Teplota spalování petroleje ve vzduchu

Chemická stabilita

Vzhledem k chemickým vlastnostem benzínu je nutné se zaměřit na to, jak dlouho zůstane složení uhlovodíků nezměněno, protože při dlouhém skladování zmizí lehčí složky a výkon se výrazně sníží.
Problém je akutní zejména v případě, že palivo vyšší kvality (AI 95) bylo získáno z benzínu s minimálním oktanovým číslem přidáním propanu nebo methanu do jeho složení. Jejich anti-knock vlastnosti jsou vyšší než u isooktanu, ale také se okamžitě rozptýlí.

Podle GOST musí být chemické složení paliva jakékoli značky nezměněno po dobu 5 let, s výhradou pravidel skladování. Ve skutečnosti ale často dokonce i nově zakoupené palivo již má oktanové číslo pod zadaným.

Mohou za to bezohlední prodejci, kteří přidávají zkapalněný plyn do nádob s palivem, jejichž doba skladování vypršela a obsah nesplňuje požadavky GOST. Obvykle se do stejného paliva přidává různá množství plynu, aby se získalo oktanové číslo 92 nebo 95. Potvrzením těchto triků je štiplavý zápach plynu na čerpací stanici.

Metody stanovení bodu vzplanutí

Existuje metoda otevřeného a uzavřeného kelímku (kontejner na ropné produkty). Získané teploty se liší v závislosti na množství nahromaděných par.

Metoda otevřeného kelímku zahrnuje:

1. Čištění benzínu od vlhkosti pomocí chloridu sodného.
2. Naplnění kelímku na určitou úroveň.
3. Zahřátí nádoby na teplotu 10 stupňů pod očekávaným výsledkem.
4. Zapalování plynového hořáku nad povrchem.
5. V okamžiku zapálení se zaznamená bod vzplanutí.

Způsob uzavřeného kelímku se liší v tom, že benzín v nádobě je neustále míchán. Po otevření víka je oheň automaticky vyvolán.

Zařízení s bodem vzplanutí se skládá z následujících komponent:

• elektrický ohřívač (výkon od 600 wattů);
• kapacita 70 mililitrů;
• měděné míchadlo;
• elektrický nebo plynový zapalovač;
• teploměr.

Podle výsledků jsou hořlavé látky klasifikovány:

• obzvláště nebezpečné (při bodu vzplanutí pod -200 ° C);
• nebezpečné (od -200 ° C do + 230 ° C);
• nebezpečné při zvýšených teplotách (od 230 ° C do 610 ° C).

Rychlost - spalování - palivo

Jaké jsou skutečné náklady na 1 litr benzínu
Rychlost spalování paliva se značně zvyšuje, pokud je hořlavá směs v intenzivním vířivém (turbulentním) pohybu. Intenzita turbulentního přenosu tepla může být tedy mnohem vyšší než intenzita molekulární difúze.

Rychlost spalování paliva závisí na řadě důvodů popsaných dále v této kapitole, a zejména na kvalitě míchání paliva se vzduchem. Rychlost spalování paliva je dána množstvím spáleného paliva za jednotku času.

Rychlost spalování paliva a následně rychlost uvolňování tepla jsou určeny velikostí spalovací plochy. Uhelný prach s maximální velikostí částic 300 - 500 mikronů má spalovací plochu desetkrát tisíckrát větší než hrubé tříděné palivo na roštu.

Rychlost spalování paliva závisí na teplotě a tlaku ve spalovací komoře, které se zvyšují s jejich zvyšováním. Proto se po zapálení rychlost spalování zvyšuje a na konci spalovací komory je velmi vysoká.

Rychlost spalování paliva je také ovlivněna otáčkami motoru. S nárůstem počtu otáček se doba trvání fáze zkracuje.

Turbulence toku plynu prudce zvyšuje rychlost spalování paliva v důsledku zvětšení plochy spalovacího povrchu a rychlosti šíření čela plamene se zvýšením rychlosti přenosu tepla.

Při jízdě na chudou směs se rychlost spalování zpomalí. Proto se zvyšuje množství tepla vydávaného plyny částem a motor se přehřívá. Známky příliš chudé směsi jsou záblesky v karburátoru a sacím potrubí.

Turbulence toku plynu prudce zvyšuje rychlost spalování paliva v důsledku zvýšení plochy povrchu spalování a rychlost šíření čela plamene v důsledku zvýšení rychlosti přenosu tepla.

Normální alkany mají maximální cetanové číslo, které charakterizuje rychlost spalování paliva v motoru.

Složení pracovní směsi výrazně ovlivňuje rychlost spalování paliva v motoru. Tyto podmínky se odehrávají v koef.

Vliv na kvalitu vývoje spalovacího procesu je určen rychlostí spalování paliva v hlavní fázi. Když se v této fázi spaluje velké množství paliva, zvyšují se hodnoty pz a Tz, podíl dohořívacího paliva se během procesu expanze snižuje a zvyšuje se index polytrope nz. Tento vývoj procesu je nejpříznivější, protože se dosahuje nejlepšího využití tepla.

V pracovním procesu motoru je velmi důležitá hodnota rychlosti spalování paliva. Rychlost spalování se chápe jako množství (hmotnost) paliva reagujícího (hořícího) za jednotku času.

Řada obecných jevů naznačuje, že rychlost spalování paliva v motorech je zcela přirozená, není náhodná. To je naznačeno reprodukovatelností více či méně jednoznačných cyklů ve válci motoru, což ve skutečnosti určuje stabilní provoz motorů. U stejných motorů je u chudých směsí vždy pozorována vleklá povaha spalování. Tvrdá práce motoru, ke které dochází při vysoké rychlosti spalovacích reakcí, je zpravidla pozorována u vznětových motorů bez kompresoru a jemná práce u motorů se zapalováním elektrickou jiskrou. To naznačuje, že zásadně odlišná tvorba směsi a vznícení způsobují pravidelnou změnu rychlosti spalování. S nárůstem počtu otáček motoru se doba spalování časem snižuje a v úhlu otáčení klikového hřídele se zvyšuje. Kinetické křivky průběhu hoření v motorech jsou svou povahou podobné kinetickým křivkám řady chemických reakcí, které přímo nesouvisejí s motory a vyskytují se za různých podmínek.

Pokusy ukazují závislost intenzity přenosu sálavého tepla na rychlosti spalování paliva. Při rychlém spalování u kořene hořáku se vyvíjejí vyšší teploty a přenos tepla se zintenzivňuje. Nehomogenita teplotního pole spolu s různými koncentracemi emitujících částic vede k nehomogenitě stupně černoty plamene. To vše vytváří velké potíže při analytickém stanovení teploty radiátoru a stupně černění pece.

U laminárního plamene (další podrobnosti viz část 3) je rychlost spalování paliva konstantní a Q 0; proces spalování je tichý. Pokud je však spalovací zóna turbulentní, a to je uvažovaný případ, pak i když je průměrná spotřeba paliva konstantní, místní rychlost spalování se mění v čase a pro prvek malého objemu Q.Q. Turbulence neustále ruší plamen; v daném okamžiku je spalování omezeno tímto plamenem nebo řadou plamenů, které zaujímají náhodnou pozici ve spalovací zóně.

