Οι συσκευές καύσης ή η εστία είναι το κύριο στοιχείο μιας μονάδας λέβητα ή πυροκάμινου και χρησιμεύει για την καύση του καυσίμου με τον πιο οικονομικό τρόπο και τη μετατροπή της χημικής του ενέργειας σε θερμότητα με τον πιο οικονομικό τρόπο. Υπάρχουν οι ακόλουθες κύριες μέθοδοι καύσης στερεών καυσίμων: 1) στρώση? 2) φωτοβολίδα (θάλαμος). 3) δίνη? 4) καύση σε ρευστοποιημένη κλίνη. Για την καύση υγρών και αέριων καυσίμων, χρησιμοποιείται μόνο η μέθοδος εκτόξευσης. 1. Μέθοδος στρώσεων - η διαδικασία καύσης πραγματοποιείται σε κλιβάνους στρώσης. Οι εστίες με στρώματα μπορούν να χωριστούν σε 3 ομάδες: 1) εστίες με σταθερή σχάρα και ένα πυκνό στρώμα καυσίμου που βρίσκεται ακίνητο πάνω τους. Καθώς αυξάνεται η ταχύτητα του καυσίμου που διέρχεται από το στρώμα καυσίμου. Το τελευταίο μπορεί να πάρει βράση. Αυτό το στρώμα καυσίμου καίγεται πιο έντονα λόγω της αύξησης της επιφάνειας επαφής με τον αέρα. 2. Φωτάκια με σταθερή σχάρα και στρώματα καυσίμου που κινούνται κατά μήκος του. 3. Φωτάκια με ένα στρώμα καυσίμου που κινείται μαζί με τη σχάρα.

1 – τηγάνι στάχτης; 2 – σχάρα; 3 – στρώμα καυσίμου. 4 – θάλαμος καύσης. 5 – λόγχη για παροχή αέρα. 6 – παράθυρο για παροχή καυσίμου.

Η εστία έχει σχεδιαστεί για να καίει όλους τους τύπους καυσίμων.

Τυπική σχάρα τύπου RPK– Αποτελείται από ράβδους σχάρας διατεταγμένες σε πολλές σειρές και τοποθετημένες σε άξονες ορθογώνιας διατομής. Όταν οι άξονες περιστρέφονται υπό γωνία περιστροφής 30 0, οι σειρές των ράβδων σχάρας γέρνουν με την ίδια γωνία και μέσα από τα κενά που σχηματίζονται, η σκωρία χύνεται από τη σχάρα στη λεκάνη τέφρας. Οι σχάρες έχουν διαστάσεις που κυμαίνονται από 900 έως 3600 mm σε πλάτος και από 915 έως 3660 mm σε μήκος. Ο πιο συνηθισμένος τύπος εστίας στρώσης είναι η μηχανοποιημένη εστία εστίας με μηχανικό κιβώτιο ταχυτήτων αλυσίδας. Η μηχανική σχάρα είναι κατασκευασμένη με τη μορφή μιας ατέρμονης σχάρας που κινείται βαθιά μέσα στην εστία μαζί με ένα στρώμα καυσίμου καυσίμου που βρίσκεται πάνω της. Το καύσιμο περνά από όλα τα στάδια της καύσης και χύνεται σε μια αποθήκη σκωρίας με τη μορφή σκόνης. Η ταχύτητα κίνησης της οθόνης μπορεί να αλλάξει ανάλογα με την κατανάλωση καυσίμου από 2 έως 16 m/h. Αυτές οι εστίες χρησιμοποιούνται για την καύση ταξινομημένου ανθρακίτη με τεμάχια μεγέθους έως 40 mm. Ένα ιδιαίτερο χαρακτηριστικό των πολυστρωματικών εστιών είναι η παρουσία ενός αποθέματος καυσίμου στη σχάρα, το οποίο σας επιτρέπει να ρυθμίζετε την ισχύ της εστίας αλλάζοντας την ποσότητα του παρεχόμενου αέρα και διασφαλίζει τη σταθερότητα της διαδικασίας καύσης. Η μέθοδος στρώσης δεν είναι κατάλληλη για μεγάλες μονάδες παραγωγής ενέργειας, αλλά σε σταθμούς χαμηλής και μεσαίας ισχύος αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται ευρέως. 2. Μέθοδος πυρσού.Σε αντίθεση με τον τύπο στρώσης, χαρακτηρίζεται από τη συνέχεια της κίνησης των σωματιδίων του καυσίμου στον χώρο καύσης μαζί με τη ροή του αέρα και των προϊόντων καύσης, στον οποίο αιωρούνται. Το σχήμα δείχνει ένα θάλαμο εστίας με φούντωμακαύσιμα. Αποτελείται από καυστήρα 1. θάλαμο καύσης 2, σωλήνες βρασμού 3, σωλήνες πίσω σήτας 4, χοάνη πολτού 5. Το προθρυμματισμένο καύσιμο με τη μορφή σκόνης άνθρακα και ένα μείγμα αερίου τροφοδοτούνται στον καυστήρα 1 και διοχετεύεται δευτερεύων αέρας σε αυτόν μέσα από μια σειρά από τρύπες. Η ροή αερίου-αέρα με αιωρούμενα σωματίδια στερεού καυσίμου αναφλέγεται στην έξοδο από τον καυστήρα στον κλίβανο 2. Στο θάλαμο καύσης, το καύσιμο καίγεται για να σχηματίσει έναν αναμμένο πυρσό. Η θερμότητα που απελευθερώνεται κατά την καύση του καυσίμου με τη μορφή ακτινοβολίας και μεταφοράς μεταφέρεται στο νερό που κυκλοφορεί στους σωλήνες βρασμού και στους σωλήνες της πίσω οθόνης. Το υπόλοιπο του καμένου καυσίμου εισέρχεται στη χοάνη σκωρίας και στη συνέχεια εκκενώνεται. Το κύριο πλεονέκτημα αυτής της μεθόδου καύσης είναι η δυνατότητα δημιουργίας ισχυρών κλιβάνων με χωρητικότητα ατμού έως 2000 t/h και η δυνατότητα οικονομικής και αξιόπιστης καύσης τέφρας, υγρών και απορριμμάτων καυσίμων κάτω από λέβητες διαφόρων χωρητικότητας. Τα μειονεκτήματα αυτής της μεθόδου περιλαμβάνουν: 1) Το υψηλό κόστος του συστήματος προετοιμασίας σκόνης. 2) Υψηλή κατανάλωση ηλεκτρική ενέργειαγια λείανση? 3) Ελαφρώς χαμηλότερα θερμικά φορτία του θαλάμου καύσης απ' ό,τι στα στρώματα εστίας, γεγονός που συμβάλλει στις ογκομετρικές συνθήκες των θαλάμων καύσης. Η προετοιμασία της σκόνης από το χοντρό καύσιμο αποτελείται από τις ακόλουθες λειτουργίες: 1. Αφαίρεση μεταλλικών αντικειμένων από το καύσιμο χρησιμοποιώντας μαγνητικούς διαχωριστές. 2. Σύνθλιψη μεγάλων τεμαχίων καυσίμου σε θραυστήρες μεγέθους 15-25 mm. 3. Ξήρανση και άλεσμα καυσίμου σε ειδικούς μύλους και ταξινόμηση καυσίμων. 4. Ταξινόμηση. Για να συνθλίψετε μεγάλα κομμάτια, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε σπαστήρες με μπάλα, ρολό ή κώνους. Οι σφαιρόμυλοι χαμηλής ταχύτητας και οι σφυρόμυλοι υψηλής ταχύτητας με αξονική και δίσκη παροχή ξηραντικού χρησιμοποιούνται ως εξοπλισμός λείανσης στο σύστημα προετοιμασίας σκόνης. Οι στρογγυλοί καυστήρες και οι σχισμές χρησιμοποιούνται για την καύση κονιοποιημένου καυσίμου. Τοποθετούνται μπροστά από το μπροστινό τοίχωμα της εστίας, απέναντι στα πλαϊνά τοιχώματα, αλλά και στις γωνίες της εστίας. Για μετωπικό και αντίθετο ψεκασμό, χρησιμοποιούνται στρογγυλοί στροβιλώδεις καυστήρες, δημιουργώντας ένα κοντό φακό.

Αν λάβουμε ως καθοριστική παράμετρο την ταχύτητα του αέρα wσε σχέση με την ταχύτητα κίνησης των σωματιδίων του καυσίμου v t, τότε σύμφωνα με αυτή την παράμετρο υπάρχουν τέσσερις τεχνολογίες καύσης καυσίμου.

1. Σε ένα πυκνό στρώμα φίλτρου(wστο >> vΤ).

Χρησιμοποιείται μόνο για χοντρό στερεό καύσιμο, το οποίο κατανέμεται στη σχάρα. Το στρώμα καυσίμου διοχετεύεται με αέρα με ταχύτητα στην οποία δεν παραβιάζεται η σταθερότητα του στρώματος και η διαδικασία καύσης έχει ζώνη οξυγόνου και αναγωγής.

