Wstęp teoretyczny
Większość energii elektrycznej produkowanej na świecie pochodzi ze spalania paliw stałych, płynnych i gazowych. Na zajęciach omówione zostało pojęcie spalania paliwa stałego jakim jest węgiel. Jego skład można podzielić na substancję organiczną, substancję mineralną i wilgoć. Dwie ostatnie stanowią bezużyteczny balast, natomiast substancja organiczna jest substancją palną. Składa się głównie z pierwiastków, takich jak: C, H, O, S, N i P. Na podstawie analizy technicznej można określić udziały wilgoci, popiołu i części lotnych w węglu, a ponadto oznacza się ciepło spalania i wartość opałową. Analiza elementarna obejmuje określenie zawartości pierwiastków C, H, O, S, N, P i innych w węglu.
Proces spalania cząstki węgla podzielić można na dwa charakterystyczne etapy: nagrzewanie i spalanie. Oba etapy rozdziela moment zapłonu części lotnych. Etap spalania można także podzielić na dwie części, pierwszą z nich jest wydzielenie i spalenie części lotnych, drugą spalanie pozostałości koksowej, granicą pomiędzy nimi jest moment zapłonu pozostałości koksowej. Długość poszczególnych faz zależy od rozmiaru cząstki, warunków spalania i właściwości węgla.
Podczas spalania pojedynczej cząstki węgla rozróżnić możemy procesy fizyczne:
parowanie wody,
pęcznienie cząstek węglowych,
powstawanie struktury karbonizatu,
przemiany fizyczne substancji mineralnej;
i chemiczne:
piroliza węgla,
spalanie części lotnych,
spalanie pozostałości koksowej,
przemiany chemiczne substancji mineralnej.
Najczęściej spotykane w energetyce sposoby organizacji spalania węgla to:
w płomieniu pyłowym,
w złożu fluidalnym (pęcherzykowym lub cyrkulującym),
w palenisku rusztowym (z rusztem stałym lub ruchomym).
Stosowane palniki pyłowe są zależne od konstrukcji i przepływu mieszanki pyłowej. Ze względu na taką klasyfikację wyróżniamy:
palniki strumieniowe,
palniki wirowe.
Te pierwsze przeznaczone są przede wszystkim do spalania tzw. chudych węgli kamiennych o niskiej zawartości części lotnych oraz spalania węgli o dużej zawartości części lotnych. Palniki strumieniowe montuje się tangencjonalnie. Palniki wirowe przeznaczone są do spalania przede wszystkim tzw. tłustych węgli kamiennych o zawartości części lotnych w przedziale 17-40%. Palniki takie montuje się w palenisku naściennie.
Uwagi i wnioski
Celem naszego ćwiczenia było zapoznanie się ze zjawiskiem spalania paliw stałych, obserwacja działania palnika pyłowego i pomiar temperatur płomienia, pomiar emisji zanieczyszczeń podczas spalania pyłu w piecu opadowym oraz obserwacja działania paleniska fluidalnego. Niestety nie byliśmy w stanie przeprowadzić ćwiczenia zgodnie z planem. Musiały nam wystarczyć wiadomości teoretyczne. Może jednak do końca studiów uda nam się jeszcze raz powtórzyć obserwacje.