ویژگی های احتراق سوخت جامد. سوخت و تئوری احتراق پایه طرح های کوره

ویژگی های احتراق سوخت جامد

گازهای قابل احتراق و بخارات قیر (به اصطلاح فرار) که در طی تجزیه حرارتی سوخت جامد طبیعی در طول گرمایش آزاد می شوند و با اکسید کننده (هوا) مخلوط می شوند، در دماهای بالا کاملاً مانند سوخت گازی معمولی می سوزند. به همین دلیل، سوزاندن سوخت‌هایی با بازدهی بالای مواد فرار (هیزم، پیت، شیل) مشکلی ایجاد نمی‌کند، مگر اینکه مقدار بالاست موجود در آنها (رطوبت به اضافه مقدار خاکستر) آنقدر زیاد نباشد که مانعی برای آن شود. به دست آوردن دمای لازم برای احتراق

زمان احتراق سوخت با بازده فرار متوسط ​​(زغال سنگ قهوه ای و سخت) و کم (زغال سنگ بدون چربی و آنتراسیت) عملاً با سرعت واکنش روی سطح بقایای کک تشکیل شده پس از انتشار مواد فرار تعیین می شود. احتراق این پسماند نیز آزاد شدن مقدار اصلی گرما را تضمین می کند.

واکنش در سطح مشترک بین دو فاز رخ می دهد(در این مورد روی سطح یک قطعه کک) تماس گرفتناهمگون. حداقل از دو فرآیند متوالی تشکیل شده است: انتشار اکسیژن به سطح و واکنش شیمیایی آن با سوخت (کربن تقریبا خالص باقی مانده پس از انتشار مواد فرار) در سطح. با افزایش طبق قانون آرنیوس، سرعت یک واکنش شیمیایی در دمای بالا به قدری زیاد می شود که تمام اکسیژن وارد شده به سطح بلافاصله واکنش نشان می دهد. در نتیجه، سرعت سوختن فقط به شدت اکسیژن رسانی به سطح ذره در حال سوختن از طریق انتقال جرم و انتشار بستگی دارد. عملاً دیگر تحت تأثیر دمای فرآیند و خواص واکنش باقیمانده کک قرار نمی گیرد. این حالت از واکنش ناهمگن معمولاً انتشار نامیده می شود. احتراق را می توان در این حالت تنها با تشدید رساندن معرف به سطح ذرات سوخت تشدید کرد. این امر با استفاده از روش های مختلف در فایرباکس های مختلف به دست می آید.

فایرباکس های لایه ایسوخت جامد که در لایه ای با ضخامت معین بر روی شبکه توزیع بارگذاری می شود، مشتعل شده و (اغلب از پایین به بالا) با هوا دمیده می شود (شکل 28، a). فیلتر شدن بین قطعات سوخت، اکسیژن را از دست می دهد و به دلیل احتراق زغال سنگ، کاهش بخار آب و دی اکسید کربن توسط زغال سنگ، با اکسیدهای (CO 2، CO) کربن غنی می شود.

برنج. 28. طرح هایی برای سازماندهی فرآیندهای احتراق:

آ- در یک لایه متراکم؛ ب -در حالت گرد و غبار؛ _V -در یک کوره سیکلون؛

G -در بستر سیال؛ که در- هوا؛ تلویزیون -سوخت، هوا؛ ژش -سرباره مایع

منطقه ای که در آن اکسیژن تقریباً به طور کامل ناپدید می شود، منطقه اکسیژن نامیده می شود. ارتفاع آن دو تا سه برابر قطر قطعات سوخت است. گازهایی که از آن خارج می شوند نه تنها حاوی CO 2، H 2 O و N 2 هستند، بلکه گازهای قابل اشتعال CO و H 2 نیز دارند که هم به دلیل کاهش CO 2 و H 2 O توسط زغال سنگ و هم از مواد فرار آزاد شده از زغال سنگ تشکیل می شوند. اگر ارتفاع لایه بزرگتر از ناحیه اکسیژن باشد، پس از ناحیه اکسیژن یک ناحیه کاهشی ایجاد می شود که در آن فقط واکنش های CO 2 + C = 2CO و H 2 O + C = CO + H 2 رخ می دهد. در نتیجه غلظت گازهای قابل اشتعال خارج شده از لایه با افزایش ارتفاع آن افزایش می یابد.

در فایرباکس های لایه ای سعی می کنند ارتفاع لایه را برابر یا بیشتر از ارتفاع ناحیه اکسیژن نگه دارند. برای پس سوزی محصولات حاصل از احتراق ناقص (H 2 , CO) که از لایه خارج می شوند و همچنین برای پس سوزی گرد و غبار حاصل از آن، هوای اضافی به حجم احتراق بالای لایه وارد می شود.

مقدار سوخت سوزانده شده متناسب با مقدار هوای عرضه شده است، با این حال، افزایش سرعت هوا بالاتر از حد معین، پایداری لایه متراکم را نقض می کند، زیرا هوا در مکان های خاصی از لایه عبور می کند، دهانه ها را تشکیل می دهد. از آنجایی که سوخت پلی دیسپرس همیشه در لایه بارگذاری می شود، حذف ریزه ها افزایش می یابد. هرچه ذرات بزرگتر باشند، هوای سریع‌تری می‌تواند در لایه دمیده شود، بدون اینکه پایداری آن به خطر بیفتد. اگر گرمای "احتراق" 1 متر مکعب هوا را در شرایط عادی در α in = 1 برابر با 3.8 مگاژول برای تخمین های تقریبی در نظر بگیریم و آن را به صورت w nکاهش یافته است شرایط عادیجریان هوا در واحد سطح رنده (m/s)، سپس ولتاژ حرارتی آینه احتراق (MW/m2) خواهد بود.

q R = 3.8W n / α اینچ(105)

دستگاه های احتراق برای احتراق لایه بر اساس روش تامین، جابجایی و پیچ کردن لایه سوخت روی رنده طبقه بندی می شوند. در کوره های غیر مکانیزه که هر سه عملیات در آنها به صورت دستی انجام می شود، بیش از 300 - 400 کیلوگرم در ساعت نمی توان زغال سنگ سوزاند. پرکاربردترین آنها در صنعت، فایرباکس های لایه ای کاملاً مکانیزه با پرتاب کننده های پنومومکانیکی و شبکه برگشت زنجیر هستند (شکل 29). ویژگی آنها احتراق سوخت بر روی یک توری است که به طور مداوم با سرعت 1-15 متر در ساعت در حال حرکت است، که به شکل یک تسمه نقاله طراحی شده است که توسط یک موتور الکتریکی هدایت می شود. شبکه رنده متشکل از عناصر رنده جداگانه است که بر روی زنجیره های لولای بی پایان که توسط "ستاره ها" هدایت می شوند، نصب شده اند. هوای مورد نیاز برای احتراق از طریق شکاف بین عناصر رنده در زیر رنده تامین می شود.

برنج. 29. طرح جعبه آتش با پرتاب کننده پنومومکانیکی و شبکه برگشت زنجیر:

1 - پارچه رنده ای؛ 2 - چرخ دنده درایو؛ 3 - لایه سوخت و سرباره؛ 4 – 5 - روتور کاستور؛ 6 - تغذیه تسمه; 7 - پناهگاه سوخت؛ 8 - حجم احتراق؛ 9 - لوله های صفحه نمایش؛ 10 - 11 - پوشش کوره؛ 12 - مهر و موم پشت; 13 - پنجره هایی برای تامین هوا در زیر لایه

کوره های مشعل. در قرن گذشته، تنها زغال سنگی که حاوی ریزدانه نبود (معمولاً کسری از 6 تا 25 میلی متر) برای احتراق در کوره های لایه ای استفاده می شد (و در آن زمان هیچ دیگری وجود نداشت). کسری کوچکتر از 6 میلی متر - staub (از staub آلمانی - گرد و غبار) زباله بود. در آغاز این قرن، روشی برای احتراق آن به صورت پودر ساخته شد که در آن زغال سنگ تا 0.1 میلی‌متر خرد می‌شد و آنتراسیت‌های سخت سوزانده شده حتی ریزتر خرد می‌شدند. چنین ذرات گرد و غبار توسط جریان گاز منتقل می شوند، سرعت نسبی بین آنها بسیار کم است. اما زمان احتراق آنها بسیار کوتاه است - ثانیه و کسری از ثانیه. به همین دلیل، با سرعت عمودی گاز کمتر از 10 متر بر ثانیه و ارتفاع کافی کوره (ده‌ها متر در دیگ‌های بخار مدرن)، گرد و غبار در حین حرکت همراه با گاز زمان دارد تا کاملاً بسوزد. مشعل به خروجی کوره.

این اصل اساس جعبه های آتش سوزی مشعل (محفظه ای) را تشکیل می دهد که گرد و غبار قابل احتراق ریز آسیاب شده به همراه هوای لازم برای احتراق از طریق مشعل ها دمیده می شود (شکل 28، b را ببینید). ) مشابه نحوه سوزاندن سوخت های گازی یا مایع. علاوه بر این، فایرباکس های محفظه ای برای سوزاندن هر نوع سوختی مناسب هستند که مزیت بزرگ آنها نسبت به فایرباکس های لایه ای است. مزیت دوم توانایی ایجاد یک جعبه آتش برای تقریبا هر قدرت دلخواه است. به همین دلیل، کوره های محفظه ای در حال حاضر جایگاه غالب در بخش انرژی را به خود اختصاص داده اند. در عین حال، گرد و غبار را نمی توان به طور پایدار در کوره های کوچک به ویژه در شرایط کاری متغیر سوزاند؛ بنابراین کوره های زغال سنگ پودر شده با توان حرارتی کمتر از 20 مگاوات ساخته نمی شوند.

سوخت در دستگاه های آسیاب خرد شده و از طریق مشعل های زغال سنگ پودر شده به داخل محفظه احتراق دمیده می شود. هوای انتقال دهنده همراه با گرد و غبار معمولاً هوای اولیه نامیده می شود.

