segu gaasilisel kujul. See saavutatakse näiteks gaaskütuste põletamisel leegita põletitega ja vedelkütuste põletamisel nende eelgaasistamisel spetsiaalsete põletite abil.

Tegelik õhuhulk kütuse põlemiseks on alati suurem kui teoreetiliselt nõutav, kuna praktilistes tingimustes on täielikuks põlemiseks peaaegu alati vaja liigset õhku. Tegelik õhuhulk määratakse järgmise valemiga:

V α \u003d αV 0, nm 3 / kg või nm 3 / nm 3 kütust,

kus α on liigse õhu koefitsient.

Põletuspõletusmeetodil, kui kütus segatakse põlemisprotsessis õhuga, on gaasi, kütteõli ja tolmkütuse puhul liigõhukoefitsient α = 1,05–1,25. Eelnevalt õhuga täielikult segatud gaasi põletamisel ja kütteõli põletamisel eelgaasistamisel ja kütteõli gaasi õhuga intensiivsel segamisel on α = 1,00–1,05. Söe, antratsiidi ja turba kihilise põletamise meetodil pideva kütusevarustuse ja tuha eemaldamisega mehaanilistes ahjudes - α = 1,3–1,4. Ahjude käsitsi hooldamisel: antratsiidi põletamisel α = 1,4, kivisöe põletamisel α = 1,5–1,6, pruunsöe põletamisel α = 1,6–1,8. Poolgaasi ahjude puhul α = 1,1–1,2.

Atmosfääriõhk sisaldab teatud kogust niiskust - d g / kg kuiva õhku. Seetõttu on põlemiseks vajalik niiske atmosfääriõhu maht suurem kui ülaltoodud valemite abil arvutatud:

V B o \u003d (1 + 0,0016 d) ⋅ V o, nm 3 / kg või nm 3 / nm 3,

V B α \u003d (1 + 0,0016 d) ⋅ V α, nm 3 / kg või nm 3 / nm 3.

Siin on 0,0016 \u003d 1,293 / (0,804 * 1000) õhuniiskuse massiühikute teisendustegur, väljendatuna g / kg kuiva õhu kohta, mahuühikutes - nm 3 veeauru, mis sisaldub 1 nm 3 kuivas õhus.

Põlemissaaduste kogus ja koostis

Generaatori, kõrgahju, koksiahju gaaside ja nende segude puhul üksikute täieliku põlemisproduktide kogus põlemisel liigse õhukoefitsiendiga α:

Süsinikdioksiidi kogus

V CO2 \u003d 0,01 (% CO 2 + % CO + % CH 4 + 2 ⋅% C 2 H 4), nm 3 / nm 3

Vääveldioksiidi kogus

V SO2 \u003d 0,01 ⋅% H 2 S nm 3 / nm 3;

Veeauru kogus

V H2O \u003d 0,01 (% H 2 + 2 ⋅ % CH 4 + 2 ⋅ % C 2 H 4 + % H 2 S + % H 2 O + 0,16 d ⋅ V α), nm 3 / nm 3,

kus 0,16d V Bá nm 3 /nm 3 on veeauru kogus, mis siseneb niiske atmosfääriõhu niiskusesisalduse d g / kg kuiva õhu kohta;

Gaasist väljuva ja õhuga sisestatud lämmastiku kogus

Liigse õhuga sisestatud vaba hapniku kogus

V O2 \u003d 0,21 (α - 1) ⋅ V O, nm 3 / nm 3.

Generaatori, kõrgahju, koksiahju gaaside ja nende segude põlemissaaduste koguhulk võrdub nende üksikute komponentide summaga:

V dg \u003d 0,01 (% CO 2 + % CO + % H 2 + 3 ⋅ % CH 4 + 4 ⋅ % C 2 H 4 + 2 ⋅ % H 2 S + % H 2 O + % N 2) + + V O (α + 0,0016 dα - 0,21), nm3/nm3.

Maagaasi puhul määratakse üksikute täieliku põlemisproduktide kogus järgmise valemiga:

V CO2 \u003d 0,01 (% CO 2 +% CH 4 + 2 ⋅ % C 2 H 6 + 3 ⋅ % C 3 H 8 + 4 ⋅ % C 4 H 10 + 5 ⋅ % C 5 H 12) nm 3 / nm 3;

V H2O \u003d 0,01 (2 ⋅ % CH 4 + 3 ⋅ % C 2 H 6 + 4 ⋅ % C 3 H 8 + 5 ⋅ % C 4 H 10 + 6 ⋅ % C 5 H 12 + % H 2 O + 0,001 d V a) nm3/nm3;

V N2 = 0,01 ⋅% N2 + 0,79 V α, nm 3 / nm 3;

V O2 \u003d 0,21 (α - 1) V O, nm 3 / nm 3.

