Процентное количество золового остатка по отношению к навеске натурального топлива называют зольностью топлива.

Свойства золы играют большую роль в организации работы парового котла. Мельчайшие твердые частицы золы подхватываются потоком топочных газов и уносятся из топочной камеры, образуя летучую золу. Часть золы, расплавленной в ядре факела, выпадает в низ топочной камеры или прилипает к ограждающим сте­нам топки и при затвердевании образует шлаки, т. е. твердые растворы минералов, химический состав кото­рых может отличаться от состава летучей золы.

Особое значение при организации процесса сжигания топлива имеют характеристики плавкости золы. Температуры плавления от­дельных минералов и их сплавов сильно раз­личны и находятся в пределах 2900-600°C. Поэтому плавление золы не происходит при какой-либо определенной температуре, а пред­ставляет процесс постепенного размягчения от твердого до жидкого состояния с ростом тем­пературы. Температуры плавления золы опре­деляют стандартным методом конусов, когда из золы прессуется пирамидка с заданными размерами и помещается в печь. В процессе нагрева отмечают следующие ха­рактерные значения температуры:

t₁=1000–1200 ºС— начало деформации, когда появляется первое изменение формы пирамидки;

t₂=1100–1400 ºС— размягчение, когда вершина пирамид­ки касается основания или принимает капле­образную форму;

t₃=1200–1500 ºС— жидкоплавкое состояние, соответст­вующее началу растекания по плоскости

Основным показателем поведения шлака является его вязкость.

Нормальное течение расплавленного шла­ка, находящегося в истинно-жидком состоя­нии, вдоль вертикальной или наклонной стен­ки имеет место при вязкости менее 200 П (пуаз). Температуру жидкого шлака, при ко­торой он свободно вытекает из отверстия, на­зывают температурой нормального жидкого шлакоудаления.

В процессе горения большая часть мине­рального состава топлива превращается в мел­кую уносимую потоком газов летучую золу. В топках с различным тепловым режимом горения и шлакоудаления доля уноса летучей золы а _ун меняется от 0,85—0,95 до 0,2—0,4. Остальная часть в виде шлака выпадает в нижнюю часть топки и удаляется из-под нее: а _шл=1— а _ун. Увеличение зольности топ­лива и количества летучей золы в потоке га­зов требует установки более дорогих золоулавливающих устройств после котла для за­щиты воздушного бассейна от загрязнения. При этом уменьшают скорости газов в кон­вективных газоходах во избежание истирания труб, а загрязнение поверхностей нагрева ча­стицами золы ухудшает теплообмен. Все это делает конструкцию котла более громоздкой.

Влажность. Различают внешнюю и внутреннюю влагу.

Внут­ренняя влага входит в состав органического вещ–ват тл., ее принято наз. гигроскопической влажностью. Для бу­рых углей содержание W^ги =10-13%, а у антрацитов W^ги =1,5-2,5%. Знание W^ги необходимо для оценки допустимой влажности угольной пыли во избежание слипания частиц (при повышенной ее влажности) или взрывоопасности пересушенной пыли.

Внешняя или механически удерживаемая влага остается в топливе после контакта с водой и сохра­няется на поверхности за счет смачивания. Ее коли­чество зависит от степени измельчения топлива и внеш­них условий при транспорте и хранении топлива.

Большая влажность рабочей массы топлива вы­зывает много трудностей при сжигании: â теплота сгорания, á расходы топлива и объемы продуктов сгорания, á потери теплоты с уходящими газами и затраты энергии на привод ды­мососов. á влажности газов вызывает усиле­ние коррозии металла воздухоподогревателя, приводит к повышенному загрязнению поверхности нагрева. В тракте доставки топлива и при его переработке на­рушается нормальное движение топлива вследствие по­тери сыпучести, а в зимнее время топливо смерзается.

Выход летучих веществ и коксовый оста­ток. Если сухую навеску твердого топлива положить в тигель и постепенно нагревать в инертной среде без доступа воздуха, то бу­дет происходить уменьшение ее массы. При высоких температурах происходит разложение кислородсодержащих молекул топлива с об­разованием газообразных веществ, получив­ших название летучие вещества (СО, Н₂, СН₄ СО₂ и др.). Выход летучих веществ из твер­дых топлив происходит в интервале темпера­тур 110—1100°С. Наибольший выход (до 95%) имеет место при температуре до 800°С. Поэтому условно за выход лету­чих веществ твердых топлив принимают уменьшение массы навески топлива после вы­держки в тигле при t=850±25°С в течение 7 мин, отнесенное к горючей массе топлива V^г, %.

Поскольку выход летучих веществ прежде всего определяется содержанием кислорода в топливе, то он тем больше, чем топливо мо­ложе. Так, у бурых углей V^г=45-50%, каменных V^г=25-40%, а у антрацитов V^г=3–4.

Твердый горючий остаток после выхода ле­тучих называется коксом. Он может быть плотным (спекшимся) или порошкообразным.

В воздушной среде кокс воспламеняется при t = 900-1200°С. Летучие вещества, выделив­шиеся из топлива, обеспечивают более раннее воспламенение кокса, так как они сами вос­пламеняются при более низкой температуре, чем коксовый остаток (350—600°С), быстро повышая тем самым температуру коксовых частиц. Их влияние особенно велико на на­чальной стадии горения топлива. Чем выше выход летучих веществ, тем быстрее воспла­меняется топливо и тем полнее оно выгорает.

Вопрос № 54

Технические характеристики мазутов и природных газов - вязкость, плотность, зольность, влажность, сернистость, температура застывания и вспышки, взрывоопасность и ток­сичность