Зольность топлива – это характеристика, обуславливающая содержание минеральных примесей в топливе.
Минеральные примеси – неорганические (негорючие) соединения, содержащиеся в топливе для сжигания:
1. Глина (алюмосиликаты) Al2O3× 2SiO2×2H2O;
2. Кремнезем 2SiO2 (основная часть песка);
3. Сульфаты CaSO4, MgSO4, FeSO4;
4. Карбонаты CaCO3, MgCO3, FeCO3;
5. Окислы железа FeO, Fe2O3, Fe3O4;
6. Сульфиды FeS2, CaS2.
По происхождению минеральные примеси делятся:
- на первичные – содержатся в исходных растениях, из которых сформировалось топливо;
- вторичные – попали в топливо извне (через трещины пластов с почвенными водами);
- третичными – попали в топливо при добыче, транспортировке, хранении.
О содержании минеральных примесей (Мp ) судят по зольности (Аp ), под которой понимают долю негорючего остатка (золы), образующегося при сжигании навески топлива (1 + 0,1 г) и прокаливании остатка в стандартных условиях (30 мин при 850°).
С увеличением геологического возраста топлива и повышением вероятности разбавления органической массы минеральными примесями зольность топлива возрастает.
Ориентировочный состав золы:
SiO2 = 30 – 60%; Al2O3 = 10 – 40%; Fe2O3 = 5 – 20%;
CaO = 5 – 20%; K2O + Na2O + P2O5 = 1 – 5%.
Образующиеся в топке негорючие остатки делятся на шлак и золу.
Температурные характеристики золы определяют экспериментально путем постепенного нагрева образца золы, сформированного в виде трехгранной пирамидки. При нагреве в электропечи фиксируют температуры, соответствующие трем степеням деформации образца.
t 1 – температура начала деформации (оплавление вершины) при 1000 - 1200º С,
|
|
|
t 2 – температура размягчения (1100 - 1400º С),
t 3 – температура жидкоплавкого состояния, соответствующая началу расткания по поверхности при 1200 - 1500º С,
t 0 - температура истинно жидкого состояния, при котором имеет место нормальное течение расплавленного шлака вдоль вертикальной стенки (t 0 = t 3 + 50 - 150º С).
t 3 < 1350º C – легкоплавкая зола,
Если t 3 = 1350 -1450º С – зола средней плавкости,
t 3 > 1450º С – тугоплавкая зола.
В топках с жидким шлакоудалением в случае пониженной нагрузки котла даже непродолжительное снижение температуры в нижней части факела t < t 3 может привести к застыванию шлака и ухудшению его удаления. При этом целесообразно сжигание углей, имеющих длинные шлаки.
Температурные характеристики t 1, t 2, t 3 надо знать:
- для правильного выбора топочного режима, чтобы золовые частицы были в твердом виде и не прилипали к трубам фестона и пароперегревателя).
- выбора системы шлакоудаления (вывод шлака из топки в твердом или жидком виде).
Отрицательное влияние зольности топлива на работу парового котла:
1. повышается расход сжигаемого топлива;
2. снижается полнота сгорания;
3. загрязняются поверхности нагрева, что ухудшает теплопередачу и повышает потерю теплоты с уходящими газами;
|
|
|
4. изнашиваются трубы поверхностей нагрева золовыми частицами;
5. повышается нагрузка на оборудование систем шлако- и золоудаления.
ВЫХОД ЛЕТУЧИХ ВЕЩЕСТВ.
Если твердое топливо нагревать, то при t ≤ 100ºС испаряется влага, но никаких изменений в структуре горючей массы не происходит. Органические соединения топлива термически неустойчивы, и при температуре t > 105ºС начинается разложение сложных молекул на более простые. Термическое разложение сопровождается:
- выходом летучих веществ: горючих (СО, Н2, СН4,CmHn) и негорючих (O2, N2, CO2, SO2);
- образованием коксового остатка.
Выход летучих веществ оценивают по убыли массы навески сухого топлива (1 + 0.1г), выдержанной без доступа воздуха в стандартных условиях (7 мин при 850º):
Va = 
%
Так как влажность топлива нестабильна, выход летучих веществ определяют на горючую массу, %
100
| Vг = Vа × |
100 – Wа - Aа
|
|
|
С увеличением возраста топлива (с повышением степени углефикации) внутримолекулярные связи становятся прочнее, величина Vг снижается, а температура начала выхода летучих возрастает.
С увеличением температуры выход летучих веществ возрастает, достигая 95% от общего значения Vг при t = 850º С. Процесс термического разложения заканчивается при 1100º С.
Особенности сгорания топливной частицы:
а) сначала воспламеняются летучие вещества,
б) затем горит коксовый остаток.
Выводы:
1. Топливо с высоким Vг быстрее воспламеняется, т.к.:
а) выше Vг; б) ниже t начала. выхода летучих.
2. Частица топлива полнее сгорает, т.к.:
а) у топлива с высоким Vг коксовый остаток более пористый и лучше диффузия кислорода к горючие;
б) при высоком Vг снижается содержание углерода в коксовой частице и требуется меньше времени на его окисление.
3. Топливо с высоким Vг быстрее проходит тепловую подготовку за счет теплоты продуктов сгорания летучих веществ.
Твердое топливо делится:
- на высокореакционное (торф, бурые угли);
- низкореакционное (каменные угли, антрацит)
Дата добавления: 2021-01-20; просмотров: 164; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!