Plynné palivo

Plynné palivo je směs různých plynů: metanu, ethylenu a jiných uhlovodíků, oxidu uhelnatého, oxidu uhličitého nebo oxidu uhličitého, dusíku, vodíku, sirovodíku, kyslíku a dalších plynů, jakož i vodní páry.

Metan (CH4) je hlavní složkou mnoha přírodních plynů. Jeho obsah v přírodních plynech dosahuje 93 ... 98%. Spalováním 1 m3 metanu se uvolní ~ 35 800 kJ tepla.

Plynná paliva mohou také obsahovat malá množství ethylenu (C2H4). Spalování 1 m3 ethylenu poskytuje ~ 59 000 kJ tepla.

Kromě metanu a ethylenu obsahují plynná paliva také uhlovodíkové sloučeniny, jako je propan (C3H8), butan (C4H10) atd. Spalování těchto uhlovodíků produkuje více tepla než spalování ethylenu, ale jejich množství je u hořlavých plynů zanedbatelné. .

Vodík (H2) je 14,5krát lehčí než vzduch. Spalováním 1 m3 vodíku se uvolní ~ 10 800 kJ tepla. Mnoho hořlavých plynů, kromě koksárenského plynu, obsahuje relativně malé množství vodíku. V koksárenském plynu může jeho obsah dosáhnout 50 ... 60%.

Oxid uhelnatý (CO) je hlavní hořlavou složkou vysokopecního plynu. Spalování 1 m3 tohoto plynu produkuje ~ 12 770 kJ tepla. Tento plyn je bezbarvý, bez zápachu a vysoce toxický.

Sirovodík (H2S) je těžký plyn s nepříjemným zápachem a je vysoce toxický. V přítomnosti sirovodíku v plynu se zvyšuje koroze kovových částí pece a plynového potrubí. Škodlivý účinek sirovodíku je zvýšen přítomností kyslíku a vlhkosti v plynu. Při spalování 1 m3 sirovodíku se uvolní ~ 23 400 kJ tepla.

Zbytek plynů: CO2, N2, O2 a vodní pára jsou balastní složky, protože se zvyšováním obsahu těchto plynů v palivu klesá obsah jeho hořlavých složek. Jejich přítomnost vede ke snížení teploty spalování paliva. Obsah> 0,5% volného kyslíku v plynných palivech je z bezpečnostních důvodů považován za nebezpečný.

Vaření - benzín

Oktanové číslo Složení benzínu

Benzín začíná vřít při relativně nízké teplotě a postupuje velmi intenzivně.

Konec bodu varu benzínu není specifikován.

Začátek varu benzínu je nižší než 40 ° C, konec je 180 ° C, teplota začátku krystalizace není vyšší než 60 C. Kyselost benzínu nepřesahuje 1 mg / 100 ml.

Konečný bod varu benzínu podle GOST je 185 C a skutečný je 180 C.

Konečným bodem varu benzínu je teplota, při které se standardní (100 ml) část testovaného benzínu úplně oddestiluje (vaří) ze skleněné baňky, ve které byl umístěn, do chladničky-přijímače.

Konečný bod varu benzinu by neměl přesáhnout 200 - 225 C. U leteckých benzínů je konečný bod varu mnohem nižší a dosahuje v některých případech až 120 ° C.

MPa, bod varu benzínu je 338 K, jeho průměrná molární hmotnost je 120 kg / kmol a odpařovací teplo je 252 kJ / kg.

Počáteční bod varu benzinu, například 40 pro letecký benzín, indikuje přítomnost lehkých nízkovroucích frakcí, ale neindikuje jejich obsah. Bod varu první 10% frakce neboli počáteční teplota charakterizuje výchozí vlastnosti benzínu, jeho těkavost a tendenci vytvářet v systému přívodu benzínu plynové zámky. Čím nižší je bod varu 10% frakce, tím snazší je nastartování motoru, ale také větší možnost vzniku plynových zámků, které mohou způsobit přerušení dodávky paliva a dokonce zastavit motor. Příliš vysoký bod varu výchozí frakce ztěžuje nastartování motoru při nízkých teplotách okolí, což vede ke ztrátám benzínu.

Pokles na konci bodu varu reformovacích benzínů vede ke zhoršení jejich detonační odolnosti. K řešení tohoto problému jsou zapotřebí výzkumné a ekonomické výpočty.Je třeba poznamenat, že v zahraniční praxi řady zemí se v současné době vyrábějí a používají motorové benziny s bodem varu 215 - 220 ° C.

Pokles na konci bodu varu reformovacích benzínů vede ke zhoršení jejich detonační odolnosti. K řešení tohoto problému jsou zapotřebí výzkumné a ekonomické výpočty. Je třeba poznamenat, že v zahraniční praxi řady zemí se v současné době vyrábějí a používají motorové benziny s bodem varu 215 - 220 ° C.

Pokud je konečný bod varu benzínu vysoký, nemusí se těžké frakce v něm obsažené odpařovat, a proto se nespálí v motoru, což povede ke zvýšené spotřebě paliva.

Snížení bodu konečného bodu varu přímých benzínů vede ke zvýšení jejich detonačního odporu. Nízkooktanové přímé benziny mají oktanová čísla 75, respektive 68, a používají se jako součásti motorových benzínů.

Spalování - benzín

Konstrukce a princip činnosti Systém přímého vstřikování benzínu Bosch Motronic MED 7

Ke spalování benzínu, petroleje a jiných kapalných uhlovodíků dochází v plynné fázi. Ke spalování může dojít, pouze když je koncentrace palivových par ve vzduchu v určitých mezích, pro každou látku zvlášť. Pokud je ve vzduchu IB obsaženo malé množství palivových par, nedojde ke spalování, stejně jako v případě, kdy je palivových par příliš mnoho a nedostatek kyslíku.

Při hoření benzínu je známo, že se vytváří homotermální vrstva, jejíž tloušťka se časem zvyšuje.

Při hoření benzínu se tvoří voda a oxid uhličitý. Může to sloužit jako dostatečné potvrzení, že benzín není prvek?

Když se v nádržích spaluje benzín, petrolej a jiné kapaliny, je zvláště dobře patrné drcení proudu plynu do samostatných objemů a spalování každého z nich zvlášť.

Když se benzín a olej spalují v nádržích o velkém průměru, charakter vytápění se výrazně liší od výše popsaného. Když hoří, objeví se zahřátá vrstva, jejíž tloušťka se v průběhu času přirozeně zvyšuje a teplota je stejná jako teplota na povrchu kapaliny. Pod ním teplota kapaliny rychle klesá a je téměř stejná jako počáteční teplota. Povaha křivek ukazuje, že během spalování se benzín rozpadá na dvě vrstvy - horní a spodní.

Například spalování benzínu ve vzduchu se nazývá chemický proces. V tomto případě se uvolní energie, která se rovná přibližně 1300 kcal na 1 mol benzínu.

