1388457483

10. Podstawowe wnioski praktyczne

W pracy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych, które pozwoliły na lepsze poznanie zjawisk zachodzących podczas spalania paliwa stałego w warstwie nieruchomej. Wyniki badań numerycznych pozwoliły z kolei na uogólnienie natury tych zjawisk.

W efekcie dotychczasowych rozważań sformułować można szereg wniosków o charakterze zarówno poznawczym, jak i utylitarnym. Część z tych wniosków stosowana jest w praktyce, jednak dzięki tej pracy uzyskuje pełniejsze uzasadnienie teoretyczne. Ponadto wyniki pracy stwarzają możliwość ujęcia ilościowego procesu spalania w złożu stałym.

Istotne jest spostrzeżenie, że współprądowemu spalaniu paliwa w złożu stałym towarzyszy powstanie frontu spalania, który rozprzestrzenia się ze stałą prędkością w kierunku przeciwnym do kierunku napływu powietrza. Front ten ma grubość rzędu kilku milimetrów i charakteryzuje się występowaniem wysokich gradientów zarówno temperatury, jak i stężeń. Jak wykazały obliczenia numeryczne, prędkość rozprzestrzeniania się frontu spalania zależy głównie od procesu przepływu ciepła. Od frontu spalania o wysokiej temperaturze następuje przepływ ciepła w kierunku zimnego paliwa. W efekcie paliwo nagrzewa się, co prowadzi do wydzielenia części lotnych oraz zainicjowania reakcji heterogenicznych spalania na powierzchni fazy stałej. W wyniku tych procesów temperatura rośnie, a front spalania przemieszcza się w kierunku przepływu ciepła.

W kotłach z rusztem przesuwnym czas pobytu paliwa w kotle oraz czas spalania paliwa zależą od prędkości przemieszczania się rusztu. W pewnych przypadkach czas ten r_s może być mniejszy niż czas potrzebny na pokonanie przez front spalania całej wysokości warstwy paliwa W takiej sytuacji stałe produkty spalania zawierają zarówno częściowo spalone, jak i zupełnie

Rys.10.1. Stałe produkty spalania z kotła z rusztem przesuwnym w przypadku

9dy t_s<

Fig.10.1. Solid products of combustion in traueling grate furnace in the case

when Tg <

nie naumszone paliwo, co obrazuje rys. 10.1. Określenie straty chemicznej w produktach stałych wymaga w tym przypadku pomiaru wartości opałowej, a nie jedynie zawartości części palnych, co jest najczęściej stosowaną praktyką.

W kotłach z rusztem retortowym istnienie frontu spalania w znacznym stopniu upraszcza ich konstrukcję, gdyż przy odpowiednim doborze parametrów eksploatacyjnych podajnik paliwa kontaktuje się wyłącznie z paliwem o niskiej temperaturze. Na bazie prędkości spalania wyjaśnić można również mechanizm stabilizacji położenia frontu spalania w kotłach z rusztem retortowym. Na rys. 10.2 przedstawiono wykres zmian prędkości przemieszczania się paliwa w_s oraz prędkości przemieszczania się frontu spalania Wf wzdłuż wysokości złoża. Prędkość w₃ maleje wraz ze wzrostem przekroju poprzecznego rusztu, natomiast prędkość wj jest stała dla danej prędkości napływu powietrza. Stabilizacja położenia frontu występuje w punkcie A, w którym w_f = w,. Jest to punkt równowagi stabilnej, gdyż w przypadku gdy front przemieści się do punktu C, prędkość fazy stałej przewyższy prędkość frontu