Bendrosios kuro degimo procesų charakteristikos. Kuras ir degimo teorijos pagrindai. Ugnies dėžės dizainas

Degimas yra kuro sąveikos su oksidatoriumi procesas, lydimas šilumos išsiskyrimo. Oksidatoriaus vaidmenį daugeliu atvejų atlieka atmosferos deguonis.

Kad vyktų degimas, būtina užtikrinti glaudų kuro ir oksidatoriaus molekulių kontaktą, t.y. būtina kurą maišyti su oru.

Todėl degimo procesas susideda iš dviejų etapų:

1. kuro maišymas su oru;

2. kuro deginimas.

Antrojo etapo eigoje pirmiausia įvyksta užsidegimas, o po to – kuras.

Degimo metu susidaro liepsna, kurioje vyksta kuro komponentų degimo reakcijos, išsiskiria šiluma. Technologijoje, deginant dujinį, skystąjį ir kietąjį miltelinį kurą, naudojamas vadinamasis degimo liepsnos metodas. Fakelas yra privatus vaizdas liepsna, kuri susidaro, kai kuras ir oras tiekiami į krosnies darbo erdvę purkštukų pavidalu, palaipsniui maišydami vienas su kitu.

Deginant degalus, aerodinaminis proceso pagrindas yra reaktyviniai srautai. Kadangi čiurkšlės judėjimo pobūdis degimo pliūpsnio metu gali būti laminarinis ir turbulentinis, molekulinė ir turbulentinė difuzija atlieka svarbų vaidmenį maišymo procesuose.

Laminarinis judėjimas vadinamas tokiu judėjimu, kai dujų srautai teka lygiagrečiai vienas kitam, nesusikerta. Turbulentiniame režime sraute atsiranda daug sūkurių, dėl kurių intensyviai maišosi dujos.

Praktikoje kuriant kuro deginimo įrenginius (degiklius, purkštukus) naudojamos įvairios konstruktyvios priemonės (įtaisai, nukreipiantys purkštukus kampu vienas į kitą, įtaisai, skirti purkštukais sukti ir kt.), siekiant organizuoti kuro maišymą su oru kaip būtinas kiekvienu konkrečiu atveju.

Yra vienalytis ir nevienalytis degimas. Homogeninio degimo metu šilumos ir masės perdavimas vyksta tarp kūnų, kurie yra toje pačioje agregacijos būsenoje. Homogeniškas degimas būdingas dujiniam kurui ir vyksta pagal tūrį.

Nevienodo degimo metu šilumos ir masės perdavimas vyksta tarp skirtingos agregacijos būsenų kūnų (vyksta mainai tarp dujų ir kuro dalelių paviršiaus). Toks degimas būdingas skystam ir kietajam kurui.

Homogeniškas degimas gali vykti kinetinės ir difuzijos srityse.

Kinetinio degimo metu iš anksto atliekamas pilnas kuro sumaišymas su oru, o į degimo zoną tiekiamas iš anksto paruoštas kuras – oro mišinys. Difuzinio homogeninio degimo metu degimo ir maišymosi procesai neatsiskiria ir vyksta beveik vienu metu.

Organinis kuras (dujinis, skystas ir kietas) plačiai naudojamas skirtingos rūšiesšiluminiai įrenginiai: garo ir karšto vandens katilų krosnyse, įskaitant garo turbinų jėgaines, pramoninėse krosnyse ir žemės ūkyje, dujų turbinų ir oro reaktyvinių variklių degimo kamerose, stūmoklinių vidaus degimo variklių cilindruose, magnetogasdinaminių elektros generatorių degimo kameros ir kt. d.

Kuras bet kuriuose šilumos inžinerijos įrenginiuose deginamas siekiant gauti šilumą dėl egzoterminių cheminių reakcijų ir gauti kaitinamuosius visiško degimo produktus (dūmų dujas) arba dujinimo produktus.

Garo katilų krosnyse, pramoninėse krosnyse (išskyrus šachtines), vidaus degimo varikliuose, dujų turbinų degimo kamerose degimas atliekamas maksimaliai išbaigtumu, gaunant pilno degimo produktus.

Dujų generatoriuose atliekami dujinimo procesai, kuriuose kaip oksidatoriai naudojamas deguonis, oras, vandens garai ir anglies dioksidas. Tokiuose įrenginiuose vykstančios reakcijos savo pobūdžiu yra panašios į degimo reakcijas, tačiau dėl to susidaro degi dujiniai dujinimo produktai.

Taip pat yra dviejų pakopų kuro deginimas: 1 - pirma, kuras dujofikuojamas; 2 - tada (tame pačiame įrenginyje) dujinimo produktai visiškai sudeginami.

Skirtinguose šiluminės inžinerijos įrenginiuose kuro deginimo sąlygos ir jų paruošimas degimui skiriasi, kaip ir pats kuras. Pavyzdžiui, garo ir karšto vandens katilų krosnyse bei pramoninėse krosnyse kuras išdega Atmosferos slėgis, tuo tarpu dujų turbinų degimo kamerose ir vidaus degimo variklių cilindruose kuras dega daug kartų didesniu nei atmosferos slėgiu. Nepaisant minėtų skirtumų, įvairių rūšių kuro degimo procesai turi daug panašumų. Trumpa informacija apie degimo procesus ir kuro įtaisai nurodyta toliau.

2. Degimo ir dujinimo reakcijos

Degimo procesai skirstomi į homogeninius, vykstančius tūriu, kai kuras ir oksidatorius yra toje pačioje fazinėje būsenoje (pavyzdžiui, vandenilio degimas mišinyje su oru), ir nevienalyčius, vykstančius kietos anglies paviršiuje (pvz. , kokso degimas oro sraute). Šiose degimo reakcijose oksidatorius yra sausas oras, kurį sudaro maždaug 21% deguonies ir 79% azoto, todėl degimo produktuose yra balasto - azoto, kuris juos atskiedžia. Kai kaip oksidatorius naudojamas grynas deguonis, balasto nebus.

3. Homogeninis degimas. Cheminių reakcijų kinetika

Visuose šilumos inžinerijos įrenginiuose jie siekia degimo procesus vykdyti didžiausiu greičiu, nes tai leidžia sukurti mažo dydžio mašinas bei aparatus ir juose gauti didžiausią našumą. Esamuose įrenginiuose degimo procesai vyksta dideliu greičiu, kai deginant kurą ir esant aukštai temperatūrai išsiskiria didelis šilumos kiekis. Norint geriau suprasti įvairių veiksnių įtaką degimo greičiui, toliau pateikiami cheminių reakcijų kinetikos elementai.