در حین احتراق محفظه سوخت جامد به شکل گرد و غبار، مواد فراری که در طی فرآیند گرمایش آزاد می شوند، در مشعل به عنوان سوخت گازی می سوزند، که به گرم شدن ذرات جامد تا دمای اشتعال کمک می کند و تثبیت مشعل را تسهیل می کند. مقدار هوای اولیه باید برای سوزاندن مواد فرار کافی باشد. این مقدار از 15 تا 25 درصد کل مقدار هوا برای زغال سنگ با بازده کم مواد فرار (به عنوان مثال، آنتراسیت) تا 20 تا 55 درصد برای سوخت های با بازده بالا (زغال سنگ قهوه ای) متغیر است. مابقی هوای لازم برای احتراق (به آن ثانویه می گویند) به طور جداگانه به آتشدان می رسد و در طی فرآیند احتراق با گرد و غبار مخلوط می شود.

برای اینکه گرد و غبار مشتعل شود، ابتدا باید آن را تا دمای کافی گرم کرد. همراه با آن، طبیعتاً لازم است هوای انتقال دهنده آن (یعنی هوای اولیه) گرم شود. این کار قابل انجام است فقط با مخلوط کردن محصولات احتراق داغ در جریان تعلیق غبار.

سازماندهی خوب احتراق سوخت های جامد (به خصوص سخت سوزاندن، با بازده فرار کم) با استفاده از مشعل های به اصطلاح حلزونی تضمین می شود (شکل 30).

برنج. 30. مشعل حلزونی جریان مستقیم برای سوخت جامد پودر شده: که در- هوا؛ تلویزیون -سوخت، هوا

گرد و غبار زغال سنگ با هوای اولیه از طریق یک لوله مرکزی به آنها وارد می شود و به لطف وجود یک تقسیم کننده، به شکل یک جت نازک حلقوی به داخل کوره خارج می شود. هوای ثانویه از طریق "حلزون" تامین می شود، به شدت در آن می چرخد ​​و با خروج از آتشدان، یک مشعل چرخشی متلاطم قدرتمند ایجاد می کند که مکش مقادیر زیادی گازهای داغ را از هسته مشعل به دهانه مشعل تضمین می کند. . این باعث تسریع گرم شدن مخلوط سوخت با هوای اولیه و احتراق آن می شود، یعنی تثبیت شعله خوبی ایجاد می کند. هوای ثانویه به دلیل تلاطم شدید با گرد و غبار مشتعل شده به خوبی مخلوط می شود. بزرگترین ذرات غبار در طول پرواز خود در جریان گاز در حجم احتراق می سوزند.

هنگام شعله ور شدن گرد و غبار زغال سنگ، در هر زمان معینی سوخت ناچیز در کوره وجود دارد - بیش از چند ده کیلوگرم. این امر باعث می شود که فرآیند شعله ور شدن به تغییرات در مصرف سوخت و هوا بسیار حساس باشد و در موارد بسیار مهم، تغییرات تقریباً آنی در بهره وری کوره، مانند هنگام سوزاندن نفت کوره یا گاز، امکان پذیر است. در عین حال، این امر الزامات اطمینان از تامین گرد و غبار کوره را افزایش می دهد، زیرا کوچکترین وقفه (چند ثانیه!) منجر به خاموش شدن مشعل می شود که با خطر انفجار در هنگام تامین همراه است. گرد و غبار از سر گرفته می شود به همین دلیل در کوره های زغال سنگ پودر شده معمولا چندین مشعل نصب شده است.

در حین احتراق پودری سوخت، دمای بالا (تا 1400-1500 درجه سانتیگراد) در هسته مشعل واقع در نزدیکی دهانه مشعل ایجاد می شود که در آن خاکستر مایع یا خمیری می شود. چسبندگی این خاکستر به دیواره های کوره می تواند منجر به رشد بیش از حد آنها با سرباره شود. به همین دلیل، احتراق سوخت پودر شده بیشتر در دیگهای بخار استفاده می شود که در آن دیواره های کوره با لوله های خنک کننده با آب (صفحه نمایش) بسته می شود، که در نزدیکی آنها گاز خنک می شود و ذرات خاکستر معلق در آن قبل از تماس با دیوار زمان سفت شدن دارند. . از احتراق پودری نیز می توان در کوره هایی با حذف سرباره مایع استفاده کرد که در آن دیواره ها با لایه نازکی از سرباره مایع پوشانده شده و ذرات خاکستر مذاب در این فیلم به پایین جریان می یابند.

تنش حرارتی حجمی در کوره های زغال سنگ پودر شده معمولاً 150-175 کیلووات بر متر مکعب است که در کوره های کوچک به 250 کیلووات بر متر مکعب افزایش می یابد. با اختلاط خوب هوا و سوخت پذیرفته می شود α در=1.2÷1.25; q خز= 0.5÷6٪ (تعداد زیاد - هنگام سوزاندن آنتراسیت در آتشدان های کوچک). q شیمیایی= 0 ÷1%.

در کوره های محفظه ای، پس از آسیاب اضافی، امکان سوزاندن ضایعات زغال سنگ تولید شده در حین غنی سازی آنها در کارخانه های کک (محصول صنعتی)، غربالگری کک و حتی لجن کک ریزتر وجود دارد.

کوره های سیکلونیکیک روش احتراق خاص در کوره های سیکلون انجام می شود. آنها از ذرات نسبتاً کوچک زغال سنگ (معمولاً ریزتر از 5 میلی متر) استفاده می کنند و هوای مورد نیاز برای احتراق با سرعت های بسیار زیاد (تا 100 متر بر ثانیه) به طور مماس با مولد سیکلون تأمین می شود. یک گرداب قدرتمند در کوره ایجاد می شود و ذرات را به یک حرکت گردشی می کشاند که در آن به شدت توسط یک جریان دمیده می شوند. در نتیجه احتراق شدید در کوره، دمای نزدیک به آدیاباتیک (تا 2000 درجه سانتیگراد) ایجاد می شود. خاکستر زغال سنگ ذوب می شود، سرباره مایع از دیوارها جاری می شود. به دلایلی، استفاده از چنین کوره‌هایی در بخش انرژی کنار گذاشته شد و اکنون از آنها به عنوان کوره‌های فناوری استفاده می‌شود - برای سوزاندن گوگرد برای تولید SO 2 در تولید H 2 SO 4، برشته کردن سنگ معدن و غیره. گاهی اوقات آتش سوزی خنثی سازی فاضلاب در کوره های سیکلون انجام می شود، یعنی سوزاندن مواد مضر موجود در آنها به دلیل تامین سوخت اضافی (معمولاً گازی یا مایع).

کوره های بستر سیال.احتراق پایدار یک مشعل زغال سنگ پودر شده فقط در دمای بالا در هسته آن امکان پذیر است - نه کمتر از 1300-1500 درجه سانتیگراد. در این دماها، نیتروژن هوا با توجه به واکنش N 2 + O 2 = 2NO شروع به اکسید شدن قابل توجهی می کند. مقدار معینی NO نیز از نیتروژن موجود در سوخت تشکیل می شود. اکسید نیتروژن آزاد شده همراه با گازهای دودکش در اتمسفر بیشتر به دی اکسید NO 2 بسیار سمی اکسید می شود. در اتحاد جماهیر شوروی، حداکثر غلظت مجاز NO 2 (MPC)، ایمن برای سلامت انسان، در هوای مناطق پرجمعیت 0.085 میلی گرم بر متر مکعب است. برای اطمینان از این امر، نیروگاه های حرارتی بزرگ باید دودکش های بلندی بسازند که گازهای دودکش را در بزرگترین منطقه ممکن پراکنده کنند. در عین حال، هنگامی که تعداد زیادی از ایستگاه ها نزدیک به یکدیگر متمرکز می شوند، این کمکی نمی کند.

در تعدادی از کشورها، این MPC نیست که تنظیم می شود، بلکه میزان انتشار مضر به ازای هر واحد گرمای آزاد شده در طی احتراق سوخت است. به عنوان مثال، در ایالات متحده، شرکت های بزرگ مجاز به انتشار 28 میلی گرم اکسید نیتروژن در هر 1 مگا ژول گرمای احتراق هستند. در اتحاد جماهیر شوروی، استانداردهای انتشار برای سوخت های مختلفاز 125 تا 480 میلی گرم بر متر مکعب.

هنگام سوزاندن سوخت های حاوی گوگرد، SO 2 سمی تشکیل می شود که اثر آن بر روی انسان نیز با اثر NO 2 تجمعی است.

این انتشارات باعث تشکیل دود فتوشیمیایی و باران اسیدی، نه تنها بر افراد و حیوانات بلکه پوشش گیاهی را نیز تحت تأثیر قرار می دهد. که در اروپای غربیبه عنوان مثال، چنین بارانی بخش قابل توجهی از جنگل های مخروطی را از بین می برد.

اگر کلسیم و اکسید منیزیم کافی در خاکستر سوخت برای اتصال تمام SO2 وجود نداشته باشد (معمولاً در مقایسه با استوکیومتری واکنش به مقدار اضافی دو یا سه برابر نیاز است)، سنگ آهک CaCO 3 به سوخت اضافه می شود. سنگ آهک در دمای 850-950 درجه سانتیگراد به شدت به CaO و CO 2 تجزیه می شود، اما CaSO4 گچ تجزیه نمی شود، یعنی واکنش از راست به چپ رخ نمی دهد. با این حال، SO 2 سمی به گچ بی ضرر و عملا نامحلول متصل است که همراه با خاکستر حذف می شود.

از سوی دیگر، در فرآیند فعالیت های انسانی، مقدار زیادی زباله قابل احتراق تولید می شود که به معنای عمومی آن سوخت محسوب نمی شود: باطله های آماده سازی زغال سنگ، زباله های معدن زغال سنگ، زباله های متعدد از صنعت خمیر و کاغذ و غیره. بخش های اقتصاد ملی به عنوان مثال، این متناقض است که "سنگ" که در انباشته زباله های عظیم در نزدیکی معادن زغال سنگ انباشته شده است، اغلب به طور خود به خود مشتعل می شود و برای مدت طولانیفضای اطراف را با دود و گرد و غبار آلوده می کند، اما به دلیل خاکستر زیاد، نمی توان آن را نه در فایرباکس های لایه ای و نه محفظه ای سوزاند. در آتش‌باکس‌های لایه‌ای، خاکستر متخلخل در حین احتراق، از نفوذ اکسیژن به ذرات سوخت جلوگیری می‌کند؛ در کوره‌های محفظه‌ای، نمی‌توان دمای بالایی که برای احتراق پایدار لازم است به دست آورد.