Η φαινομενική θερμική καταπόνηση της σχάρας είναι Q R= 1,1...1,8 MW/m 2.

2. Σε ρευστοποιημένη ή ρευστοποιημένη κλίνη(wσε > vΤ).

Καθώς αυξάνεται η ταχύτητα του αέρα, η δυναμική πίεση μπορεί να φτάσει και στη συνέχεια να υπερβεί τη βαρυτική δύναμη των σωματιδίων. Η σταθερότητα του στρώματος θα διαταραχθεί και θα ξεκινήσει μια τυχαία κίνηση σωματιδίων, τα οποία θα ανέβουν πάνω από το πλέγμα και στη συνέχεια θα παλινδρομούν πάνω-κάτω. Η ταχύτητα ροής με την οποία διαταράσσεται η σταθερότητα του στρώματος ονομάζεται κρίσιμη.

Μπορεί να αυξηθεί μέχρι την ταχύτητα ανόδου των σωματιδίων, όταν αυτά μεταφέρονται από το στρώμα από μια ροή αερίων.

Ένα σημαντικό μέρος του αέρα διέρχεται από τη ρευστοποιημένη κλίνη με τη μορφή «φυσαλίδων» (όγκοι αερίου), οι οποίες αναμειγνύουν έντονα το λεπτόκοκκο υλικό του στρώματος, ως αποτέλεσμα, η διαδικασία καύσης κατά μήκος του ύψους συμβαίνει σχεδόν σταθερά θερμοκρασία, η οποία εξασφαλίζει την πλήρη καύση του καυσίμου.

Μια ρευστοποιημένη ρευστοποιημένη κλίνη χαρακτηρίζεται από ταχύτητα αέρα 0,5...4 m/s, μέγεθος σωματιδίων καυσίμου 3...10 mm, ύψος στρώματος όχι μεγαλύτερο από 0,3...0,5 m Q V= 3,0...3,5 MW/m 3.

Το μη εύφλεκτο πληρωτικό εισάγεται στη ρευστοποιημένη κλίνη: λεπτή χαλαζιακή άμμος, τσιπς πυρόπηλου κ.λπ.

Η συγκέντρωση καυσίμου στο στρώμα δεν υπερβαίνει το 5%, γεγονός που επιτρέπει την καύση οποιουδήποτε καυσίμου (στερεό, υγρό, αέριο, συμπεριλαμβανομένων των εύφλεκτων απορριμμάτων). Ένα μη εύφλεκτο πληρωτικό σε μια ρευστοποιημένη κλίνη μπορεί να είναι ενεργό έναντι των επιβλαβών αερίων που παράγονται κατά την καύση. Η εισαγωγή ενός πληρωτικού (ασβεστόλιθος, ασβέστης ή δολομίτης) καθιστά δυνατή τη μετατροπή έως και 95% του διοξειδίου του θείου σε στερεή κατάσταση.

3. Στη ροή του αέρα(wσε ≈ v t) ή διαδικασία εκτόξευσης άμεσης ροής. Τα σωματίδια του καυσίμου αιωρούνται στη ροή αερίου-αέρα και αρχίζουν να κινούνται μαζί του, καίγοντας ενώ κινούνται εντός του όγκου καύσης. Η μέθοδος χαρακτηρίζεται από χαμηλή ένταση, εκτεταμένη ζώνη καύσης και αιχμηρές μη ισοθερμικές ιδιότητες. Απαιτείται υψηλή θερμοκρασία περιβάλλοντος στη ζώνη ανάφλεξης και προσεκτική προετοιμασία του καυσίμου (ατομοποίηση και προ-ανάμιξη με αέρα). Θερμική καταπόνηση του όγκου του κλιβάνου Q V≈ 0,5 MW/m3.

Κάτοχοι του διπλώματος ευρεσιτεχνίας RU 2553748:

Η εφεύρεση αναφέρεται στη μηχανική θερμικής ενέργειας και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε κλιβάνους και γεννήτριες θερμότητας διαφόρων τύπων που χρησιμοποιούν οργανικό καύσιμο για καύση.

Υπάρχει μια γνωστή μέθοδος για την αποτελεσματική καύση του καυσίμου με διαχωρισμό αερίου (προϊόντα αντίδρασης καύσης), για παράδειγμα, μια μέθοδος για τον διαχωρισμό αερίων με χρήση μεμβρανών με εμφύσηση διηθήματος για την απομάκρυνση του CO 2 από προϊόντα καύσης σύμφωνα με το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας 2489197 (RU) Κάτοχος διπλώματος ευρεσιτεχνίας: MEMBRANE TECHNOLOGY AND RESEARCH, INC (ΗΠΑ), Συγγραφείς BAKER Richard (ΗΠΑ), WIDGEMANS Johannes Gee (ΗΠΑ), κ.λπ.

Η εφαρμογή αυτής της μεθόδου καύσης πραγματοποιείται σε διάφορα στάδια: ένα στάδιο δέσμευσης διοξειδίου του άνθρακα, ένα στάδιο διαχωρισμού αερίου μεμβράνης που λειτουργεί σε συνδυασμό με συμπίεση και συμπύκνωση για την παραγωγή ενός προϊόντος διοξειδίου του άνθρακα με τη μορφή υγρού και ένα στάδιο εκτόνωσης στο οποίο αέρας ή οξυγόνο εφαρμόζεται στον θάλαμο καύσης ως αέριο καθαρισμού. Το μειονέκτημα αυτής της μεθόδου είναι ότι είναι δύσκολο να εφαρμοστεί, καθώς περιλαμβάνει πολλά πρόσθετα βήματα του τυπικού τύπου, όπως θέρμανση, ψύξη, συμπίεση, συμπύκνωση, άντληση, διάφοροι τύποι διαχωρισμού ή/και κλασματοποίησης, καθώς και παρακολούθηση πιέσεις, θερμοκρασίες, ροές κ.λπ. κ.λπ., με αυτή τη μέθοδο, το διοξείδιο του άνθρακα δεσμεύεται από το ρεύμα αποβλήτων που σχηματίζεται από την καύση καυσίμου, αραιωμένο με αέρια έρματος, το οποίο επομένως έχει χαμηλότερη θερμοκρασία.

Η πλησιέστερη τεχνική λύση (πρωτότυπο) είναι η Μέθοδος καύσης στερεών καυσίμων σε σόμπες οικιακής θέρμανσης σύμφωνα με το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας 2239750 (RU), οι συγγραφείς Ten V.I. (RU) και Ten G.Ch. (RU), Διπλώματος ευρεσιτεχνίας Ten Valery Ivanovich (RU).

Αυτή η μέθοδος περιλαμβάνει φόρτωση καυσίμου στη σχάρα του κλιβάνου, δημιουργία ρεύματος στο χώρο εργασίας του, ανάφλεξη και καύση του καυσίμου με την απομάκρυνση των προϊόντων καύσης στην ατμόσφαιρα, ρύθμιση του βυθίσματος και της ποσότητας των προϊόντων καύσης που αφαιρούνται από τον κλίβανο ανοίγοντας ελαφρά οι αποσβεστήρες τέφρας και καμινάδας.

Το μειονέκτημα αυτής της μεθόδου καύσης στερεών καυσίμων είναι η πολυπλοκότητα της εφαρμογής της, λόγω της διαίρεσης της διαδικασίας σε διάφορες ξεχωριστές περιόδους, σε καθεμία από τις οποίες το καύσιμο αναφλέγεται ξανά, φέρεται σε κατάσταση έντονης καύσης και, αφού φτάσει την καθορισμένη θερμοκρασία του κλιβάνου, η διαδικασία καύσης μεταφέρεται στη λειτουργία εξασθένησης και, στη συνέχεια, η ανάφλεξη πραγματοποιείται ξανά χρησιμοποιώντας σύνθετο αυτοματισμό και χρησιμοποιώντας υγρό ή αέριο καύσιμο. Το μειονέκτημα αυτών και άλλων παρόμοιων μεθόδων καύσης καυσίμου είναι η ανάμειξη προϊόντων καύσης, πηγών θερμότητας (CO 2 και H 2 O), στη ζώνη αντίδρασης, σε ένα ενιαίο ρεύμα με αέρια έρματος (άζωτο, περίσσεια αέρα κ.λπ.) , που επιδεινώνουν τις συνθήκες για την καύση του καυσίμου και τη χρήση της εκλυόμενης θερμότητας (η χρήσιμη θερμότητα αφαιρείται και απελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα).

Η προτεινόμενη εφεύρεση στοχεύει στη βελτίωση των συνθηκών καύσης του καυσίμου και στην αύξηση της ποσότητας θερμικής ενέργειας που απελευθερώνεται από το καύσιμο.

Το τεχνικό αποτέλεσμα της προτεινόμενης μεθόδου είναι η αύξηση της απόδοσης των κλιβάνων και των γεννητριών θερμότητας με την καύση εύφλεκτων αερίων στη μεσαία ζώνη του καλύμματος του κλιβάνου και την απομάκρυνση των αερίων έρματος από τη ζώνη καύσης, καθώς και με την έκθεση του θερμού άνθρακα σε υπερθερμασμένους υδρατμούς.