Bet kurios cheminės reakcijos greitis priklauso nuo reagentų koncentracijos, temperatūros ir slėgio. Tai paaiškinama tuo, kad dujų molekulės, dideliu greičiu judančios skirtingomis kryptimis, susiduria viena su kita. Kuo dažniau jie susiduria, tuo greičiau vyksta reakcija. Molekulių susidūrimo dažnis priklauso nuo jų skaičiaus tūrio vienete, t.y., nuo koncentracijos ir, be to, nuo temperatūros. Koncentracija suprantama kaip medžiagos masė tūrio vienete ir matuojama kg / m3, o dažniau - kilomolių skaičius 1 m3.

4. Dujinio kuro degimo ypatumai

Dujinio kuro degimo procesas yra vienalytis, t.y., tiek kuras, tiek oksidatorius yra toje pačioje agregacijos būsenoje ir nėra fazių ribos. Kad prasidėtų degimas, dujos turi liestis su oksiduojančiu agentu. Esant oksiduojančiam agentui, turi būti sudarytos tam tikros sąlygos degimui pradėti. Degiųjų komponentų oksidacija galima ir esant santykinai žemai temperatūrai. Esant tokioms sąlygoms, cheminių reakcijų greitis yra nereikšmingas. Kylant temperatūrai, reakcijų greitis didėja.

Pasiekus tam tikrą temperatūrą, dujų ir oro mišinys užsiliepsnoja, reakcijos greitis smarkiai padidėja, o šilumos kiekis tampa pakankamas savaiminiam degimui palaikyti. Minimali temperatūra, kuriai esant mišinys užsiliepsnoja, vadinama užsidegimo temperatūra. Šios temperatūros reikšmė skirtingoms dujoms yra nevienoda ir priklauso nuo degiųjų dujų termofizinių savybių, kuro kiekio mišinyje, užsidegimo sąlygų, šilumos pašalinimo sąlygų kiekviename konkrečiame įrenginyje ir kt. Pavyzdžiui, vandenilio užsidegimo temperatūra. yra 820–870 K diapazone, o anglies ir metano oksidai – atitinkamai 870–930 K ir 10201070 K.

Degiosios dujos, sumaišytos su oksidatoriumi, dega degiklyje. Degiklis yra tam tikras judančių dujų tūris, kuriame vyksta degimo procesai. Pagal Bendrosios nuostatos Degimo teorijos išskiria du iš esmės skirtingus dujų deginimo degiklyje būdus – kinetinį ir difuzinį. Kinetiniam degimui būdingas išankstinis (prieš degimą) dujų sumaišymas su oksidatoriumi. Dujos ir oksidatorius pirmiausia tiekiami į degiklio maišymo įrenginį. Mišinio deginimas atliekamas už maišytuvo ribų. Tokiu atveju proceso greitį ribos degimo cheminių reakcijų greitis ir
τhor, chem.

Degiųjų dujų sumaišymo su oru procese vyksta difuzinis degimas. Dujos į darbinį tūrį patenka atskirai nuo oro. Proceso greitį šiuo atveju ribos dujų maišymosi su oru ir τkaršto greitis

Įvairus difuzinis degimas yra mišrus (difuzinis-kinetinis) degimas. Dujos iš anksto sumaišomos su tam tikru (nepakankamu visiškam degimui) oro kiekiu. Šis oras vadinamas pirminiu. Gautas mišinys tiekiamas į darbinį tūrį. Likusi oro dalis (antrinis oras) patenka ten atskirai nuo jo.

Katilinių agregatų krosnyse kinetinės ir mišrūs principai kuro deginimas. Difuzijos metodas dažniausiai naudojamas technologinėse pramoninėse krosnyse.

Degiklio struktūra ir ilgis, jei kiti dalykai yra vienodi, priklauso nuo srauto režimo. Yra laminarinių ir turbulentinių dujų degikliai. Laminarinė liepsna susidaro esant mažam mišinio srautui (Re 3000 liepsna jau turbulentiška šalia degiklio išleidimo angos.

Dujų degimas vyksta siauroje zonoje, vadinamoje degimo frontu. Dujos, iš anksto sumaišytos su oksidatoriumi, dega degimo fronte, kuris vadinamas kinetiniu frontu. Ši priekinė dalis yra sąsaja tarp šviežių dujų ir oro mišinio ir degimo produktų. Kinetinio degimo fronto paviršiaus plotą lemia cheminių reakcijų greitis.

Difuzinio dujų degimo atveju susidaro difuzinio degimo frontas, kuris yra sąsaja tarp degimo produktų ir dujų mišinio su degimo produktais, difunduojančiais link dujų srauto. Šio fronto paviršiaus plotas nustatomas pagal dujų maišymosi su oksidatoriumi greitį.

Difuzinis-kinetinis dujų degimas pasižymi dviem frontais. Kinetinio degimo metu sunaudojamas oksidatorius, tiekiamas mišinyje su dujomis, difuzijos metu išdega ta dujų dalis, kuri kinetinio degimo metu nesudegė dėl oksidatoriaus trūkumo.

Ant pav. 1 parodyta degančių fakelų struktūra įvairių būdų degiųjų dujų deginimas ir degimo fronto schema.

Ryžiai. vienas. : kinetinis (a), mišrus (b) ir difuzinis (c), taip pat degimo fronto diagrama

Įeinantis šviežių dujų ir oro mišinys šildomas perduodant šilumą laidumu ir spinduliuote iš degimo fronto. Iki užsidegimo temperatūros įkaitintas mišinys dega degimo fronte, o degimo produktai palieka šią zoną ir dalinai pasklinda į įeinantį mišinį. Degimo fronto padėtis virš degiklio išėjimo priklauso nuo fizinės degiųjų dujų prigimties, jų koncentracijos mišinyje, srauto greičio ir kitų veiksnių. Degimo frontas gali judėti normalia jo paviršiaus kryptimi, kol bus nustatyta lygybė tarp sudegusio ir įeinančio mišinio kiekių priekinio paviršiaus vienete. Šiuo atveju taip pat įvyksta šiluminė pusiausvyra: šilumos srautas iš degimo fronto yra subalansuotas priešpriešiniu perduodamų šalto šaltinio dujų srautu.

Svarbiausia dujinio kuro degimo charakteristika yra normalus liepsnos plitimo greitis, greitis, kuriuo degimo frontas juda išilgai normalios jo paviršiaus artėjančio dujų ir oro mišinio kryptimi. Jei ir yra lygūs srauto greičio vektoriaus projekcijai į normalų priekinį paviršių, šis frontas bus nejudantis degiklio išėjimo atžvilgiu. Pagrindiniai veiksniai, nuo kurių priklauso normalaus liepsnos plitimo greitis, yra reaktyvumas dujos, jų koncentracija mišinyje ir mišinio pakaitinimo temperatūra.

