گرمکن بخار: اتاق سوخت و صفحه گرمکن
چه چیزی سوختن است؟
سوختن فرآیند شیمیایی است که در آن اکسیژن با عناصر مختلف سوخت ترکیب میشود. در طول این ترکیب، مقدار مشخصی از گرمایی به ازای واحد جرم عنصر قابل سوختن تولید میشود که بستگی به عنصری دارد که با آن اکسیژن ترکیب میشود. عناصری که در فرآیند سوختن شرکت میکنند شامل اکسیژن، هیدروژن، کربن و گوگرد هستند.
عناصر مختلف دیگری در سوخت (فحم) وجود دارند که در فرآیند سوختن شرکت میکنند مانند آهن، سیلیکون و غیره. آنها معمولاً به مقدار کم وجود دارند و به عنوان آلایندههای سوخت طبقهبندی میشوند. این آلایندهها طی سوختن فحم مواد زائدی تولید میکنند و به صورت خاکستر در حفره خاکستری دیگ بخار فرن دیگ بخار ذخیره میشوند. سوختن سوخت از جمله فحم نیازمند سه مرحله برای تکمیل است.
جذب گرما برای افزایش دما به نقطه روشن شدن سوخت.
تبخیر و سوختن گازهای پرتکاپ.
سوختن کربن ثابت.
در حالی که فحم به فرن دیگ بخار به صورت پودر داده میشود، دما ابتدا به نقطه روشن شدن فحم بالا میبرد. مواد فرار فحم که به آنها هیدروکربنها میگویند، مانند گاز مارش، تار، رزین، نفتا از فحم جدا شده و به صورت گازی میروند. این گازها سپس با اکسیژن هوا که از طریق لایه داغ سوخت (فحم) در فرن دیگ بخار تأمین میشود ترکیب میکنند.
بعد از اینکه هیدروکربنها از فحم جدا شدند، کربن جامد با اکسیژن هوا ترکیب میشود و گازهای کربن مونوکسید و دیاکسید تولید میکند. مواد غیرقابل سوختن فحم از طریق شبكه به حفره زیر فرن دیگ بخار در قالب خاکستر میافتند.
تا اینجا فرآیند سوختن، باید هوا کافی در فرن تأمین شود.
معمولاً حدود ۱۲ پوند هوا برای تکمیل سوختن یک پوند فحم لازم است. اما در عمل دو برابر یا بیشتر این مقدار هوا با دفعات مجبور به فرن تأمین میشود چرا که شرایط ایدهآل سوختن عملاً قابل دستیابی نیست. همیشه بسیار دشوار است هوا را به تمام بخشهای فرن دیگ بخار به طور یکنواخت تأمین کنیم.
از طرف دیگر، نباید هوا بسیار زیاد به فرن تأمین شود. اگر هوا با نرخ بسیار بالاتر از نرخ مشخص تأمین شود، ممکن است گازهای هیدروکربنی قبل از تکمیل فرآیند سوختن بیرون رانده شوند. بنابراین هوا باید با نرخ بالا ولی کنترل شده به فرن تأمین شود.
هدف اصلی طراحی و عملکرد فرن دیگ بخار این است که سوختن با کمترین دود انجام شود. سوختن بدون دود برای دو دلیل اصلی ترجیح داده میشود،
دود یکی از عوامل اصلی آلودگی هوا است.
دود نشانه سوختن ناقص است. گازهای قابل دیدن ناشی از سوختن ناقص در قالب دود ظاهر میشوند.
اصل سوختن کامل بسیار ساده است اما همیشه ممکن نیست در فرن دیگ بخار انجام شود. معرفی فحم به فرن دیگ بخار، افزایش دما به نقطه سوختن و تأمین هوا کافی برای سوختن ممکن است برای یک سوختن موفق کافی نباشد. عامل دیگری نیز در طراحی یک فرن باید مد نظر قرار گیرد.
همچنین مهم است که هوا با گازهای قابل سوختن به طور کامل مخلوط شود و این حالت در طول فرآیند در دمای کافی حفظ شود. وقتی فحم بتومینوز تازه در بستر سوخت فرن دیگ بخار سوخته میشود، گازهای قابل سوختن از بین میروند و بخش بزرگی از آنها بدون سوختن به دودکش منتقل میشوند اگر هوا به طور مناسب با آنها مخلوط نشود.
روشهای مختلفی برای مخلوط کردن هوا در فرن دیگ بخار توسعه یافته است. یکی از روشهای محبوب فرن دیگ بخار این است که اتاق سوخت با اندازه کافی و با موانع مناسب برای مخلوط کردن گازها با هوا طراحی شود، معرفی هوا گرم کافی در اتاق سوخت برای مصرف گازهای قابل سوختن قبل از رسیدن به سطح گرمایش دیگ بخار.
ساختار فرن دیگ بخار
برای سوختن موفق یک فرن دیگ بخار باید بعضی از بخشهای ضروری در ساختار آن وجود داشته باشد، مانند
شبکهای برای پشتیبانی سوخت (فحم).
اتاق سوخت – جایی که سوختن انجام میشود و راههای تأمین هوا تازه.
حفره خاکستری برای جمعآوری و گرفتن پسماندهای سوخت در طول سوختن.
شبکه فرن دیگ بخار
شبکهای در فرن دیگ بخار برای پشتیبانی سوخت جامد در فرن وجود دارد. شبکه طراحی شده است که هوا را نیز برای سوختن در سوخت جامد وارد کند.
دهانههای شبکه نباید به اندازهای بزرگ باشند که اجزای سوخت ناشی را اجازه دهند بیرون رانده شوند و از طرف دیگر این دهانهها نباید به اندازهای باریک باشند که مانع ورود مقدار کافی هوا به سوخت شوند.
اتاق آتش و اتاق سوخت فرن
اتاق آتش دیگ بخار جایی است که دقیقاً بالای شبکه قرار دارد و اتاق سوخت ادامه این جایی است که سوختن هیدروکربنهای پرتکاپ انجام میشود. گرما ناشی از سوختن توسط سطح اتاق سوخت جذب میشود. دیوارههای مختلف آتشباز و موانع در اتاق سوخت برای مخلوط کردن صحیح هوا با گازهای قابل سوختن فراهم شده است.
حفره خاکستری
حفره خاکستری دیگ بخار یک اتاق است که زیر شبکه برای جمعآوری پسماند (خاکستر) از آتش بالایی فراهم شده است. حفره خاکستری همچنین به عنوان اتاق تأمین هوا از طریق شبکه عمل میکند. باید ارتفاع کافی بین کف حفره خاکستری و شبکه برای ایجاد فضای هوای کافی وجود داشته باشد. در عمل رایج است که کف حفره خاکستری به سمت جلو شیبدار باشد تا تسهیل کند در حذف خاکستر.
Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.