Η προτεινόμενη μέθοδος καύσης καυσίμου απεικονίζεται με γραφικό υλικό, όπου υιοθετούνται οι ακόλουθες ονομασίες: 1 - ζώνη αντίδρασης καύσης. 2 - τηγάνι τέφρας (λάκκος τέφρας). 3 - παροχή πρωτογενούς αέρα για ανάφλεξη, συντήρηση καύσης και αεριοποίηση καυσίμου (πτητικά εύφλεκτα αέρια). 4 - θάλαμος καύσης με καύσιμο. 5 - υδρογονάνθρακες (πτητικά αέρια). 6 - παροχή δευτερεύοντος αέρα στη ζώνη καύσης για την καύση πτητικών εύφλεκτων αερίων. 7 - επιβλαβή μη εύφλεκτα αέρια έρματος που δεν συμμετέχουν στην καύση. 8 - παροχή υπέρθερμου ατμού. 9 - χρήσιμα ζεστά προϊόντα - φορείς θερμότητας, διοξείδιο του άνθρακα και υδρατμοί. 10 - ζώνη ανταλλαγής θερμότητας. 11 - σχάρα? 12 - έξοδος αερίων από την κουκούλα του κλιβάνου.

Η προτεινόμενη μέθοδος εκτελείται ως εξής. Το στερεό καύσιμο φορτώνεται στη σχάρα 11, αναφλέγεται και ο πρωτεύων αέρας εισέρχεται μέσω του φυσητήρα 2 και της σχάρας 11. Στη συνέχεια, μετά την ανάφλεξη, ο δευτερεύων αέρας 6 εισέρχεται στο κουδούνι απευθείας στη ζώνη καύσης για να κάψει πτητικά εύφλεκτα αέρια. Ως αποτέλεσμα της αντίδρασης καύσης, εμφανίζεται ένα μείγμα άσχετων αερίων: ζεστό διοξείδιο του άνθρακα και υδρατμοί και σχετικά κρύα αέρια έρματος - περίσσεια αέρα και απελευθερωμένο άζωτο στη σύνθεσή του (υπερβολικό αέρα με υψηλή περιεκτικότητα σε άζωτο). Η ιδιαιτερότητα του σχεδιασμού τύπου καμπάνας είναι ότι κατά τη διάρκεια της αντίδρασης καύσης, τα αέρια που προκύπτουν διαχωρίζονται. Τα θερμά αέρια ανεβαίνουν προς τα πάνω, απελευθερώνοντας θερμική ενέργειατο κουδούνι και τα ψυχρά σωματίδια των αερίων έρματος πέφτουν στις ζώνες του κουδουνιού με χαμηλή θερμοκρασία. Οι αντιδράσεις καύσης καυσίμου εκφράζονται με γνωστές εξισώσεις καύσης. Οι αναλογίες των ουσιών που αντιδρούν διατηρούνται, όπως και η σύνθεσή τους. Δηλαδή, ο άνθρακας C, το υδρογόνο H2 αντιδρούν με το οξυγόνο O2 σε ποσότητα που καθορίζεται από χημικές εξισώσεις:

άλλες ουσίες δεν μπορούν να αντιδράσουν. Η αντίδραση καύσης λαμβάνει χώρα στη ζώνη καύσης μεταξύ υδρογονάνθρακα και οξυγόνου χωρίς τη συμμετοχή αερίων έρματος, ενώ το άζωτο που απελευθερώνεται από τον αέρα στη σύνθεση της περίσσειας αέρα, που θερμαίνεται λιγότερο, ωθείται προς τα έξω μέσω του κάτω μέρους του κουδουνιού (ο σωλήνας εξόδου δεν φαίνεται στο διάγραμμα). Αφού θερμανθεί ο θάλαμος καύσης και υπάρχει θερμός άνθρακας σε αυτόν, υπερθερμασμένος υδρατμός 8 τροφοδοτείται στο κουδούνι κάτω από τη ζώνη παροχής δευτερεύοντος αέρα. Ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης του άνθρακα με τους υδρατμούς σε υψηλές θερμοκρασίες, προκύπτουν εύφλεκτα αέρια σύμφωνα με τις γνωστές χημικές εξισώσεις

σε χαμηλή θερμοκρασία με συνολική θετική θερμική επίδραση, που ενισχύουν τη διαδικασία καύσης του καυσίμου και αυξάνουν τη μεταφορά θερμότητας από αυτό. Η εφαρμογή της προτεινόμενης μεθόδου καύσης καυσίμου θα αυξήσει την απόδοση των κλιβάνων και των γεννητριών θερμότητας. Η προτεινόμενη μέθοδος είναι αρκετά απλή στην εφαρμογή, δεν απαιτεί πολύπλοκο εξοπλισμό και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ευρέως στη βιομηχανία και στην καθημερινή ζωή.

ΠΗΓΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ

1. Ευρεσιτεχνία Ρωσική ΟμοσπονδίαΑριθμ. 2489197, IPC B01D 53/22 (2006.01). Μια μέθοδος διαχωρισμού αερίων με χρήση μεμβρανών με καθαρισμό διηθήματος για την απομάκρυνση του διοξειδίου του άνθρακα από τα προϊόντα καύσης. Διπλώματος ευρεσιτεχνίας, MEMBRANE TECHNOLOGY AND RESEARCH, INC. (ΜΑΣ).

2. Patent of the Russian Federation No. 2239750, IPC F24C 1/08, F24B 1/185. Μέθοδος καύσης καυσίμου σε οικιακές σόμπες θέρμανσης. Κάτοχος διπλώματος ευρεσιτεχνίας Ten Valery Ivanovich.

3. Myakelya K. Σόμπες και τζάκια. Εγχειρίδιο αναφοράς. Μετάφραση από τα φινλανδικά. Μ.: Stroyizdat, 1987.

4. Ginzburg D.B. Αεριοποίηση στερεών καυσίμων. Κρατικός εκδοτικός οίκος λογοτεχνίας για τις κατασκευές, την αρχιτεκτονική και οικοδομικά υλικά. Μ., 1958.

Μια μέθοδος καύσης καυσίμου σε κλιβάνους με κουκούλα με θάλαμο καύσης καυσίμου και σχάρα, που περιλαμβάνει καύσιμο φόρτωσης, ανάφλεξης και καύσης καυσίμου λόγω εισόδου πρωτογενούς αέρα μέσω της λεκάνης τέφρας, που χαρακτηρίζεται από το ότι η κίνηση των αερίων στην κουκούλα γίνεται έξω χωρίς τη χρήση ρεύματος σωλήνα, με δυνατότητα συσσώρευσης θερμών αερίων στο πάνω μέρος του κουδουνιού, ενώ δευτερεύων αέρας τροφοδοτείται στο κουδούνι απευθείας στη ζώνη καύσης, ενώ τα θερμά αέρια ανεβαίνουν προς τα πάνω, εκπέμποντας θερμική ενέργεια στο κουδούνι και ψυχρά σωματίδια αερίων έρματος πέφτουν στις ζώνες του κουδουνιού με μειωμένη θερμοκρασία, μετά τη θέρμανση της καύσης του θαλάμου σε αυτό, κάτω από τη δευτερεύουσα παροχή αέρα, τροφοδοτείται υπέρθερμος υδρατμός στον θερμό άνθρακα και λαμβάνονται εύφλεκτα αέρια.

Παρόμοια διπλώματα ευρεσιτεχνίας:

Η ομάδα των εφευρέσεων σχετίζεται με συσκευές παραγωγής ατμού. Το τεχνικό αποτέλεσμα είναι να αυξηθεί η αποτελεσματικότητα των διαδικασιών μπάνιου.

Η εφεύρεση αναφέρεται σε μια συσκευή μαγειρέματος για το μαγείρεμα φαγητού με χρήση ατμού. Η συσκευή μαγειρέματος περιέχει έναν θάλαμο θέρμανσης στον οποίο τοποθετούνται και θερμαίνονται τα τρόφιμα, ένα μέσο θέρμανσης που θερμαίνει το φαγητό, μια δεξαμενή παραγωγής ατμού που περιλαμβάνει έναν θάλαμο εξάτμισης νερού, μια πηγή θερμότητας που θερμαίνει τη δεξαμενή παραγωγής ατμού, μια συσκευή παροχής νερού που παρέχει νερό στον θάλαμο εξάτμισης νερού, μια οπή παροχής ατμού από το θάλαμο εξάτμισης νερού, μια έξοδος απελευθέρωσης ατμού που τροφοδοτείται από την οπή τροφοδοσίας στον θάλαμο θέρμανσης, ένας θάλαμος αποθήκευσης που επικοινωνεί με την οπή τροφοδοσίας και την οπή εξόδου, που βρίσκεται μεταξύ του θαλάμου εξάτμισης νερού και τον θάλαμο θέρμανσης, και μια πηγή θερμότητας βρίσκεται μεταξύ του ρυθμιστικού θαλάμου και του θαλάμου εξάτμισης νερού.