Dujų reaktyvumą lemia aktyvavimo energijos vertė. Akivaizdu, kad dujos, turinčios mažą aktyvinimo energiją, greičiau reaguoja su oksiduojančiu agentu, ir šioms dujoms būdingi dideli liepsnos plitimo greičiai (vandenilis, acetilenas). Degimo metu išsiskiriantis šilumos kiekis ir temperatūra degimo fronte priklauso nuo dujų ir mišinio koncentracijos. Pradinis mišinio kaitinimas padidina temperatūrą priekyje. Jei mišinio ištekėjimo greitis yra žymiai didesnis nei liepsnos plitimo greitis, degiklį galima atjungti. Jei išmetimo greitis yra žymiai mažesnis už liepsnos plitimo greitį, tai liepsna traukiasi (viršija) į degiklį.

5. Degiųjų dujų apatinė ir viršutinė sprogumo ribos

Kita svarbi savybė dujų ir oro mišinių deginimas yra koncentracijos ribų buvimas. Degiosios dujos gali užsidegti arba sprogti, jei tam tikromis (kiekvienoms dujoms) proporcijomis sumaišomos su oru ir pakaitinamos bent iki užsidegimo temperatūros. Dujų-oro mišinio užsidegimas ir tolesnis savaiminis užsidegimas tam tikru dujų ir oro santykiu galimas esant ugnies šaltiniui (netgi kibirkštis).

Atskirkite apatinę ir viršutinę koncentracijos ribos sprogumas (degumas) – mažiausias ir didžiausias dujų procentas mišinyje, nuo kurio jos gali užsidegti ir sprogti.

Apatinė riba atitinka minimalų, o viršutinė - maksimalų dujų kiekį mišinyje, kuriam esant jos užsidega (uždegimo metu) ir savaiminiu (be šilumos įtekėjimo iš išorės) liepsnos plitimo (savaiminio užsidegimo). Tos pačios ribos atitinka dujų ir oro mišinių sprogumo sąlygas.

Apatinė sprogumo riba atitinka mažiausią degalų garų koncentraciją mišinyje su oru, kuriai esant, užkėlus liepsną, įvyksta sprogimas. Viršutinė sprogumo riba atitinka maksimalią kuro garų koncentraciją mišinyje su oru, kurią viršijus protrūkis nebeįvyksta dėl deguonies trūkumo ore. Kuo platesnis degumo ribų diapazonas (taip pat vadinamas sprogumo ribomis) ir kuo žemesnė apatinė riba, tuo dujos yra sprogesnės. Dauguma angliavandenilių turi žemas sprogumo ribas. CH4 metano apatinė ir viršutinė sprogumo ribos yra atitinkamai 5 % ir 15 % tūrio.

Daugeliui dujų yra plačiausios sprogumo (degumo) ribos: vandenilis (4,0–75 %), acetilenas (2,0–81 %) ir anglies monoksidas (12,5–75 %). Degiųjų dujų tūrinis kiekis dujų ir oro mišinyje, žemiau kurio liepsna negali spontaniškai plisti šiame mišinyje, kai į jį įvedamas šaltinis aukštos temperatūros, vadinama apatine užsidegimo (liepsnos plitimo) koncentracijos riba arba tam tikrų dujų apatine sprogimo riba. Taigi, dujų ir oro mišinys yra sprogus tik tada, kai jame degiųjų dujų kiekis yra tarp apatinės ir viršutinės sprogumo ribos.

Degumo (sprogimo) ribos atsiranda dėl šilumos nuostolių degimo metu. Kai degus mišinys skiedžiamas oru, deguonimi arba dujomis šilumos nuostoliai padidėja, liepsnos sklidimo greitis mažėja ir degimas nutrūksta pašalinus uždegimo šaltinį.

Didėjant mišinio temperatūrai, degumo ribos plečiasi, o esant temperatūrai, viršijančiai savaiminio užsiliepsnojimo temperatūrą, dujų ir oro ar deguonies mišiniai dega bet kokiu tūrio santykiu.

Degumo (sprogimo) ribos priklauso ne tik nuo degiųjų dujų rūšių, bet ir nuo eksperimentų sąlygų (indo talpos, uždegimo šaltinio šiluminės galios, mišinio temperatūros, liepsnos sklidimo aukštyn, žemyn, horizontaliai ir kt.). Tai paaiškina šiek tiek skirtingas šių ribų vertes įvairiuose literatūros šaltiniuose. Kai liepsna plinta iš viršaus į apačią arba horizontaliai, apatinės ribos šiek tiek padidėja, o viršutinės mažėja.

Apskaičiuota perteklinis slėgis sprogus tokiems mišiniams: gamtinių dujų- 0,75 MPa, propanas ir butanas - 0,86 MPa, vandenilis - 0,74 MPa, acetilenas - 1,03 MPa. Realiomis sąlygomis sprogimo temperatūra nepasiekia maksimalių verčių, o susidarantys slėgiai yra mažesni už nurodytus, tačiau jų visiškai pakanka, kad įvykus sprogimui sunaikinti ne tik katilų, pastatų apmušalai, bet ir metaliniai konteineriai. juose.

Pagrindinė sprogių dujų ir oro mišinių susidarymo priežastis yra dujų nuotėkis iš dujų tiekimo sistemų ir atskirų jų elementų (nesandarus vožtuvų uždarymas, riebokšlių sandariklių susidėvėjimas, dujotiekio plyšimas, nesandarumas). srieginės jungtys ir tt), taip pat netobulas patalpų, krosnių ir katilų bei krosnių dujų kanalų vėdinimas, rūsiai ir įvairūs požeminiai komunaliniai šuliniai. Operatyvaus personalo užduotis dujų sistemos ir įrengimai yra savalaikis dujų nuotėkio aptikimas ir pašalinimas bei griežtas įgyvendinimas gamybos instrukcijos dėl dujinio kuro naudojimo, taip pat besąlygiškai kokybiškai atliekama planinė dujų tiekimo sistemų ir dujų įrangos profilaktinė patikra ir remontas.

6. Skysto kuro degimo ypatumai

Pagrindinis šiuo metu naudojamas skystasis kuras yra mazutas. Mažos talpos įrenginiuose taip pat naudojamas šildymo aliejus, kuris yra techninio žibalo ir dervų mišinys. Skystojo kuro deginimo purškiamoje būsenoje būdas turi didžiausią praktinį pritaikymą. Kuro išpurškimas leidžia žymiai pagreitinti jo degimą ir gauti didelius šiluminius įtempius degimo kamerų tūriuose, nes padidėja kuro ir oksidatoriaus sąlyčio paviršiaus plotas.

