Методические указания по изучению дисциплины «Специальные вопросы сжигания топлива» для студентов специальности 050717 «Теплоэнергетики»

Ф СО ПГУ 7.18.1/04

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова

Кафедра теплоэнергетики

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

по изучению дисциплины

«Специальные вопросы сжигания топлива»

для студентов специальности 050717 «Теплоэнергетики»

Павлодар

Ф СО ПГУ 7.18.1./07

УТВЕРЖДАЮ

Декан энергетического факультета

___________

«____»___________2007 г.

Составитель:___________ зав. кафедрой, к. т.н., доцент

Кафедра теплоэнергетики

Методические указания

по изучению дисциплины

«Специальные вопросы сжигания топлива»

для студентов специальности 050717 “Теплоэнергетика”

Рекомендовано на заседании кафедры

“____” _______2007 г., протокол № ____

Заведующий кафедрой _________

Одобрено МС энергетического факультета

“____” ___________ 2007г., протокол № _____

Председатель МС ________

1 Общие сведения

Курс «Специальные вопросы сжигания топлива» является обязательным для специальности 050717 – “Теплоэнергетика” и включается в учебные планы в качестве профильной дисциплины

Ф СО ПГУ 7.18.1/11

Выписка из учебного рабочего плана специальности

050717 – Теплоэнергетика

Наименование дисциплины «Специальные вопросы сжигания топлива»

Форма обуче-ния

Формы контроля

Объем работы студентов в часах

Распределение часов по курсам и семестрам (часов)

экз.

зач.

Кп.

Кр.

РГР

Контр. раб

Всего

лек

пр

лаб

СРС

лек

пр

лаб

СРС

общ

ауд

СРС

Очная на базе средн.

5

135

72

63

5 семестр

6 семестр

36

27

9

63

При изучении дисциплины «Специальные вопросы сжигания топлива» рекомендуется следующая литература:

Основная:

1. , Третьяков котлы тепловых электростан-ций. – М. : Энергоиздат, 19с.

2. , Липов котлы тепловых электростанций. – М.: Энергоиздат, 1981. – 240 с.

3. , Юренев установки промышлен-ных предприятий. – М.: Энергия, 1988. – 528 с.

4. ., Павлов распыливания и смесеобразования при сжигании мазута.- В кн.: Опыт сжигания мазута и газа на электростанциях. М., «Энергия», 1968.

5. , Коган горения и топочные устройства. М., «Энергия», 1976. – 488 с.

Дополнительная:

6. Ахмедов регулирования топочных процессов. М., «Энер-гия», 1977. – 280 с.

7. Кнорре процессы. М.-Л. «Госэнергоиздат», 1959.– 396 с.

8. Пеккер расчеты по приведенным характеристи-кам топлива. – М.: Энергия, 1977. – 256 с.

9. и др. Основы практической теории горения. М., «Энергия», 1973. – 264 с.

10. Равич использования топлива. –М., Наука, 1971. – 358 с.

11. , , Ионкин мероприятия по снижению вредных выбросов ТЭС в атмосферу – М.: Изд-во МЭИ, 2001.

2 Содержание дисциплины

Ф СО ПГУ 7.18.1/14

Тематический план дисциплины для студентов специальности 050717 «Теплоэнергетика» Форма обучения - очная на базе общего среднего образования
№	Наименование тем	Количество часов
Лекц.	Прак.	Лаб.	СРС
1	Введение	2	-
2	Характеристики органического топлива	4	5	2	11
3	Общие вопросы теории горения	8	6	2	11
4	Сжигание газообразного и жидкого топлива	6	2	2	10
5	Горение пылеугольного факела в топках парогенераторов.	6	6	2	11
6	Технологические схемы сжигания твердого топлива	8	4	1	10
7	Экологические проблемы сжигания топлива	2	4		10
	И т о г о:	36	27	9	63

3 Методические указания по изучению дисциплины

«Специальные вопросы сжигания топлива»

Тема 1 Введение

В результате изучения данной темы студенты должны:

-знать:

- связь курса с другими дисциплинами;

-уметь:

- определять роль эффективности сжигания топлива в развитии новых экологичных и экономичных конструкций топливосжигающих устройств.

Вопросы, касающиеся данной темы изложены в литературе: [2], [3].

Тема 2 Характеристики органического топлива

Виды топлива и его состав. Теплота сгорания топлива и приведенные характеристики. Технические характеристики и основные свойства твердых, жидких и газообразных топлив.

В результате изучения данной темы студенты должны:

-знать:

- виды топлива и его состав. Теплоту сгорания топлива и приведенные характеристики;

-уметь:

- определять технические характеристики и основные свойства твердых, жидких и газообразных топлив.

Вопросы, касающиеся данной темы изложены в литературе: [2], [10].

Тема 3. Общие вопросы теории горения

Горение топлив. Окислитель. Материальный и тепловой балансы горения. Объемы воздуха и продуктов сгорания. Определение избытка воздуха. Энтальпия воздуха и продуктов сгорания. Тепловой баланс котельного агрегата. Эффективность использования топлива. Характеристики тепловых потерь в котле. Коэффициент полезного действия котельной установки.

Кинетика химических реакций горения. Гомогенное и гетерогенное горение топлив. Скорость химических реакций и зависимости скорости горения от различных физико-химических факторов. Закон Аррениуса. Цепные реакции. Процессы самовоспламенения и зажигания горючих смесей.

Самовоспламенение твердого топлива. Концентрационные границы воспламенения.

