الاحتراق هو عملية كيميائية تتم خلالها دمج الأكسجين مع عناصر مختلفة من الوقود. خلال هذه العملية، يتم إنتاج كمية محددة من الحرارة لكل وحدة كتلة من العنصر القابل للاحتراق اعتمادًا على العنصر الذي يدمج معه الأكسجين. العناصر المشاركة في عملية الاحتراق هي الأكسجين والهيدروجين والكربون والكبريت.
هناك العديد من العناصر الأخرى في الوقود (الفحم) التي تشارك في عملية الاحتراق مثل الحديد والسيليكون وغيرها. عادةً ما توجد هذه العناصر بكميات صغيرة وتُصنف كشوائب في الوقود. هذه الشوائب تنتج بعض النفايات أثناء احتراق الفحم وتبقى على شكل رماد ويتم تخزينها في حفرة الرماد تحت فرن غلاية البخار boiler furnace بعد الاحتراق. احتراق الوقود بما في ذلك الفحم يتطلب ثلاثة مراحل لإكماله.
امتصاص الحرارة لرفع درجة حرارة الوقود إلى نقطة الاشتعال.
تبخير الغازات المتطايرة واحتراقها.
احتراق الكربون الثابت.
عندما يتم تغذية غلاية البخار بالفحم المطحون، يتم أولاً رفع درجة حرارة الفحم إلى نقطة الاشتعال. يتم فصل المواد الطيارة من الفحم، مثل الغازات الهيدروكربونية مثل غاز البركين والقار والنفتا، من الفحم وطردها في شكل غازي. ثم تتحد هذه الغازات مع الأكسجين الموجود في الهواء الذي يتم تزويده عبر سرير الوقود الساخن (الفحم) في فرن غلاية البخار boiler furnace.
بعد طرد الهيدروكربونات من الفحم، يتحد الكربون الصلب مع الأكسجين في الهواء ليشكل أول أكسيد الكربون وأول أكسيد الكربون. أي مواد غير قابلة للاحتراق في الفحم تسقط عبر الشبكة إلى الحفرة أسفل فرن غلاية البخار على شكل رماد.
لذا، يجب توفير كمية كافية من الهواء في الفرن لعملية الاحتراق.
عادةً ما يحتاج حوالي 12 رطل من الهواء لإكمال احتراق رطل واحد من الفحم. ولكن في الواقع، يتم تزويد الفرن بكمية ضعف أو أكثر من هذه الكمية من الهواء بواسطة التهوية القسرية لأن الظروف المثالية للاحتراق لا يمكن تحقيقها عمليًا. دائمًا ما يكون من الصعب جدًا تزويد جميع أجزاء فرن غلاية البخار boiler furnace بالهواء بشكل متساوٍ.
من ناحية أخرى، يجب عدم تزويد الفرن بكثير من الهواء. إذا تم تزويد الهواء بمعدل أعلى بكثير من المعدل المحدد، فقد يكون هناك فرصة لطرد الغازات الهيدروكربونية قبل اكتمال عملية الاحتراق. لذا يجب تزويد الفرن بالهواء بمعدل عالٍ ولكن متحكم فيه.
التصميم والتشغيل الرئيسي لفرن غلاية البخار هو الحصول على الاحتراق بأقل قدر من الدخان. يُفضل الاحتراق بدون دخان لأسباب رئيسية،
الدخان هو السبب الرئيسي لتلوث الهواء.
الدخان هو مؤشر على الاحتراق غير الكامل. الغازات غير المحترقة المرئية تظهر في شكل دخان.
مبدأ الاحتراق الكامل بسيط للغاية ولكنه ليس دائمًا ممكنًا تنفيذه في فرن غلاية البخار boiler furnace. تقديم الفحم إلى فرن غلاية البخار ورفع درجة الحرارة إلى نقطة الاشتعال وتزويد الهواء الكافي للاحتراق قد لا يكون كافياً للاحتراق الناجح. هناك عامل آخر يجب مراعاته عند تصميم الفرن.
من المهم بنفس الدرجة خلط الهواء مع الغازات القابلة للاحتراق بشكل كامل وأن يتم الحفاظ على درجة الحرارة الكافية خلال العملية. عندما يتم حرق الفحم البيتيومي الجديد على سرير الوقود في فرن غلاية البخار، يتم طرد الغازات القابلة للاحتراق وجزء كبير منها يبقى غير محترق ويتم نقله إلى المدخنة إذا لم يتم خلط الهواء بهم بشكل صحيح.
هناك العديد من عمليات خلط الهواء التي تم تطويرها لفرن غلاية البخار. أحد الأساليب الشائعة لفرن غلاية البخار هو توفير غرفة الاحتراق مبطنة بالطوب النارى وبأبعاد كافية مع حاجز مناسب لخلط الغازات مع الهواء، وتزويد الهواء المحمّى الكافي في الاحتراق لاستهلاك الغازات القابلة للاحتراق قبل الوصول إلى سطح التسخين في غلاية البخار.
للاحتراق الناجح، يجب أن يحتوي فرن غلاية البخار على بعض الأجزاء الأساسية في بنائه، مثل
شبكة لدعم الوقود (الفحم).
غرفة الاحتراق - حيث يحدث الاحتراق ووسائل لتزويد الهواء الطازج.
حفرة الرماد لجمع وحفظ النفايات من الوقود أثناء الاحتراق.
توفر شبكة في فرن غلاية البخار لدعم الوقود الصلب في الفرن. تم تصميم الشبكة بحيث تسمح أيضًا بدخول الهواء في الوقود الصلب للاحتراق.
لا يجب أن تكون فتحات الشبكة كبيرة بحيث تسمح بسقوط جزيئات الوقود غير المحترقة من خلالها، ومن ناحية أخرى، لا يجب أن تكون هذه الفتحات ضيقة بحيث تعوق كمية كافية من الهواء من المرور عبر الوقود.
صندوق النار في فرن غلاية البخار هو المكان فوق الشبكة وغرفة الاحتراق هي امتداد لهذا المكان حيث يحدث احتراق الهيدروكربونات الطيارة. يتم امتصاص الحرارة الناتجة عن الاحتراق بواسطة سطح غلاية البخار في أعلى غرفة الاحتراق. يتم توفير جدران من الطوب النارى وحواجز مختلفة في غرفة الاحتراق لخلط الهواء بشكل صحيح مع الغازات القابلة للاحتراق.
حفرة الرماد في فرن غلاية البخار هي غرفة مجهزة أسفل الشبكة لجمع الرفض (الرماد) من النار الأعلى. تعمل حفرة الرماد أيضًا كغرفة تزويد الهواء عبر الشبكة. يجب أن يكون هناك ارتفاع كافٍ بين قاع حفرة الرماد والشبكة لتوفير مساحة هواء كافية. من الممارسة الشائعة أن تكون قاع الحفرة مائلة نحو الأمام لتسهيل إزالة الرماد.
بيان: احترام الأصلي، المقالات الجيدة مستحقة لمشاركة، إذا كان هناك انتهاك للحقوق يرجى التواصل للحذف.