Η εφεύρεση σχετίζεται με οικιακές συσκευές, συγκεκριμένα σε συσκευές για μαγείρεμα σε συνθήκες αγρού. Μια σόμπα στρατοπέδου μιας χρήσης περιλαμβάνει ένα περίβλημα που περιέχει: έναν τοίχο περιβλήματος, έναν πυθμένα περιβλήματος, ένα παράθυρο για την ανάφλεξη του καυσίμου, παράθυρα αέρα, όπου το περίβλημα είναι κατασκευασμένο με τη μορφή αποκοπής από φύλλο ή κυματοειδές υλικό και τον τοίχο του περιβλήματος , το οποίο μπορεί να λυγίσει και να στερεωθεί γύρω από τον πυθμένα του περιβλήματος, διαθέτει μάνδαλο κλειδώματος, στοπ για τη συγκράτηση του θερμαινόμενου δοχείου και στοπ για συγκράτηση του πυθμένα.

Η εφεύρεση αναφέρεται σε συσκευές για χημικά εργαστήρια, συγκεκριμένα, σε ξηραντήρες - συσκευές για αργή ψύξη, ξήρανση και αποθήκευση ουσιών και υλικών που απορροφούν εύκολα την υγρασία από τον αέρα σε μια ατμόσφαιρα με χαμηλή πίεση υδρατμών σε συνθήκες σφράγισης με την ταυτόχρονη χρήση προσροφητικών.

Η εφεύρεση αναφέρεται στον τομέα της ενέργειας μικρής κλίμακας, ιδιαίτερα σε συσκευές παροχής θερμότητας για μικρές ιδιωτικές κατοικίες και χαμηλά κτίρια. Το τεχνικό αποτέλεσμα είναι η μείωση των εκπομπών επιβλαβών ουσιών σε ελάχιστες τιμές και η αύξηση της αποτελεσματικότητας. Η συσκευή καύσης περιέχει ένα περίβλημα, πόρτες για τη φόρτωση καυσίμου και την εκφόρτωση τέφρας, μια οριζόντια σχάρα και ένα κανάλι εμφύσησης εγκατεστημένο στον θάλαμο καύσης της συσκευής. Η συσκευή είναι εξοπλισμένη με θησαυροφυλάκιο που βρίσκεται πάνω από τον θάλαμο καύσης, περιστρεφόμενο θάλαμο πάνω από το θόλο, άνω και κάτω λεκάνες τέφρας στο κάτω μέρος του σώματος και εξοπλισμένο με πόρτες, αντικαταστάσιμα ακροφύσια για την καύση καυσίμου που βρίσκονται στη βάση του καναλιού εμφύσησης , οριζόντια σχάρα με δυνατότητα προσαρμογής της τοποθέτησής της ανάλογα με το ύψος του θαλάμου καύσης . Το κανάλι εμφύσησης βρίσκεται στο κέντρο του θαλάμου καύσης και συνδέεται με την κάτω λεκάνη τέφρας και δημιουργείται μια κλίση στο πίσω τοίχωμα του περιβλήματος. 2 μισθός f-ly, 4 ill.

Η εφεύρεση αναφέρεται στη μηχανική θερμικής ενέργειας και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε κλιβάνους και γεννήτριες θερμότητας διαφόρων τύπων που χρησιμοποιούν οργανικό καύσιμο για καύση. Το τεχνικό αποτέλεσμα είναι η αύξηση της απόδοσης των κλιβάνων και των γεννητριών θερμότητας. Η μέθοδος καύσης καυσίμου σε κλιβάνους που έχουν κουκούλα με θάλαμο καύσης καυσίμου και σχάρα περιλαμβάνει φόρτωση καυσίμου, ανάφλεξη και καύση του καυσίμου λόγω του πρωτογενούς αέρα που εισέρχεται μέσω της λεκάνης τέφρας. Η κίνηση των αερίων στο κουδούνι πραγματοποιείται χωρίς τη χρήση βύθισης σωλήνα, με δυνατότητα συσσώρευσης θερμών αερίων στο πάνω μέρος του κουδουνιού. Σε αυτή την περίπτωση, ο δευτερεύων αέρας τροφοδοτείται στην κουκούλα απευθείας στη ζώνη καύσης. Τα θερμά αέρια ανεβαίνουν προς τα πάνω, εκπέμποντας θερμική ενέργεια στο κουδούνι και ψυχρά σωματίδια αερίων έρματος πέφτουν κάτω από τις ζώνες χαμηλότερης θερμοκρασίας του κουδουνιού. Μετά τη θέρμανση του θαλάμου καύσης, κάτω από την παροχή δευτερεύοντος αέρα, τροφοδοτείται υπέρθερμος υδρατμός στον θερμό άνθρακα και λαμβάνονται εύφλεκτα αέρια. 1 άρρωστος.

Υπάρχουν τρεις μέθοδοι καύσης καυσίμου: στρώσεις, κατά τις οποίες το καύσιμο στο στρώμα διοχετεύεται με αέρα και καίγεται. έκρηξη, όταν το μείγμα καυσίμου-αέρα καίγεται σε ένα φακό σε αιωρούμενη κατάσταση ενώ κινείται μέσα από τον θάλαμο καύσης, και δίνη (κυκλώνας), όπου το μείγμα καυσίμου-αέρα κυκλοφορεί κατά μήκος ενός βελτιωμένου περιγράμματος λόγω φυγόκεντρων δυνάμεων. Οι μέθοδοι πυρσού και δίνης μπορούν να συνδυαστούν σε μεθόδους θαλάμου.

Διαδικασία καύση στρώματος στερεού καυσίμουεμφανίζεται σε σταθερή ή ρευστοποιημένη κλίνη (ρευστοποιημένη). Σε ένα σταθερό στρώμα (Εικ. 2.6, ΕΝΑ) κομμάτια καυσίμου δεν κινούνται σε σχέση με τη σχάρα, κάτω από την οποία παρέχεται ο απαραίτητος για την καύση αέρας. Σε ρευστοποιημένη κλίνη (Εικ. 2.6, σι)τα σωματίδια του στερεού καυσίμου κινούνται εντατικά μεταξύ τους υπό την επίδραση της πίεσης του αέρα υψηλής ταχύτητας. Η ταχύτητα ροής με την οποία διαταράσσεται η σταθερότητα του στρώματος και αρχίζει η κίνηση μπρος-πίσω των σωματιδίων πάνω από το πλέγμα ονομάζεται κρίσιμος. Η ρευστοποιημένη κλίνη υπάρχει εντός των ορίων ταχύτητας από την αρχή της ρευστοποίησης έως τον τρόπο λειτουργίας πνευματικής μεταφοράς.

Ρύζι. 2.6. Σχέδια καύσης καυσίμου: ΕΝΑ– σε σταθερό στρώμα. σι– σε ρευστοποιημένη κλίνη. V– διαδικασία άμεσης ροής εκλάμψεων. σολ– διαδικασία στροβιλισμού. ρε– δομή του σταθερού στρώματος κατά την καύση και την αλλαγή καυσίμου α, Ο 2 , CO, CO 2 και tκατά πάχος στρώσης: 1 – πλέγμα; 2 – σκωρία; 3 – καύση οπτάνθρακα.
4 – καύσιμο; 5 – φλόγα υπερστρώματος

Στο Σχ. 2.6, ρεφαίνεται η δομή του σταθερού στρώματος. Το καύσιμο 4, που χύνεται πάνω στο φλεγόμενο κοκ, ζεσταίνεται. Τα πτητικά που απελευθερώνονται καίγονται, σχηματίζοντας φλόγα υπερ-στρώσης 5. Η μέγιστη θερμοκρασία (1300 – 1500 °C) παρατηρείται στην περιοχή καύσης των σωματιδίων οπτάνθρακα 3. Δύο ζώνες μπορούν να διακριθούν στο στρώμα: οξειδωτικό, α > 1 ; επανορθωτικός, α< 1.
Στη ζώνη οξείδωσης, τα προϊόντα αντίδρασης του καυσίμου και του οξειδωτικού είναι: CO 2 και CO. Καθώς χρησιμοποιείται αέρας, ο ρυθμός σχηματισμού CO 2 επιβραδύνει, η μέγιστη τιμή του επιτυγχάνεται με περίσσεια αέρα a = 1. Στη ζώνη μείωσης λόγω ανεπαρκούς οξυγόνου (α< 1) начинается реакция между CO 2 και καίγοντας οπτάνθρακα (άνθρακας) για να σχηματιστεί CO. Συγκέντρωση COστα προϊόντα καύσης αυξάνεται, και CO 2 μειώνεται. Μήκος ζωνών ανάλογα με το μέσο μέγεθος δ σετα σωματίδια του καυσίμου είναι τα εξής: μεγάλο 1 = (2 – 4) δ σε; μεγάλο 2 = (4 – 6) δ σε. Για μήκη ζωνών μεγάλο 1 και μεγάλο 2 (στην κατεύθυνση της μείωσης τους) επηρεάζονται από την αύξηση της περιεκτικότητας σε πτητικά καύσιμα και τη μείωση της περιεκτικότητας σε τέφρα A r, αύξηση της θερμοκρασίας του αέρα.

