Co to jest spalanie kotła?
Spalanie w kotle to badanie, w jaki sposób paliwa są spalane w kotłach, które podgrzewają wodę na parę. Istnieje wiele zastosowań kotłów parowych, w tym ogrzewanie procesów chemicznych, ciepło pary do budynków i ciepłej wody oraz para do napędzania elektrycznych generatorów turbinowych. Spalanie to reakcja paliw z tlenem w powietrzu w celu wytworzenia ciepła wykorzystywanego do produkcji pary.
Do spalania w kotle można stosować różnorodne paliwa, w tym gaz ziemny, olej opałowy i biopaliwa produkowane z odpadów roślinnych lub zwierzęcych. Gdy paliwo jest rozpylane lub rozpylane w kotle z powietrzem, cewka zapłonowa lub mały płomień pilotujący mogą zapalić mieszankę. Spalanie uwalnia wiele ciepła, z których część podgrzewa wodę do pary, a część traci na skutek promieniowania i strat spalin. Promieniowanie to utrata ciepła w podczerwieni, która występuje z gorącego kotła do chłodniejszego pomieszczenia. Straty spalinowe to ogrzewane gazy, które są odprowadzane z kotła przez przewód kominowy lub odpowietrznik.
Właściciele i operatorzy są zainteresowani maksymalizacją wydajności spalania kotła. Główne kwestie, które należy wziąć pod uwagę, to efektywność spalania lub to, jak dobrze spalają się mieszanki paliwowo-powietrzne oraz jak zminimalizować straty ciepła. Straty ciepła promieniowania można zminimalizować dzięki odpowiedniej izolacji kotła i rurociągów pary. Konstrukcja i sterowanie kotła mogą być wykorzystane do maksymalizacji wydajności spalania.
Obszar spalania kotła zwykle ma rury zawierające wodę i parę wodną przechodzące przez otwartą skrzynkę, która może zawierać palniki i elementy sterujące. Konstrukcja rurki może poprawić wydajność dzięki zastosowaniu systemów wieloprzebiegowych. Rurki wodne wchodzące do kotła mogą najpierw przejść przez strefę spalin, która pobiera część ciepła odpadowego i podgrzewa wodę. Rury mogą następnie przejść przez strefę spalania więcej niż raz, aby w pełni wykorzystać ciepło spalania, co również poprawia wydajność.
Sprawność spalania kotła w mieszankach powietrza i paliw ma kluczowe znaczenie dla prawidłowego działania kotła. Cząsteczka paliwa wymaga teoretycznej ilości tlenu do całkowitego spalania, ale w rzeczywistości potrzebny jest nadmiar tlenu z powodu różnych strat w strefie spalania. Powietrze stanowi około 21 procent tlenu, dlatego niespalony azot w powietrzu musi zostać podgrzany w kotle i odpowietrzony przez przewód kominowy. Wpływa to dodatkowo na wydajność kotła i wytwarza związki azotu, które zostały połączone z kwaśnym deszczem i powstawaniem smogu.
Zbyt duża ilość tlenu obniża temperaturę spalania w kotle, może powodować pewne niepożądane zanieczyszczenia i wymaga paliwa do podgrzania tlenu i azotu, które nie są używane. Brak tlenu może obniżyć wydajność kotła i stworzyć sadzę i inne produkty uboczne, które z czasem mogą uszkodzić kocioł. Badania wykazały, że monitorowanie stężenia tlenu i spalin w spalinach oraz utrzymywanie właściwej temperatury spalin może zoptymalizować wydajność kotła.
Mniejsze kotły można regulować ręcznie za pomocą czujników spalin i termometrów spalin, ale wiele kotłów może korzystać z automatycznych regulacji. Kotły mogą nie działać w jednym punkcie pracy, ale będą mieć różne zapotrzebowanie na parę lub warunki pracy, co sprawia, że ręczne ustawienia wydajności są niepraktyczne. Starsze kotły można wyposażyć w elektroniczne elementy sterujące, które przekazują informacje zwrotne do pomp wejściowych powietrza i paliwa, aby zapewnić najlepszy stosunek spalania.