Focar

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă revizuită de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 13 aprilie 2016; verificările necesită 15 modificări .

Firebox , focar  - un dispozitiv pentru arderea combustibililor fosili pentru a obține gaze de ardere foarte încălzite . Energia termică rezultată este fie convertită în energie electrică sau mecanică, fie utilizată în scopuri tehnologice sau de altă natură. [unu]

Focul ( camera de ardere ) poate avea diferite dimensiuni și forme. Acești parametri sunt stabiliți de inginerii termici. Principalele caracteristici ale camerei de ardere sunt volumul , puterea termică și compoziția produselor de ardere (inclusiv proporția de subardere mecanică și chimică , care reduc eficiența cuptorului și proporția de substanțe nocive ).

Fața (peretele frontal) al focarului este partea în care se află ușa de încărcare și/sau arzătoarele ; unele focare au două fronturi opuse. În peretele opus (spate) există de obicei o deschidere pentru ieșirea produselor de ardere (în cazanele electrice numită fereastra de ieșire ); uneori, gazele sunt evacuate într-o direcție diferită, cum ar fi în tavan.

Există cuptoare închise și deschise. Acestea pot fi amplasate într- un cuptor , pe o locomotivă cu abur sau într-un cazan staționar .

Tipuri de cuptoare

Strat de focar

Cuptor stratificat  - cuptor în care arderea combustibilului solid încărcat cu un strat (de obicei pe grătar) are loc într-un curent de aer care pătrunde în acest strat (de obicei, dar nu întotdeauna, de jos în sus) [2] . Din punct de vedere istoric, acesta este primul tip de ardere a combustibilului, care provine din focul primitiv . Combustibilul poate fi încărcat manual, printr-o ușă sau mecanic, dintr -un buncăr (folosind adesea distribuitoare ). Pentru a fi plasat într-un buncăr, combustibilului i se dă dimensiunea dorită prin măcinare în concasoare (nu mori ), sau, dimpotrivă, prin formarea de peleți (vezi. Cazan pe peleți ). Din punct de vedere al structurii grătarului și al naturii mișcării combustibilului de-a lungul acestuia, cuptoarele pot fi din următoarele soiuri [3] :

Este posibilă alimentarea cu aer a stratului de combustibil în mișcare în mod neuniform pe direcția de mers, astfel încât în ​​fiecare etapă de ardere excesul de aer să fie optim.

Arderea combustibililor solizi este întotdeauna însoțită de eliberarea de gaze volatile. Dacă cantitatea de aer care intră prin strat nu este foarte mare, iar grosimea stratului de ardere este semnificativă, unele dintre aceste gaze nu se ard în absența unui agent oxidant ( oxigen ) (în acest caz, temperatura de zona se ridică la 1500-1600 ° C). Apoi, carbonul este redus conform formulei . Amestecul de gaze obținut în acest fel, cu adăugarea de aer secundar, poate arde eficient, care, în special, este utilizat în cuptoare cu un design particular al cazanelor de piroliză .

Dacă cuptorul stratificat nu este suprapus ( explozia nu este prea puternică), arderea mecanică insuficientă este de 1–5%, dar atunci când se încearcă creșterea stresului termic prin creșterea suflului, poate ajunge la 50%. Pentru a furniza mai mult aer (intensifica arderea) și pentru a evita antrenarea combustibilului ( mod de transport pneumatic ), suflarea este organizată nu de sub grătar, ci de sus pe stratul de combustibil ( suflarea superioară ). În acest caz, grătarul are nevoie de o răcire specială, care poate fi realizată făcându-l din conducte incluse în sistemul de circulație al cazanului .

Cuptoare cu pat fluidizat

Uneori, aceste cuptoare sunt denumite formal cuptoare cu strat, dar starea combustibilului din ele diferă semnificativ [5] :41—42 . Într-un flux ascendent de gaz , o sarcină de solide poate fi în trei stări:

Într-un pat fluidizat la temperatură joasă (800-900 ° C), eliberarea oxizilor de azot este foarte eficient suprimată și poate fi utilizată o suprafață scufundată , la care coeficientul de transfer de căldură este excepțional de ridicat (particulele de combustibil încălzite vin în contact direct cu acesta, iar o parte din căldură este transferată nu prin convecție , ci prin conductivitate termică ). Pentru reglarea temperaturii stratului pentru a evita zgura , se pot introduce apă și abur [6] , dar, în principiu, datorită abrazivității ridicate a acestui strat, cuptoarele cu utilizarea lui nu sunt predispuse la zgură.