Διότι στη ζώνη 2 εκτός COπεριέχονται Ν 2 και CH 4, η εμφάνιση του οποίου σχετίζεται με την απελευθέρωση πτητικών, τότε για την μετακαύση τους μέρος του αέρα παρέχεται μέσω ακροφυσίων εμφύσησης που βρίσκονται πάνω από το στρώμα.

Σε μια ρευστοποιημένη κλίνη, μεγάλα κλάσματα καυσίμου αιωρούνται. Η ρευστοποιημένη κλίνη μπορεί να είναι υψηλής θερμοκρασίας και χαμηλής θερμοκρασίας. Η καύση καυσίμου σε χαμηλή θερμοκρασία (800 – 900 °C) επιτυγχάνεται με την τοποθέτηση της επιφάνειας θέρμανσης του λέβητα σε ρευστοποιημένη κλίνη. Σε αντίθεση με μια σταθερή κλίνη, όπου το μέγεθος των σωματιδίων καυσίμου φτάνει τα 100 mm, ο θρυμματισμένος άνθρακας καίγεται σε μια ρευστοποιημένη κλίνη με δ σε£25 χιλιοστά.
Το στρώμα περιέχει 5-7% καύσιμο (κατ' όγκο). Ο συντελεστής μεταφοράς θερμότητας στις επιφάνειες που βρίσκονται στο στρώμα είναι αρκετά υψηλός και φτάνει τα 850 kJ/(m 2 ×h×K). Κατά την καύση καυσίμων χαμηλής τέφρας, για να αυξηθεί η μεταφορά θερμότητας, εισάγονται στο στρώμα πληρωτικά με τη μορφή αδρανών κοκκωδών υλικών: σκωρία, άμμος, δολομίτης. Ο δολομίτης δεσμεύει τα οξείδια του θείου
(έως 90%), με αποτέλεσμα μειωμένη πιθανότητα διάβρωσης σε χαμηλή θερμοκρασία. Το χαμηλότερο επίπεδο θερμοκρασίας αερίου στη ρευστοποιημένη κλίνη βοηθά στη μείωση του σχηματισμού οξειδίων του αζώτου κατά την καύση, τα οποία, όταν απελευθερώνονται στην ατμόσφαιρα, ρυπαίνουν περιβάλλο. Επιπλέον, εξαλείφεται η σκωρίαση των σήτων, δηλαδή η κόλληση του ορυκτού μέρους του καυσίμου πάνω τους.

Ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα μιας κυκλοφορούσας ρευστοποιημένης κλίνης είναι ότι προσεγγίζει τη λειτουργία της κλίνης σε λειτουργία πνευματικής μεταφοράς.

Μέθοδος θαλάμουκαύση στερεών καυσίμωνπραγματοποιείται κυρίως σε ισχυρούς λέβητες. Στο καύση θαλάμουΤο στερεό καύσιμο, αλεσμένο σε κατάσταση σκόνης και προξηραμένο, τροφοδοτείται με μέρος του αέρα (πρωτεύον) μέσω των καυστήρων στον κλίβανο. Ο υπόλοιπος αέρας (δευτερεύων) εισάγεται στη ζώνη καύσης τις περισσότερες φορές μέσω των ίδιων καυστήρων ή μέσω ειδικών ακροφυσίων για να εξασφαλιστεί η πλήρης καύση του καυσίμου. Στον κλίβανο, το κονιοποιημένο καύσιμο καίγεται σε αναστολή σε ένα σύστημα αλληλεπιδρώντων ροών αερίου-αέρα που κινούνται στον όγκο του. Με μεγαλύτερη λείανση του καυσίμου, η περιοχή της επιφάνειας που αντιδρά, άρα και οι αντιδράσεις χημικής καύσης, αυξάνεται σημαντικά.

Χαρακτηριστικό της λείανσης στερεών καυσίμων είναι η συγκεκριμένη περιοχή F plεπιφάνεια σκόνης ή η συνολική επιφάνεια σωματιδίων σκόνης βάρους 1 kg (m 2 /kg). Για σφαιρικά σωματίδια ίδιου μεγέθους (μονοδιασποράς), η τιμή F plείναι αντιστρόφως ανάλογη με τη διάμετρο των σωματιδίων της σκόνης.

Στην πραγματικότητα, η σκόνη που λαμβάνεται κατά τη λείανση έχει σύνθεση πολυδιασποράς και σύνθετο σχήμα. Για να χαρακτηριστεί η ποιότητα λείανσης της σκόνης πολυδιασποράς, μαζί με την ειδική επιφάνεια της σκόνης, χρησιμοποιούνται τα αποτελέσματα του κοσκινίσματος της σε κόσκινα διαφόρων μεγεθών. Με βάση τα δεδομένα κοσκίνισης, κατασκευάζεται ένα χαρακτηριστικό κόκκων (ή λείανσης) με τη μορφή εξάρτησης υπολειμμάτων από το κόσκινο από το μέγεθος του πλέγματος κόσκινου Οι πιο συχνά χρησιμοποιούμενοι δείκτες υπολειμμάτων στα κόσκινα είναι 90 μικρά και 200 μικρά - R 90 και R 200. Η προκαταρκτική προετοιμασία του καυσίμου και η θέρμανση του αέρα εξασφαλίζουν την καύση του στερεού καυσίμου στον κλίβανο σε σχετικά σύντομο χρονικό διάστημα (αρκετά δευτερόλεπτα) ενώ στον όγκο του υπάρχουν ροές σκόνης-αέρα (δάδες).

Οι τεχνολογικές μέθοδοι για την οργάνωση της καύσης χαρακτηρίζονται από μια ορισμένη εισαγωγή καυσίμου και αέρα στον κλίβανο. Στα περισσότερα κονιοποιημένα συστήματα προετοιμασίας, το καύσιμο μεταφέρεται στον κλίβανο με πρωτογενή αέρα, ο οποίος είναι μόνο μέρος συνολικός αριθμόςαέρα που είναι απαραίτητος για τη διαδικασία καύσης. Η παροχή δευτερεύοντος αέρα στον κλίβανο και η οργάνωση της αλληλεπίδρασής του με τον πρωτεύοντα αέρα πραγματοποιείται στον καυστήρα.

Η μέθοδος θαλάμου, σε αντίθεση με τη μέθοδο στρώσης, χρησιμοποιείται επίσης για την καύση αερίων και υγρών καυσίμων. Το αέριο καύσιμο εισέρχεται στον θάλαμο καύσης μέσω του καυστήρα και το υγρό καύσιμο εισέρχεται μέσω των ακροφυσίων σε ψεκασμένη μορφή.

Επίπεδες εστίες

Μια εστία σταθερού κρεβατιού μπορεί να είναι χειροκίνητη, ημιμηχανική ή μηχανική με σχάρα αλυσίδας. Μηχανική εστίαονομάζεται διάταξη καύσης στρώσης στην οποία όλες οι λειτουργίες (τροφοδοσία καυσίμου, αφαίρεση σκωρίας) εκτελούνται με μηχανισμούς. Κατά τη συντήρηση ημιμηχανικών εστιών, χρησιμοποιείται χειρωνακτική εργασία μαζί με μηχανισμούς. Υπάρχουν εστίες με ευθεία γραμμή (Εικ. 2.7, ΕΝΑ) και αντίστροφα (Εικ. 2.7, σι) από την κίνηση των σχαρών 1, που οδηγούνται από γρανάζια 2. Η κατανάλωση καυσίμου που παρέχεται από τη χοάνη 3 ρυθμίζεται από το ύψος εγκατάστασης της πύλης 4 (βλ. Εικ. 2.7, ΕΝΑ)ή την ταχύτητα κίνησης των διανομέων 7 (Εικ. 2.7, σι). Σε σχάρες με αντίστροφη κίνηση, το καύσιμο τροφοδοτείται στον καμβά από μηχανικούς διασκορπιστές 8 (Εικ. 2.7, β, γ) ή πνευματικό (Εικ. 2.7, σολ)τύπος. Μικρά κλάσματα του καυσίμου καίγονται σε αιώρηση και μεγάλα κλάσματα καίγονται σε ένα στρώμα στη σχάρα, κάτω από το οποίο παρέχεται αέρας 9. Η θέρμανση, η ανάφλεξη και η καύση του καυσίμου συμβαίνει λόγω της θερμότητας που μεταφέρεται από την ακτινοβολία από τα προϊόντα καύσης. Σκωρία 6 με χρήση απομάκρυνσης σκωρίας 5 (Εικ. 2.7, ΕΝΑ) ή υπό την επίδραση του ίδιου του βάρους (Εικ. 2.7, σι) εισέρχεται στο καταφύγιο σκωρίας.