Skystojo kuro virimo temperatūra visada yra žemesnė už jų savaiminio užsidegimo temperatūrą, t.y. minimalią aplinkos temperatūrą, nuo kurios kuras užsidega, o vėliau dega be išorinio šilumos šaltinio. Ši temperatūra yra aukštesnė už užsidegimo temperatūrą, kuriai esant degalai dega tik esant išoriniam uždegimo šaltiniui (kibirkštis, karšta ritė ir pan.). Dėl šios priežasties, esant oksidatoriui, skystojo kuro deginimas įmanomas tik garų būsenoje. Ši aplinkybė yra pagrindinė norint suprasti skystojo kuro degimo proceso mechanizmą.

Skysto kuro deginimo procesą sudaro šie etapai: 1 - purškimas (purškimas) purkštukų pagalba; 2 - kuro garavimas ir terminis skilimas; 3 - gautų produktų sumaišymas su oru; 4 - mišinio uždegimas; 5 - tikrasis degimas.

Purškimo tikslas – padidinti skysčio kontaktinį paviršių su oru ir dujomis. Tokiu atveju paviršius padidėja kelis tūkstančius kartų. Dėl stiprios degančio degiklio spinduliuotės lašeliai labai greitai išgaruoja ir termiškai skaidosi (trūkinėja).

Skysto kuro lašas, patekęs į įkaitintą tūrį, kurio temperatūra aukštesnė už savaiminio užsidegimo temperatūrą, pradeda dalinai garuoti. Kuro garai susimaišo su oru, susidaro garų-oro mišinys. Užsidegimas įvyksta tuo momentu, kai garų koncentracija mišinyje pasiekia vertę, viršijančią jos vertę esant apatinei užsiliepsnojimo koncentracijos ribai. Tada degimas palaikomas savaime dėl šilumos, kurią gauna lašas degant degiam mišiniui. Nuo užsidegimo momento garavimo proceso greitis didėja, nes degiųjų garų ir oro mišinio degimo temperatūra žymiai viršija pradinę tūrio, į kurį įvedamas purškiamas kuras, temperatūrą.

Taigi skystojo kuro degimui būdingi du tarpusavyje susiję procesai: kuro išgaravimas dėl šilumos išsiskyrimo iš degančio garų-oro mišinio ir šio mišinio faktinis degimas šalia lašo paviršiaus. Homogeniškas garų ir oro mišinio degimas yra cheminis procesas, o garavimo procesas yra fizinio pobūdžio. Gautą skystojo kuro greitį ir degimo laiką lems fizinio ar cheminio proceso intensyvumas.

Deginant skystą kurą, degiklis susideda iš trijų fazių: 1 - skystas; 2 - kieta (skystų angliavandenilių skilimo išsklaidyta anglis); 3 - dujinis.

Degimo greitis, kaip ir degant degiosioms dujoms, priklauso nuo mišinio susidarymo sąlygų, preliminaraus aeracijos laipsnio, degiklio turbulencijos laipsnio, degimo kameros temperatūros ir degiklio išsivystymo sąlygų. Didelės molekulinės masės angliavandenilių dujos, aukštoje temperatūroje skyldamos į paprastus junginius, išskiria juodąją anglį, kurios dalelių dydis yra labai mažas (~ 0,3 mikrono). Šios dalelės, kaitinamos, suteikia liepsnos švytėjimą. Galima sumažinti sunkiųjų angliavandenilių liepsnos šviesumą. Tam reikia atlikti dalinį išankstinį maišymą, ty į purkštuką tiekti tam tikrą oro kiekį. Deguonis keičia organinių molekulių skilimo pobūdį: anglis išsiskiria ne kietoje formoje, o anglies monoksido pavidalu, degdama melsva skaidria liepsna.

Jei susidarančių garų degimo greitis žymiai viršija kuro išgaravimo greitį, tai garavimo greitis laikomas degimo greičiu, o tada τdegimas = τfizinis + τchem.

Priešingu atveju, kai garų ir oksidatoriaus cheminės sąveikos greitis yra daug mažesnis nei kuro išgaravimo greitis, degimo proceso intensyvumas visiškai priklausys nuo garų-oro mišinio degimo cheminių reakcijų ir lašelių išgaravimo greičio - ilgiausia skystojo kuro degimo stadija. Todėl norint sėkmingai ir ekonomiškai deginti skystąjį kurą, būtina padidinti purškalo sklaidą.

7. Kietojo kuro deginimas (heterogeninis degimas)

Norint deginti kurą, reikia didelis skaičius oro, kelis kartus viršijančio kuro kiekio svorį. Kai kuro sluoksnis pučiamas oru, srauto P aerodinaminio slėgio jėga gali būti mažesnė už kuro gabalo G svorį arba, atvirkščiai, daugiau už jį. Krosnyse su "skystančiu sluoksniu" "virinimas" yra susijęs su kuro dalelių atskyrimu, dėl kurio sluoksnio tūris padidėja 1,5-2,5 karto. Kuro dalelių (dažniausiai jos būna nuo 2 iki 12 mm) judėjimas panašus į verdančio skysčio judėjimą, todėl toks sluoksnis vadinamas „virimu“.

Krosnyse su "skystinimo" sluoksniu dujų-oro srautas necirkuliuoja sluoksnio zonoje, o pučia tiesiai per sluoksnį. Į sluoksnį prasiskverbiantis oro srautas patiria nevienodą lėtėjimą, kuris sukuria sudėtingą greičio lauką, kuriame dalelės visą laiką keičia savo vėją, priklausomai nuo jų padėties sraute. Tokiu atveju dalelės įgauna sukamąjį-pulsuojantį judesį, kuris sukuria verdančio skysčio įspūdį.

degimo procesas kietojo kuro galima sąlygiškai suskirstyti į etapus, kurie sutampa vienas su kitu. Šie etapai vyksta esant skirtingoms temperatūroms ir terminėms sąlygoms ir reikalauja skirtingų oksiduojančios medžiagos kiekių.

Į krosnį patekęs šviežias kuras daugiau ar mažiau greitai įkaista, iš jo išgaruoja drėgmė ir išsiskiria lakiosios medžiagos – sauso kuro distiliavimo produktai. Tuo pačiu metu vyksta kokso susidarymo procesas. Koksas deginamas ir iš dalies dujofikuojamas ant grotelių, o dujiniai produktai deginami krosnies erdvėje. Nedegi mineralinė kuro dalis degant kurui virsta šlaku ir pelenais.

8. Įvairių krosnių konstrukcijos

Kuro įrenginys arba krosnis – tai katilo agregato dalis, skirta deginti kurą ir išleisti jame chemiškai surištą šilumą. Kartu krosnis yra šilumos mainų įrenginys, kuriame dalis kuro degimo metu išsiskiriančios šilumos spinduliuotės būdu atiduodama į šildymo paviršius. Be to, krosnyje deginant kietąjį kurą, dalis susidarančių pelenų iškrenta.

