Свойства и характеристики угольной пыли

В свойства и характеристики угольной пыли входят размеры частиц пыли. Угольная пыль состоит из частиц размером до 300 мкм с преобладанием мелких фракции. Больше всего в угольной пыли частиц размером от 20 до 50 мкм в зависимости от тонкости помола. Пыль, особенно углей, богатых летучими, склонна к самовозгоранию, что является одной из главных причин взрывов в системах пылеприготовления. Опасность самовозгорания пыли также входит в свойства и характеристики угольной пыли, она возрастает с повышением температуры среды и при соприкосновении с горячими поверхностями. Наиболее взрывоопасной является пыль, содержащая частицы менее 200 мкм. Для характеристики размольных свойств топлива пользуются так называемым лабораторным относительным коэффициентом размолоспособности топлива. Это важные свойства и характеристики угольной пыли. Под ним понимают отношение удельных расходов электроэнергии при размоле (в стандартной лабораторной мельнице) эталонного и исследуемого топлива. Свойства и характеристики угольной пыли также включают в себя качество пылевых частиц. Качество пыли, получаемой в пылеприготовительных установках, принято характеризовать тонкостью помола, определяемой рассевом пробы на ситах с различным размером отверстий. В результате рассева определяется остаток пыли на указанных ситах, который и характеризует тонкость размола. По данным рассева может быть построена зависимость ос­татка на разных ситах от размера частиц (размер отверстий сита), которая называется зерновой характеристикой пыли. Значения остатков на ситах 90 и 200 мкм позволяют судить о равномерности пыли. Очевидно, что чем равномернее пыль, тем меньше электроэнергии приходится затрачивать на ее приготовление. Чем больше разность между остатками на ситах 90 и 200 мкм, тем пыль равномернее по своему составу. Различают насыпную и кажущуюся плотность пыли. Под насыпной плотностью понимают отношение массы пыли к ее общему объему (суммарный объем, состоящий из объема твердой фазы частиц, пор внутри частиц и воздушных промежутков между частицами). Под кажущейся плотностью пыли понимают отношение массы пыли к суммарному объему, занимаемому твердой фазой частиц пыли и порами внутри частиц. Насыпной плотностью пользуются при расчете емкости пылевых бункеров для хранения пыли. Кажущаяся плотность используется при расчете устройств для подачи пыли, сепараторов и циклонов. Влажность готовой пыли влияет на условия ее воспламене­ния и протекание процесса горения. Чем меньше влажность пыли, тем легче она воспламеняется и быстрее сгорает. Обычно подсушка пыли осуществляется с таким расчетом, чтобы влажность ее была близка к гигроскопической влажности топлива (Wгн- см. § 2-2).

Процессы горения топлива

Горение представляет собой быстрое соединение кислорода с горючими элементами топлива (углеродом, водородом и серой) и сопровождается выделением тепла и света. Кислород подается в топку с воздухом. Сухой воздух состоит из двух элементов: 21% кислорода и 79% азота. В горении топлива участвует только кислород. Для того чтобы горение топлива началось, надо довести температуру до температуры воспламенения, при которой горение происходит самостоятельно, без подвода тепла. Температура воспламенения зависит от вида топлива и условий, в которых совершается процесс горения. Температура воспламенения мазута равна 500—700°, каменного угля 500°, антрацита 700°, дров 300°. Углерод является основным составным элементом любого топлива, он сгорает или в углекислый газ (СО2), или в окись углерода (СО). Когда в топку подводится достаточное количество воздуха (а значит, и кислорода), реакция горения углерода протекает полностью. При недостатке воздуха реакция горения углерода будет протекать не полностью, причем будет выделяться значительно меньше тепла. Вследствие неполного сгорания углерода получается не углекислый газ, а окись углерода. Вторым горючим элементом, который входит в состав топлива, является водород (Н2). Процесс горения водорода тоже сопровождается выделением тепла. Из уравнений горения углерода как основного горючего элемента всякого топлива видно, что при неполном горении углерода, т. е, когда горение происходит с недостатком воздуха и в результате горения вместо углекислоты (СО2) получается окись углерода (СО), тепла будет выделяться в три раза меньше. Отсюда следует вывод, что необходимо стремиться создать такие условия, при которых горение топлива будет происходить полностью, т. е. с достаточным количеством воздуха, чтобы углерод сгорал в углекислоту (СО2). Зная состав топлива каждого сорта, можно подсчитать количество воздуха, необходимого для полного сжигания. Если разделить количество воздуха, действительно введенное в топку для сжигания 1 кг или 1 м3 топлива, на расчетное количество воздуха, т. е. на количество воздуха, необходимое для тех же целей, но определенное в результате расчетов (теоретически), то получится число, называемое коэффициентом избытка воздуха. Следовательно, коэффициентом избытка воздуха называется отношение воздуха, практически необходимого для сжигания единицы топлива (кг, м3), к расчетному (теоретическому) количеству воздуха. Необходимо всегда стремиться к полному сжиганию топлива при минимальном коэффициенте избытка воздуха.