Η δομή του στρώματος καύσης φαίνεται στο Σχ. 2.7, ΕΝΑ.Περιοχή IIIκαύση οπτάνθρακα μετά από ζώνη IIθέρμανση εισερχόμενου καυσίμου (ζώνη εγώ) βρίσκεται στο κεντρικό τμήμα του πλέγματος. Υπάρχει επίσης χώρος ανάνηψης εδώ. IV.Ο ανομοιόμορφος βαθμός καύσης καυσίμου σε όλο το μήκος της σχάρας οδηγεί στην ανάγκη παροχής τμηματικού αέρα. Το μεγαλύτερο μέρος του οξειδωτικού πρέπει να παρέχεται στη ζώνη III, μικρότερη ποσότητα - μέχρι το τέλος της ζώνης αντίδρασης οπτάνθρακα και πολύ μικρή ποσότητα - στη ζώνη IIπροετοιμασία καυσίμου για καύση και ζώνη Vκαύση σκωρίας. Αυτή η προϋπόθεση ικανοποιείται από μια σταδιακή κατανομή περίσσειας αέρα a 1 κατά μήκος της σχάρας. Η παροχή της ίδιας ποσότητας αέρα σε όλα τα τμήματα θα μπορούσε να οδηγήσει σε αυξημένη περίσσεια αέρα στο άκρο του φύλλου της σχάρας, με αποτέλεσμα να μην υπάρχει αρκετός αέρας για να καεί οπτάνθρακα (καμπύλη a 1) στη ζώνη III.

Το κύριο μειονέκτημα των εστιών με σχάρες αλυσίδας είναι η αυξημένη απώλεια θερμότητας από την ατελή καύση του καυσίμου. Το πεδίο εφαρμογής τέτοιων σχαρών περιορίζεται σε λέβητες με χωρητικότητα ατμού ρε= 10 kg/s και καύσιμα με απελευθέρωση πτητικών = 20% και μειωμένη υγρασία.

Οι κλίβανοι ρευστοποιημένης κλίνης χαρακτηρίζονται από μειωμένες εκπομπές επιβλαβών ενώσεων όπως π.χ ΟΧΙ x, ΕΤΣΙ 2, μικρή πιθανότητα σκωρίας των σήτων, δυνατότητα (λόγω της χαμηλής θερμοκρασίας των αερίων) κορεσμού του όγκου του κλιβάνου με θερμαντικές επιφάνειες. Τα μειονεκτήματά τους είναι η αυξημένη ατελής καύση του καυσίμου, η υψηλή αεροδυναμική αντίσταση της σχάρας και του στρώματος και ένα στενό εύρος ελέγχου της παραγωγής ατμού του λέβητα.

Ρύζι. 2.7. Σχέδια λειτουργίας οθονών αλυσίδας και τύποι εκτοξευτών καυσίμου: ΕΝΑ, σι– εστίες με άμεση και αντίστροφη κίνηση των σχαρών, αντίστοιχα. V, σολ– μηχανικοί και πνευματικοί διασκορπιστές·
1 – σχάρα; 2 - αστέρια; 3 – καταφύγιο; 4 – πύλη; 5 – αφαίρεση σκωρίας. 6 – σκωρία; 7 – διανομέας καυσίμου. 8 – ρίπτης; 9 – παροχή αέρα. I – ζώνη φρέσκου καυσίμου. II – ζώνη θέρμανσης καυσίμου.
III – περιοχή καύσης οπτάνθρακα (οξείδωση). IV – ζώνη ανάκαμψης. V – ζώνη καύσης καυσίμου

Η μέθοδος της στρώσης καύσης καυσίμου χαρακτηρίζεται από σχετικά χαμηλούς ρυθμούς διαδικασίας καύσης, μειωμένη απόδοση και αξιοπιστία. Επομένως, δεν έχει βρει εφαρμογή σε λέβητες υψηλής απόδοσης.

Θάλαμοι κονιοποιημένοι κάμινοι άνθρακα

Οι κονιοποιημένες εστίες άνθρακα θαλάμου αποτελούνται από καυστήρες κονιοποιημένου άνθρακα και ένα θάλαμο καύσης.

Θάλαμος καύσηςείναι μια συσκευή σχεδιασμένη να ολοκληρώνει τη διαδικασία καύσης και να την απομονώνει από εξωτερικές συνθήκες.

Καυστήρεςέχουν σχεδιαστεί για την εισαγωγή καυσίμου και αέρα στον κλίβανο και την ανάμιξή του, εξασφαλίζοντας σταθερή ανάφλεξη και καύση του μείγματος. Πρέπει να πληρούν τις ακόλουθες απαιτήσεις: στενή σύνδεση με την εστία. Συντηρησιμότητα? εξασφαλίστε σταθερή καύση με μειωμένο φορτίο και όταν χρησιμοποιείτε εφεδρικό καύσιμο (αέριο ή μαζούτ).

Οι φούρνοι καύσης στερεών καυσίμων, σύμφωνα με τη μέθοδο απομάκρυνσης της σκωρίας, χωρίζονται σε φούρνους με αφαίρεση ξηρής σκωρίας (Εικ. 2.8) και σε φούρνους με αφαίρεση υγρής σκωρίας (Εικ. 2.9).

Στο Σχ. Το Σχήμα 2.8 δείχνει ένα σχηματικό διάγραμμα ενός κλιβάνου εκτόξευσης (κονιοποιημένου άνθρακα) με αφαίρεση ξηρής σκωρίας, όπου το καύσιμο καίγεται σε αιώρηση στον όγκο του θαλάμου καύσης.

σι

ΕΝΑ

Σε κλιβάνους με αφαίρεση ξηρής σκωρίας, ο πυρήνας του πυρσού βρίσκεται ελαφρώς κάτω από τον θάλαμο καύσης, καλυμμένος με επιφάνειες θέρμανσης με οθόνη που αντιλαμβάνονται τη θερμότητα που εκπέμπεται από τα προϊόντα καύσης και τον αναμμένο φακό και προστατεύουν τα τοιχώματα του θαλάμου καύσης από την έκθεση σε υψηλές θερμοκρασίες. Τέτοιες εστίες είναι μονόχωρες με ψυχρή χοάνη στο κάτω μέρος. Στη ζώνη ψυχρής χοάνης και στο πάνω μέρος του κλιβάνου, οι θερμοκρασίες των προϊόντων καύσης είναι χαμηλότερες από ό,τι στον πυρήνα του πυρσού. Τα σωματίδια τέφρας που αιωρούνται στη ροή των καυσαερίων, πέφτουν από τον πυρήνα του φακού σε περιοχές με σχετικά χαμηλές θερμοκρασίες, ψύχονται και σκληραίνουν. Ένα μικρό μέρος της τέφρας (10 - 15% της συνολικής περιεκτικότητας σε τέφρα του καυσίμου) πέφτει στην αποθήκη σκωρίας που βρίσκεται κάτω από την ψυχρή χοάνη. Η υπόλοιπη τέφρα μεταφέρεται μαζί με τα προϊόντα καύσης στους καπναγωγούς του λέβητα.

Οι εστίες με απομάκρυνση υγρής σκωρίας μπορεί να είναι μονοθαλάμου ή διπλού θαλάμου.
Σε μονοθαλάμους, ο πυθμένας του θαλάμου καύσης γίνεται με τη μορφή οριζόντιας ή κεκλιμένης εστίας. Σε ύψος 4–5 m από την εστία, οι σήτες καλύπτονται με θερμομονωτικό υλικό για μείωση της απορρόφησης θερμότητας, γεγονός που καθιστά δυνατή τη διατήρηση υψηλών θερμοκρασιών 1500–1600 o C κοντά στον πυθμένα της εστίας, στον οποίο βρίσκεται η σκωρία σε υγρή κατάσταση. Η υγρή σκωρία απομακρύνεται συνεχώς μέσω μιας οπής βρύσης σε ένα λουτρό σκωρίας γεμάτο με νερό.
Σε κλιβάνους δύο θαλάμων, διαχωρίζονται οι διαδικασίες καύσης καυσίμου και ψύξης των προϊόντων καύσης.

Σχηματικά διαγράμματα κυκλωνικών κλιβάνων δύο θαλάμων με αφαίρεση υγρής σκωρίας φαίνονται στο Σχήμα. 2.9 Τα κύρια συστατικά των κλιβάνων κυκλώνα είναι ένας θάλαμος καύσης στροβιλισμού, ο οποίος είναι ένας κύλινδρος με εφαπτομενική συγκεντρωμένη ή διασκορπισμένη είσοδο καυσίμου και αέρα, και ένας θάλαμος ψύξης πρισματικού σχήματος.