Pagal deginamo kuro rūšį išskiriamos kietojo, skystojo ir dujinio kuro deginimo krosnys. Be to, yra krosnių, kuriose galite vienu metu deginti Skirtingos rūšys kuras: kietas su skystu arba dujiniu, skystas ir dujinis.

Yra trys pagrindiniai kuro deginimo būdai: sluoksniu, degikliu ir viesulu (ciklonas). Pagal tai krosnys skirstomos į tris dideles klases: sluoksniuotą, degiklį ir sūkurinę. Plokščiosios ir sūkurinės krosnys dažnai sujungiamos į bendrą kamerinių krosnių klasę.

Ryžiai. 2. : a - tankus sluoksnis; b - "verdantis" sluoksnis; c ir d - pakabinamas sluoksnis (nevienalyčiai plunksnai)

Sluoksnyje kuras deginamas po katiliniais agregatais, kurių garo našumas iki 20-35 t/val. Sluoksnyje galima deginti tik kietą vienkartinį kurą, pvz.: rusvąsias ir kietąsias anglis, gumuliuotas durpes, skalūnus, medieną. Sluoksnyje deginamas kuras kraunamas ant grotelių, ant kurių tankiu sluoksniu guli. Kuro degimas vyksta oro sraute, prasiskverbiančioje į šį sluoksnį, dažniausiai iš apačios į viršų.

Krosnys, skirtos kurui kūrenti sluoksniu, skirstomos į tris klases (3 pav.):

1 - krosnys su fiksuotomis grotelėmis ir ant jos pritvirtintu kuro sluoksniu (3 pav., a ir b);

2 - krosnys su judančiomis grotelėmis, kurios perkelia ant jos gulintį kuro sluoksnį (3 pav., c, d);

3 - krosnys su fiksuotomis grotelėmis ir išilgai judančiu kuro sluoksniu (3 pav., e, f, g).

Ryžiai. 3. Krosnių, skirtų kurui deginti sluoksniu, schemos: a - rankinė horizontali grotelė; b - krosnis su ratuku ant fiksuoto sluoksnio; in - ugnies kamera su grandinine mechanine grotele; g - krosnis su mechaninėmis atvirkštinės grandinės grotelėmis ir ratuku; d - krosnelė su pjovimo juosta; e - krosnelė su grotelėmis; g - „Pomerantsev“ sistemos židinys

Paprasčiausia krosnis su fiksuotomis grotelėmis ir fiksuotu kuro sluoksniu yra krosnis su rankiniu horizontaliu grotu (3 pav., a). Ant šių grotelių galima deginti visų rūšių kietąjį kurą, tačiau rankinės priežiūros poreikis riboja jo taikymo sritį katiluose su labai mažu garo našumu (iki 1-2 t/val.).

Sluoksniuotam kuro deginimui po didesnio garo galingumo katilais krosnies priežiūra yra mechanizuota ir, svarbiausia, šviežio kuro tiekimas į ją.

Krosnyse su fiksuotomis ardelėmis ir fiksuotu kuro sluoksniu pakrovimo mechanizavimas atliekamas naudojant ratukus 1, kurie nuolat mechaniškai krauna šviežią kurą ir išsklaido jį ant grotelių 2 paviršiaus (3 pav., b). Tokiose krosnyse galima kūrenti kietąsias ir rudąsias anglis, o kartais ir antracitą po katilais, kurių garų galia iki 6,5-10,0 t/val.

Krosnių su judamomis grotelėmis, kurios judina ant jos gulinčio kuro sluoksnį, klasei priskiriamos krosnys su mechaninėmis grandininėmis grotelėmis (3 pav., c), kurios atliekamos įvairiomis modifikacijomis. Šioje krosnyje kuras iš tiekimo piltuvo 1 gravitacijos būdu teka į lėtai judančių begalinių grandininių grotelių 2 priekį, kuri tiekia jį į krosnį. Degantis kuras nuolat juda išilgai krosnies kartu su grotelių lakštu. Tuo pačiu metu jis visiškai išdega, o po to grotelių gale susidaręs šlakas supilamas į šlako bunkerį 3.

Grandininės grotelės yra jautrios kuro kokybei. Jie geriausiai tinka rūšiuotoms, nesulipusioms, vidutiniškai drėgnoms ir vidutiniškai pelenų anglims, kurių pelenų lydymosi temperatūra yra gana aukšta, o lakiųjų medžiagų išeiga VG = 10-25% degiajai masei. Tokiose krosnyse galima kūrenti ir išrūšiuotą antracitą. Darbams su sukepinimo anglimis, taip pat anglimis su mažai tirpstančiais pelenais, krosnys su grandininėmis grotelėmis netinka. Šios krosnys gali būti montuojamos po katilais, kurių garo našumas nuo 10 iki 150 t/h, tačiau Rusijoje jos įrengiamos po katilais garo katilai kurių garo našumas 10-35 t/h, daugiausia skirtas rūšiuoto antracito deginimui.

Norint kūrenti daug drėgmės turintį kurą, ypač velėnines durpes, grandininės grotelės derinamos su veleno prieškrosne, kuri reikalinga pirminiam kurui išdžiovinti. Labiausiai paplitusi veleno-grandinė pakura yra ugniakuras prof. T. F. Makarieva.

Kitas šios klasės krosnių tipas yra pakuros su atvirkštinės grandinės grotelėmis ir ratuku. Šiose krosnyse grotelių lakštas juda priešinga kryptimi, t.y. nuo galinės krosnies sienelės į priekį. Ratukai dedami ant priekinės krosnies sienelės, nuolat tiekiant kurą į drobę. Sudegęs šlakas iš grotelių pilamas į šlako dėžę, esančią po krosnies priekiu. Nagrinėjamo tipo krosnys kuro kokybei yra daug mažiau jautrios nei krosnys su tiesiosios eigos grotelėmis, todėl jos naudojamos tiek išrūšiuotoms, tiek nerūšiuotoms kietosioms ir rudosioms anglims kūrenti po 10-35 t/garų galingumo katilais. h.