اهمیت فوری و فوق العاده توسعه فناوری های بدون زباله که برای بشریت به وجود آمده است، سؤال ایجاد دستگاه های احتراق برای سوزاندن چنین موادی را مطرح کرده است. آنها به جعبه های آتش با یک بستر سیال تبدیل شدند.

سیال (یا جوشان) معمولاً نامیده می شود لایه ای از مواد ریزدانه که از پایین به بالا با گاز با سرعتی فراتر از حد پایداری لایه متراکم دمیده می شود، اما برای حذف ذرات از لایه کافی نیست.گردش شدید ذرات در حجم محدود محفظه، تصور یک مایع به سرعت در حال جوش را ایجاد می کند که منشاء نام را توضیح می دهد.

یک لایه متراکم از ذرات که به طور فیزیکی از پایین دمیده می شوند، پایداری خود را از دست می دهند زیرا مقاومت در برابر فیلتر گاز از طریق آن برابر با وزن ستون مواد در واحد سطح شبکه پشتیبانی می شود. از آنجایی که پسای آیرودینامیکی نیرویی است که گاز بر روی ذرات اثر می‌کند (و بر این اساس، طبق قانون سوم نیوتن، ذرات روی گاز عمل می‌کنند)، پس اگر مقاومت و وزن لایه برابر باشد، ذرات (اگر حالت ایده‌آل را در نظر بگیریم) ) نه روی شبکه، بلکه روی گاز استراحت کنید.

متوسط ​​اندازه ذرات در کوره های بستر سیال معمولاً 2-3 میلی متر است. آنها با سرعت عملیات سیال شدن مطابقت دارند (2-3 برابر بیشتر از آن گرفته می شود w به) 1.5 ÷ 4 m/s. این با توجه به مساحت شبکه توزیع گاز برای یک توان حرارتی معین جعبه آتش تعیین می شود. تنش حرارتی حجمی q vتقریباً مانند فایرباکس های لایه ای گرفته می شود.

ساده ترین فایرباکس با بستر سیال (شکل 31) از بسیاری جهات یادآور جعبه آتش نشانی لایه ای است و عناصر ساختاری مشترک زیادی با خود دارد. تفاوت اساسی بین آنها این است که اختلاط شدید ذرات دمای ثابت را در کل حجم بستر سیال تضمین می کند.

برنج. 31. نمودار کوره بستر سیال: 1 - تخلیه خاکستر؛ 2 - تامین هوا در زیر لایه؛ 3 - بستر سیال خاکستر و سوخت؛ 4 - تامین هوا به کاستور؛ 5 - روتور کاستور؛ 6 - تغذیه تسمه; 7 - پناهگاه سوخت؛ 8 - حجم احتراق؛ 9 - لوله های صفحه نمایش؛ 10 - انفجار شدید و بازگشت حباب؛ 11- پوشش کوره؛ 12 - لوله های دریافت کننده گرما در یک بستر سیال. که در -اب؛ پ- بخار.

حفظ دمای بستر سیال در محدوده مورد نیاز (850 - 950 درجه سانتیگراد) به دو روش مختلف تضمین می شود. در کوره های صنعتی کوچک که زباله ها یا سوخت ارزان را می سوزانند، هوا به میزان قابل توجهی بیش از آنچه برای احتراق کامل ضروری است به بستر عرضه می شود. α در ≥ 2.

با همان مقدار گرمای آزاد شده، دمای گازها کاهش می یابد α در،زیرا همان گرما برای گرم کردن تعداد زیادی گاز صرف می شود.

در واحدهای انرژی بزرگ، این روش کاهش دمای احتراق غیراقتصادی است، زیرا هوای "اضافی" خروجی از واحد نیز گرمای صرف شده برای گرم کردن آن را می برد (تلفات با گازهای خروجی افزایش می یابد - به زیر مراجعه کنید). به همین دلیل لوله ها در کوره های بستر سیال واحدهای دیگ بخار بزرگ قرار می گیرند. 9 و 12 ثانیهسیال کاری (آب یا بخار) در حال گردش در آنها که مقدار بسیار مهمی گرما را دریافت می کند. "شستشوی" فشرده این لوله ها با ذرات، ضریب انتقال حرارت بالایی از لایه به لوله ها را فراهم می کند که در برخی موارد کاهش مصرف فلز دیگ را نسبت به دیگ سنتی ممکن می سازد. سوخت زمانی که محتوای آن در بستر سیال 1% یا کمتر باشد، به طور پایدار می سوزد. 99% باقی مانده باغیر ضروری - خاکستر. حتی تحت چنین شرایط نامساعدی، اختلاط شدید اجازه نمی دهد ذرات خاکستر مواد قابل احتراق را از دسترسی به اکسیژن مسدود کنند (برخلاف یک لایه متراکم). در این حالت، غلظت مواد قابل احتراق در کل حجم بستر سیال یکسان است. برای حذف خاکستر وارد شده با سوخت، بخشی از مواد بستر به صورت سرباره ریزدانه به طور مداوم از آن خارج می شود - اغلب به سادگی از طریق سوراخ های موجود در اجاق گاز تخلیه می شود، زیرا بستر سیال می تواند به عنوان یک سرباره جریان یابد. مایع

کوره هایی با بستر سیال در گردش.که در اخیراکوره های نسل دوم با به اصطلاح بستر سیال در گردش ظاهر شدند. یک سیکلون در پشت این فایرباکس ها نصب شده است که در آن تمام ذرات نسوخته گرفته شده و به داخل جعبه آتش باز می گردند. با این حال، ذرات در سیستم کوره-سیکلون-کوره "قفل می شوند" تا زمانی که کاملا بسوزند. این فایرباکس ها بسیار مقرون به صرفه هستند و از روش احتراق محفظه ای کمتر نیستند و در عین حال تمام مزایای زیست محیطی را حفظ می کنند.

کوره های بستر سیال به طور گسترده نه تنها در بخش انرژی، بلکه در سایر صنایع نیز استفاده می شود، به عنوان مثال، برای سوزاندن پیریت ها برای تولید. SO 2،برشته کردن کانه های مختلف و کنسانتره آنها (روی، مس، نیکل، حاوی طلا و غیره) 2 احتراق این «سوخت» خاص است که مانند تمام واکنش‌های احتراق با آزاد شدن مقادیر زیادی گرما انجام می‌شود. جامد، مایع و گاز) - لجن حاصل از تصفیه فاضلاب، زباله و غیره.

مبحث 12. کوره های صنایع شیمیایی. نمودار شماتیک کوره سوخت. طبقه بندی کوره ها در صنایع شیمیایی. انواع اصلی کوره ها، ویژگی های طراحی آنها. تعادل حرارتی کوره ها

کوره های صنایع شیمیایی. نمودار شماتیک کوره سوخت

کوره صنعتی یک واحد انرژی-فناوری است که برای عملیات حرارتی مواد طراحی شده است تا خواص لازم را به آنها بدهد. منبع حرارت در کوره های سوخت (شعله) می باشد انواع مختلفسوخت کربن (گاز، نفت کوره و غیره). تاسیسات کوره های مدرن اغلب واحدهای بزرگ مکانیزه و اتوماتیک با بهره وری بالا هستند.

بالاترین ارزشبرای انتخاب حالت فرآیند فن آوری دارای دمای بهینه است فرآیند تکنولوژیکی، که با محاسبات ترمودینامیکی و جنبشی فرآیندها تعیین می شود. رژیم دمایی بهینه فرآیند، شرایط دمایی است که تحت آن حداکثر بهره وری برای محصول مورد نظر در یک کوره مشخص تضمین می شود.

معمولا دمای کاردر کوره کمی پایین تر از حد مطلوب است، به شرایط احتراق سوخت، شرایط تبادل حرارت، خواص عایق و دوام پوشش کوره، خواص ترموفیزیکی مواد فرآوری شده و غیره بستگی دارد.
ارسال شده در ref.rf
عوامل. به عنوان مثال، برای کوره های پخت، دمای عملیاتی در محدوده بین دمای فرآیندهای اکسیداسیون فعال و دمای پخت محصولات پخت است. رژیم حرارتی یک کوره به عنوان مجموعه ای از فرآیندهای اینرسی گرما، گرمای انتقال جرم و مکانیک رسانه درک می شود که توزیع گرما را در منطقه فرآیند تکنولوژیکی تضمین می کند. رژیم حرارتی منطقه فرآیند تکنولوژیکی رژیم حرارتی کل کوره را تعیین می کند.

حالت کار کوره ها به شدت تحت تأثیر ترکیب اتمسفر گاز در کوره است که برای جریان صحیح فرآیند تکنولوژیکی ضروری است. برای فرآیندهای اکسیداتیو، محیط گاز در کوره باید حاوی اکسیژن باشد که مقدار آن از 3 تا 15 درصد یا بیشتر متغیر است. یک محیط کاهنده با محتوای کم اکسیژن (تا 1-2٪) و وجود گازهای احیا کننده (CO، H 2 و غیره) 10-20٪ یا بیشتر مشخص می شود. ترکیب فاز گاز شرایط احتراق سوخت را در کوره تعیین می کند و به مقدار هوای عرضه شده به احتراق بستگی دارد.

حرکت گازها در یک کوره تاثیر بسزایی بر فرآیند تکنولوژیکی، احتراق و انتقال حرارت دارد و در کوره‌ها، کوره‌های بستر سیال یا گردابی، حرکت گازها عامل اصلی عملکرد پایدار است. حرکت اجباری گازها توسط اگزوزهای دود و فن ها انجام می شود.

سرعت فرآیند فن آوری تحت تأثیر حرکت مواد تحت عملیات حرارتی قرار می گیرد.