Analýza produktů spalování benzinu a olejů se stává nesmírně důležitou, protože znalost individuálního složení těchto produktů je nezbytná pro studium spalovacích procesů v motoru a pro studium znečištění ovzduší.

Když je tedy benzín spalován v širokých nádržích, je až 40% tepla uvolněného v důsledku spalování spotřebováno na záření.

Stůl 76 ukazuje rychlost hoření benzínu s tetranitromethanovými přísadami.

Pokusy ukázaly, že rychlost hoření benzínu z povrchu nádrže je významně ovlivněna jeho průměrem.

S pomocí GPS-600 se hasiči úspěšně vyrovnali s eliminací spalování benzínu, který se vylil na železniční trať, a zajistil tak pohyb operátorů kufru na místo, kde byly nádrže spojeny.Poté, co je odpojili kusem trolejového drátu, připojili k hasičskému vozu 2 nádrže s benzínem a vytáhli je z požární zóny.

Obzvláště velké zvýšení rychlosti zahřívání z větru bylo zaznamenáno při spalování benzínu. Když benzín hořel v nádrži 2 64 m při rychlosti větru 1 3 m / s, rychlost ohřevu byla 9 63 mm / min a při rychlosti větru 10 m / s se rychlost ohřevu zvýšila na 17 1 mm / min.

Teplota vznícení a další parametry

Spalování uhlí je chemická reakce oxidace uhlíku, ke které dochází při vysoké počáteční teplotě s intenzivním uvolňováním tepla. Nyní je to jednodušší: uhelné palivo se nemůže vznítit jako papír; pro zapálení je v závislosti na značce paliva nutné předehřátí na 370-700 ° C.

Klíčový okamžik. Účinnost spalování uhlí v peci nebo kotli na tuhá paliva pro domácnost není charakterizována maximální teplotou, ale úplností spalování. Každá molekula uhlíku se spojuje se dvěma kyslíkovými částicemi ve vzduchu za vzniku oxidu uhličitého CO2. Tento proces se odráží v chemickém vzorci.

Pokud omezíte množství přiváděného kyslíku (zakryjete dmychadlo, přepnete kotel TT do režimu doutnání), místo CO2 se vytvoří a vypustí do komína oxid uhelnatý CO, účinnost spalování se výrazně sníží. K dosažení vysoké účinnosti je nutné zajistit příznivé podmínky:

1. Hnědé uhlí se vznítí při teplotě +370 ° C, kámen - 470 ° C, antracit - 700 stupňů. Je nutné předehřát topnou jednotku dřevem (pilinové brikety).
2. Vzduch je přiváděn do topeniště v přebytku, bezpečnostní faktor je 1,3-1,5.
3. Spalování je podporováno vysokou teplotou horkého uhlí ležícího na roštu. Je důležité zajistit průchod kyslíku po celé tloušťce paliva, protože vzduch se pohybuje popelníkem v důsledku přirozeného tahu komína.

Komentář. Jedinou výjimkou jsou domácí kamna typu Bubafonya a válcové kotle pro horní spalování, kde se vzduch do pece přivádí shora dolů.

Teoretická teplota spalování a specifický přenos tepla různých paliv jsou uvedeny ve srovnávací tabulce. Je patrné, že za ideálních podmínek bude jakékoli palivo při interakci s požadovaným objemem vzduchu uvolňovat maximální teplo.

V praxi je nereálné vytvářet takové podmínky, takže vzduch je dodáván s určitým přebytkem. Skutečná teplota spalování hnědého uhlí v konvenčním kotli TT je v rozmezí 700 ... 800 ° C, kámen a antracit - 800 ... 1100 stupňů.

Pokud to s množstvím kyslíku přeženete, energie se začne vynakládat na ohřev vzduchu a jednoduše vletí do potrubí, účinnost pece znatelně poklesne. Kromě toho může teplota ohně dosáhnout 1 500 ° C. Proces připomíná obyčejný oheň - plamen je velký, je zde málo tepla. Příklad efektivního spalování uhlí retortovým hořákem na automatickém kotli je uveden ve videu:

Teplota - spalování - palivo

Intenzita ozáření pracovníka závisí na teplotě spalování paliva v peci, velikosti plnícího otvoru, tloušťce stěn pece v plnícím otvoru a nakonec na vzdálenosti, ve které je pracovník od plnění otvor.

Prakticky dosažitelná teplota 1 L je teplota spalování paliva v reálných podmínkách. Při stanovení jeho hodnoty se berou v úvahu tepelné ztráty do životního prostředí, doba spalovacího procesu, způsob spalování a další faktory.

Přebytek vzduchu dramaticky ovlivňuje teplotu spalování paliva.Například skutečná teplota spalování zemního plynu s 10% přebytkem vzduchu je 1868 C, s 20% přebytkem 1749 C a se 100% přebytkem vzduchu klesá na 1167 C. Na druhou stranu , předehřívání vzduchu vedoucí ke spalování paliva zvyšuje teplotu jeho spalování. Když tedy spalujete zemní plyn (1Max 2003 C) vzduchem ohřátým na 200 C, teplota spalování stoupne na 2128 C a když se vzduch ohřeje na 400 C - až 2257 C.

Při ohřevu vzduchu a plynného paliva stoupá teplota spalování paliva a v důsledku toho se zvyšuje také teplota pracovního prostoru pece. V mnoha případech je dosažení teplot požadovaných pro daný technologický proces nemožné bez vysokého ohřevu vzduchu a plynného paliva. Například tavení oceli v pecích s otevřeným krbem, pro které by teplota hořáku (tok hořících plynů) v tavicím prostoru měla být 1800 - 2000 C, by bylo nemožné bez ohřevu vzduchu a plynu na 1000 - 1200 C. topení průmyslových pecí na nízkokalorické místní palivo (vlhké palivové dřevo, rašelina, hnědé uhlí), jejich práce bez ohřevu vzduchu je často dokonce nemožná.

Z tohoto vzorce je patrné, že teplota spalování paliva může být zvýšena zvýšením jeho čitatele a snížením jmenovatele. Závislost teploty spalování různých plynů na poměru přebytečného vzduchu je znázorněna na obr.

Přebytek vzduchu také výrazně ovlivňuje teplotu spalování paliva. Takže tepelný výkon zemního plynu s přebytkem vzduchu 10% - 1868 C, s přebytkem vzduchu 20% - 1749 C a se 100% přebytkem se rovná 1167 C.

Pokud je teplota horkého konce omezena pouze teplotou spalování paliva, použití rekuperace umožňuje zvýšit teplotu ТT zvýšením teploty produktů spalování a tím zvýšit celkovou účinnost TEG.

