Процесс горения

Описание устройства и основные принципы работы паровозов, фотографии паровозов

Рассмотрим вкратце процесс горения топлива в топке паровозного котла.

Вначале топливо, заброшенное в раскалённую топку, подсушивается, из него выделяется влага. Затем при нагревании до температуры 600 — 800° из топлива выделяются (улетучиваются) газообразные вещества, называемые летучими.

Летучие вещества быстро и легко загораются; чем больше летучих содержит уголь, тем легче он воспламеняется, тем длиннее языки пламени. Летучие сгорают в пространстве над колосниковой решёткой, т. е. над слоем топлива. Чем меньше летучих содержит уголь, тем труднее он загорается, и процесс горения протекает главным образом в самом слое топлива.

При горении в результате химических реакций образуются продукты горения (топочные газы), которые состоят из азота (главным образом), углекислого газа, сернистого газа, паров воды и некоторого количества свободного кислорода, не успевшего вступить в соединение с углеродом.

Горение считается полным, если весь углерод, содержащийся в топливе, перешёл в углекислый газ, а водород — в пары воды.

Горение называется неполным, если в продуктах горения имеют ся окись углерода, несгоревший водород или другие горючие вещества.

После выделения летучих на колосниковой решётке образуется твёрдый остаток — кокс.

Топочные газы, образующиеся от сгорания летучих и кокса, отводятся из огневой коробки через жаровые и дымогарные трубы при помощи специальной дымовытяжной установки (см. главу III).

Тепловой эффект любого вида топлива, и в частности каменного угля, характеризуется теплотворной способностью, т. е. тем количеством тепла, которое выделяется при полном сгорании 1 кг данного топлива. За единицу количества тепла принята килокалория (большая калория), т. е. количество тепла, за счёт которого можно повысить температуру 1 кг воды на 1°С.

Установлено, что 1 кг хорошего каменного угля при полном сгорании способен выделить около 6 500 килокалорий тепла. При полном использовании этого тепла можно повысить температуру 6,5 т воды на 1° или подогреть от 0 до 100° 65 кг воды.

После сгорания топлива на колосниковой решётке, как указывалось, остаётся зола — несгорающий остаток, образующийся из минеральных примесей. Чем больше золы в топливе, тем меньше горючих веществ и тем меньше теплотворная способность этого топлива.

Находясь в слое раскалённого топлива, зола плавится и, медленно стекая к менее нагретой поверхности колосниковой решётки, застывает на ней, образуя плотную корку шлака. В результате доступ воздуха к слою топлива затрудняется, горение ухудшается и, если своевременно не очистить колосниковую решётку, может вообще прекратиться.

Чтобы избежать зашлаковывания, топки паровозных котлов оборудуются шлакоувлажнителями. Шлакоувлажнитель имеет вид изогнутой трубки, расположенной под колосниковой решёткой. В трубке высверлен целый ряд маленьких отверстий. Пар, выходящий тонкими струйками из отверстий шлакоувлажнителя, проникает между частицами спекающейся золы, способствуя образованию пористого шлака. В результате значительно облегчается доступ воздуха из зольника в топку и упрощается чистка топки.

Во время интенсивного горения температура в топке доходит до 1500°, а иногда и до 1700—1800°.

Как же тепло, выделяющееся при горении в топке, передаётся воде, находящейся в котле паровоза?

⇐ | 1. Потребность в воздухе для горения | | Как устроен и работает паровоз | | 3. Передача тепла | ⇒