Pakuros su fiksuotomis grotelėmis ir išilgai ja judančiu kuro sluoksniu yra pagrįstos įvairiais kuro judėjimo ir degimo procesų organizavimo principais. Krosnyse su prisukamuoju strypu degalai juda išilgai fiksuotų horizontalių grotelių su specialiu specialios formos strypu, judėdami išilgai grotelių abipusiai. Jie naudojami rudosioms anglims deginti po katilais, kurių garo našumas yra iki 6,5 t / h. Pakuros tipas su prisukamu strypu – tai prof. S. V. Tatiščiovas, kuris buvo naudojamas frezuotų durpių deginimui po katilais, kurių garo našumas iki 75 t/val. Nuo įprastos krosnies su kamino strypu ji skiriasi tuo, kad yra šachtinė išankstinė krosnis, kurioje frezuotos durpės iš anksto išdžiovinamos dūmų dujomis, įsiurbtomis į šachtą specialiu ežektoriumi. Ši krosnelė taip pat gali deginti rudąsias ir kietąsias anglis.

Krosnyse su pasvirusiomis grotelėmis ir greitaeigėse V. V. Pomerantsev sistemos krosnyse kuras, patekęs į krosnį iš viršaus, degimo metu, veikiamas gravitacijos, nuslysta į apatinę krosnies dalį, leidžiančią patekti naujoms kuro porcijoms. krosnis. Šios krosnys naudojamos kūrenimui medienos atliekos po katilais, kurių garo našumas nuo 2,5 iki 20 t/val., o kasyklų krosnyse ir gabalėlių durpėms kūrenti - po katilais, kurių garo našumas iki 6,5 t/val.

Atsižvelgiant į kuro balanso ypatumus Rusijoje, kurioje daugiausia naudojamos kietos ir iš dalies rudos anglys, dažniausiai naudojamos krosnys su ratukais ir mechaninėmis grandininėmis grotelėmis. Krosnys, skirtos durpėms, skalūnams ir medienai deginti, yra daug rečiau paplitusios, nes šios kuro rūšys vaidina antraeilį vaidmenį Rusijos kuro balanse.

Deginimo procesas gali deginti kietąjį, skystąjį ir dujinį kurą. Kur:

Dujinis kuras nereikalauja jokio išankstinio paruošimo;

Kietasis kuras turi būti iš anksto sumaltas į smulkius miltelius specialiuose pulverizatoriuose, kurių pagrindinis elementas yra anglies malūnai;

Skystas kuras turi būti purškiamas į labai smulkius lašelius specialiuose purkštukuose.

Skystas ir dujinis kuras deginamas po bet kokio garo galingumo katilais, o miltelinis kuras – po katiliniais, kurių garo našumas svyruoja nuo 35-50 t/h ir daugiau.

Kiekvieno iš trijų degalų rūšių deginimas skiriasi specifinėmis savybėmis, tačiau Bendri principai degimo būdas bet kokiam kurui išlieka toks pat.

Degimo krosnis (4 pav.) – tai stačiakampė kamera 1, pagaminta iš ugniai atsparių plytų, į kurią glaudžiai per degiklius 2 įleidžiamas kuras ir jo degimui reikalingas oras, tai yra kuro-oro mišinys. Šis mišinys užsidega ir susidariusioje liepsnoje sudega. Dujiniai degimo produktai palieka krosnį viršutinėje jos dalyje. Deginant miltelinį kurą šiais degimo produktais, nemaža dalis kuro pelenų taip pat nunešama į katilo dujų kanalus, o likusieji pelenai patenka į apatinę krosnies dalį (šlako piltuvą). šlako.

Ryžiai. keturi. : a - vienos kameros krosnis susmulkintam kurui su kietojo šlako šalinimu; b - vienos kameros krosnis susmulkintam kurui su skysto šlako pašalinimu; c - skystojo ir dujinio kuro krosnis; g - krosnis su pusiau atvira degimo kamera, skirta deginti susmulkintą kurą

Degimo kameros sienelės iš vidaus padengtos vandeniu aušinamų vamzdžių sistema – krosnies vandens tinkleliais. Šie ekranai yra skirti apsaugoti degimo kameros pamušalą nuo nusidėvėjimo, veikiant aukštai degiklio temperatūrai ir išlydytam šlakui, tačiau svarbiausia, kad jie efektyvus paviršius kaitinant, suvokiant didelį deglo skleidžiamos šilumos kiekį. Todėl šie krosnių ekranai tampa labai veiksminga priemonė aušinimas dūmų dujos degimo kameroje.

Degimo krosnys, skirtos susmulkintam kurui, pagal šlako šalinimo būdą skirstomos į dvi klases: a) krosnys su pelenų šalinimu kietoje būsenoje; b) krosnys su skysto šlako šalinimu.

Krosnies kamera 1 su šlako pašalinimu kietoje būsenoje (4 pav., a) iš apačios ribojama šlako piltuvu 3, kurio sienelės apsaugotos tinkliniais vamzdžiais. Šis piltuvas vadinamas „šaltu“. Iš deglo krintantys šlako lašai, patenkantys į šį piltuvą, dėl gana žemos jame esančios terpės temperatūros kietėja, granuliuojasi į atskirus grūdelius. Iš šalčio piltuvo šlako granulės per kaklelį 4 patenka į šlako priėmimo įrenginį 5, iš kurio specialiu mechanizmu pašalinamos į pelenų-pelenų šalinimo sistemą.

Krosnies kamera 1 su skysto šlako pašalinimu (4 pav., b) iš apačios ribojama horizontaliu arba šiek tiek pasvirusiu židiniu 3, šalia kurio dėl krosnies tinklelių apatinės dalies šilumos izoliacijos temperatūra viršija palaikoma pelenų lydymosi temperatūra. Dėl to šlakas, nukritęs nuo degiklio ant šio židinio, lieka išsilydęs ir pro čiaupo angą 4 išteka iš krosnies į šlako priėmimo vonią 5, užpildytą vandeniu, kur, sukietėjus, jis suskyla į mažas stiklakūnio daleles.

Krosnys su skysto šlako šalinimu skirstomos į vienos (4 pav., b) ir dvikameres dideliems katilams (4 pav., d). Pastarojoje degimo kamera yra padalinta į dvi kameras:

1 - degimo kamera, kurioje deginamas kuras;

2 - aušinimo kamera, kurioje aušinami degimo produktai.

Degimo kameros ekranai yra padengti šilumos izoliacija

maksimaliai padidinti degimo temperatūrą, kad būtų patikimiau gaunamas skystas šlakas, o aušinimo kameros ekranai atviri, kad galėtų labiau sumažinti degimo produktų temperatūrą.

Skysto ir dujinio kuro deginimo krosnys (4 pav., c) gaminamos su horizontaliu arba šiek tiek pasvirusiu židiniu.

Labai dideliuose katilų blokuose kartu su prizminės formos degimo kameromis gaminamos vadinamosios pusiau atviros kameros, kurioms būdingas specialus gnybtas, kuris padalija krosnį į dvi zonas: degimo ir aušinimo. Pusiau atviros kameros naudojamos susmulkintam (4 pav., d), skystam ir dujiniam kurui deginti.