Obohacení výbuchu kyslíkem vede k významnému zvýšení teploty spalování paliva. Protože data grafu na obr. 17 je teoretická teplota spalování paliva spojena s obohacením výbuchu kyslíkem závislostí, která je prakticky lineární až do obsahu kyslíku ve výbuchu 40%. Při vyšších stupních obohacení začíná mít významný účinek disociace spalin, v důsledku čehož se křivky teplotní závislosti na stupni obohacení výbuchu odchylují od přímek a asymptoticky se blíží teplotním limitům pro daný palivo. Uvažovaná závislost teploty spalování paliva na stupni obohacení výbuchem kyslíkem má tedy dvě oblasti - oblast s relativně nízkým obohacením, kde existuje lineární závislost, a oblast s vysokým obohacením (nad 40%), kde nárůst teploty má rozpadající se charakter.

Důležitým termotechnickým ukazatelem provozu pece je teplota pece, která závisí na teplotě spalování paliva a povaze spotřeby tepla.

Popel z paliva, v závislosti na složení minerálních nečistot, může být při teplotě spalování paliva roztaven na kousky strusky. Charakteristika palivového popela v závislosti na teplotě je uvedena v tabulce. ALE.

Hodnota tmyK v tabulce. IV - З - kalorimetrická (teoretická) teplota spalování paliva.

Tepelné ztráty stěnami pecí ven (do okolního prostředí) snižují teplotu spalování paliva.

Spalování paliva

Spalování paliva je proces oxidace hořlavých složek, ke kterému dochází při vysokých teplotách a je doprovázen uvolňováním tepla. Povahu spalování určuje mnoho faktorů, včetně způsobu spalování, konstrukce pece, koncentrace kyslíku atd. Podmínky kurzu, trvání a konečné výsledky spalovacích procesů však do značné míry závisí na složení , fyzikální a chemické vlastnosti paliva.

Složení paliva

Mezi tuhá paliva patří uhlí a hnědé uhlí, rašelina, ropná břidlice, dřevo. Tyto typy paliv jsou komplexní organické sloučeniny tvořené hlavně pěti prvky - uhlíkem C, vodíkem H, kyslíkem O, sírou S a dusíkem N. Palivo obsahuje také vlhkost a nehořlavé minerály, které po spalování tvoří popel. Vlhkost a popel jsou vnější zátěží paliva, zatímco kyslík a dusík jsou vnitřní.

Hlavním prvkem hořlavé části je uhlík, který určuje uvolnění největšího množství tepla. Čím větší je podíl uhlíku v tuhém palivu, tím obtížnější je vznícení. Při spalování uvolňuje vodík 4,4krát více tepla než uhlík, ale jeho podíl na složení pevných paliv je malý. Kyslík, který není prvkem generujícím teplo a váže vodík a uhlík, snižuje spalovací teplo, a proto je nežádoucím prvkem. Jeho obsah je zvláště vysoký v rašelině a dřevě. Množství dusíku v tuhých palivech je malé, ale je schopné tvořit oxidy, které jsou škodlivé pro životní prostředí a člověka. Síra je také škodlivá nečistota, vyzařuje málo tepla, ale výsledné oxidy vedou ke korozi kovu kotlů a znečištění ovzduší.

Specifikace paliva a jejich vliv na proces spalování

Mezi nejdůležitější technické vlastnosti paliva patří: spalné teplo, výtěžek těkavých látek, vlastnosti netěkavých zbytků (koksu), obsah popela a obsah vlhkosti.

Teplo spalování paliva

Výhřevnost je množství tepla uvolněného během úplného spalování jednotky hmotnosti (kJ / kg) nebo objemu paliva (kJ / m3). Rozlišujte mezi vyšším a nižším spalovacím teplem. Nejvyšší zahrnuje teplo uvolňované během kondenzace par obsažených ve spalinách. Při spalování paliva v kotlových pecích mají spaliny teplotu, při které je vlhkost v parním stavu. Proto se v tomto případě používá nižší spalné teplo, které nebere v úvahu kondenzační teplo vodní páry.

Složení a čistá výhřevnost všech známých uhelných ložisek byly stanoveny a uvedeny ve vypočítaných charakteristikách.

Uvolňování těkavých látek

Když se pevné palivo zahřívá bez přístupu vzduchu pod vlivem vysoké teploty, nejprve se uvolní vodní pára a poté dojde k tepelnému rozkladu molekul s uvolňováním plynných látek zvaných těkavé látky.

Uvolňování těkavých látek může nastat v teplotním rozmezí od 160 do 1100 ° C, ale v průměru - v teplotním rozmezí 400-800 ° C. Teplota začátku uvolňování těkavých látek, množství a složení plynných produktů závisí na chemickém složení paliva. Chemicky starší palivo je, tím nižší je uvolňování těkavých látek a tím vyšší je teplota jejich nástupu.

Těkavé látky poskytují dřívější vznícení částic a mají významný vliv na spalování paliva. Paliva mladého věku - rašelina, hnědé uhlí - se snadno vznítí, rychle a téměř úplně hoří. Naopak paliva s nízkými těkavými látkami, jako je antracit, se obtížněji zapalují, hoří mnohem pomaleji a nehoří úplně (se zvýšenými tepelnými ztrátami).

Vlastnosti netěkavých zbytků (koksu)

Pevná část paliva, která zůstává po uvolnění těkavých látek, sestávající hlavně z uhlíku a minerální části, se nazývá koks. Zbytky koksu mohou být, v závislosti na vlastnostech organických sloučenin obsažených ve spalitelné hmotě: upečené, slabě upečené (zničené expozicí), práškové. Antracit, rašelina, hnědé uhlí dávají práškový netěkavý zbytek. Většina živičných uhlí je slinutá, ale ne vždy silně. Lepkavý nebo práškový netěkavý zbytek poskytuje bituminózní uhlí s velmi vysokým výtěžkem těkavých látek (42-45%) a s velmi nízkým výtěžkem (méně než 17%).

Struktura koksového zbytku je důležitá při spalování uhlí v roštových pecích.Při spalování v energetických kotlích není výkon koksu příliš důležitý.

Obsah popela

Tuhé palivo obsahuje největší množství nehořlavých minerálních nečistot. Jedná se především o jíl, křemičitany, pyrit železa, ale lze zahrnout také oxid železitý, sírany, uhličitany a křemičitany železa, oxidy různých kovů, chloridy, zásady atd. Většina z nich padá při těžbě ve formě hornin, mezi nimiž leží uhelné sloje, ale existují i ​​minerální látky, které do paliva prošly z formovačů uhlí nebo v procesu přeměny jeho původní hmoty.

Při spalování paliva procházejí minerální nečistoty řadou reakcí, v důsledku čehož vzniká pevný nehořlavý zbytek zvaný popel. Hmotnost a složení popela není totožné s hmotností a složením minerálních nečistot paliva.

Vlastnosti popela hrají důležitou roli v organizaci provozu kotle a pece. Jeho částice, unášené produkty spalování, obrušují topné povrchy při vysokých rychlostech a při nízkých rychlostech se na ně usazují, což vede ke zhoršení přenosu tepla. Popel odnášený do komína může poškodit životní prostředí, aby se tomu zabránilo, je nutná instalace sběračů popela.