Το καύσιμο τροφοδοτείται στον θάλαμο στροβιλισμού με πρωτεύοντα αέρα. Το μίγμα καυσίμου-αέρα εισάγεται στο κεντρικό τμήμακάμερες. Το θρυμματισμένο υλικό εισάγεται κατά μήκος του άξονα. Η σκόνη άνθρακα εισέρχεται μέσω εφαπτομενικά τοποθετημένων ακροφυσίων. Ο δευτερεύων αέρας τροφοδοτείται εφαπτομενικά στον θάλαμο μέσω ακροφυσίων με σχισμή με υψηλή ταχύτητα (πάνω από 100 m/s), διασφαλίζοντας την κίνηση των σωματιδίων του καυσίμου στα τοιχώματα του θαλάμου. Οι δίνες που σχηματίζονται στον θάλαμο του κυκλώνα συμβάλλουν στον έντονο σχηματισμό του μείγματος καυσίμου-αέρα και στην καύση καυσίμου τόσο στον όγκο του κυκλώνα όσο και στα τοιχώματά του. Μεταξύ των θαλάμων καύσης και ψύξης υπάρχει μια δέσμη σωλήνων με επένδυση (κλειστά με θερμομονωτικό υλικό) συλλογής σκωρίας, σχεδιασμένη να συλλαμβάνει σταγονίδια λιωμένης σκωρίας που περιέχονται στα προϊόντα καύσης. Τα μη συλλεγμένα σωματίδια τέφρας στερεοποιούνται στον θάλαμο ψύξης.

Τα τοιχώματα του θαλάμου καύσης για μόνωση είναι κατασκευασμένα από σήτες με καρφιά που καλύπτονται με πυρίμαχη επίστρωση (Εικ. 2.10) και τα τοιχώματα του θαλάμου ψύξης έχουν μη μονωμένα πλέγματα λείου σωλήνα ή πτερυγίων.

Ανάλογα με την αρχή της οργάνωσης της διαδικασίας εισαγωγής του μείγματος σκόνης-αέρα, οι καυστήρες κονιοποιημένου άνθρακα μπορούν να χωριστούν σε τρεις τύπους: στροβιλισμού, άμεσης ροής και επίπεδης έκρηξης.

Η αρχή λειτουργίας ενός καυστήρα vortex (Εικ. 2.11, ΕΝΑ) επόμενο. Πρωτεύοντα νήματα εγώκαι δευτερεύον IIΟ αέρας εισάγεται στον κλίβανο μέσω δακτυλιοειδών ομόκεντρων καναλιών στα οποία είναι εγκατεστημένοι στροβιλιστές. Η κατεύθυνση συστροφής των ροών είναι η ίδια. Ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα μιας τέτοιας ροής είναι η συγκρισιμότητα σε μέγεθος και των τριών συνιστωσών της ταχύτητας: αξονική (διαμήκης) w α, εφαπτομένη w t(περιφερειακό) και ακτινωτό wr.Η παρουσία μιας συνιστώσας εφαπτομενικής ταχύτητας οδηγεί σε μια αισθητή διαστολή του πίδακα, σχηματίζοντας ένα παραβολικό σώμα περιστροφής στο διάστημα. Στο κεντρικό εσωτερικό τμήμα του 1ου πίδακα, σχηματίζεται μια ζώνη αραίωσης, η τιμή της οποίας καθορίζεται από την αναλογία δακτυλίου t=D o /D aκαι ο ρυθμός ροής στην έξοδο των καυστήρων.

Υπό την επίδραση μιας διαφοράς πίεσης, προκύπτουν αντίστροφα ρεύματα προϊόντων καύσης υψηλής θερμοκρασίας, εξασφαλίζοντας σταθεροποίηση της ανάφλεξης του μείγματος σκόνης-αέρα. Κατά τη μετακίνηση του πρωτεύοντος εγώκαι δευτερεύον IIο αέρας αναμιγνύεται και η διαδικασία καύσης εξαπλώνεται στην εξωτερική επιφάνεια του πίδακα 2.

Ανάλογα με τη σχεδίαση των στροβιλιστών, υπάρχουν καυστήρες με σπειροειδή λεπίδα (Εικ. 2.12, V), σαλιγκάρι-σαλιγκάρι (Εικ. 2.12, ΕΝΑ), blade-blade, direct-flow-scroll (Εικ. 2.12, σι) και ίσια λεπίδα. Το όνομα υποδεικνύει πρώτα τον τύπο του πρωτεύοντος στροβιλιστή αέρα.

Ρύζι. 2.12. Τύποι καυστήρων άνθρακα κονιοποιημένου vortex: ΕΝΑ– καυστήρας σαλιγκαριού.
σι– καυστήρας σπειροειδούς άμεσης ροής ORGRES. V– καυστήρας σαλιγκαριού TsKTI – TKZ;
1 – σαλιγκάρι μείγμα σκόνης-αέρα. 1" – σωλήνας εισόδου του μείγματος σκόνης-αέρα, 2 – δευτερεύων σπειροειδής αέρας, 2" – δευτερεύον κουτί εισαγωγής αέρα. 3 – δακτυλιοειδές κανάλι για την έξοδο του μείγματος σκόνης-αέρα στον κλίβανο. 4 – το ίδιο για τον δευτερεύοντα αέρα. 5 – κύριο ακροφύσιο μαζούτ.
5" – ακροφύσιο ανάφλεξης μαζούτ, 6 – διαχωριστικό στην έξοδο του μείγματος σκόνης-αέρα.
7 – λεπίδες στροβιλισμού για δευτερεύοντα αέρα. 8 – Τριτογενής παροχή αέρα μέσω του αξονικού καναλιού. 9 – έλεγχος της θέσης του διαχωριστή. 10 – στροβιλιστής αξονικής ροής αέρα.
11 – επένδυση εστίας. AB – όριο ανάφλεξης του μείγματος σκόνης-αέρα. B – αναρρόφηση καυσαερίων στη ρίζα του φακού

Σε έναν καυστήρα vortex, η κύρια παροχή εγώκαι δευτερεύον IIατομικός αέρας (Εικ. 2.11). Η παροχή δευτερεύοντος αέρα μπορεί να είναι είτε πάνω είτε κάτω και η κύρια παροχή αέρα μπορεί να είναι μόνο επάνω, γεγονός που εξηγείται από την ανάγκη αποφυγής εναποθέσεων σκόνης στο σωλήνα σκόνης. Το κύριο και το δευτερεύον κανάλι αέρα έχουν ομόκεντρο δακτυλιοειδές σχήμα.

Το άνοιγμα του φακού, η ποσότητα των αερίων που εκτοξεύονται, η κατανομή των ταχυτήτων, η εμβέλεια στον καυστήρα δίνης καθορίζονται από την ένταση των στροβιλιζόμενων ροών, η οποία υπολογίζεται από την παράμετρο nστρίψτε, ανάλογα με το σχέδιο του στροβιλιστή.

Συνιστάται η τροφοδοσία όλων των τύπων καυσίμου μέσω καυστήρων vortex, εκτός από την αλεσμένη τύρφη. Τα μειονεκτήματα αυτών των καυστήρων περιλαμβάνουν: αυξημένη υδραυλική αντίσταση, πολυπλοκότητα σχεδιασμού, ανάγκη κατασκευής της εξόδου από ανθεκτικά στη θερμότητα υλικά για την αποφυγή εξάντλησης, αυξημένη τάση διαχωρισμού καυσίμου και ελαφρώς μεγαλύτερη εκπομπή (σε σύγκριση με καυστήρες άλλων σχεδίων) οξειδίων του αζώτου στην ατμόσφαιρα.

Σε καυστήρες άμεσης ροής, σε αντίθεση με τις ροές vortex του πρωτεύοντος εγώκαι δευτερεύον IIο αέρας δεν στροβιλίζεται και έχει μονοκατευθυντική (ταυτόχρονη) κίνηση (Εικ. 2.11, σι). Δεν υπάρχει συνιστώσα εφαπτομενικής ταχύτητας και η ακτινική συνιστώσα είναι πολύ μικρότερη από τη διαμήκη συνιστώσα.

Η σταθεροποίηση της ανάφλεξης πραγματοποιείται λόγω της εκτόξευσης των προϊόντων καύσης 1 κατά μήκος της περιφέρειας του πίδακα 2. Ο απαιτούμενος βαθμός ανάμιξης αέρα επιτυγχάνεται με την κατάλληλη αναλογία των ταχυτήτων του πρωτεύοντος εγώκαι δευτερεύον IIαέρας.

Η αντίσταση των καυστήρων άμεσης ροής είναι χαμηλότερη από αυτή των καυστήρων vortex, είναι απλούστερη στην κατασκευή τους και η ποσότητα των οξειδίων του αζώτου που παράγονται είναι μικρότερη. Τα μειονεκτήματα των καυστήρων άμεσης ροής περιλαμβάνουν υψηλότερο εύρος και χειρότερες συνθήκες για την ανάμιξη του μείγματος σε σύγκριση με τους καυστήρες vortex.

Η περιοχή εφαρμογής των καυστήρων άμεσης ροής είναι πέτρινη και καφέ κάρβουνα. Οι καυστήρες προανάμιξης με θάλαμο ανάμειξης χρησιμοποιούνται κυρίως για τύρφη και καφέ άνθρακα.

