Data wykonania ćwiczenia:

Grupa nr .

1………………….

2………………….

3…………….………

Spalanie i paliwa.

Sprawozdanie nr 4.

Ćwiczenie nr 3.

Temat: Struktura płomienia pyłowego.

1. WSTĘP TEORETYCZNY:

• Cel ćwiczenia.

Ćwiczenie polegało na obserwacji spalania paliw stałych a konkretnie pyłu węglowego.

• Charakterystyka płomienia.

Płomień pyłowy tworzy mieszanka pyłowo gazowa. Pierwszą strefą płomienia jest gęsta mieszanka pyłowa, z której następuje wydzielenie części lotnych. Na brzegu tej strefy formuje się płomień części lotnych przechodzący w płomień pozostałości koksowej. Te dwie strefy płomienia stanowią zasadniczy jego odcinek.

• Stabilność płomienia.

Ważnym zagadnienie w przypadku płomienia pyłowego jest jego stabilność. Zależy ona głównie od cech konstrukcyjnych palnika oraz od prędkości propagacji płomienia. Prędkość propagacji jest zależna od właściwości pyłu (rodzaj oraz rozdrobnienie) oraz składu mieszanki pyłowo-powietrznej. Poprawę stabilności płomienia możemy uzyskać poprzez większe rozdrobnienie pyłu lub po przez zwiększenie udziału części lotnych w węglu. Zwiększenie prędkości propagacji po przez zastosowanie składu mieszanki palnej znacznie bogatszej od stechiometrycznej przyczynia się znacznie do stabilności płomienia gdyż proporcja części lotnych i powietrza w dużej mierze o tym decyduje.

• Rodzaje paliwa w palnikach pyłowych.

Do palenisk pyłowych odpowiednie są węgle o dużej zawartości części lotnych na węgle brunatne lub pyłowe węgle kamienne. W przypadku chudych węgli kamiennych stabilność płomienia zapewnia się poprzez większe podgrzewania powietrza lub sposobami konstrukcyjnymi.

• Przydatność węgla.

Przydatność węgla do zastosowania w palnikach pyłowych można określić poprzez wskaźnik zapłonu ZWZ. Jest on określony jako:

\

- energia uzyskana ze spalenia części lotnych wydzielonych przyz temperaturze 500 ºC

- temperatura zapłonu, przy której pył węglowy wdmuchnięty do pieca uległ zapłonie po 150 ms.

Im większy jest wyżej opisany wskaźnik tym płomień pyłowy jest stabilniejszy i bardziej intensywny.

• Wypalanie węgla.

Wypalenie węgla w płomieniu pyłowym nie jest całkowite, co objawia się udziałem części palnych w popiele i żużlu. Już 1% niedopału powoduje znaczne pogorszenie sprawności kotła za czym idą straty finansowe dla bloków energetycznych. Należy wiec eliminować to zjawisko.

O zawartości części palnych w popiele i żużlu decydują takie czynniki jak:

• jakość przemiału węgla

• chemiczna reaktywność pozostałości koksowej

• warunki spalania

Wypalenie ulega pogorszeniu przy stosowaniu niskoemisyjnych technik spalania. Należy wówczas polepszyć przemiał węgla.

• Zastosowanie.

Kotły pyłowe są używane w energetyce zawodowej jako generatory pary. Spalany w nich antracyt i węgiel kamienny o małej zawartości części lotnych charakteryzuje się trudnym zapłonem i długim dopalaniem w wysokotemperaturowym otoczeniu. Wymogi te spełnia szczelinowy palnik strumieniowy. Dodatkowym czynnikiem stabilizującym spalanie może być zaizolowanie pasa parownika na wysokości palników. Do spalania węgli kamiennych o lepszej charakterystyce zapłonu stosuje się cylindryczne palniki wirowe lub szczelinowe.

2. Przebieg ćwiczenia.

• Schemat układu pomiarowego.

3. Tabela pomiarowa.

Wartości zmierzone:

Lp.	O2	CO	NO	λ	NO6%	CO6%
	%	ppm	ppm
1.	10	110	400	1,91	0,054	0,015
2.	8,2	240	373	1,64	0,051	0,033
3.	6,6	320	280	1,46	0,038	0,044
4.	4,5	580	260	1,27	0,035	0,079
5.	2,3	6700	160	1,12	0,022	0,914

4. Obliczenia

5. Wykres.

Zależność CO oraz NO od współczynnika nadmiaru powietrza λ.

CO, ppm λ NO, ppm

WNIOSKI:

W ćwiczeniu badaliśmy płomień pyłowy. Wyniki doświadczenia zostały podane przez prowadzącego laboratorium z powodu nie działającego układu pomiarowego. Uzyskane punkty pomiarowe zostały otrzymane po przez regulacje ilości powietrza dostarczanego do kotła.

Zanieczyszczenie tlenkiem węgla CO wraz ze ograniczaniem tlenu rośnie. Świadczy to o nie całkowitym spalaniu. Na innym stanowisku pomiarowym przy obserwacji płomienia pyłowego możliwe była obserwacja wydzielania się części palnej. W skład spalin wchodziły również tlenki azotu. Z pomiarów prawidłowo wynika, iż wraz ze spadkiem dostarczanego tlenu zmniejszają się udziały tlenków azotu. Wykres przedstawia typowe zależności tlenków azotu i węgla w zależności od współczynnika nadmiaru powietrza. Zależność ta dla tlenków azotu liniowo maleje wraz z ograniczaniem tlenu, natomiast dla tlenków węgla zależność tak rośnie i gwałtownie przyspiesza przy niedostatecznym dostarczaniu tlenu.

---