Důležitou vlastností popela je jeho tavitelnost; rozlišuje se mezi žáruvzdorným (nad 1425 ° C), středně tavitelným (1200-1425 ° C) a nízkotajícím (méně než 1200 ° C) popelem. Popel, který prošel fází tavení a přeměnil se na slinutou nebo roztavenou hmotu, se nazývá struska. Teplotní charakteristika tavitelnosti popela má velký význam pro zajištění spolehlivého provozu povrchů pece a kotle; správná volba teploty plynů v blízkosti těchto povrchů eliminuje struskování.

Obsah vlhkosti

Vlhkost je nežádoucí složkou paliva, která je spolu s minerálními nečistotami balastní a snižuje obsah hořlavé části. Kromě toho snižuje tepelnou hodnotu, protože k jejímu odpařování je zapotřebí další energie.

Vlhkost v palivu může být vnitřní nebo vnější. Vnější vlhkost je obsažena v kapilárách nebo zachycena na povrchu. S chemickým věkem množství kapilární vlhkosti klesá. Čím menší jsou kusy paliva, tím větší je povrchová vlhkost. Vnitřní vlhkost vstupuje do organické hmoty.

Obsah vlhkosti v palivu snižuje spalovací teplo a vede ke zvýšení spotřeby paliva. Současně se zvyšuje objem spalin, zvyšují se tepelné ztráty spalinami a snižuje se účinnost kotlové jednotky. Vysoká vlhkost v zimě vede ke zmrazení uhlí, obtížím při mletí a ke snížení tekutosti.

Způsoby spalování paliva v závislosti na typu pece

Hlavní typy spalovacích zařízení:

• vrstvené,
• komora.

Vrstvené pece jsou určeny ke spalování kusového pevného paliva. Mohou být husté a fluidní. Při hoření v husté vrstvě prochází spalovací vzduch vrstvou bez ovlivnění její stability, to znamená, že gravitace hořících částic převyšuje dynamický tlak vzduchu. Při hoření ve fluidní vrstvě v důsledku zvýšené rychlosti vzduchu přecházejí částice do stavu „varu“. V tomto případě dochází k aktivnímu míchání okysličovadla s palivem, díky čemuž je spalování paliva intenzivnější.

NA komorové pece spalovat tuhé práškové palivo i kapalné a plynné. Komorové pece se dělí na cyklonové a světlice. Během spalování plamenem by částice uhlí neměly být větší než 100 mikronů, hoří v objemu spalovací komory. Cyklonové spalování umožňuje větší velikost částic; pod vlivem odstředivých sil se vrhají na stěny pece a ve spirálovém proudu ve vysokoteplotní zóně zcela vyhoří.

Spalování paliva. Hlavní fáze procesu

V procesu spalování tuhého paliva lze rozlišovat určité fáze: ohřev a odpařování vlhkosti, sublimace těkavých látek a tvorba zbytků koksu, spalování těkavých látek a koksu a tvorba strusky. Toto rozdělení procesu spalování je relativně libovolné, protože i když tyto fáze probíhají postupně, částečně se navzájem překrývají. Takže sublimace těkavých látek začíná před konečným odpařením veškeré vlhkosti, tvorba těkavých látek nastává současně s procesem jejich spalování, stejně jako nástup oxidace zbytku koksu předchází spalování těkavých látek a dodatečné spalování koksu může také probíhat po tvorbě strusky.

Doba toku v každém stupni spalovacího procesu je do značné míry určena vlastnostmi paliva. Stupeň spalování koksu vydrží nejdelší dobu, a to i pro paliva s vysokou těkavostí. Různé provozní faktory a konstrukční vlastnosti pece mají významný dopad na dobu trvání fází spalovacího procesu.

1. Příprava paliva před zapálením

Palivo vstupující do pece se ohřívá, v důsledku čehož se za přítomnosti vlhkosti odpařuje a palivo vysychá. Doba potřebná k ohřevu a sušení závisí na množství vlhkosti a teplotě, při které se palivo dodává do spalovacího zařízení. U paliv s vysokým obsahem vlhkosti (rašelina, mokré hnědé uhlí) je fáze ohřevu a sušení relativně dlouhá.

Palivo se dodává do skládaných pecí při teplotě blízké teplotě okolí. Pouze v zimě, kdy zamrzne uhlí, je jeho teplota nižší než v kotelně. Při spalování ve světlicích a vírových pecích je palivo podrobeno drcení a mletí spolu s sušením horkým vzduchem nebo spalinami. Čím vyšší je teplota přiváděného paliva, tím méně času a tepla je zapotřebí k jeho zahřátí na zápalnou teplotu.

K sušení paliva v peci dochází v důsledku dvou zdrojů tepla: konvekčního tepla spalin a sálavého tepla hořáku, vyzdívky a strusky.

V komorových pecích se ohřev provádí hlavně díky prvnímu zdroji, tj. Přimíchávání produktů spalování k palivu v okamžiku jeho zavedení. Jedním z důležitých požadavků na konstrukci zařízení pro zavádění paliva do pece je proto zajištění intenzivního sání produktů spalování. Vyšší teplota v topeništi také přispívá ke kratší době ohřevu a sušení. Za tímto účelem se při spalování paliv se začátkem uvolňování těkavých látek při vysokých teplotách (více než 400 ° C) vyrábějí zápalné pásy v komorových pecích, to znamená, že uzavírají štítové trubky žáruvzdorným tepelně izolačním materiálem aby se snížilo jejich vnímání tepla.

Při spalování paliva v loži je role každého typu zdroje tepla určena konstrukcí pece. V pecích s řetězovými rošty se ohřev a sušení provádí hlavně sálavým teplem hořáku. V pecích s pevným roštem a přívodem paliva shora dochází k ohřevu a sušení v důsledku toho, že produkty spalování procházejí vrstvou zdola nahoru.

V procesu ohřevu na teploty nad 110 ° C začíná tepelný rozklad organických látek, které tvoří paliva. Nejméně silné sloučeniny jsou ty, které obsahují značné množství kyslíku. Tyto sloučeniny se rozkládají za relativně nízkých teplot za vzniku těkavých látek a pevného zbytku, který se skládá hlavně z uhlíku.

Paliva, která jsou v chemickém složení mladá a obsahují hodně kyslíku, mají nízkou teplotu na začátku uvolňování plynných látek a dávají jim vyšší procento. Paliva s nízkým obsahem sloučenin kyslíku mají nízkou výtěžnost těkavosti a vyšší bod vzplanutí.

Obsah molekul v tuhých palivech, které se při zahřátí snadno rozkládají, také ovlivňuje reaktivitu netěkavých zbytků.Za prvé k rozkladu hořlavé hmoty dochází hlavně na vnějším povrchu paliva. Při dalším zahřívání se uvnitř palivových částic začnou objevovat pyrogenetické reakce, tlak v nich stoupá a vnější plášť se rozbije. Při spalování paliv s vysokým výtěžkem těkavých látek se koksový zbytek stává pórovitým a má větší povrch ve srovnání s hustým pevným zbytkem.

