Зольность топлива

ВЛАЖНОСТЬ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА.

ВИДЫ ИСХОДНОЙ МАССЫ ТОПЛИВА.

Сухая

Горючая

S_орг

Органическая

  С H O N S A W

Аналитическая W^a

Рабочая

Различают четыре вида влажности:

- внешняя (поверхностная),

- капиллярная,

- коллоидная,

- кристаллогидратная.

Влажность рабочей массы топлива, %:

W ° = W внеш + W кап + W колл + W гидр.

Внешняя – влага, которая задерживается на поверхности частиц топлива. Поступает на поверхность кусков из грунтовых вод и с атмосферными осадками. Зависит от способности поверхности к смачиванию. Возрастает с уменьшением размера частиц, составляя W внеш = 3-5%.

Капиллярная – влага, которая содержится в капиллярах (тонких каналах и полостях кусков). Это основная составляющая влажности твердого топлива, снижающаяся с возрастанием геологического возраста. При этом ввиду снижения пористости частиц (объема капилляров) капиллярная влажность уменьшается. Для торфа W кап = 35%, для каменных углей - W кап < 10%.

Коллоидная – влага, которая в виде мельчайших коллоидных частиц (10 - 10 м) адсорбируется органической массой топлива. Зависит от химической структуры и состава топлива. С повышением геологического возраста (с увеличением степени углефикации) коллоидная влажность снижается, так как топливо теряет способность удерживать коллоидные частицы из-за их старения.

Кристаллогидратная – влага, входящая в кристаллическую структуру топлива и связанная с ее минеральной частью. Она входит в состав:

Силикатов Al₂O₃×2SiO₂×2H₂O; Fe₂O₃×2SiO₂×H₂O,

Сульфатов CaSO₄×2H₂O; MgSO₄×2H₂O.

Особенности гидратной влаги:

а) очень низкое содержание (< 0,1%);

б) не зависит от условий хранения;

в) увеличивается с повышением зольности топлива;

г) при сушке до 110º С сохраняется в топливе;

д) исключается только при t > 600° С в результате разрушения кристаллогидратов.

Влажность твердого топлива оценивается по убыли массы навески (1 ± 0,1 г), выдерживаемой 30-60 мин в сушильном шкафу при 102 - 105° С.

Отрицательное влияние влажности топлива на работу парового котла:

1. повышается расход сжигаемого топлива;

2. плохо зажигается и медленно горит;

3. снижается полнота сгорания;

4. повышается расход теплоты на сушку;

5. снижается сыпучесть частиц;

6. происходит смерзание кусков в штабелях;

7. подвергаются коррозии системы пылеприготовления.

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 (М^p) судят по зольности (А^p), 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.

Дата добавления: 2014-01-20