نمودار نصب کوره شامل عناصر زیر است: یک دستگاه احتراق برای سوزاندن سوخت و سازماندهی تبادل حرارت. فضای کار کوره برای انجام حالت فن آوری هدف؛ دستگاه های مبادله حرارتی برای بازسازی گرما از گازهای دودکش (گاز گرمایش، هوا)؛ کارخانه های بازیافت (دیگ های پسماند بازیابی) برای استفاده از گرمای گازهای دودکش؛ دستگاه های کشش و دمش (اجازه های دود، فن ها) برای حذف احتراق سوخت و محصولات گازی عملیات حرارتی مواد و تامین هوا به مشعل ها، نازل های زیر رنده. دستگاه های تمیز کننده (فیلترها و غیره).

ویژگی های احتراق سوخت جامد - مفهوم و انواع. طبقه بندی و ویژگی های دسته "ویژگی های احتراق سوخت جامد" 2017، 2018.

با توجه به محبوبیت روزافزون دیگهای بخار سوخت جامد، تعداد زیادی از خریداران بالقوه این تجهیزات علاقه مند به این سوال هستند که کدام نوع سوخت جامد را به عنوان اصلی ترجیح دهند و بسته به تصمیم گرفته شده، یکی یا دیگری را سفارش دهند. نوع تجهیزات گرمایشی

شاخص اصلی هر سوخت، نه تنها سوخت جامد، انتقال حرارت آن است که با احتراق سوخت جامد تضمین می شود. در این حالت انتقال حرارت سوخت جامد با نوع، خواص و ترکیب آن رابطه مستقیم دارد.

کمی شیمی

ترکیب سوخت جامد شامل مواد زیر است: کربن، هیدروژن، اکسیژن و ترکیبات معدنی. هنگامی که سوخت می سوزد، کربن و هیدروژن با اکسیژن هوا (قوی ترین عامل اکسید کننده طبیعی) ترکیب می شوند - یک واکنش احتراق رخ می دهد و مقدار زیادی انرژی حرارتی آزاد می شود. علاوه بر این، محصولات احتراق گازی از طریق سیستم اگزوز دود حذف می شوند و محصولات احتراق جامد (خاکستر و سرباره) به عنوان زباله از طریق رنده می ریزند.

بر این اساس، وظیفه اصلی طراح تجهیزات گرمایشی که با سوخت جامد کار می کنند، اطمینان از طولانی ترین سوزاندن اجاق گاز یا دیگ سوخت جامد است. در این مرحله از زمان، پیشرفت خاصی در این زمینه حاصل شده است - دیگهای بخار سوخت جامد طولانی مدت که بر اساس اصل احتراق بالا و فرآیند پیرولیز کار می کنند در فروش ظاهر شده اند.

ارزش حرارتی انواع اصلی سوخت جامد

• هیزم. به طور متوسط ​​(بسته به نوع چوب) و رطوبت از 2800 تا 3300 کیلو کالری بر کیلوگرم.
• ذغال سنگ نارس - بسته به رطوبت از 3000 تا 4000 کیلو کالری در کیلوگرم.
• زغال سنگ - بسته به نوع (آنتراسیت، قهوه ای یا شعله ور) از 4700 تا 7200 کیلو کالری بر کیلوگرم.
• بریکت و گلوله فشرده - 4500 کیلو کالری در کیلوگرم.

به عبارت دیگر، فرآیند احتراق انواع سوخت جامد با مقادیر متفاوتی از انرژی حرارتی آزاد شده همراه است، بنابراین انتخاب نوع اصلی سوخت باید بسیار مسئولانه انجام شود - در این مورد، در این مورد با اطلاعات راهنمایی شوید. در اسناد عملیاتی (گذرنامه یا دستورالعمل های عملیاتی) برای این یا آن تجهیزات سوخت جامد مشخص شده است.

شرح مختصری از انواع اصلی سوخت جامد

هیزم

در دسترس ترین و در نتیجه رایج ترین نوع سوخت در روسیه. همانطور که قبلا ذکر شد، میزان حرارت تولید شده در طی فرآیند احتراق به نوع چوب و میزان رطوبت آن بستگی دارد. شایان ذکر است که هنگام استفاده از هیزم به عنوان سوخت برای دیگ بخار پیرولیز، محدودیتی در رطوبت وجود دارد که در این مورد نباید از 15-20٪ تجاوز کند.

ذغال سنگ نارس

ذغال سنگ نارس بقایای فشرده گیاهان پوسیده است که دروغ می گویند مدت زمان طولانیدر ضخامت خاک بر اساس روش استخراج، ذغال سنگ نارس بالا و پیت کم متمایز می شوند. و با توجه به حالت تجمع آن، ذغال سنگ نارس می تواند: کنده کاری شده، کلوخه و به شکل بریکت فشرده شود. ذغال سنگ نارس از نظر مقدار انرژی حرارتی آزاد شده مشابه هیزم است.

زغال سنگ

زغال سنگ پرکالری ترین نوع سوخت جامد است که به فناوری احتراق خاصی نیاز دارد. به طور کلی، برای روشن کردن اجاق گاز یا دیگ زغال سنگ، ابتدا باید جعبه را با چوب روشن کنید و تنها پس از آن زغال سنگ (قهوه ای، شعله ای یا آنتراسیت) را روی هیزمی که به خوبی روشن می شود، قرار دهید.

بریکت و گلوله

این نوع جدیدسوخت جامد، که در اندازه عناصر جداگانه متفاوت است. بریکت ها بزرگتر و گلوله ها کوچکتر هستند. ماده اولیه برای تولید بریکت ها و گلوله ها می تواند هر ماده "قابل احتراق" باشد: تراشه های چوب، گرد و غبار چوب، کاه، پوسته آجیل، ذغال سنگ نارس، پوسته آفتابگردان، پوست، مقوا و سایر مواد قابل احتراق "فله" که آزادانه در دسترس هستند.

مزایای بریکت و گلوله

• سوخت تجدید پذیر سازگار با محیط زیست با ارزش حرارتی بالا.
• سوزاندن طولانی به دلیل چگالی بالای مواد.
• ذخیره سازی راحت و جمع و جور.
• حداقل مقدار خاکستر پس از احتراق از 1 تا 3 درصد حجم است.
• هزینه نسبی کم
• امکان اتوماسیون فرآیند کار دیگ.
• مناسب برای انواع دیگ های سوخت جامد و اجاق های گرمایش خانگی.

صفحه 1

فرآیند احتراق سوخت جامد نیز از تعدادی مراحل متوالی تشکیل شده است. اول از همه، تشکیل مخلوط و آماده سازی حرارتی سوخت، از جمله خشک شدن و انتشار مواد فرار رخ می دهد. گازهای قابل اشتعال و بقایای کک حاصل، در حضور یک اکسید کننده، سپس می سوزند تا گازهای دودکش و یک باقیمانده جامد غیر قابل احتراق - خاکستر را تشکیل دهند. طولانی ترین مرحله احتراق کک - کربن است که جزء اصلی قابل احتراق هر سوخت جامد است. بنابراین، مکانیسم احتراق سوخت جامد تا حد زیادی توسط احتراق کربن تعیین می شود.

فرآیند احتراق سوخت جامد را می توان به مراحل زیر تقسیم کرد: گرم کردن و تبخیر رطوبت، تصعید مواد فرار و تشکیل کک، احتراق مواد فرار و کک، تشکیل سرباره. هنگام سوزاندن سوخت مایع، کک و سرباره تشکیل نمی شود؛ هنگام سوزاندن سوخت گازی، تنها دو مرحله وجود دارد - گرمایش و احتراق.

فرآیند احتراق سوخت جامد را می توان به دو دوره تقسیم کرد: دوره آماده سازی سوخت برای احتراق و دوره احتراق.

فرآیند احتراق سوخت جامد را می توان به چند مرحله تقسیم کرد: گرم کردن و تبخیر رطوبت، تصعید مواد فرار و تشکیل کک، احتراق مواد فرار، احتراق کک.

فرآیند سوزاندن سوخت جامد در یک جریان در فشارهای بالا منجر به کاهش ابعاد محفظه های احتراق و افزایش قابل توجه تنش حرارتی می شود. فایر باکس های فعال در فشار خون بالا، کاربرد زیادی ندارند.

فرآیند احتراق سوخت جامد از نظر تئوری به اندازه کافی مورد مطالعه قرار نگرفته است. اولین مرحله از فرآیند احتراق، که منجر به تشکیل یک ترکیب میانی می شود، با تفکیک عامل اکسید کننده در حالت جذب تعیین می شود. سپس تشکیل کمپلکس کربن-اکسیژن و تفکیک اکسیژن مولکولی به حالت اتمی می آید. مکانیسم‌های کاتالیز ناهمگن که برای واکنش‌های اکسیداسیون مواد حاوی کربن اعمال می‌شود نیز بر اساس تفکیک عامل اکسید کننده است.

فرآیند احتراق سوخت جامد را می توان به سه مرحله تقسیم کرد که به طور متوالی بر روی یکدیگر قرار می گیرند.

فرآیند احتراق سوخت جامد را می توان به عنوان یک فرآیند دو مرحله ای با مرزهای مشخص بین دو مرحله در نظر گرفت: گازی شدن ناقص اولیه در یک فرآیند ناهمگن که سرعت آن عمدتاً به سرعت و شرایط تامین هوا بستگی دارد و ثانویه - احتراق گاز آزاد شده در یک فرآیند همگن که سرعت آن عمدتاً به سینتیک واکنش های شیمیایی بستگی دارد. هر چه مواد فرار در یک سوخت بیشتر باشد، نرخ احتراق آن بیشتر به سرعت واکنش های شیمیایی رخ می دهد.

تشدید فرآیند احتراق سوخت جامد و افزایش قابل توجهی در درجه جمع آوری خاکستر در کوره های سیکلون به دست می آید. C، که در آن خاکستر ذوب می شود و سرباره مایع از طریق منفذهای در قسمت پایین دستگاه احتراق خارج می شود.

اساس فرآیند احتراق سوخت جامد، اکسیداسیون کربن است که جزء اصلی جرم قابل احتراق آن است.