2. Proces spalování plynných sloučenin a koksu

Skutečné spalování paliva začíná zapálením těkavých látek. V průběhu přípravy paliva dochází k větveným řetězovým reakcím oxidace plynných látek, které nejdříve probíhají nízkou rychlostí. Uvolněné teplo je vnímáno povrchy pece a je částečně akumulováno ve formě energie pohybujících se molekul. To vede ke zvýšení rychlosti řetězových reakcí. Při určité teplotě probíhají oxidační reakce takovou rychlostí, že uvolněné teplo zcela pokrývá absorpci tepla. Tato teplota je bod vzplanutí.

Teplota vznícení není konstantní, záleží jak na vlastnostech paliva, tak na podmínkách v zapalovací zóně, v průměru je to 400-600 ° C. Po zapálení plynné směsi způsobí další samovolné zrychlení oxidačních reakcí zvýšení teploty. Pro udržení spalování je nutný nepřetržitý přísun oxidačních a hořlavých látek.

Zapálení plynných látek vede k obalení koksových částic do požárního obalu. Spalování koksu začíná, když končí spalování těkavých látek. Pevná částice se zahřívá na vysokou teplotu a se snižováním množství těkavých látek se zmenšuje tloušťka mezní hořící vrstvy a kyslík se dostává na horký uhlíkový povrch.

Spalování koksu začíná při teplotě 1 000 ° C a je to nejdelší proces. Důvodem je to, že zaprvé klesá koncentrace kyslíku a zadruhé heterogenní reakce probíhají pomaleji než homogenní. Ve výsledku je doba spalování částice tuhého paliva určena hlavně dobou spalování zbytku koksu (asi 2/3 celkové doby). U paliv s vysokým výtěžkem těkavých látek je pevný zbytek menší než ½ původní hmotnosti částic, proto k jejich spalování dochází rychle a možnost podpálení je nízká. Chemicky stará paliva mají husté částice, jejichž spalování trvá téměř celou dobu strávenou v peci.

Koksový zbytek většiny pevných paliv je převážně a pro některé druhy zcela složen z uhlíku. Ke spalování pevného uhlíku dochází za vzniku oxidu uhelnatého a oxidu uhličitého.

Optimální podmínky pro odvod tepla

Vytvoření optimálních podmínek pro spalování uhlíku je základem pro správnou konstrukci technologické metody spalování tuhých paliv v kotelních jednotkách. Následující faktory mohou ovlivnit dosažení nejvyššího uvolňování tepla v peci: teplota, přebytek vzduchu, tvorba primární a sekundární směsi.

Teplota... Uvolňování tepla během spalování paliva významně závisí na teplotním režimu pece. Při relativně nízkých teplotách dochází v jádře hořáku k nedokonalému spalování hořlavých látek; ve spalinách zůstávají oxid uhelnatý, vodík a uhlovodíky. Při teplotách od 1 000 do 1 800–2 000 ° C je možné dosáhnout úplného spalování paliva.

Přebytečný vzduch... Specifické vytváření tepla dosahuje své maximální hodnoty úplným spalováním a poměrem přebytečného vzduchu k jednotce. Se snížením poměru přebytečného vzduchu klesá uvolňování tepla, protože nedostatek kyslíku vede k oxidaci méně paliva. Úroveň teploty klesá, reakční rychlosti se snižují, což vede k prudkému snížení uvolňování tepla.

Zvýšení poměru přebytečného vzduchu větší než jedna snižuje tvorbu tepla ještě více než nedostatek vzduchu.Ve skutečných podmínkách spalování paliva v kotlových pecích nejsou dosaženy mezní hodnoty uvolňování tepla, protože nedochází k úplnému spalování. To do značné míry závisí na tom, jak jsou organizovány procesy tvorby směsi.

Procesy míchání... V komorových pecích se primárního směšování dosahuje sušením a mícháním paliva se vzduchem, přiváděním části vzduchu (primárního) do přípravné zóny, vytvářením široce otevřeného hořáku se širokou plochou a vysokou turbulencí za použití ohřátého vzduchu.

Ve vrstvených pecích je primárním úkolem míchání dodávat požadované množství vzduchu do různých spalovacích zón na roštu.

Aby se zajistilo dodatečné spalování plynných produktů neúplného spalování a koksu, jsou organizovány procesy tvorby sekundární směsi. Tyto procesy jsou usnadňovány: přívodem sekundárního vzduchu vysokou rychlostí, vytvořením takové aerodynamiky, při které je dosaženo rovnoměrného naplnění celé pece hořákem, a v důsledku toho doby zdržení plynů a částic koksu v peci zvyšuje.

3. Tvorba strusky

V procesu oxidace hořlavé hmoty tuhého paliva dochází také k významným změnám v minerálních nečistotách. Nízkotavitelné látky a slitiny s nízkou teplotou tání rozpouštějí žáruvzdorné sloučeniny.

Předpokladem pro normální provoz kotlů je nepřetržité odstraňování spalin a vzniklé strusky.

Během spalování vrstev může tvorba strusky vést k mechanickému podhoření - minerální nečistoty obklopují nespálené části koksu nebo viskózní struska může blokovat průchod vzduchu a blokovat přístup kyslíku ke spalovacímu koksu. Ke snížení podpálení se používají různá opatření - v pecích s řetězovými rošty se zvyšuje čas strávený na struskovém roštu a provádí se časté shuring.

Ve vrstvených pecích se struska odstraňuje v suché formě. V komorových pecích může být odstraňování strusky suché nebo kapalné.

Spalování paliva je tedy složitý fyzikálně-chemický proces, který je ovlivňován velkým množstvím různých faktorů, ale při navrhování kotlů a pecí je třeba vzít v úvahu všechny z nich.

Spalování - benzín

Spalování benzínu s detonací je doprovázeno výskytem ostrých kovových klepání, černého kouře na výfuku, zvýšení spotřeby benzínu, poklesu výkonu motoru a dalších negativních jevů.

Spalování benzínu v motoru závisí také na poměru přebytečného vzduchu. Při hodnotách a 0 9 - j - 1 1 je rychlost předplamenových oxidačních procesů v pracovní směsi nejvyšší. Proto jsou při těchto hodnotách a vytvořeny nejpříznivější podmínky pro nástup detonace.

Po spalování benzínu se celková hmotnost těchto znečišťujících látek významně zvýšila spolu s obecným přerozdělováním jejich množství. Procento benzenu v kondenzátu z výfukových plynů automobilu bylo asi 1 až 7krát vyšší než v benzinu; obsah toluenu byl 3krát vyšší a obsah xylenu 30krát vyšší. Je známo, že se v tomto případě tvoří sloučeniny kyslíku a počet iontů, charakteristických pro těžší nenasycené sloučeniny olefinové nebo cykloparafinové řady a zejména acetylenové nebo dienové řady, prudce stoupá. Obecně lze říci, že změny v Haagen-Smitově komoře připomínaly změny potřebné k tomu, aby složení typických vzorků výfukových plynů vozidel bylo podobné jako u vzorků smogu v Los Angeles.

Výhřevnost benzínu závisí na jeho chemickém složení. Proto mají uhlovodíky bohaté na vodík (například parafinické) velké spalné teplo.