Maagaasi põlemissaaduste koguhulk:

V dg \u003d 0,01 (% CO 2 + 3 ⋅ % CH 4 + 5 ⋅ % C 2 H 6 +7 ⋅ % C 3 H 8 + 9 ⋅ % C 4 ⋅ H 10 + 11 ⋅ % C 5 H 12 + % H2O + +% N2) + VO (a + 0,0016dα - 0,21), nm3/nm3.

Tahkete ja vedelkütuste puhul üksikute täieliku põlemisproduktide arv:

V CO2 \u003d 0,01855% C P, nm 3 / kg (edaspidi % on elementide protsent töögaasis massist);

V SO2 \u003d 0,007% S P nm 3 / kg.

Tahkete ja vedelate kütuste jaoks

V H2O CHEM \u003d 0,112 ⋅% H P, nm 3 / kg,

kus V H2O CHEM - vesiniku põlemisel tekkiv veeaur.

V H2O MEX \u003d 0,0124% W P, nm 3 / kg,

kus V H2O MEX - töökütuses niiskuse aurustumisel tekkinud veeaur.

Kui vedelkütuse pihustamiseks tarnitakse auru koguses W PAR kg/kg kütuse kohta, siis tuleb veeauru mahule lisada kogus 1,24 W PAR nm 3 /kg kütuse kohta. Atmosfääriõhu poolt sisestatud niiskus niiskusesisalduse d g / kg kuiva õhu kohta on 0,0016 d V á nm 3 / kg kütuse kohta. Seega on veeauru koguhulk:

V H2O \u003d 0,112 ⋅ % H P + 0,0124 (% W P + 100 ⋅ % W PAR) + 0,0016d V á, nm 3 / kg.

V N2 \u003d 0,79 ⋅ V α + 0,008 ⋅% N P, nm 3 / kg

V O2 \u003d 0,21 (α - 1) V O, nm 3 / kg.

Tahke- ja vedelkütuse põlemisproduktide määramise üldvalem:

Vdg \u003d 0,01 + V O (α + + 0,0016 dα - 0,21) nm 3 / kg.

Suitsugaaside maht kütuse põletamisel teoreetiliselt vajaliku õhuhulgaga (V O nm 3 /kg, V O nm 3 / nm 3) määratakse ülaltoodud arvutusvalemitega liigõhukoefitsiendiga 1,0, samas kui hapnik põlemisproduktides ei esine.

GAAS, ahi ja suitsugaasid. 1) Suitsugaasid on kütuse põlemisproduktid ahjus. Eristage kütuse täielikku ja mittetäielikku põlemist. Täieliku põlemise korral toimuvad järgmised reaktsioonid:

Tuleb meeles pidada, et SO 2 – vääveldioksiid – ei ole tegelikult väävli täieliku põlemise saadus; viimane on võimalik ka võrrandi järgi:

Seetõttu mõeldakse kütuse täielikust ja mittetäielikust põlemisest rääkides ainult süsinik- ja vesinikkütust. Siin ei märgita ka reaktsioone, mis mõnikord toimuvad väga mittetäieliku põlemise ajal, kui põlemissaadused sisaldavad lisaks süsinikmonooksiidile CO süsivesinikke C m H n, vesinikku H 2, süsinikku C, vesiniksulfiidi H 2 S, kuna selline põlemine kütusel ei tohiks praktikas kohta olla. Seega võib põlemist lugeda praktiliselt lõppenuks, kui põlemissaadused ei sisalda muid gaase, välja arvatud süsinikdioksiid CO 2, vääveldioksiid SO 2, hapnik O 2, lämmastik N 2 ja veeaur H 2 O. Kui lisaks nendele gaasides sisaldub süsinikmonooksiid CO, siis loetakse põlemine mittetäielikuks. Suitsu ja süsivesinike olemasolu põlemisproduktides annab alust rääkida reguleerimata ahjust.

Väga suur roll Arvutustes mängib rolli Avogadro seadus (vt Aatomiteooria): võrdsed mahud gaase, nii lihtsaid kui ka keerulisi gaase, samadel temperatuuridel ja rõhul, sisaldavad sama arvu molekule või, mis on sama: kõigi gaaside molekulid võrdsel tasemel. rõhud ja temperatuurid on võrdsed. Seda seadust kasutades ja kütuse keemilist koostist teades on lihtne arvutada 1 kg antud koostisega kütuse täielikuks põlemiseks teoreetiliselt vajalik K 0 kg hapniku kogus järgmise valemi järgi:

kus C, H, S ja O väljendavad süsiniku, vesiniku, väävli ja hapniku sisaldust % töökütuse massist. 1 kg kütuse oksüdeerimiseks teoreetiliselt vajalik kogus G 0 kg kuiva õhku määratakse järgmise valemiga:

Vähendatuna 0°-ni ja 760 mmHg-ni, saab seda kogust väljendada m 3 järgmise valemiga:

D. I. Mendelejev pakkus välja väga lihtsad ja praktilised seosed, mis annavad tulemuse ligikaudsete arvutuste jaoks piisava täpsusega:

kus Q on ori. - väikseim soojusvõimsus 1 kg töökütust. Praktikas on õhukulu kütuse põlemisel suurem kui teoreetiliselt nõutud. Reaalselt ahju siseneva õhuhulga ja teoreetiliselt vajaliku õhuhulga suhet nimetatakse ülemääraseks koefitsiendiks ja seda tähistatakse tähega α. Selle koefitsiendi väärtus ahjus α m sõltub ahju konstruktsioonist, ahju ruumi suurusest, küttepinna asukohast ahju suhtes, kütuse olemusest, küttekeha tähelepanelikkusest. jne 2 ja rohkem - manuaalsed tulekambrid leekkütuse jaoks ilma sekundaarse õhu sisselaskeava. Suitsugaaside koostis ja kogus sõltuvad ahju liigõhukoefitsiendi väärtusest. Suitsugaaside koostise ja koguse täpsel arvutamisel tuleks arvesse võtta ka õhuniiskusest tulenevat õhuniiskust ning lõhkamisel kuluvat veeauru. Esimest võetakse arvesse koefitsiendi sisseviimisega, mis on õhus sisalduva veeauru massi suhe kuiva õhu massi ja võib olla. nimetatakse niiskuse koefitsiendiks. Teist võetakse arvesse W f väärtusega. , mis võrdub ahju siseneva auru kogusega kg, mis on seotud 1 kg põletatud kütusega. Neid tähistusi kasutades saab allolevast tabelist määrata suitsugaaside koostise ja koguse täielikul põlemisel.

Tavaliselt võetakse H 2 O veeauru arvesse kuivadest gaasidest CO 2, SO 2, O 2, N 2 ja CO eraldi ning viimaste koostis arvutatakse (või määratakse katseliselt) kuivaine mahuprotsentides. gaasid.

Uute käitiste arvutamisel võetakse arvesse põlemissaaduste CO 2, SO 2, CO, O 2 ja N 2 soovitud koostist ja neid väärtusi: kütuse koostis (C, O, H, S), liigne õhk. koefitsient α ja keemilise mittetäieliku põlemise kadu Q3. Kaks viimast väärtust määratakse sarnaste käitiste katseandmete põhjal või võetakse hindamise teel. Suurimad kaod põlemise keemilisest mittetäielikkusest tekivad tulikütuse käsitsi ahjudes, kui Q 3 saavutab väärtuse 0,05Q pa. Keemilise mittetäieliku põlemise kadusid (Q 3 = 0) ei ole võimalik saada hästi töötavates manuaalsetes antratsiit-, õli- ja tolmkütuse ahjudes, samuti korralikult projekteeritud mehaanilistes ja kaevandusahjudes. Olemasolevate ahjude eksperimentaalses uuringus kasutavad nad gaasianalüüsi ja enamasti kasutavad nad seadet Orsa (vt Gaasianalüüs), mis annab gaaside koostise kuivade gaaside mahuprotsentides. Orsa seadme esimene näit annab CO 2 + SO 2 summa, kuna kaustilise kaaliumkloriidi KOH lahus, mis on mõeldud süsinikdioksiidi absorbeerimiseks, neelab samaaegselt vääveldioksiidi SO 2. Teine näit pärast gaasi loputamist teises sifoonis, kus asub hapniku neeldumise reaktiiv, annab CO 2 + SO 2 + O 2 summa. Nende erinevus annab hapnikusisalduse O 2 kuivade gaaside mahuprotsendina. Kõik ülejäänud suurused leitakse ülaltoodud võrrandite ühisel lahendamisel. Sel juhul tuleb silmas pidada, et võrrand (10) annab Z väärtuse, mis võib olla. nimetatakse mittetäieliku põlemise tunnuseks. See valem sisaldab valemiga (8) määratud koefitsienti β. Kuna koefitsient β sõltub ainult keemiline koostis kütus ja viimane muutub kütuse põlemise käigus kogu aeg kütuse järkjärgulise koksistamise ja selle mitte-samaaegse läbipõlemise tõttu koostisosad, siis saab Z väärtus anda ahjus toimuvast protsessist õige pildi ainult tingimusel, et väärtused (CO 2 + SO 2) ja (CO 2 + SO 2 + O 2) tulenevad pidevalt võetud keskmiste proovide analüüs teatud piisavalt pika aja jooksul. Põlemise ebatäielikkust ei ole mingil juhul võimalik otsustada suvalisel hetkel võetud üksikute proovide põhjal. Teades põlemissaaduste koostist ja kütuse elementaaranalüüsi, on võimalik järgmiste valemite abil määrata põlemissaaduste ruumala, mida tinglikult nimetatakse 0° ja 760 mmHg. Tähistades V n.o. põlemisproduktide kogumaht 1 kg kütust, V c.g. - kuivade gaaside maht, a V c.n. - veeauru maht, saame:

põlemisproduktid gaasikanali suvalises osas, kuid selline laialt levinud tõlgendus on vale. Boyle-Marriott-Gay-Lussaci seaduse alusel põlemisproduktide maht temperatuuril t ja õhurõhul P b. leitud valemiga:

Kui tähistame G n.c. põlemisproduktide kaal, G cg. - kuivade gaaside mass, C w.p. on veeauru kaal, siis on meil järgmised seosed:

2) Suitsugaasid. Teel ahjust korstnasse lisatakse suitsugaasidele õhku, mis imetakse sisse gaasikanalite vooderdis olevate lekete kaudu. Seetõttu on korstna sissepääsu juures olevad gaasid (nimetatakse suitsugaasideks) koostisega, mis erineb suitsugaaside koostisest, kuna need on segu ahjus oleva kütuse põlemisproduktidest ja lõõridesse imetud õhust. ahju korstna sisselaskeava külge.

Õhuimemise kogus on praktikas väga erinev ja sõltub müüritise konstruktsioonist, selle tihedusest ja suurusest, gaasikanalite vähenemise suurusest ja paljudest muudest põhjustest, kõikudes hea hoolduse korral 0,1-0,7 teoreetiliselt vajalik. Kui me tähistame ahju liigse õhu koefitsienti läbi α m. , ja korstnast väljuvate gaaside liigõhu koefitsient läbi α у. , See

Suitsugaaside koostise ja koguse määramine toimub samade valemite järgi nagu suitsugaaside määramisel; erinevus on ainult üleliigse õhu koefitsiendi α arvväärtuses, millest loomulikult sõltub gaaside % koostis. Praktikas mõistetakse väga sageli terminit "suitsugaasid" üldiselt kui põlemisprodukte gaasikanali suvalises osas, kuid selline laialt levinud tõlgendus on vale.

Positiivsed omadused:

kõrgem kui õhu soojusülekanne soojusvahetuspindadele (põlemissaaduste osakeste suurema emissiooni tõttu).

Negatiivsed omadused:

Tagajärjed:

Suitsugaaside kasutamine soojuskandjana on võimalik ainult vahesoojusvahetite kasutamisel otse tarbijale tarnitava soojuskandja soojendamiseks;

· tagatakse heitgaaside soojuse ärakasutamine (säästmine ja kasutamine);

Kõrge söövitava toimega ainete (näiteks väävliühendid) juuresolekul väheneb järsult soojustorude ja soojusvahetusseadmete vastupidavus;

· Suitsugaaside jahutamisel alla kastepunkti võib tekkida kondenseerumine ja selle tagajärjel konstruktsioonide niiskus ja talvel jäätumine.

Küttekollete klassifikatsioon:

Soojusmahtuvuse järgi:

· Mittesoojusmahukas

Mul on madal termiline inerts. Nad soojendavad ruumi ainult kütuse põletamise protsessis. Mõeldud lühiajaliseks kütmiseks. Nende ahjude hulka kuuluvad:

1) metall (terasest või malmist)

2) väikesest arvust tellistest valmistatud ahjud (kuni 300 tk),

3) kaminad (telliskivi nišid kütuse lahtiseks põletamiseks).

· Kuumusmahukas

Neil on suur termiline inerts. Ahju materjal akumuleerib soojust ja pärast kütuse põlemise lõppu kannab selle pikka aega (kuni 12 tundi) tuppa. Kasutatakse ruumide pidevaks kütmiseks.

Kuumusmahukad ahjud on struktuurilt erinevad suitsugaaside vooluskeem

· kanaliseeritud . Gaaside liikumine toimub sisemiste kanalite kaudu, mida saab ühendada paralleelselt või järjestikku.

· Kanaliteta (kella tüüpi). Gaaside liikumine toimub vabalt ja ahju lõpus ahi ei jahtu, kuna kuumad suitsugaasid kogunevad korstna sissepääsu kohale. Ülemine tsoon on mõnevõrra ülekuumenenud.

· Kombineeritud . Suitsugaasid enne õhupuhasti sisenemist läbivad ahju all olevaid kanaleid, mis võimaldab soojendada alumist tsooni ja saavutada ühtlasem temperatuurijaotus ruumis.