برای فرآیند احتراق سوخت‌های جامد، واکنش‌های احتراق مونوکسید کربن و هیدروژن مورد توجه آشکار است. برای سوخت های جامد غنی از مواد فرار در تعدادی از فرآیندها و طرح های فناورانهدانستن ویژگی های احتراق گازهای هیدروکربنی ضروری است. مکانیسم و ​​سینتیک واکنش های احتراق همگن در فصل مورد بحث قرار گرفته است. علاوه بر واکنش‌های ثانویه ذکر شده در بالا، فهرست را باید با واکنش‌های ناهمگن تجزیه دی‌اکسید کربن و بخار آب، واکنش تبدیل مونوکسید کربن با بخار آب و خانواده‌ای از واکنش‌های تشکیل متان که با سرعت‌های قابل‌توجهی در حین تبدیل به گاز رخ می‌دهند، ادامه داد. تحت فشار بالا

احتراق سوخت جامد در دو مرحله انجام می شود: آماده سازی حرارتی. خود احتراق

در مرحله اول سوخت گرم و خشک می شود. در دمای 100 درجه سانتیگراد، تجزیه پیروژنتیکی اجزای سوخت با آزاد شدن مواد فرار گازی آغاز می شود. (منطقه I). مدت زمان این فرآیند به میزان رطوبت سوخت، اندازه ذرات و شرایط تبادل حرارت بین ذرات سوخت و محیط احتراق بستگی دارد.

احتراق سوخت با احتراق مواد فرار (منطقه II) آغاز می شود. t در این منطقه 400-600 درجه سانتیگراد است. در طی احتراق، گرما آزاد می شود که گرم شدن سریع و احتراق باقیمانده کک را تضمین می کند. (دو شرط لازم برای سوختن سوخت: دما و مقدار کافی اکسید کننده. در هر فایرباکس 2 ورودی وجود دارد: یکی برای سوخت و دیگری برای اکسید کننده)

این فرآیند در دهم ثانیه اتفاق می افتد. مواد فرار از 0.2 تا 0.5 ثانیه می سوزند. Q با شروع t 800-1000 - منطقه III آزاد می شود. احتراق کک در دمای 1000 درجه سانتیگراد شروع می شود و در منطقه III رخ می دهد. این روند طولانی است. 1 – تیمحیط گاز اطراف ذره 2 -تیخود ذره . من- منطقه آماده سازی حرارتی،II- منطقه احتراق مواد فرار،III- احتراق ذرات کک

III - فرآیند ناهمگن. سرعت به سرعت تامین اکسیژن بستگی دارد. زمان سوختن ذرات کک از ½ تا 2/3 کل زمان سوختن (از 1 تا 2.5 ثانیه) است - به نوع و اندازه سوخت بستگی دارد. در سوخت‌های جوان، فرآیند کربن‌سازی با بازدهی زیاد مواد فرار کامل نشده است. باقی مانده کک< ½ начальной массы частицы. Горение идет быстро, возможность недожога низкая. У стар. топ. большой коксовый остаток, ближе к начальн размерам частиц. Время горения 1 мм ~ 1-2,5 с. Кокс остаток С = 60-97% массы топлива органического. 1 – سطح ذرات کک، 2 – لایه باریک آرام با ضخامت δ، 3 – ناحیه جریان آشفته.

اکسیژن از محیط به دلیل انتشار آشفته به ذره کربن می رسد که شدت بالایی دارد، اما در نزدیکی سطح ذره یک لایه گاز نازک وجود دارد (2) که در آن تامین اکسید کننده تابع قوانین مولکولی است. انتشار (lam sl) - از عرضه اکسیژن به سطح ذره جلوگیری می کند. در این لایه، احتراق اجزای گاز قابل اشتعال آزاد شده از سطح کربن در طی واکنش های شیمیایی رخ می دهد.

مقدار اکسیژنی که در واحد زمان به واحد سطح یک ذره از طریق انتشار آشفته تامین می‌شود، با موارد زیر تعیین می‌شود:

GOK = A (SPOT - SSL) (1) , A – مجموعه انتقال جرم آشفته. همان مقدار اکسیژن به دلیل انتشار مولکولی از طریق لایه غوطه ور پخش می شود:

GOK = Dδ (SSL – SPOV) (2) D – مجموعه ای از لایه های غوطه ور dif و h/w δ. SSL = جیخوب* δ D+ SPOV، GOK = A(نقطه - جیخوب* δ D– SPOV) ، GOK = آ*( S POT – SPOV ) 1+ AδD = ( S POT – SPOV ) 1 آ + δ D = αD* (نقطه – SPOV)، 1 آ + δ D= αD - ثابت سرعت انتشار تعمیم یافته.

تعداد ورودی ها به αD و تفاوت بین غلظت جریان و سطح بستگی دارد. عرضه اکسیژن به سطح واکنش سوخت با سرعت انتشار و غلظت اکسیژن در جریان و روی سطح واکنش تعیین می شود.

در حالت احتراق حالت پایدار، مقدار اکسیژنی که از طریق انتشار به سطح واکنش می رسد برابر با مقدار اکسیژنی است که با این سطح واکنش داده است.

ωΡ = αД (SPOT – SPOV) . در همان زمان، سرعت سوزاندن: ωГ = k * SPOT، اگر آنها برابر باشند، می تواند تعیین کند: ωГ = 1 1 ک + 1 α D* باعرق= کیلو گرم * نقطه. کجی = 1 1 ک + 1 α D = ک * α D α D + ک (*) - کاهش ثابت احتراق 1 کیلوگرم = 1 ک + 1 α D- مقاومت عمومی در برابر فرآیند احتراق. 1/k - مقاومت جنبشی، تعیین شده توسط نرخ جریان شیمی r-iاحتراق؛ 1/αD - مقاومت فیزیکی (انتشار) - به شدت عرضه عامل اکسید کننده بستگی دارد.

بسته به مقاومت، مناطق جنبشی و انتشار احتراق ناهمگن متمایز می شوند.

I – ناحیه جنبشی (ωG = k*SPOT)، II – ناحیه میانی، III – ناحیه انتشار (ωG = αD*SPOT)

طبق قانون آرنیوس، سرعت یک واکنش شیمیایی به دما بستگی دارد. αD (دیفرانسیل ثابت) به دما پاسخ ضعیفی می دهد. در دماهای کمتر از 800-1000 درجه سانتیگراد، واکنش شیمیایی با وجود O2 اضافی در نزدیکی سطح جامد، به کندی پیش می رود. در این حالت، 1/k یک مقدار بزرگ است - احتراق توسط سینتیک p-i مهار می شود (t کوچک است) و منطقه نامیده می شود. منطقه احتراق جنبشی. (1/k >> 1/αD) . ک<<αД, kГ ~k (*) - از آنجایی که جریان کند است، اکسیژن تامین شده توسط انتشار مصرف نمی شود و غلظت آن در سطح واکنش تقریباً برابر با غلظت در جریان ωГ = k*SPOT است - این نرخ احتراق در ناحیه جنبشی است.

نرخ احتراق در ناحیه جنبشی با افزایش عرضه اکسیژن، با بهبود فرآیندهای آیرودینامیکی (منطقه) تغییر نخواهد کرد.من) اما به عامل جنبشی یعنی دما بستگی دارد. عرضه ok-la >> مصرف - غلظت تقریباً بدون تغییر باقی می ماند. با افزایش t، سرعت واکنش افزایش می یابد و غلظت O2 و C کاهش می یابد. t بیشتر منجر به افزایش سرعت احتراق می شود و مقدار آن به دلیل عدم عرضه O2 به سطح و انتشار ناکافی محدود می شود. غلظت اکسیژن در سطح → 0.

منطقه احتراق که در آن سرعت فرآیند به عوامل انتشار بستگی دارد نامیده می شود ناحیه انتشارIII. اینجا k>>αД ( از جانب * ): kG~αD. سرعت انتشار احتراق با تحویل O2 به سطح و غلظت آن در جریان محدود می شود.

مناطق انتشار و جنبشی توسط ناحیه میانی II از هم جدا می شوند، جایی که سرعت تامین اکسیژن و سرعت واکنش شیمیایی تقریباً با یکدیگر برابر هستند. هر چه سوخت جامد کوچکتر باشد، ناحیه انتقال گرما و جرم بزرگتر است.

در مناطق II و III، احتراق را می توان با تامین اکسیژن افزایش داد. در سرعت های بالا، مقاومت و ضخامت لایه آرام افزایش می یابد و عرضه اکسیژن افزایش می یابد. هر چه سرعت بالاتر باشد، سوخت با شدت بیشتری با O2 مخلوط می شود و هر چه t بالاتر، انتقال از جنبشی به صنعتی و سپس به منطقه دیفرانسیل رخ می دهد. با کاهش اندازه ذرات، منطقه احتراق جنبشی افزایش می‌یابد، زیرا ذرات با اندازه کوچک انتقال گرما و جرم بیشتری با محیط دارند.

D1>d2>d3، v1>v2>v3

د – اندازه ذرات سوخت پودر شده، v – سرعت اختلاط سوخت با هوا – سرعت تامین سوخت

احتراق هر سوخت با t نسبتاً کم شروع می شود که مقدار سوخت موجود باشد (I). احتراق دیفرانسیل خالص III توسط هسته شعله محدود می شود. افزایش دما منجر به انتقال به ناحیه احتراق انتشار می شود. منطقه احتراق انتشار از هسته مشعل تا منطقه پس سوز قرار دارد، جایی که غلظت واکنش دهنده ها کم است و برهمکنش آنها توسط قوانین انتشار تعیین می شود.

بنابراین، اگر احتراق در ناحیه انتشار یا میانی رخ دهد، با کاهش اندازه ذرات سوخت پودر شده، فرآیند به سمت احتراق جنبشی تغییر می کند. منطقه احتراق صرفاً انتشار محدود است. این در هسته ستون با مشاهده شده است حداکثر دمااحتراق در خارج از هسته، احتراق در ناحیه جنبشی یا میانی رخ می دهد که با وابستگی شدید نرخ احتراق به دما مشخص می شود.