O cantitate semnificativă de umpluturi inerte este introdusă în patul fluidizat. Dolomitul și calcarul , de exemplu, leagă până la 90% oxizi de sulf în carbonați [5] :41 . Combustibilul poate fi cărbune (inclusiv sub formă de reziduuri în cenușa de la cazane cu randament scăzut), șisturi petroliere , turbă , lemn și alte deșeuri [6] .

Cuptoarele cu pat fluidizat nu sunt sensibile la calitatea combustibilului din punct de vedere al compoziției sale chimice, dar sunt sensibile la omogenitatea compoziției fracționate a particulelor de combustibil și a umplerii inerte [7] . Arderea în aceste cuptoare este mai intensă decât în ​​cuptoarele convenționale cu strat, dimensiunile lor fiind mai mici; totuși, acestea necesită o grilă de distribuție a aerului și un ventilator mai mare . Printre alte dezavantaje ale acestui tip de cuptoare:

Efectul arderii intense, asemănător cu cel observat în timpul arderii în pat fluidizat, se poate obține prin agitarea constantă a grătarului cu bucăți de combustibil de orice dimensiune; dar din cauza scăderii rezistenței metalului grătarului la temperatură ridicată, această metodă este dificil de implementat în practică.

Cuptoarele cu pat fluidizat sub presiune de până la 16 kgf/cm² cu curățare profundă de gaz de cenușă pot fi utilizate pentru a organiza funcționarea turbinelor cu gaz pe combustibili solizi (ca parte a unui generator de abur de înaltă presiune CCGT ) [8]

Pat fluidizat circulant

Această tehnologie este intermediară între pat fluidizat convențional și camera de ardere. Partea principală a particulelor este suspendată în patul fluidizat, dar explozia este oarecum mai puternică; Circulația combustibilului se desfășoară de-a lungul întregii înălțimi a cuptorului și o parte din aceasta este efectuată. Există un ciclon fierbinte în spatele focarului pentru captare , din care particulele solide sunt returnate în zona de ardere. Calcarul este de asemenea dozat în patul fluidizat circulant (CFB) pentru a suprima oxizii de sulf; oxizii de azot din ele sunt, de asemenea, foarte scăzute și nu necesită captare specială. Efectul eroziunii este mai mic decât într-un cuptor cu pat fluidizat convențional. Emisia de cenușă cu gaze este mică (dar este încă necesară instalarea de precipitatoare electrostatice ). Dezavantajele sunt consumul mare de energie electrică pentru explozie și marea complexitate a producției și automatizării cazanelor CFB; nu sunt produse în prezent în Rusia . [8] [9]

Cuptoare cu cameră (torță)

Un cuptor cu cameră realizat de obicei sub forma unei camere prismatice dreptunghiulare constând din pereți verticali, un tavan și o pâlnie rece sau vatră căptușită cu materiale refractare . Ecranele cuptorului (fabricate din conducte cu diametrul de 32–76 mm, în care circulă apa din cazan) sunt amplasate pe suprafețele interioare ale cazanelor, precum și un supraîncălzitor radiant montat pe tavan sau pe perete (în cazanele cu abur). Combustibilul este introdus în camera de ardere, împreună cu aerul necesar arderii, prin dispozitive de arzător care sunt amplasate pe pereții cuptorului, precum și la colțurile acestuia. Combustibilul arde într-un jet de aer (în torță). Astfel de cuptoare ard combustibil solid pulverizat, precum și combustibili gazoși și lichizi. Când combustibilul pulverizat este ars, o parte din cenușă este transportată de gazele de ardere din cuptor în coșurile cazanului; restul de cenușă cade din torță sub formă de picături de zgură și este îndepărtată din cuptor fie sub formă solidă granulară, fie sub formă lichidă topită, curgând în jos din focarul cuptorului prin orificiul robinetului într-un dispozitiv de primire a zgurii umplut cu apă. Schema cuptorului cu camera

Cuptorul Whirlpool , sau cuptorul ciclon, este un cuptor în care se efectuează o mișcare în spirală a unui flux gaz-aer care transportă particule de combustibil și zgură . Cuptoarele Whirlpool sunt utilizate ca precuptoare ale cuptoarelor cu cameră în centralele termice și ca cuptoare de proces, de exemplu, pentru prăjirea minereurilor de cupru. În cuptoarele cu vârtej, particulele de combustibil sunt menținute în stare suspendată datorită forței de transport a unui vârtej puternic, în urma căruia nici particulele mari (5-10 mm sau mai mult) nu cad în el. În cuptoarele vortex moderne, bucăți de combustibil solid cu dimensiunea de 2-100 mm sunt arse la o viteză a jetului de aer furnizat de 30-150 m/sec.