Degiklių krosnys taip pat gali būti klasifikuojamos pagal tiesioginio srauto ir sūkurinių degiklių tipą bei degiklių vietą degimo kameroje. Degikliai dedami ant priekinės (4 pav.) ir jos šoninių sienelių bei degimo kameros kampuose (4 pav.). Dideliuose katilų blokuose taip pat galima naudoti priešingą degiklių išdėstymą ant priekinės ir galinės krosnies sienelių (4 pav., d).

Sūkurinėse (cikloninėse) krosnyse galima kūrenti kietąjį kurą su dideliu lakiųjų medžiagų kiekiu, susmulkintą iki dulkėtumo arba iki 4-6 mm grūdelių dydžio, taip pat (dar retą) mazutą.

Cikloninės krosnies veikimo principas yra tas, kad beveik horizontalioje (5 pav., a) arba vertikalioje mažo skersmens cilindrinėje krosnyje 1 susidaro dujų-oro sūkurys, kuriame nuolat sukasi degančio kuro dalelės. kol jie beveik visiškai išdegs subalansuotoje būsenoje.

Ryžiai. 5. : a - krosnis su horizontaliomis ciklono krosnelėmis; b - krosnis su vertikaliomis ciklono krosnelėmis

Degimo produktai iš priekinių krosnių deginant kietąjį kurą patenka į papildomo degimo kamerą 2, o iš jos - į aušinimo kamerą 3, o po to į katilo agregato dujų kanalus. Šlakas iš pirminių krosnių skystu pavidalu pašalinamas per sriegines angas 5, o siekiant padidinti įstrigusio šlako kiekį tarp papildomo degiklio ir aušinimo kameros arba tarp ciklono pirminių krosnių ir papildomo degiklio, surenkamas šlaką sulaikantis vamzdžių pluoštas 4 Deginant mazutą, o kartais ir smulkintą kietąjį kurą, negaminami papildomi degikliai, o degimo produktai pašalinami tiesiai iš priekinių krosnių į aušinimo kamerą. Cikloninės krosnys naudojamos santykinai didelės garo našumo katiluose.

Be aukščiau išvardytų trijų pagrindinių kuro deginimo būdų, yra ir daugiau tarpinių būdų.

Įvairūs pagal cheminė sudėtis kietosios medžiagos ir medžiagos dega kitaip. Paprastos (suodžiai, anglis, koksas, antracitas), kurios yra chemiškai grynos anglies, įkaista arba rūkstančios, nesusidarančios kibirkščių, liepsnos ir dūmų. Taip yra dėl to, kad jų nereikia suskaidyti prieš susijungiant su atmosferos deguonimi. Toks (be liepsnos) degimas dažniausiai būna lėtas ir vadinamas nevienalytis(arba paviršinis) degimas. Chemiškai sudėtingų kietų degiųjų medžiagų (mediena, medvilnė, guma, guma, plastikas ir kt.) degimas vyksta dviem etapais: 1) skilimas, kurio procesai nėra lydimi liepsnos ir šviesos spinduliavimo; 2) tinkamas degimas, kuriam būdinga liepsna arba rūkstymas. Taigi sudėtingos medžiagos nedega pačios, o dega jų skilimo produktai. Jei jie dega dujinėje fazėje, toks degimas vadinamas vienalytis.

Būdingas chemiškai sudėtingų medžiagų ir medžiagų degimo požymis yra liepsnos ir dūmų susidarymas. Liepsną sudaro šviečiančios dujos, garai ir kietosios medžiagos, kuriose vyksta abu degimo etapai.

Dūmai yra sudėtingas degimo produktų mišinys, kuriame yra kietųjų dalelių. Priklausomai nuo degiųjų medžiagų sudėties, visiško ar nepilno degimo, dūmai turi tam tikra spalva ir kvapas.

Dauguma plastikų ir dirbtinio pluošto yra degūs. Jie dega susidarant suskystintoms dervoms, išskiria didelį kiekį anglies monoksido, vandenilio chlorido, amoniako, vandenilio cianido rūgšties ir kitų toksiškų medžiagų.

degių skysčių degesnės nei kietos degiosios medžiagos, nes jos lengviau užsidega, dega intensyviau ir sudaro sprogius garų ir oro mišinius. Degūs skysčiai patys nedega. Jų garai dega virš skysčio paviršiaus. Garų kiekis ir jų susidarymo greitis priklauso nuo skysčio sudėties ir temperatūros. Garų degimas ore galimas tik esant tam tikroms koncentracijoms, kurios priklauso nuo skysčio temperatūros.

Laipsniui apibūdinti ugnies pavojus degiųjų skysčių, įprasta naudoti pliūpsnio temperatūrą. Kuo žemesnė pliūpsnio temperatūra, tuo skystis pavojingesnis ugniai. Pliūpsnio temperatūra nustatoma pagal speciali technika ir naudojamas degiems skysčiams klasifikuoti pagal jų gaisringumo laipsnį.

Degus skystis (GZh) Tai skystis, galintis pats sudegti pašalinus uždegimo šaltinį ir kurio pliūpsnio temperatūra yra didesnė nei 61 °C. Degus skystis (degus skystis) Tai skystis, kurio pliūpsnio temperatūra yra iki 61°C. Žemiausia pliūpsnio temperatūra (-50 ? C) turi anglies disulfido, aukščiausia - linų sėmenų aliejus(300 ° C). Acetono pliūpsnio temperatūra yra minus 18, etilo alkoholio - plius 13?

Degiųjų skysčių užsidegimo temperatūra paprastai yra keliais laipsniais aukštesnė už pliūpsnio temperatūrą, o FL – - 30…35?С.

Savaiminio užsidegimo temperatūra yra daug aukštesnė už užsidegimo temperatūrą. Pavyzdžiui, acetonas gali savaime užsidegti aukštesnėje nei 500 °C temperatūroje, benzinas – apie 300 °C.