مناطق احتراق جنبشی و میانی نیز در منطقه احتراق جریان گرد و غبار-هوا رخ می دهد و احتراق انواع سوخت ها با تشکیل مخلوط اولیه در ناحیه انتشار یا میانی رخ می دهد.

دسته K: کوره ها

ویژگی های اصلی فرآیندهای احتراق سوخت

اجاق های گرمایشی می توانند از سوخت جامد، مایع و گاز استفاده کنند. هر کدام از این سوخت ها ویژگی های خاص خود را دارند که بر راندمان استفاده از اجاق گاز تأثیر می گذارد.

طرح های کوره های گرمایش در مدت زمان طولانی ایجاد شده و برای سوزاندن سوخت جامد در نظر گرفته شده است. تنها در دوره‌های بعدی طرح‌هایی ایجاد شد که برای استفاده از سوخت‌های مایع و گاز طراحی شده بودند. به منظور استفاده مؤثرتر از این انواع ارزشمند در کوره های موجود، لازم است بدانیم که فرآیند احتراق این سوخت ها چه تفاوتی با احتراق سوخت های جامد دارد.

در تمامی کوره ها سوخت جامد (چوب، انواع زغال سنگ، آنتراسیت، کک و ...) با بارگیری دوره ای سوخت و پاکسازی رنده ها از سرباره روی رنده ها به صورت لایه ای می سوزانند. فرآیند احتراق لایه دارای یک ویژگی چرخه ای واضح است. هر سیکل شامل مراحل زیر است: بارگیری سوخت، خشک کردن و گرم کردن لایه، آزادسازی مواد فرار و احتراق آنها، احتراق سوخت در لایه، پس از سوزاندن باقیمانده ها و در نهایت حذف سرباره.

در هر یک از این مراحل، رژیم حرارتی خاصی ایجاد می شود و فرآیند احتراق در کوره با شاخص های پیوسته تغییر می کند.
مرحله اولیه خشک کردن و گرم کردن لایه از طبیعت گرماگیر نامیده می شود، یعنی نه با آزاد شدن، بلکه با جذب گرمای دریافتی از دیواره های داغ جعبه آتش و از بقایای نسوخته همراه است. سپس با گرم شدن لایه، آزاد شدن اجزای گازی قابل احتراق آغاز شده و احتراق آنها در حجم گاز آغاز می شود. در این مرحله انتشار گرما در جعبه آتش شروع می شود که به تدریج افزایش می یابد. تحت تأثیر حرارت، احتراق پایه کک جامد لایه شروع می شود که معمولاً بیشترین اثر حرارتی را می دهد. با سوختن لایه، گرما آزاد شده به تدریج کاهش می یابد و در مرحله نهایی پس سوزی با شدت کم مواد قابل احتراق رخ می دهد. مشخص است که نقش و تأثیر مراحل جداگانه چرخه احتراق لایه ای به شاخص های زیر از کیفیت سوخت جامد بستگی دارد: رطوبت، محتوای خاکستر، محتوای مواد قابل احتراق فرار و کربن در سوخت.
جرم.

اجازه دهید در نظر بگیریم که چگونه این اجزا بر ماهیت فرآیند احتراق در لایه تأثیر می‌گذارند.

مرطوب کردن سوخت اثر منفی بر احتراق دارد زیرا بخشی از گرمای ویژه احتراق سوخت باید صرف تبخیر رطوبت شود. در نتیجه، دما در جعبه آتش کاهش می یابد، شرایط احتراق بدتر می شود و خود چرخه احتراق طولانی می شود.

نقش منفی محتوای خاکستر سوخت در این واقعیت آشکار می شود که توده خاکستر اجزای قابل احتراق سوخت را در بر می گیرد و از دسترسی اکسیژن هوا به آنها جلوگیری می کند. در نتیجه، توده قابل احتراق سوخت نمی سوزد، به اصطلاح زیر سوزی مکانیکی ایجاد می شود.

تحقیقات دانشمندان نشان داده است که نسبت محتوای مواد گازی فرار و کربن جامد در سوخت جامد تأثیر زیادی بر ماهیت توسعه فرآیندهای احتراق دارد. مواد قابل احتراق فرار از سوخت جامد در دماهای نسبتاً پایین شروع به رها شدن از 150-200 درجه سانتیگراد و بالاتر می کنند. مواد فرار از نظر ترکیب متفاوت بوده و در دماهای آزادسازی متفاوت با هم تفاوت دارند، بنابراین فرآیند آزادسازی آنها در طول زمان طولانی می شود و مرحله نهایی آن معمولاً با احتراق قسمت سوخت جامد لایه ترکیب می شود.

مواد فرار نسبتاً دارند دمای پاییناحتراق، از آنجایی که آنها حاوی بسیاری از اجزای حاوی هیدروژن هستند، احتراق آنها در حجم گاز لایه فوقانی جعبه آتش رخ می دهد. بخش جامد سوخت باقی مانده پس از آزاد شدن مواد فرار عمدتاً از کربن تشکیل شده است که بالاترین دمای اشتعال (650-700 درجه سانتیگراد) را دارد. احتراق باقیمانده کربن آخرین بار آغاز می شود. مستقیماً در لایه نازکی از رنده ایجاد می شود و به دلیل تولید گرمای شدید، دمای بالایی در آن ایجاد می شود.

یک تصویر معمولی از تغییرات دما در کوره و دودکش ها در طول چرخه احتراق سوخت جامد در شکل نشان داده شده است. 1. همانطور که مشاهده می کنید در ابتدای اجاق گاز افزایش سریع دما در جعبه آتش نشانی و دودکش ها مشاهده می شود و در مرحله پس از سوختن کاهش شدید دما در داخل کوره به خصوص در کوره مشاهده می شود. هر مرحله نیاز به مقدار معینی از هوای احتراق دارد تا به جعبه آتش وارد شود. اما با توجه به اینکه مقدار ثابتی هوا وارد کوره می شود، در مرحله احتراق شدید ضریب هوای اضافی 2-1.5 = و در مرحله پس از سوزاندن که مدت آن به 30-25 درصد می رسد. از زمان کوره، ضریب هوای اضافی به 8-10 = می رسد. در شکل شکل 2 نشان می دهد که چگونه ضریب هوای اضافی در طول یک چرخه احتراق روی رنده ای از سه نوع سوخت جامد: هیزم، ذغال سنگ نارس و زغال سنگ در یک کوره گرمایش دسته ای معمولی تغییر می کند.

برنج. 1. تغییر در دمای گازهای دودکش در بخش های مختلف یک کوره گرمایش هنگام شلیک سوخت جامد 1 - درجه حرارت در جعبه آتش (در فاصله 0.23 متر از رنده). 1 - درجه حرارت در اولین دودکش افقی. '3 - درجه حرارت در سومین دودکش افقی؛ 4- درجه حرارت در دودکش افقی ششم (در جلوی دمپر اجاق گاز)

از شکل 2 نشان می دهد که ضریب هوای اضافی در کوره هایی که با بارگذاری دوره ای سوخت جامد کار می کنند به طور مداوم تغییر می کند.

ضمناً در مرحله رهاسازی شدید مواد فرار معمولاً مقدار هوای ورودی به کوره برای احتراق کامل آنها کافی نیست و در مراحل پیش گرمایش و پس سوزی مواد قابل احتراق مقدار هوا چندین برابر بیشتر است. از مورد مورد نیاز نظری.

در نتیجه، در مرحله انتشار شدید مواد فرار، سوختن شیمیایی گازهای قابل احتراق آزاد شده رخ می دهد و هنگام سوزاندن باقیمانده ها، به دلیل افزایش حجم محصولات احتراق، تلفات حرارتی با گازهای خروجی افزایش می یابد. تلفات حرارتی با سوختن شیمیایی 3-5٪ و با گازهای خروجی - 20-35٪ است. با این حال، اثر منفی سوختن شیمیایی نه تنها در تلفات حرارتی اضافی و کاهش راندمان آشکار می شود. تجربه در راه اندازی تعداد زیادی از اجاق های گرمایشی نشان می دهد. که در نتیجه سوختن شیمیایی مواد فرار به شدت آزاد شده، کربن آمورف به شکل دوده بر روی دیواره های داخلی آتشدان و دودکش ها رسوب می کند.

برنج. 2. تغییر ضریب هوای اضافی در طول چرخه احتراق سوخت جامد

از آنجایی که دوده رسانایی حرارتی پایینی دارد، رسوبات آن مقاومت حرارتی دیواره های کوره را افزایش می دهد و در نتیجه انتقال حرارت مفید کوره ها را کاهش می دهد. رسوبات دوده در دودکش ها سطح مقطع را برای عبور گازها باریک می کند، کشش را مختل می کند و در نهایت خطر آتش سوزی را افزایش می دهد، زیرا دوده قابل اشتعال است.

از موارد فوق واضح است که عملکرد نامطلوب فرآیند لایه تا حد زیادی با انتشار ناهموار مواد فرار در طول زمان توضیح داده می شود.

در طی احتراق لایه سوخت‌های با کربن بالا، فرآیند احتراق در یک لایه سوخت نسبتاً نازک متمرکز می‌شود که در آن دمای بالا ایجاد می‌شود. فرآیند احتراق کربن خالص در لایه دارای خاصیت خود تنظیمی است. این بدان معنی است که مقدار کربن واکنش (سوخته) با مقدار اکسید کننده (هوا) عرضه شده مطابقت دارد. بنابراین با دبی هوای ثابت، میزان سوخت سوزانده شده نیز ثابت خواهد بود. تغییر بار حرارتی باید با تنظیم VB تامین هوا انجام شود. به عنوان مثال، با افزایش VB، مقدار سوخت سوخته افزایش می یابد و کاهش HC باعث کاهش بهره وری حرارتی لایه می شود و مقدار ضریب هوای اضافی ثابت می ماند.

با این حال، احتراق آنتراسیت و کک با مشکلات زیر همراه است. برای ایجاد دماهای بالا، ضخامت لایه هنگام سوزاندن آنتراسیت و کک به اندازه کافی بزرگ حفظ می شود. در این حالت، منطقه کاری لایه قسمت پایینی نسبتا نازک آن است که در آن واکنش های گرمازا اکسیداسیون کربن با اکسیژن اتمسفر اتفاق می افتد، یعنی خود احتراق رخ می دهد. کل لایه پوشاننده به عنوان یک عایق حرارتی برای قسمت در حال سوختن لایه عمل می کند و از ناحیه احتراق از خنک شدن به دلیل تابش گرما بر روی دیواره های جعبه آتش محافظت می کند.

