जलन एक रासायनिक प्रक्रिया है जिसमें ऑक्सीजन ईंधन के विभिन्न तत्वों के साथ मिलता है। इस संयोजन के दौरान, ईंधन के प्रति इकाई द्रव्यमान पर उत्पन्न होने वाली ऊष्मा की निश्चित मात्रा ऑक्सीजन के साथ संयुक्त होने वाले तत्व पर निर्भर करती है। जलन प्रक्रिया में भाग लेने वाले तत्व ऑक्सीजन, हाइड्रोजन, कार्बन और सल्फर हैं।
ईंधन (कोयला) में अन्य विभिन्न तत्व भी होते हैं जो जलन प्रक्रिया में भाग लेते हैं, जैसे लोहा, सिलिकॉन आदि। वे आमतौर पर छोटी मात्रा में मौजूद होते हैं और ईंधन के दोषों के रूप में वर्गीकृत होते हैं। ये दोष जलन के दौरान कोयले के जलन के दौरान निश्चित अपशिष्ट उत्पन्न करते हैं और भाप बॉइलर फर्नेस के राख की गड्ढी में राख के रूप में संग्रहित रहते हैं, जलन के बाद। कोयले सहित ईंधन की जलन के लिए तीन चरणों को पूरा करना आवश्यक है।
ईंधन को जलन बिंदु तक तापमान बढ़ाने के लिए ऊष्मा का अवशोषण।
उत्पादित वाष्पीय गैसों का विलयन और जलन।
स्थिर कार्बन की जलन।
जब कोयला पीसन के रूप में बॉइलर फर्नेस में डाला जाता है, तो कोयले का तापमान पहले इसके जलन बिंदु तक बढ़ा दिया जाता है, जिससे कोयले के उत्पादित वाष्पीय पदार्थ जैसे मार्श गैस, टार, पिच, नैफथा गैसीय रूप में अलग हो जाते हैं। ये गैसें फिर वायु के ऑक्सीजन के साथ मिलती हैं, जो भाप बॉइलर फर्नेस के ईंधन (कोयला) के गर्म तल से आपूर्ति की जाती हैं।
जब कोयले से हाइड्रोकार्बन अलग हो जाते हैं, तो ठोस कार्बन वायु के ऑक्सीजन के साथ जुड़ता है और कार्बन मोनोऑक्साइड और कार्बन डाइऑक्साइड बनाता है। कोयले के जलन योग्य नहीं होने वाले कोई भी पदार्थ बॉइलर फर्नेस के नीचे की गड्ढी में राख के रूप में गिरते हैं। जलन प्रक्रिया के लिए, फर्नेस में पर्याप्त वायु की आपूर्ति की जानी चाहिए।
आमतौर पर एक पाउंड कोयले की पूर्ण जलन के लिए लगभग 12 पाउंड वायु की आवश्यकता होती है। लेकिन व्यावहारिक रूप से, इस मात्रा की दो या अधिक वायु फर्नेस में बलपूर्वक आपूर्ति की जाती है क्योंकि जलन की आदर्श स्थिति व्यावहारिक रूप से प्राप्त नहीं की जा सकती। भाप बॉइलर फर्नेस के सभी भागों में वायु की आपूर्ति करना हमेशा काफी कठिन होता है।
दूसरी ओर, फर्नेस में बहुत अधिक वायु की आपूर्ति नहीं की जानी चाहिए। यदि वायु की आपूर्ति इसकी निर्धारित दर से बहुत अधिक हो, तो जलन प्रक्रिया पूरी होने से पहले हाइड्रोकार्बन गैसों को हवा द्वारा बाहर बल्कि जाने का एक अवसर हो सकता है। इसलिए वायु को फर्नेस में उच्च लेकिन नियंत्रित दर से आपूर्ति की जानी चाहिए।
बॉइलर फर्नेस के मुख्य डिजाइन और संचालन का उद्देश्य न्यूनतम धुएं के साथ जलन प्राप्त करना है। धुएं-रहित जलन दो मुख्य कारणों से पसंद की जाती है,
धुआं वायु प्रदूषण का मुख्य कारण है।
धुआं अधूरी जलन का संकेत है। अजलित दृश्य गैसें धुएं के रूप में दिखाई देती हैं।
पूर्ण जलन का सिद्धांत बहुत सरल है, लेकिन भाप बॉइलर फर्नेस में इसे व्यावहारिक रूप से लागू करना हमेशा संभव नहीं होता। बॉइलर फर्नेस में कोयले को पेश करना, तापमान को जलन बिंदु तक बढ़ाना और जलन के लिए पर्याप्त वायु की आपूर्ति करना एक सफल जलन के लिए पर्याप्त नहीं हो सकता। फर्नेस के डिजाइन के दौरान ध्यान में रखने वाला एक और कारक है।
जलनीय गैसों को वायु के साथ ठीक से मिलाना और इसे प्रक्रिया के दौरान पर्याप्त रूप से उच्च तापमान पर रखना उतना ही महत्वपूर्ण है। जब ताजा बिटुमिनस कोयला बॉइलर फर्नेस के ईंधन तल पर जलाया जाता है, तो जलनीय गैसें अलग हो जाती हैं और उनका बड़ा हिस्सा अजलित रह जाता है और यदि उन्हें वायु के साथ ठीक से मिलाया नहीं जाता, तो ये चिमनी में ले जाए जाते हैं।
भाप बॉइलर फर्नेस के लिए कई वायु मिश्रण प्रक्रियाएं विकसित की गई हैं। बॉइलर फर्नेस की एक लोकप्रिय विधि यह है कि यह एक अच्छे आकार का फायर ब्रिक लाइन्ड कंबस्टिशन चैम्बर प्रदान करता है, जिसमें उचित मिश्रण के लिए उचित बाफल्स होते हैं, जिसमें जलनीय गैसों को बॉइलर के गर्मी सतह तक पहुंचने से पहले उन्हें ख़त्म करने के लिए पर्याप्त गर्म वायु की आपूर्ति की जाती है।
सफल जलन के लिए एक बॉइलर फर्नेस के निर्माण में कुछ आवश्यक भाग होते हैं, जैसे
ईंधन (कोयला) को समर्थित करने के लिए एक ग्रेट।
जलन चैम्बर - जिसमें जलन होती है ताजा वायु की आपूर्ति के साधन।
जलन के दौरान ईंधन से निकलने वाले अपशिष्ट को संग्रहित करने और पकड़ने के लिए एक राख की गड्ढी।
भाप बॉइलर फर्नेस में एक फर्नेस ग्रेट प्रदान किया जाता है ताकि फर्नेस में ठोस ईंधन को समर्थित किया जा सके। ग्रेट इस प्रकार डिजाइन किया गया है कि यह ईंधन के लिए जलन के लिए वायु को भी अनुमति दे सके।
ग्रेट के खुले भाग इतने बड़े नहीं होने चाहिए कि वे अजलित ईंधन के टुकड़ों को गिरने की अनुमति दें और दूसरी ओर ये खुले भाग इतने संकरी नहीं होने चाहिए कि वे ईंधन के माध्यम से पर्याप्त वायु को पारित होने से रोकें।