Reținerea particulelor mici de navigație în cuptor până la arderea lor profundă poate fi organizată cel mai eficient în cuptoarele ciclonice. Această schemă de ardere a fost propusă în URSS în anii 1930 de profesorul G. F. Knorre. Astfel de cuptoare ciclonice au fost utilizate pe scară largă în organizarea arderii cărbunelui pulverizat în cazanele electrice. O caracteristică a abordării utilizate a fost organizarea eliminării zgurii lichide prin menținerea unor temperaturi ridicate, până la 1700–1800 °C, în cuptorul cu ciclon. În același timp, particulele de combustibil se lipesc și ard într-o peliculă de zgură lichidă care curge încet pe pereții cuptorului.

Screening Firebox

În cultură

  • În 1920, revoluționari, luptători pentru puterea sovietică în Orientul Îndepărtat , Serghei Lazo , Vsevolod Sibirtsev și Alexei Luțki (conform versiunii oficiale sovietice) au fost arși de intervenționistii japonezi în cuptorul unei locomotive cu abur E l -629 .
  • În argoul internetului , cuvântul „cuptor” înseamnă „coș”, un loc în care este trimis tot ce nu este necesar. Apelul „În cuptor!” (sau Phtopka! ) înseamnă o atitudine negativă față de subiect, o propunere de a-l distruge sau de a-l îndepărta din vedere.

Vezi și

Note

  1. ↑ Firebox // Marea Enciclopedie Sovietică  : [în 30 de volume]  / cap. ed. A. M. Prohorov . - Ed. a 3-a. - M .  : Enciclopedia Sovietică, 1969-1978.
  2. ↑ Foc stratificat // Marea Enciclopedie Sovietică  : [în 30 de volume]  / cap. ed. A. M. Prohorov . - Ed. a 3-a. - M .  : Enciclopedia Sovietică, 1969-1978.
  3. ↑ Zakh R. G. Dispozitive de cuptor // Centrale de cazane. - M . : Energie, 1968. - S. 53-75. — 352 p.
  4. ↑ Furnalul minelor // Marea Enciclopedie Sovietică  : [în 30 de volume]  / cap. ed. A. M. Prohorov . - Ed. a 3-a. - M .  : Enciclopedia Sovietică, 1969-1978.
  5. ↑ 1 2 Dvoinishnikov V. A. și colab. Proiectarea și calculul cazanelor și centralelor de cazane: Manual pentru școlile tehnice în specialitatea „Clădirea cazanelor” / V. A. Dvoinishnikov, L. V. Deev, M. A. Izyumov. - M . : Mashinostroenie, 1988. - 264 p. — ISBN 5-217-00078-3 .
  6. ↑ 1 2 3 Cazane cu cuptoare cu pat fluidizat . EnergoSovet.ru . - Descrierea și lista cazanelor cu pat fluidizat din fosta URSS . Consultat la 19 iunie 2011. Arhivat din original pe 20 iunie 2017.
  7. ↑ Leikin V. Z. „Patul fiert” rezolvă problemele atât de energie, cât și de ecologie . „ Nezavisimaya Gazeta ” (12 decembrie 2006). Consultat la 19 iunie 2011. Arhivat din original pe 8 februarie 2015.
  8. ↑ 1 2 Cazane FBC  (ing.) (pdf)  (link indisponibil) . — Descrierea principiului de funcționare al cazanelor cu pat fluidizat și al CFB-urilor. Consultat la 19 iunie 2011. Arhivat din original pe 27 octombrie 2011.
  9. ↑ Ce oferă un „pat fluidizat circulant”? . Publicarea OGK-6 . — Planuri pentru introducerea tehnologiei CFB la Novocherkasskaya GRES .  (link indisponibil)

Link -uri