در نتیجه واکنش های اکسیداتیو در ناحیه احتراق، گرمای مفیدی مطابق با واکنش آزاد می شود
c+o2->co.

با این حال، طبق معادله، در دماهای بالای لایه در ناحیه بالایی آن، واکنش‌های گرماگیر کاهش معکوس رخ می‌دهد که با جذب گرما رخ می‌دهد.
С02+С2СО.

در نتیجه این واکنش ها مونوکسید کربن CO تشکیل می شود که گازی قابل اشتعال با حرارت مخصوص احتراق نسبتاً زیاد است، بنابراین وجود آن در گازهای دودکش نشان دهنده احتراق ناقص سوخت و کاهش راندمان کوره است. بنابراین، برای اطمینان از دمای بالا در منطقه احتراق، لایه سوخت باید ضخامت کافی داشته باشد، اما این منجر به واکنش‌های کاهش مضر در قسمت بالایی لایه می‌شود که منجر به سوختن شیمیایی سوخت جامد می‌شود.

از موارد فوق واضح است که در هر کوره دسته ای که با سوخت جامد کار می کند، یک فرآیند احتراق ناپایدار اتفاق می افتد که به طور اجتناب ناپذیری راندمان کوره های فعال را کاهش می دهد.

پراهمیتبرای عملکرد اقتصادی، اجاق گاز دارای کیفیت سوخت جامد است.

طبق استانداردها، عمدتاً زغال سنگ سخت (درجات D، G، Zh، K، T و غیره) و همچنین زغال سنگ قهوه ای و آنتراسیت برای نیازهای داخلی متمایز می شوند. با توجه به اندازه قطعات، زغال سنگ باید در طبقات 6-13، 13-25، 25-50 و 50-100 میلی متر عرضه شود. میزان خاکستر زغال سنگ به صورت خشک بین 14 تا 35 درصد متغیر است زغال سنگ سختو تا 20٪ برای آنتراسیت، رطوبت - 6-15٪ برای زغال سنگ سخت و 20-45٪ برای زغال سنگ قهوه ای.

دستگاه‌های احتراق کوره‌های خانگی ابزاری برای مکانیزه کردن فرآیند احتراق (تنظیم تامین هوای دمیده، قیچی کردن لایه و غیره) ندارند، بنابراین برای احتراق کارآمد در کوره‌ها، الزامات نسبتاً بالایی باید بر روی کیفیت زغال سنگ اعمال شود. با این حال، بخش قابل توجهی از زغال سنگ به صورت طبقه بندی نشده، معمولی، با ویژگی های کیفی (رطوبت، محتوای خاکستر، محتوای ریز) به طور قابل توجهی کمتر از موارد مورد نیاز استانداردها عرضه می شود.

احتراق سوخت نامرغوب با افزایش تلفات ناشی از سوختن شیمیایی و مکانیکی ناقص اتفاق می افتد. آکادمی خدمات رفاهیآنها K.D. Pamfilova خسارت مادی سالانه ناشی از عرضه زغال سنگ با کیفیت پایین را تعیین کرد. محاسبات نشان داده است که خسارت مادی ناشی از استفاده ناقص از سوخت تقریباً 60 درصد هزینه تولید زغال سنگ است. غنی‌سازی سوخت در محل‌های تولید آن تا وضعیت مشروط از نظر اقتصادی و فنی امکان‌پذیر است، زیرا هزینه‌های اضافی غنی‌سازی تقریباً نصف مقدار مشخص شده خسارت مادی خواهد بود.

یک ویژگی کیفی مهم زغال سنگ که بر راندمان احتراق آن تأثیر می گذارد، ترکیب کسری آن است.

در افزایش محتوادر ریزه های سوخت، هنگامی که فشرده می شوند، شکاف های لایه سوخت در حال سوختن را می بندند که منجر به احتراق دهانه می شود که در سطح لایه ناهموار است. به همین دلیل، زغال‌های قهوه‌ای، که وقتی گرم می‌شوند ترک می‌خورند و تشکیل می‌شوند مقدار قابل توجهیچیزهای کوچک

از سوی دیگر، استفاده از قطعات بیش از حد بزرگ زغال سنگ (بیش از 100 میلی متر) نیز منجر به احتراق دهانه می شود.

محتوای رطوبت زغال سنگ، به طور کلی، فرآیند احتراق را مختل نمی کند. با این حال کاهش می دهد گرمای ویژهاحتراق، دمای احتراق، و همچنین ذخیره سازی زغال سنگ را پیچیده می کند، زیرا در دمای زیر صفر یخ می زند. برای جلوگیری از یخ زدگی، رطوبت زغال سنگ نباید بیش از 8٪ باشد.

جزء مضر سوخت جامد گوگرد است، زیرا محصولات احتراق آن عبارتند از دی اکسید گوگرد S02 و دی اکسید گوگرد S03 که دارای خواص خورندگی قوی و همچنین بسیار سمی هستند.

لازم به ذکر است که در کوره های دسته ای، زغال سنگ خام، اگرچه کارایی کمتری دارد، هنوز می تواند به طور رضایت بخشی سوزانده شود. برای کوره های طولانی سوز، این الزامات باید کاملاً رعایت شود.

در کوره های پیوسته، که در آن سوخت مایع یا گاز سوزانده می شود، فرآیند احتراق چرخه ای نیست، بلکه پیوسته است. سوخت به طور مساوی وارد کوره می شود و حالت احتراق ثابت را تضمین می کند. اگر هنگام سوزاندن سوخت جامد، درجه حرارت در جعبه آتش کوره به طور گسترده ای در نوسان باشد، که بر روند احتراق تأثیر منفی می گذارد، پس از سوزاندن گاز طبیعی، بلافاصله پس از روشن کردن مشعل، درجه حرارت در محفظه احتراق به 650-700 درجه سانتیگراد می رسد. سپس با گذشت زمان دائماً افزایش می یابد و در انتهای آتشدان به 850-1100 درجه سانتیگراد می رسد. میزان افزایش دما در این مورد با تنش حرارتی فضای احتراق و زمان پخت کوره تعیین می شود (شکل 25). احتراق گاز در نسبت هوای اضافی ثابت نسبتاً آسانی است که با استفاده از دمپر هوا به دست می آید. با تشکر از این، هنگام سوزاندن گاز در یک کوره، حالت احتراق ثابت ایجاد می شود که به حداقل رساندن اتلاف حرارت با گازهای خروجی و دستیابی به عملکرد کوره با راندمان بالا، به 80-90٪ می رسد. راندمان یک کوره گازی در طول زمان پایدار است و به طور قابل توجهی بالاتر از کوره های سوخت جامد است.

تأثیر حالت احتراق سوخت و اندازه سطح دریافت کننده گرما گردش دود بر راندمان کوره. محاسبات نظری نشان می دهد که راندمان حرارتی یک کوره گرمایش، یعنی مقدار بازده حرارتی، به عوامل خارجی و داخلی بستگی دارد. عوامل خارجی شامل اندازه سطح بیرونی گرما آزاد کننده S کوره در ناحیه جعبه آتش و گردش دود، ضخامت دیواره 6، ضریب هدایت حرارتی K مواد دیواره کوره و ظرفیت حرارتی C است. . S، X و کمتر از 6، هر چه انتقال حرارت از دیواره های کوره به هوای اطراف بهتر باشد، گازها کاملا خنک می شوند و بازده کوره بالاتر می رود.

برنج. 3. تغییر دمای محصولات احتراق در جعبه آتش کوره گرمایش گاز بسته به کشش فضای احتراق و زمان احتراق.

عوامل داخلی شامل، اول از همه، کارایی جعبه آتش است که عمدتاً به کامل بودن احتراق سوخت بستگی دارد. در کوره های گرمایش دوره ای تقریباً همیشه تلفات حرارتی ناشی از احتراق ناقص شیمیایی و زیرسوختگی مکانیکی وجود دارد. این تلفات به کمال سازماندهی فرآیند احتراق بستگی دارد که توسط ولتاژ حرارتی خاص حجم احتراق Q/V تعیین می شود. مقدار QIV برای یک جعبه آتش با طرح معین به مصرف سوخت سوخته بستگی دارد.

تحقیقات و تجربه عملیاتی نشان داده است که برای هر نوع طراحی سوخت و جعبه آتش نشانی مقدار Q/V بهینه وجود دارد. در Q/V پایین، دیواره های داخلی جعبه آتش ضعیف گرم می شوند و دما در منطقه احتراق برای احتراق موثر سوخت کافی نیست. با افزایش Q/V، دما در حجم احتراق افزایش می‌یابد و زمانی که یک مقدار Q/V مشخص می‌شود، شرایط احتراق بهینه حاصل می‌شود. با افزایش بیشتر مصرف سوخت، سطح دما همچنان افزایش می‌یابد، اما فرآیند احتراق زمانی برای تکمیل در داخل جعبه آتش‌نشانی ندارد. اجزای گازی قابل احتراق به داخل دودکش ها منتقل می شوند، فرآیند احتراق آنها متوقف می شود و سوخت شیمیایی سوخت ظاهر می شود. به همین ترتیب اگر مصرف سوخت بیش از حد باشد، بخشی از آن زمان سوختن ندارد و روی رنده می ماند که منجر به سوختگی مکانیکی می شود. بنابراین، برای اینکه یک اجاق گرمایش حداکثر بازدهی را داشته باشد، لازم است که آتش‌بکس آن با ولتاژ حرارتی بهینه کار کند.

از دست دادن حرارت در محیطاز دیوارهای جعبه آتش کارایی اجاق گاز را کاهش نمی دهد، زیرا گرما صرف گرمایش مفید اتاق می شود.