Produkty spalování benzínu expandují ve spalovacím motoru podél polytropu n1 27 z 30 na 3 at. Počáteční teplota plynů je 2100 ° C; hmotnostní složení produktů spalování 1 kg benzínu je následující: CO23 135 kg, H2 1 305 kg, O20 34 kg, N2 12 61 kg.Určete expanzní práci těchto plynů, pokud se do válce současně přivádějí 2 g benzínu.

Při spalování benzínu z tepelné elektrárny se tvoří uhlíkové usazeniny, které obsahují oxid olovnatý.

Při spalování benzínu v pístových spalovacích motorech jsou téměř všechny vytvořené produkty odváděny spolu s výfukovými plyny. Pouze relativně malá část produktů neúplného spalování paliva a oleje, malé množství anorganických sloučenin vytvořených z prvků zaváděných palivem, vzduchem a olejem, se ukládá ve formě uhlíkových usazenin.

Při hoření benzínu s tetraethyl olovem se zjevně tvoří oxid olovnatý, který taje pouze při teplotě 900 ° C a může se odpařovat při velmi vysoké teplotě, která překračuje průměrnou teplotu ve válci motoru. Aby se zabránilo usazování oxidu olovnatého v motoru, zavádějí se do lapače ethylu speciální látky - lapače. Halogenované uhlovodíky se používají jako lapače. Obvykle se jedná o sloučeniny obsahující brom a chlor, které také spalují a váží olovo v nových bromidových a chloridových sloučeninách.

Když se benzín spaluje z tepelné elektrárny, vytvářejí se uhlíkové usazeniny, které obsahují oxid olovnatý.

Během spalování benzínu obsahujícího čistý TPP se v motoru ukládá plak olovnatých sloučenin. Složení ethylacetátu R-9 (podle hmotnosti): tetraethyl olovo 54 0%, bromethan 33 0%, monochlornaftalen 6 8 0 5%, plnivo - letectví - benzín - až 100%; barvíme tmavě červeně 1 g na 1 kg směsi.

Při spalování benzinu s obsahem TPP se v motoru vytváří oxid fistula s nízkou těkavostí; protože teplota tání oxidu olovnatého je poměrně vysoká (888), jeho část (asi 10%, počítáno na olovo zavedené s benzínem) se ukládá jako pevný zbytek na stěny spalovací komory, svíčky a ventily, což vede k rychlá porucha motoru.

Když se benzín spaluje v motoru automobilu, vytvářejí se také menší molekuly a uvolněná energie se distribuuje ve větším objemu.

Plyny žhavé ze spalování toku benzínu kolem výměníku 8 tepla (uvnitř ze strany spalovací komory a dále skrz okna 5 venku, procházející skrz komoru 6 spalin) a ohřívají vzduch v kanálu výměníku tepla. Dále jsou horké výfukové plyny přiváděny výfukovým potrubím 7 pod jímkou ​​a ohřívají motor zvenčí a horký vzduch z výměníku tepla je přiváděn přes odvzdušňovač do klikové skříně a ohřívá motor zevnitř. Za 1 5 - 2 minuty po zahájení ohřevu se žhavicí svíčka vypne a spalování v ohřívači pokračuje bez jeho účasti. Po 7 - 13 minutách od okamžiku přijetí impulzu ke spuštění motoru se olej v klikové skříni zahřeje na teplotu 30 C (při teplotě okolí až -25 C) a jednotka začne pulzovat, po které ohřívač je vypnutý.

Teplota spalování

V tepelném inženýrství se rozlišují následující teploty spalování plynů: tepelný výkon, kalorimetrický, teoretický a skutečný (vypočítaný). Topný výkon tx je maximální teplota produktů úplného spalování plynu v adiabatických podmínkách s koeficientem přebytku vzduchu a = 1,0 a při teplotě plynu a vzduchu rovné 0 ° C:

tx = Qh / (IVcv) (8.11)

kde QH je nejnižší výhřevnost plynu, kJ / m3; IVcp - součet produktů objemů oxidu uhličitého, vodní páry a dusíku vzniklých při spalování 1 m3 plynu (m3 / m3) a jejich průměrných objemových tepelných kapacit při konstantním tlaku v teplotním rozsahu od 0 ° С do tx (kJ / (m3 * ° С).

Kvůli nestálosti tepelné kapacity plynů je tepelný výkon určen metodou postupných aproximací. Jako počáteční parametr se použije jeho hodnota pro zemní plyn (= 2 000 ° C), při a = 1,0 se stanoví objemy složek produktů spalování podle tabulky.8.3, zjistí se jejich průměrná tepelná kapacita a poté se podle vzorce (8.11) vypočítá tepelná kapacita plynu. Pokud se v důsledku výpočtu ukáže, že je nižší nebo vyšší než přijatá, nastaví se jiná teplota a výpočet se opakuje. Tepelný výkon běžných jednoduchých a složitých plynů při hoření v suchém vzduchu je uveden v tabulce. 8.5. Při spalování plynu v atmosférickém vzduchu obsahujícím asi 1 hm. % vlhkosti, produkce tepla klesá o 25-30 ° С.

Kalorimetrická teplota spalování tK je teplota určená bez ohledu na disociaci vodní páry a oxidu uhličitého, ale s přihlédnutím ke skutečné počáteční teplotě plynu a vzduchu. Liší se od tepelného výkonu tx tím, že teploty plynu a vzduchu, jakož i součinitel přebytečného vzduchu a, jsou převzaty z jejich skutečných hodnot. TK můžete určit podle vzorce:

tк = (Qн + qphys) / (ΣVcp) (8.12)

kde qphys je tepelný obsah (fyzické teplo) plynu a vzduchu, měřený od 0 ° C, kJ / m3.

Přírodní a zkapalněné ropné plyny se před spalováním obvykle nezahřívají a jejich objem ve srovnání s objemem spalovacího vzduchu je malý.

Tabulka 8.3.

Průměrná objemová tepelná kapacita plynů, kJ / (m3 • ° С)

Proto při stanovení kalorimetrické teploty může být tepelný obsah plynů ignorován. Při spalování plynů s nízkou výhřevností (generátor, vysoká pec atd.) Má jejich tepelný obsah (zvláště zahřívaný před spalováním) velmi významný vliv na kalorimetrickou teplotu.

Závislost kalorimetrické teploty zemního plynu průměrného složení na vzduchu s teplotou 0 ° C a vlhkostí 1% na koeficientu přebytku vzduchu a je uvedena v tabulce. 8.5, pro LPG, pokud je spalován na suchém vzduchu - v tabulce. 8.7. Data tabulky. 8.5-8.7 je možné se s dostatečnou přesností řídit při stanovení kalorimetrické teploty spalování jiných přírodních plynů, které mají relativně podobné složení, a uhlovodíkových plynů téměř jakéhokoli složení. Pokud je nutné dosáhnout vysoké teploty při spalování plynů s nízkými koeficienty přebytku vzduchu a také zvýšit účinnost pecí, v praxi se vzduch zahřívá, což vede ke zvýšení kalorimetrické teploty (viz tabulka 8.6) .

Tabulka 8.4.