Η αρχή λειτουργίας των επίπεδων καυστήρων (Εικ. 2.13) βασίζεται στη χρήση της επίδρασης της σύγκρουσης δύο πίδακες αέρα που κατευθύνονται υπό γωνία μεταξύ τους. Η εμβέλεια του πυρσού των καυστήρων επίπεδης λάμψης είναι μικρότερη από αυτή των καυστήρων άμεσης ροής. Ένα «τρίγωνο» σχηματίζεται μεταξύ των δευτερευόντων πίδακες αέρα και του καυστήρα, στον οποίο τροφοδοτείται το καύσιμο, το οποίο αναφλέγεται από τα θερμά προϊόντα καύσης που εκτοξεύονται σε αυτόν. Ως αποτέλεσμα της σύνθλιψης των πίδακα μετά τη σύγκρουση, σχηματίζεται ένας επίπεδος πίδακας με μεγάλη επιφάνεια. Λόγω της διαστολής του πίδακα σε ένα επίπεδο και της έντονης εκτόξευσης προϊόντων καύσης από κάτω και πάνω, η ταχύτητα του πίδακα πέφτει απότομα. Η κλίση του φακού ρυθμίζεται αλλάζοντας την αναλογία των ρυθμών ροής δευτερεύοντος αέρα που παρέχεται στα άνω και κάτω ακροφύσια. Αυτή η ιδιότητα του καυστήρα χρησιμοποιείται όταν αλλάζει η ποιότητα του καυσίμου που καίγεται, καθώς και το φορτίο της μονάδας του λέβητα ή ο τρόπος λειτουργίας του.

Κλίβανοι για καύση υγρών καυσίμων (μαζούτ)

Κυρίως το μαζούτ χρησιμοποιείται ως υγρό καύσιμο για βιομηχανικούς λέβητες. Για να καεί το μαζούτ πρέπει πρώτα να ψεκαστεί για να βελτιωθούν οι συνθήκες εξάτμισης, αφού όταν καίγεται το μαζούτ καίγονται τα αέρια προϊόντα της εξάτμισης του. Για τον ψεκασμό και την εισαγωγή του μαζούτ στον κλίβανο, καλούνται ειδικές συσκευές μπεκ.

Ένας κλίβανος για την καύση πετρελαίου αποτελείται από ένα θάλαμο καύσης, επιφάνειες θέρμανσης που δέχονται δέσμη και ακροφύσια.

Ο θάλαμος καύσης και οι θερμαντικές επιφάνειες λήψης δοκών κατά την καύση πετρελαίου έχουν σχεδιαστεί έτσι ώστε το κάτω μέρος του θαλάμου να περιορίζεται από έναν οριζόντιο ή ελαφρώς κεκλιμένο δίσκο. Ο ίδιος ο θάλαμος είναι κατασκευασμένος από σχετικά μικρότερες διαστάσεις, καθώς το μαζούτ μπορεί να καεί σε σημαντικά υψηλότερη θερμική τάση του θαλάμου καύσης από το κονιοποιημένο καύσιμο. Σε λέβητες μικρής χωρητικότητας ατμού, οι εστίες συχνά δεν καλύπτονται για να απλοποιηθεί η εφαρμογή του συστήματος οθόνης.

Η καύση του καυσίμου είναι μια χημική διαδικασία συνδυασμού των εύφλεκτων στοιχείων του με το οξυγόνο του αέρα, που συμβαίνει σε υψηλές θερμοκρασίες και συνοδεύεται από την απελευθέρωση σημαντικής ποσότητας θερμότητας. Ανάλογα με τον τύπο του καυσίμου διαφοροποιώομοιογενής, ετερογενής καύση και παλμική (PULSAR). Η ομοιογενής καύση συμβαίνει σε όγκο (σε μάζα), ενώ το καύσιμο και το οξειδωτικό βρίσκονται στην ίδια κατάσταση συσσωμάτωσης (για παράδειγμα, αέριο καύσιμο και αέρας). Η ετερογενής καύση εμφανίζεται στη διεπιφάνεια μεταξύ δύο φάσεων, δηλαδή κατά την καύση στερεού και υγρού καυσίμου. Υπάρχουν δύο μέθοδοι καύσης: σε ένα στρώμα καυσίμου εφάπαξ και σε ένα φακό κονιοποιημένου καυσίμου (μέθοδοι καύσης στρώσης και φλας). Τα αέρια και υγρά καύσιμα καίγονται μόνο σε φακό. Η μέθοδος παροχής αέρα στο καύσιμο είναι απαραίτητη κατά την καύση του σε φακό. Ο συνολικός χρόνος καύσης t προσδιορίζεται από τον χρόνο σχηματισμού του μείγματος td και τον χρόνο εμφάνισης των χημικών αντιδράσεων καύσης tk. Εφόσον αυτά τα στάδια διεργασιών μπορεί να επικαλύπτονται, ο συνολικός χρόνος καύσης t = tд+tк.

Μια συσκευή που έχει σχεδιαστεί για να καίει καύσιμο ονομάζεται τζάκι. Ταξινόμηση: με τη μέθοδο της καύσης καυσίμου- στρώμα, θάλαμος (φλόγα) και κυκλώνας. στο στρώμα καίγεται μόνο στερεό καύσιμο και σε άλλες περιπτώσεις - στερεό, υγρό και αέριο. σύμφωνα με τον τρόπο παροχής καυσίμου- με περιοδική και συνεχή σίτιση. σε σχέση με τον λέβητα- εσωτερικό, δηλ. βρίσκεται μέσα στο λέβητα, εξωτερικό, τοποθετημένο έξω από τη θερμαινόμενη επιφάνεια του λέβητα. σύμφωνα με τη μέθοδο οργάνωσης προμήθειας και συντήρησης καυσίμων- χειροκίνητα, ημιμηχανικά και μηχανικά. Φούρνοι για στρώσεις καύσης καυσίμουμπορεί να είναι από τις ακόλουθες ποικιλίες: α) εστίες με σταθερή σχάρα και ακίνητο στρώμα καυσίμου που βρίσκεται πάνω της. β) εστίες με σταθερή σχάρα και στρώμα καυσίμου που κινείται πάνω της. γ) εστίες με κινούμενη σχάρα που κινεί τη στρώση καυσίμου που βρίσκεται πάνω της . Χειροκίνητη εστίαμε μια οριζόντια σταθερή σχάρα σας επιτρέπει να καίτε όλους τους τύπους στερεών καυσίμων κατά τη χειροκίνητη συντήρηση των εργασιών φόρτωσης, διάνοιξης και αφαίρεσης σκωρίας, που χρησιμοποιούνται σε λέβητες με χωρητικότητα ατμού 1-2 t/h. Φωτάκια με λωρίδα θρόισμα:κατά τη διάρκεια της διαδρομής προς τα εμπρός, μετακινεί το καύσιμο από τη χοάνη φόρτωσης βαθιά μέσα στον κλίβανο και πετάει σκωρία από τη σχάρα, και κατά την αντίστροφη διαδρομή, αναδεύει το στρώμα καυσίμου. ΕΝΑ- εγχειρίδιο με οριζόντια σχάρα? β -τζάκι με ριχτάρι σε σταθερό κρεβάτι. V- τζάκι με λωρίδα θρόισμα. σολ- τζάκι με κεκλιμένη σχάρα. ρε- εστία του συστήματος Pomerantsev. e - εστία με μηχανική σχάρα αλυσίδας. και- ίδια αντίστροφη κίνηση και ρίψη. η- θάλαμος καύσης θαλάμου για κονιοποιημένο καύσιμο. Να- φούρνος καύσης υγρών και αερίων καυσίμων Φωτάκια με κεκλιμένη σχάρα. Σε αυτά, το καύσιμο φορτώνεται στην εστία από πάνω και καθώς καίγεται, υπό την επίδραση της βαρύτητας, γλιστράει στο κάτω μέρος της εστίας, δημιουργώντας την ευκαιρία για νέες μερίδες καυσίμου να εισέλθουν στην εστία (2,5-20 t/ η). Φούρνοι ορυχείων υψηλής ταχύτητας του συστήματος V. V. Pomerantsevχρησιμοποιούνται για την καύση τύρφης χλοοτάπητα κάτω από λέβητες με χωρητικότητα ατμού έως 6,5 t/h. Φωτάκια με κινούμενη σχάρα. Αυτά περιλαμβάνουν εστίες με μηχανική σχάρα αλυσίδας κίνησης προς τα εμπρός και προς τα πίσω. Η σχάρα αλυσίδας άμεσης κίνησης κινείται από το μπροστινό τοίχωμα της εστίας προς τα πίσω, ενώ το καύσιμο ρέει με τη βαρύτητα στη σχάρα. (10-150 t/h). Σε εστίες θαλάμουκαύσιμο καίγεται με τη μορφή σκόνης άνθρακα. Τροφοδοτείται αναμεμειγμένο με αέρα στον κλίβανο, όπου καίγεται σε αιώρηση. Φωτάκια θαλάμουγια υγρά και αέρια καύσιμα.Χρησιμοποιούνται καυστήρες άμεσης ροής και στροβιλισμού. Η λειτουργία των εστιών χαρακτηρίζεται από τους ακόλουθους δείκτες: θερμική ισχύς, θερμικά φορτία της σχάρας και όγκος καύσης, απόδοση.