دومین عامل داخلی مهم نرخ جریان گاز دودکش Vr است. حتی اگر اجاق گاز با ولتاژ حرارتی بهینه جعبه آتش کار کند، حجم گازهای عبوری از دودکش ها می تواند به طور قابل توجهی تغییر کند به دلیل تغییر در ضریب هوای اضافی در که نسبت جریان واقعی هوای ورودی به جعبه آتش است به لحاظ نظری. مقدار مورد نیاز برای یک مقدار مشخص از QIV، مقدار am می تواند در محدوده های بسیار گسترده ای تغییر کند. در کوره های گرمایش دوره ای معمولی، مقدار am در طول دوره حداکثر احتراق می تواند نزدیک به 1 باشد، یعنی با حداقل حد ممکن تئوری مطابقت دارد. با این حال، در طول دوره آماده سازی سوخت و در مرحله پس از سوزاندن باقیمانده ها، مقدار at در کوره های دسته ای معمولاً به شدت افزایش می یابد و اغلب به حداکثر می رسد. ارزش های بالا- حدود 8-10. با افزایش در، حجم گازها افزایش می یابد، مدت زمانی که آنها در سیستم گردش دود می گذرانند کاهش می یابد و در نتیجه تلفات حرارتی با گازهای دودکش افزایش می یابد.

در شکل شکل 4 نمودارهایی از راندمان یک کوره گرمایش را بسته به پارامترهای مختلف نشان می دهد. در شکل شکل 4a مقادیر بازده کوره گرمایش را بسته به مقادیر at نشان می دهد که از آن مشاهده می شود که با افزایش در از 1.5 به 4.5، راندمان از 80 به 48٪ کاهش می یابد. در شکل شکل 4، b وابستگی راندمان یک کوره گرمایشی را به اندازه سطح داخلی گردش دود S نشان می دهد، که از آن مشاهده می شود که با افزایش S از 1 به 4 متر مربع، راندمان از افزایش می یابد. 65 تا 90 درصد

علاوه بر عوامل ذکر شده، مقدار راندمان به زمان پخت کوره t بستگی دارد (شکل 4، ج). با افزایش x، دیواره های داخلی کوره تا دمای بالاتر گرم می شوند و گازها به ترتیب کمتر سرد می شوند. بنابراین، با افزایش مدت زمان آتش سوزی، راندمان هر اجاق گرمایشی کاهش می یابد و به حداقل مقدار مشخصی از یک اجاق گاز با طرح معین نزدیک می شود.

برنج. 4. وابستگی راندمان کوره گرمایش گاز به پارامترهای مختلف a - به ضریب هوای اضافی برای سطح سطح داخلی گردش دود، m2. ب - در سطح داخلی گردش دود در نسبت های مختلف هوای اضافی. ج - در مدت زمان آتش سوزی برای نواحی مختلف سطح داخلی گردش دود متر مربع

انتقال حرارت اجاق های گرمایشی و ظرفیت ذخیره سازی آنها. در کوره های گرمایش حرارتی که باید توسط گازهای دودکش به اتاق گرم شده منتقل شود باید از ضخامت دیواره های کوره عبور کند. با تغییر در ضخامت دیواره های جعبه آتش نشانی و دودکش ها، مقاومت حرارتی و انبوه سنگ تراشی (ظرفیت ذخیره سازی آن) بر این اساس تغییر می کند. به عنوان مثال وقتی ضخامت دیواره ها کاهش می یابد، مقاومت حرارتی آنها کاهش می یابد، جریان گرما افزایش می یابد و در عین حال ابعاد کوره کاهش می یابد. با این حال، کاهش ضخامت دیواره‌های کوره‌های دوره‌ای که با سوخت جامد کار می‌کنند به دلایل زیر غیرقابل قبول است: با احتراق دوره‌ای کوتاه‌مدت، سطوح داخلی آتش‌بکس و دودکش‌ها تا دمای بالا و دمای سطح بیرونی گرم می‌شوند. کوره در دوره های حداکثر احتراق بالاتر از حد مجاز خواهد بود. پس از توقف احتراق، به دلیل انتقال حرارت شدید از دیواره های بیرونی به محیط، کوره به سرعت خنک می شود.

در مقادیر زیاددمای اتاق M در طول زمان بسیار متفاوت خواهد بود و از آن نیز متفاوت خواهد بود استانداردهای قابل قبول. از طرف دیگر، اگر فر با دیواره های ضخیم بیش از حد گذاشته شده است، پس دوره کوتاهجعبه آتش، جرم بزرگ آن زمان گرم شدن نخواهد داشت و علاوه بر این، با ضخیم شدن دیوارها، تفاوت بین سطح داخلی دودکش ها که گرما را از گازها دریافت می کند و مساحت سطح بیرونی اجاق گاز که گرما را به هوای اطراف منتقل می کند، افزایش می یابد، در نتیجه دمای سطح بیرونی اجاق گاز برای گرم کردن موثر اتاق بسیار پایین خواهد بود. بنابراین، یک ضخامت دیواره بهینه (1/2-1 آجر) وجود دارد که در آن جرم یک کوره دوره‌ای، مقدار کافی گرما را در حین احتراق جمع می‌کند و در عین حال، دمای به اندازه کافی بالای سطوح بیرونی کوره را افزایش می‌دهد. برای گرمایش عادی اتاق به دست می آید.

هنگام استفاده از سوخت مایع یا گاز در اجاق‌های گرمایش، حالت احتراق پیوسته کاملاً قابل دستیابی است، بنابراین با احتراق مداوم به دلیل افزایش جرم بنایی نیازی به تجمع گرما نیست. فرآیند انتقال حرارت از گازها به اتاق گرم شده در زمان ثابت است. در این شرایط، ضخامت دیواره و انبوه کوره را می توان نه بر اساس اطمینان از یک مقدار ذخیره سازی مشخص، بلکه بر اساس ملاحظات استحکام سنگ تراشی و اطمینان از دوام مناسب انتخاب کرد.

اثر تبدیل کوره از پخت دسته ای به پخت مداوم از شکل 1 به وضوح قابل مشاهده است. 5 که تغییر دمای سطح داخلی دیواره جعبه آتش را در حالت شلیک دوره ای و مداوم نشان می دهد. با شلیک دوره ای، پس از 0.5-1 ساعت، سطح داخلی دیواره جعبه آتش تا 800-900 درجه سانتیگراد گرم می شود.

چنین گرمایش ناگهانی پس از 1-2 سال کارکرد کوره اغلب باعث ترک خوردن آجرها و تخریب آنها می شود. با این حال، این حالت اجباری است، زیرا کاهش بار حرارتی منجر به افزایش بیش از حد مدت زمان جعبه آتش می شود.

با احتراق مداوم، مصرف سوخت به شدت کاهش می یابد و دمای گرمایش دیواره های جعبه آتش کاهش می یابد. همانطور که در شکل دیده میشود. 27، با احتراق مداوم برای اکثر گریدهای زغال سنگ، دمای دیواره از 200 به تنها 450-500 درجه سانتیگراد افزایش می یابد، در حالی که با احتراق دوره ای بسیار بالاتر است - 800-900 درجه سانتیگراد. بنابراین، کوره های کوره های دسته ای معمولاً با آجر نسوز اندود می شوند، در حالی که کوره های کوره های پیوسته نیازی به آستر ندارند، زیرا دمای سطح آنها به حد مقاومت در برابر آتش سوزی آجر قرمز معمولی (700-750 درجه سانتیگراد) نمی رسد.

در نتیجه، با احتراق مداوم، آجرکاری با کارایی بیشتری مورد استفاده قرار می گیرد، طول عمر کوره ها بسیار افزایش می یابد و برای اکثر مارک های زغال سنگ (به استثنای زغال سنگ آنتراسیت و بدون چربی) می توان تمام قسمت های کوره را از آجر قرمز چید.

پیش نویس در کوره ها. برای اینکه گازهای دودکش را مجبور به عبور از جعبه آتش سوزی از طریق گردش دود اجاق گاز به دودکش کنیم و با غلبه بر تمام مقاومت های محلی که در طول مسیر با آن مواجه می شویم، باید نیروی خاصی را صرف کرد که باید از این مقاومت ها فراتر رود، در غیر این صورت اجاق گاز سیگار خواهد کشید این نیرو را معمولاً نیروی کششی کوره می نامند.

وقوع نیروی کشش در نمودار نشان داده شده است (شکل 6). گازهای دودکش تشکیل شده در محفظه آتش که نسبت به هوای اطراف سبک تر هستند، به سمت بالا بالا می روند و دودکش را پر می کنند. ستون هوای بیرون با ستون گازهای دودکش مخالف است، اما به دلیل سرد بودن، به طور قابل توجهی سنگین تر از ستون گازها است. اگر یک صفحه عمودی معمولی را از طریق درب آتش نشانی بکشید، در سمت راست ستونی از گازهای داغ با ارتفاع از وسط درب آتش نشانی تا بالای دودکش روی آن اثر می گذارد (فشرده می شود). سمت چپ - ستونی از هوای سرد خارجی با همان ارتفاع. جرم ستون سمت چپ بیشتر از ستون سمت راست است، زیرا چگالی هوای سرد بیشتر از هوای گرم است، بنابراین ستون سمت چپ گازهای دودکش را که دودکش را پر می کنند جابجا می کند و گازها در سیستم در جهتی از بالاتر حرکت می کنند. فشار برای کاهش فشار، یعنی سمت دودکش.

برنج. 5. تغییر دما در سطح داخلی دیواره جعبه آتش a - ترموستات روی حد پایین تنظیم شده است. ب - ترموستات روی حد بالایی تنظیم شده است

برنج. 6. طرح عملکرد درب دودکش 1 مشعل; 2- آتشدان; 3 - ستون هوای بیرون؛ 4 - دودکش

بنابراین اثر نیروی کشش به این صورت است که از یک سو گازهای داغ را به سمت بالا وادار می کند و از سوی دیگر باعث می شود هوای بیرونبرای احتراق به داخل جعبه آتش منتقل شود.

میانگین دمای گازهای موجود در دودکش را می توان برابر با میانگین حسابی بین دمای گازها در ورودی و خروجی دودکش در نظر گرفت.

- ویژگی های اصلی فرآیندهای احتراق سوخت