Topná kapacita plynů v suchém vzduchu

Tabulka 8.5.

Kalorimetrické a teoretické teploty spalování zemního plynu na vzduchu s t = 0 ° С a vlhkostí 1% * v závislosti na koeficientu přebytku vzduchu a

>

Teoretická teplota spalování tT je maximální teplota určená podobně jako kalorimetrická teplota tK, ale s korekcí na endotermické (vyžadující teplo) reakce disociace oxidu uhličitého a vodní páry, se zvětšením objemu:

СО2 ‹–› СО + 0,5О2 - 283 mJ / mol (8,13)

Н2О ‹–› Н2 + 0,5О2 - 242 mJ / mol (8,14)

Při vysokých teplotách může disociace vést k tvorbě atomových vodíkových, kyslíkových a OH hydroxylových skupin. Kromě toho spalování plynu vždy produkuje určité množství oxidu dusíku. Všechny tyto reakce jsou endotermické a vedou ke snížení teploty spalování.

Tabulka 8.6.

Kalorimetrická teplota spalování zemního plynu tу, ° С, v závislosti na poměru přebytečného suchého vzduchu a jeho teplotě (zaokrouhlené hodnoty)

Tabulka 8.7.

Kalorimetrická teplota spalování tK komerčního propanu v suchém vzduchu s t = 0 ° С v závislosti na koeficientu přebytku vzduchu a

Teoretickou teplotu spalování lze určit pomocí následujícího vzorce:

tT = (Qн + qphys - qdis) / (ΣVcp) (8,15)

kde qduc je celková spotřeba tepla pro disociaci СО2 a Н2О ve spalovacích produktech, kJ / m3; IVcp - součet produktu objemu a průměrné tepelné kapacity produktů spalování s přihlédnutím k disociaci na 1 m3 plynu.

Jak vidíte z tabulky. 8.8, při teplotách do 1 600 ° C může být stupeň disociace ignorován a teoretická teplota spalování může být rovna kalorimetrické teplotě. Při vyšších teplotách může stupeň disociace významně snížit teplotu v pracovním prostoru. V praxi to není nijak zvlášť nutné, teoretická teplota spalování musí být stanovena pouze u vysokoteplotních pecí pracujících na předehřátém vzduchu (například pece s otevřeným ohněm). U kotelen to není nutné.

Skutečná (vypočítaná) teplota produktů spalování td je teplota, které je dosaženo za reálných podmínek v nejteplejším bodě plamene. Je nižší než teoretická a závisí na tepelných ztrátách do okolí, stupni přenosu tepla ze spalovací zóny sáláním, délce spalovacího procesu v čase atd. Skutečné průměrné teploty v pecích pecí a kotlů jsou stanoveno tepelnou bilancí nebo přibližně teoretickou nebo kalorimetrickou teplotou spalování na teplotě v pecích se zavedením experimentálně stanovených korekčních faktorů do nich:

td = t (8,16)

kde n - t. n. pyrometrický koeficient v rámci:

• pro vysoce kvalitní tepelné a topné pece s tepelnou izolací - 0,75-0,85;
• pro zapečetěné pece bez tepelné izolace - 0,70-0,75;
• pro stíněné kotlové pece - 0,60-0,75.

V praxi je nutné znát nejen adiabatické teploty spalování uvedené výše, ale také maximální teploty vyskytující se v plameni. Jejich přibližné hodnoty jsou obvykle stanoveny experimentálně spektrografickými metodami. Maximální teploty vznikající ve volném plameni ve vzdálenosti 5–10 mm od horní části kuželového čela spalování jsou uvedeny v tabulce. 8.9. Analýza předložených údajů ukazuje, že maximální teploty v plameni jsou menší než tepelný výkon (kvůli spotřebě tepla pro disociaci H2O a CO2 a odvodu tepla ze zóny plamene).

• Domov
• Adresář
• Charakteristiky spalování plynů
• Teplota spalování

Spalování - ropný produkt

Spalování ropných produktů na nábřeží tankové farmy je eliminováno okamžitým přísunem pěny.

Spalování ropných produktů na nábřeží tankové farmy je eliminováno okamžitým přísunem pěny.

Během spalování ropných produktů se jejich bod varu (viz tabulka 69) postupně zvyšuje v důsledku probíhající frakční destilace, v souvislosti s níž stoupá také teplota horní vrstvy.

Při spalování oleje v nádrži je horní část horního pásu nádrže vystavena plamenům. Při spalování oleje na nižší úrovni může být výška volné strany nádrže v kontaktu s plamenem značná. V tomto režimu spalování se může nádrž zhroutit. Voda z požárních trysek nebo ze stacionárních zavlažovacích prstenců, padající na vnější část horních stěn nádrže, je ochlazuje (obr.15.1), čímž se zamezí nehodě a šíření oleje na násyp, čímž se vytvoří příznivější podmínky pro použití vzduchem mechanické pěny.

Zajímavé jsou výsledky studia spalování ropných produktů a jejich směsí.

Jeho teplota při spalování ropných produktů je: benzín 1200 C, petrolej traktoru 1100 C, motorová nafta 1100 C, ropa 1100 C, topný olej 1000 C. Při spalování dřeva ve stohu dosahuje teplota turbulentního plamene 1200 - 1300 C.

Obzvláště velké studie v oblasti fyziky spalování ropných produktů a jejich hašení byly provedeny za posledních 15 let v Ústředním výzkumném ústavu požární ochrany (TsNIIPO), Energetickém ústavu Akademie věd SSSR (ENIN) a řada dalších výzkumných a vzdělávacích ústavů.

Příkladem negativní katalýzy je potlačení spalování ropných produktů přidáním halogenovaných uhlovodíků.

Voda podporuje pěnění a tvorbu emulzí během spalování ropných produktů s bodem vzplanutí 120 ° C a vyšším. Emulze, pokrývající povrch kapaliny, izoluje ji od kyslíku ve vzduchu a také brání úniku par z ní.

Spalování zkapalněných uhlovodíkových plynů v izotermických nádržích se neliší od spalování ropných produktů. Rychlost spalování v tomto případě lze vypočítat podle vzorce (13) nebo určit experimentálně. Zvláštností spalování zkapalněných plynů za izotermických podmínek je to, že teplota celé hmoty kapaliny v nádrži se rovná bodu varu při atmosférickém tlaku. U vodíku, metanu, etanu, propanu a butanu jsou tyto teploty - 252, - 161, - 88, - 42 a 0,5 ° C.

Výzkum a praxe hašení požárů ukázaly, že aby se zastavilo spalování ropného produktu, musí pěna zcela pokrýt celý svůj povrch vrstvou určité tloušťky. Všechny pěny s nízkou rychlostí expanze jsou neúčinné při hašení požárů ropných produktů v nádržích při nižší úrovni zaplavení. Pěna padající z velké výšky (6 - 8 m) na povrch paliva se namočí a obalí filmem paliva, vyhoří nebo se rychle zhroutí. Pouze pěna s multiplicitou 70 - 150 může být házena do hořící nádrže pomocí sklopných trysek.