Суть процесса горения и условия, необходимые для полного сгорания топлива
Горение — это сложный физико-химический процесс взаимодействия горючих компонентов топлива с окислителем, в частности, горение топлива — это реакция быстрого окисления его компонентов, сопровождающаяся интенсивным тепловыделением и резким повышением температуры. Для получения максимального КПД, т.е. для полного сгорания топлива, необходимы: непрерывный подвод топлива и воздуха в достаточном для горения количестве; хорошее перемешивание топлива с воздухом; высокая температура в топке; достаточное для горения время пребывания топливовоздушной смеси в топке. В отличие от твердых и жидких топлив, которые гореть не могут без предварительного подогрева до температуры воспламенения, газовое топливо может гореть и холодным, если оно перемешано с воздухом в концентрационных пределах границы воспламенения. Такую газовоздушную смесь можно воспламенить искрой, раскаленным телом, пламенем.
Расход воздуха на сжигание природного газа. Коэффициент избытка воздуха
Рассмотрим реакцию горения метана как основного компонента из числа составляющих природного газа: СН4 + 202 = С02 + 2Н20. Из уравнения этой реакции следует, что для окисления одной молекулы метана необходимы две молекулы кислорода, т.е. для полного сгорания 1 м3 метана требуется 2 м3 кислорода. В качестве окислителя при сжигании топлива в котельных агрегатах используется атмосферный воздух, который представляет собой сложную смесь веществ, в числе которых 21 об. % 02, 78 об. % N2 и 1 об. % С02, инертных газов и др. Для технических расчетов обычно принимают условный состав воздуха из двух компонентов: кислорода (21 об. и азота (79 об. %). С учетом такого состава воздуха для проведения любой реакции горения на воздухе для полного сжигания топлива потребуется воздуха по объему в 100/21 = 4,76 раза больше, чем кислорода. Следовательно, для приведенной реакции горения на полное сгорание 1 м3 метана (природного газа) должно быть израсходовано 2 м3 кислорода или 2 • 4,76 = 9,52 м3 воздуха. Это количество воздуха называется теоретическим расходом воздуха, необходимым для полного сгорания 1 м3 природного газа, и обозначается м3/м3. Однако на практике для обеспечения полного сгорания природного газа требуется расход воздуха несколько больший, чем теоретический. Коэффициент избытка воздуха в общем случае зависит от вида сжигаемого топлива, его состава, типа горелок, способа подачи Отношение действительного расхода воздуха подаваемого на сжигание топлива, к его теоретическому значению V° называют коэффициентом избытка воздуха воздуха, конструкции топочного устройства и т.д. Для сжигания природного газа обычно принимают а = 1,05... 1,15.
