РАЗДЕЛ 2
МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ
И ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ УСТАНОВОК
2.1 Методики исследования, обработки данных и оценки погрешностей измерений,
экспериментальные установки.
Сложность физико-химических процессов сжигания низкосортных топлив в кипящем
слое обусловила проведение экспериментальных исследований. Процессы сжигания
твердых топлив исследовались на лабораторных, опытно-промышленных и
промышленных установках и котлоагрегатах.
2.1.1.Методика и экспериментальная установка для сжигания низкосортных твердых
топлив и водоугольных суспензий
Опыты по исследованию эффективности сжигания низкосортных топлив проводились на
экспериментальной установке, представленной на рис. 2.1.
Установка имеет трубчатую камеру сгорания (I), изготовленную из стали I2XI8HOT,
внутренним диаметром 200 мм и высотой 1500 мм. Для крепления термопар к камере
сгорания приварены трубки (2). Расстояние между осями патрубка 100 мм.
Необходимый для ожижения слоя и горения топлива воздух подавался через
воздухораспределительную решетку колпачкового типа (3) от вентилятора ВВД-5.
Воздухораспределительная решетка изготовлена также из стали I2XI8НIOT и
представляет собой плиту, к которой по поверхности диаметром 136 мм приварены
10 колпачков диаметром 25 мм, высотой 50 мм. Каждый колпачок имеет 8 отверстий
диаметром 3 мм. Сечение воздухораспре-делительной решетки составляет 1,82 %.
Подаваемый в камеру сгорания воздух предварительно подогревается в
электрическом воздухоподогревателе (4), представляющем собой трубу диаметром
159 мм и высотой 1500 мм с нагревательными элементами из нихромовой проволоки.
Максимальная температура нагрева воздуха 400 °С .
На установке предусмотрена подача топлива в слой и надслоевое пространство.
Топливо с размером частиц до 5 мм может подаваться в слой однозаходным шнековым
питателем на высоте 50 мм над отверстиями воздухораспределительных колпачков.
Топливо с размером частиц до 30 мм подается в надслоевое пространство питателем
, выходное окно которого расположено на высоте 1000 мм от
воздухораспределительной решетки. Топливные бункера выполнены газоплотными.
Регулирование подачи топлива осуществлялось изменением частоты вращения
двигателя температурным преобразователем.
Система топливоподачи водоугольной смеси включает в себя топливный бак (5),
электродвигатель (6) и водоохлаждаемый патрубок (7). Для предотвращения
расслаивания водоугольной смеси на дно топливного бака (5) уложена в виде
спирали перфорированная трубка для подачи воздуха.
Для улавливания унесенных из слоя частиц дымовые газы направляются в циклон (8)
диаметром 350 и высотой 1200 мм.
В нижней части камеры сгорания предусмотрено устройство для отбора проб золы в
процессе горения. Зола удаляется через отверстие в ВРР диаметром 100 мм в
патрубок, где расположен шлюзовой затвор (9), состоящий из двух шиберов,
расположенных на расстоянии 100 мм друг от друга.
Возможность визуальных наблюдений за процессом горения обеспечивает кварцевое
стекло нижний край которого располагался на расстоянии 150 мм от
воздухораспределительной решетки.
В ходе экспериментов производилось измерение температур в слое и по высоте
надслоевого пространства, а также температуры подающего воздуха перед ВРР.
Измерение температур осуществлялось термоэлектрическими термометра-ми,
помещенными в чехол из нержавеющей стали. Термопары вводились в установку через
патрубок (2) на глубину 40...50 мм. В качестве вторичного прибора (10)
использовался цифровой комбинированный прибор типа Щ-301-1.
Для регулирования температуры кипящего слоя использовался охлаждаемый
теплообменник в виде оребренной трубчатой поверхности. Перепад давления в слое
измерялся U-образным дифманометром.
Измерение расходов воздуха производилось измерительными диафрагмами (11),
соединенными с двухтрубными жидкостными манометрами (12). Установка и расчет
диафрагмы производились в соответствии с требованиями [135].
Отбор проб газообразных продуктов сгорания производился с помощью
водоохлаждаемого зонда (13) в стеклянные аспираторы. Анализировалисъ на
содержание в них .
Оперативный анализ продуктов сгорания проводился с помощью газоанализатора
ГХП-ЗМ.
Коэффициент избытка воздуха в расчете на сгоревшее топливо определялся по
азотной формуле [136]:
(2.1)
Потери теплоты от химической неполноты сгорания определялась по методике М. Б.
Равича [130]
; (2.2)
, кДж/м3 ;
где: R - максимальная объёмная концентрация трехатомных газов в продуктах
сгорания, %;
А - теплота сгорания топлива, отнесенная к единице объёма сухих продуктов
сгорания при , равном 1,0 кДж/м3.
Газоанализатор Testo-33 является, портативным прибором для определения
концентраций отдельных компонентов дымовых газов и предназначен для контроля
режима работы топочных устройств. Прибор состоит из измерителя и собственно
анализатора. В анализаторе производится анализ состава дымовых газов. Он
включает в себя электрохимические датчики концентрации газов, датчик
разрежения, всасывающий насос и конденсатоуловитель. Встроенный насос
отсасывает исследуемый газ из газохода через зонд. В конденсатоуловителе
анализируемые газы очищаются от влаги, а в хлопчатобумажном фильтре - от
механических примесей, после чего направляются к датчикам. Сигналы от
чувствительных элементов датчика усиливаются в измерителе и выводятся на
дисплей. Имеется возможность вывода данных на печать.
При сжигании в кипящем слое смеси угля с известняком степень связывания серы
определяется по формуле:
(2.3)
где: - соответственно , концентрации диокс
- Киев+380960830922