Коэффициент избытка воздуха при сжигании топлива в топке котла

Коэффициент избытка воздуха при сжигании топлива - это отношение количества воздуха, действительно подаваемого в топку котла, к теоретически необходимому и равен

Коэффициент избытка воздуха зависит от

При сжигании топлива очень важно правильно регулировать поступление воздуха в топку котла .

Если воздуха в топку котла будет поступать мало, то кислорода не будет хватать для полного сгорания топлива, и часть горючих газов, образующихся в топке котла (например, окись углерода СО), и несгоревшие частицы угля будут уноситься с продуктами горения в дымовую трубу. Неполноту сгорания топлива можно заметить по появлению черного дыма из дымовой трубы. Очевидно, что такое сжигание вызывает излишнюю трату топлива.

Чтобы обеспечить полное сгорание кускового твердого топлива в топке котла, практически приходиться подавать воздуха в топку в несколько раз больше, чем требуется по расчету (например, в полтора раза). Но чрезмерный избыток воздуха в топке котла недопустим, так как много тепла при этом тратится на нагревание излишнего воздуха перед его подачей в топку котла, а также много тепла уносится в дымовую трубу.

Действительное количество воздуха, необходимое для полного сгорания 1 кг топлива, должно быть несколько большим теоретиче­ского, так как при практическом сжигании топлива не все количе­ство теоретически необходимого воздуха используется для горения топлива; часть его не участвует в реакции горения в результате не­достаточного перемешивания воздуха с топливом, а также из-за того, что воздух не успевает вступить в соприкосновение с углеродом топлива и уходит в газоходы котла в свободном состоянии. Поэтому отношение количества воздуха, действительно подаваемого в топку котла, к теоретически необходимому называют коэффициентом избытка воздуха в топке

α_т = V_вд / V_в°,

где V_вд — действительный объем воздуха, поданного в топку котла на 1 кг топлива,

      V_в°  — теоретический объем воздуха,

тогда

V_вд = α_т ּ V_в°     (40)

Пример 10. Определить действительно необходимое количество воздуха для сжигания 1 кг топлива и полный, объем дымовых газов при сжигании твердого топлива с составом (С^р=52,1%; Н^р=3,8%; S^р₄=2,9%; N^р=1,1%; О^р=9,1%) , данным в Примере 5 (см. ссылку Теоретический объем воздуха и дымовых газов). Коэффициент избытка воздуха в топке котла α_т = 1,4.

По формуле (40)

V_вд =1,4 · 5,03 = 7,4 м³/кг.

В действительный объем водяных паров при избытке воздуха больше единицы входят водяные пары, поступающие с избыточным воздухом в количестве 0,0161· V_в° · (α – 1) м³/кг.

Действительный объем водяных паров, м³/кг (см. формулу 35)

V°н₂о = V°н₂о  + 0,0161· V_в° · (α – 1).

Полный объем дымовых газов, м3/кг, получающийся при сгорании 1 кг топлива (см. формулу 36):

V_г = VRо₂ + VN₂  + V°н₂о  + 0,0161· V_в° · (α – 1).

Объем водяных паров при α = 1,4 по формуле (35)

V°н₂о = 0,69 + 0,0161·5,03· (1,4 - 1) = 0,72 м³/кг.

Полный объем дымовых газов по формуле (36)

V_г = 0,99 + 3,98 + 0,62 + 0,72 = 6,31 м³/кг.

При работе топок всех видов необходимо постоянно наблюдать за исправным ведением топочных процессов по контрольно-измери­тельным приборам. На экономичность работы котельной установки значительное влияние оказывают потери тепла от химической не­полноты сгорания топлива. Величина потерь зависит в основном от количества воздуха, поступающего в топку.

Для поддержания нормального горения нужно подводить возду­ха в топку столько, сколько требуется для полного сгорания топлива, что достигается постоянным контролем за составом дымовых газов. Наиболее важно определение содержания в дымовых газах двуокиси и окиси углерода.

В случае неполного сгорания при недостатке воздуха в составе уходящих газов из топки котла будут углеводороды, окись углерода СО, а иногда и чистый водород Н, а при чрезмерном избытке воздуха создаются условия для удаления из топки котла несгоревших летучих го­рючих веществ и уноса частичек твердого топлива. Поэтому при эксплуатации топки следует сводить неполноту сгорания к возмож­ному минимуму. Как правило, котельный агрегат работает или при полном сгорании, или с незначительной химической неполнотой сгорания.

При присосе холодного воздуха в газоходы котла экономичность его работы снижается, поэтому персонал, обслуживаю­щий котлоагрегат, должен постоянно следить за исправностью обмуровки, плотным закрытием заслонок, дверок, гляделок и пр.