Kitiems svarbios savybės(gaisro atžvilgiu) reikėtų priskirti degius skysčius didelio tankio garai (sunkesni už orą); mažas skysčių tankis (lengvesnių už vandenį) ir daugumos jų netirpumas vandenyje, dėl ko gesinti negalima naudoti vandens; gebėjimas kaupti statinę elektrą judėjimo metu; didelis šilumos ir degimo greitis.

degiųjų dujų (YY) kelia didelį pavojų ne tik dėl to, kad jie dega, bet ir dėl to, kad gali sudaryti sprogius mišinius su oru ar kitomis dujomis. Taigi visos degiosios dujos yra sprogios. Tačiau degiosios dujos gali sudaryti sprogius mišinius su oru tik esant tam tikrai koncentracijai. Vadinama mažiausia degiųjų dujų koncentracija ore, kuriai esant jau galimas užsidegimas (sprogimas). žemesnės koncentracijos degumo riba (LEL). Tai vadinama didžiausia degiųjų dujų koncentracija ore, kuriai esant vis dar galimas užsidegimas viršutinės koncentracijos degumo riba (UCL). Koncentracijos sritis, esanti šiose ribose, vadinama užsidegimo zona. LEL ir VKVV matuojami degiojo mišinio tūrio procentais. Kai degiųjų dujų koncentracija mažesnė už LEL ir didesnė už LEL, degiųjų dujų ir oro mišinys neužsidega. Degiosios dujos yra pavojingesnės sprogimo ir gaisro požiūriu, kuo didesnis užsiliepsnojimo plotas ir mažesnis LEL. Pavyzdžiui, amoniako užsidegimo plotas yra 16...27%, vandenilio 4...76%, metano 5...16%, acetileno 2,8...93%, anglies monoksido 12,8...75 %. Taigi acetilenas, turintis didžiausią užsiliepsnojimo plotą ir mažiausią LEL, turi didžiausią sprogimo pavojų. Kitos pavojingos degiųjų dujų savybės yra didelė sprogimo ardomoji jėga ir galimybė generuoti statinę elektrą judant vamzdžiais.

degių dulkių susidaro gamybos proceso metu apdorojant kai kurias kietas ir pluoštines medžiagas ir kelia didelį gaisro pavojų. Kietosios medžiagos labai susmulkintos ir suspenduotos dujinėje terpėje sukuria išsklaidytą sistemą. Kai išsklaidyta terpė yra oras, tokia sistema vadinama aerozolis. Iš oro nusėdusios dulkės vadinamos aerogelis. Aerozoliai gali sudaryti sprogius mišinius, o aerogeliai gali smilkti ir degti.

Gaisro pavojaus požiūriu dulkės daug kartų pranašesnės už produktą, iš kurio jos gaunamos, nes dulkės turi didelį specifinį paviršiaus plotą. Kuo smulkesnės dulkių dalelės, tuo labiau išvystytas jų paviršius ir tuo dulkės pavojingesnės užsiliepsnoti ir sprogti, nes cheminė reakcija tarp dujų ir kietos medžiagos, kaip taisyklė, teka pastarosios paviršiumi ir didėjant paviršiui reakcijos greitis didėja. Pavyzdžiui, 1 kg anglies dulkių gali sudegti per sekundės dalį. Aliuminis, magnis, cinkas monolitinė būsena paprastai nesugeba degti, bet dulkių pavidalu gali sprogti ore. Aliuminio milteliai gali savaime užsidegti aerogelio būsenoje.

Didelis dulkių paviršiaus plotas lemia aukštą jų adsorbcijos gebą. Be to, dulkės gali įgyti statinės elektros krūvius savo judėjimo procese dėl trinties ir dalelių smūgių viena į kitą. Dulkes transportuojant vamzdynais, jų kaupiamas krūvis gali padidėti ir priklauso nuo medžiagos, koncentracijos, dalelių dydžio, judėjimo greičio, aplinkos drėgmės ir kitų veiksnių. Dėl elektrostatinių krūvių gali susidaryti kibirkštys, užsidegti dulkių ir oro mišiniai.

Tačiau dulkių degiąsias ir sprogias savybes daugiausia lemia jų savaiminio užsiliepsnojimo temperatūra ir mažesnė sprogumo riba.

Priklausomai nuo būsenos, bet kokios dulkės turi dvi savaiminio užsiliepsnojimo temperatūras: aerogelio ir aerozolio. Savaiminio užsidegimo temperatūra aerogelis yra daug mažesnis nei aerozolis, nes. didelė degiosios medžiagos koncentracija aerogele skatina šilumos kaupimąsi, o atstumas tarp dulkių dalelių aerozolyje padidina šilumos nuostolius oksidacijos procese savaiminio užsidegimo metu. Savaiminio užsidegimo temperatūra taip pat priklauso nuo medžiagos smulkumo laipsnio.

Apatinė sprogumo riba(ELL) – mažiausias dulkių kiekis (g/m3) ore, kuriam esant įvyksta sprogimas esant uždegimo šaltiniui. Visos dulkės skirstomos į dvi grupes. Į grupė BET apima sprogias dulkes su LEL iki 65 g/m3. AT grupė B apima degias dulkes, kurių LEL didesnis nei 65 g/m3.

AT pramonines patalpas dulkių koncentracija paprastai yra gerokai mažesnė už apatinę sprogumo ribą. Viršutinės dulkių sprogumo ribos yra tokios didelės, kad jos praktiškai nepasiekiamos. Taigi cukraus dulkių sprogimo viršutinės ribos koncentracija yra 13500, o durpių - 2200 g/m3.

Aerozolio pavidalo užsidegusios smulkios dulkės gali degti dujų ir oro mišinio degimo greičiu. Tokiu atveju slėgis gali padidėti susidarius dujiniams degimo produktams, kurių tūris daugeliu atvejų viršija mišinio tūrį, ir dėl jų įkaitinimo iki aukštos temperatūros, dėl ko taip pat padidėja jų tūris. Dulkių gebėjimas sprogti ir slėgio dydis sprogimo metu labai priklauso nuo uždegimo šaltinio temperatūros, dulkių ir oro drėgmės, pelenų kiekio, dulkių sklaidos, oro sudėties ir temperatūros. dulkių ir oro mišinys. Kuo aukštesnė uždegimo šaltinio temperatūra, tuo mažesnė dulkių koncentracija gali sprogti. Padidinus oro ir dulkių drėgnumą, sprogimo intensyvumas sumažėja.

Dėl dujų, skysčių ir skysčių degiųjų savybių kietosios medžiagos galima spręsti pagal degumo koeficientasĮ, kuri nustatoma pagal formulę (jei medžiaga turi cheminę formulę arba ji gali būti gauta iš elementinės sudėties)

K = 4C + 1H + 4S - 2O - 2CI - 3F - 5 Br,

kur C, H, S, O, Cl, F, Br yra atitinkamai anglies, vandenilio, sieros, deguonies, chloro, fluoro ir bromo atomų skaičius cheminė formulė medžiagų.

Su K? 0 medžiaga yra nedegi, kai K > 0 - degi. Pavyzdžiui, medžiagos, kurios formulė C5HO4, degumo koeficientas bus lygus: K \u003d 4 5 + 1 1-2 4 \u003d 13.

Naudojant degumo koeficientą, galima gana tiksliai nustatyti daugelio angliavandenilių degių dujų užsiliepsnojimo apatines koncentracijos ribas pagal formulę NKPV = 44 / K.

Gyvybės saugos santrauka