Передача вещества и тепла в потоке. Турбулентность. Влияние диффузии и теплопередачи на интенсивность протекания процессов горения. Изотермическая и неизотермическая турбулентная струя. Распространение пламени в горючих смесях. Нормальная скорость распространения пламени. Экспериментальное определение скорости распространения пламени. Влияние состава горючей смеси, температуры и давления на скорость нормального распространения пламени. Пределы распространения пламени. Турбулентное распространение пламени.

В результате изучения данной темы студенты должны:

-знать:

- Материальный и тепловой балансы горения. Объемы воздуха и продуктов сгорания. Определение избытка воздуха. Энтальпия воздуха и продуктов сгорания. Характеристики тепловых потерь в котле. Коэффициент полезного действия котельной установки;

- кинетику химических реакций горения;

- процессы самовоспламенения и зажигания горючих смесей;

- турбулентность. Влияние диффузии и теплопередачи на интенсивность протекания процессов горения. Изотермическую и неизотермическую турбулентную струю. Распространение пламени в горючих смесях.

-уметь:

- экспериментально определять скорость распространения пламени;

Вопросы, касающиеся данной темы изложены в литературе: [5], [9].

Тема 4 Сжигание газообразного и жидкого топлива

Горение однородной газовой смеси. Ламинарное и турбулентное диффузионное горение. Стабилизация горения. Горение жидких топлив. Горение капли топлива. Распиливание жидкого топлива. Топочные и горелочные устройства для сжигания жидкого и газообразного топлива. Методы интенсификации горения. Требования к конструкции топочных камер, сжигающих мазут и газообразное топливо. Основные требования к конструкции газомазутных горелок и мазутных форсунок для повышения надежности и эффективности сжигания жидких и газообразных топлив. Схемы подготовки к сжиганию мазута и природного газа. Правила техники безопасности при сжигании газа и мазута.

В результате изучения данной темы студенты должны:

-знать:

- ламинарное и турбулентное диффузионное горение. Распиливание жидкого топлива. Топочные и горелочные устройства для сжигания жидкого и газообразного топлива;

- основные требования к конструкции газомазутных горелок и мазутных форсунок;

- правила техники безопасности при сжигании газа и мазута.

-уметь:

- подготовить к сжиганию мазут и природный газ.

Вопросы, касающиеся данной темы изложены в литературе: [2], [3], [5].

Тема 5 Горение пылеугольного факела в топках парогенераторов.

Горение угольной частицы, механизм выгорания частиц. Параметры, влияющие на скорость выгорания угольной частицы. Диффузионное, промежуточное и кинетическое области горения твердой частицы. Горение угольной пыли в факеле. Факторы, влияющие на интенсификацию процесса воспламенения и горения пылеугольного факела в топках парогенераторов. Условия стабилизации и устойчивости горения низкореакционных углей.

В результате изучения данной темы студенты должны:

-знать:

- горение угольной частицы и механизм его выгорания;

- диффузионное, промежуточное и кинетическое области горения твердой частицы;

- условия стабилизации и устойчивости горения низкореакционных углей.

-уметь:

- определять основные параметры, влияющие на скорость выгорания угольной частицы.

Вопросы, касающиеся данной темы изложены в литературе: [5], [7].

Тема 6 Технологические схемы сжигания твердого топлива

Подготовка к сжиганию твердых топлив. Системы пылепригоговления. Углеразмольные мельницы, принцип работы, конструкции и область применения. Назначение, принцип работы и конструкции других элементов систем пылеприготовления. Характеристики угольной пыли. Методы сжигания твердого топлива. Классификация и основные теплотехнические характеристики топочных камер. Меры предотвращения шлакования поверхностей нагрева котельного агрегата. Топки с жидким шлакоудалением, основные требования к топочному процессу. Топки с кипящем слоем (КС). Преимущества и недостатки топок КС перед топками с сухим и жидким шлакоудалением (ТСУ и ТШУ). Пылеугольные горелки. Основные требования к конструкциям горелочных устройств. Методы интенсификации горения твердого топлива.

В результате изучения данной темы студенты должны:

-знать:

- подготовку к сжиганию твердых топлив;

- методы сжигания твердого топлива. Классификацию и основные теплотехнические характеристики топочных камер;

- меры предотвращения шлакования поверхностей нагрева котельного агрегата;

- основные требования к конструкциям горелочных устройств;

- методы интенсификации горения твердого топлива.

-уметь:

- определять технологические схемы сжигания твердого топлива в зависимости от вида топлива и теплотехнических характеристик топочных камер.

Вопросы, касающиеся данной темы изложены в литературе: [5], [6], [7].

Тема 7 Экологические проблемы сжигания топлива

Токсичные вещества в дымовых газах и меры защиты внешней среды от вредных пылегазовых выбросов. Предельно-допустимые концентрации (ПДК и ПДВ). NOX и SOX в дымовых газах. Конструкции топочных и горелочных устройств, обеспечивающих значительное снижение концентраций токсичных компонентов в дымовых газах.

В результате изучения данной темы студенты должны:

-знать:

- токсичные вещества в дымовых газах и меры защиты внешней среды от вредных пылегазовых выбросов;

- предельно-допустимые концентрации (ПДК и ПДВ) NOX и SOX в дымовых газах;

-уметь:

- определять конструкции топочных и горелочных устройств, обеспечивающих значительное снижение концентраций токсичных компонентов в дымовых газах.

Вопросы, касающиеся данной темы изложены в литературе: [2], [11].