тому електроенергії високої напруги по лініях електропередачі в європейську частину Радянського Союзу.

Високі темпи розвитку енергетики зумовлюють постійне зростання розвитку транспорту для перевезення палива. На залізничному транспорті підвищилася вантажопідйомність потягів з паливним вантажем до 5— 6 тис. т, а піввагонів для твердого палива і цистерн для рідкого палива — до 120 т. На трубопровідному транспорті широко застосовуються труби великого діаметра (до 1020 мм). Це дозволило створити могутні транспортні системи для рідкого і газового палива великої протяжності (до 3—4 тис. км).

Запаси ядерного пального, яке починає широко застосовуватися на крупних електростанціях, вельми значні. Основними зонами вживання ядерного пального є райони найдорожчого органічного палива: Кольський півострів, прибалтійські республіки, Білорусь, ленінградська область, північ європейської частини Союзу РСР, а в перспективі — і вся її територія.

3-1. СКЛАД ПРОДУКТІВ ЗГОРЯЄ

Горіння представляє реакцію з'єднання горючих елементів палива з окислювачем при високій температурі, що супроводжується інтенсивним виділенням тепла. Як окислювач в установках парогенераторів використовується кисень повітря.

В процесі горіння горючі елементи палива утворюють продукти окислення вуглецю, сірки і водню. При цьому, якщо окислення супроводжується освітою відповідно СОг, SO2 і Н2О, в топочных процесах ці реакції розглядаються як повні, хоча можливе отримання продуктів і більш глибокого окислення (ЕОз, Н2О2). Водяні пари утворюються не тільки в результаті окислення водню палива. Вони з'являються в продуктах згоряє також унаслідок випаровування вологи і наявності водяної пари, що міститься в паливі, в поступаючому на горіння атмосферному повітрі. В продуктах згоряє міститься також азот N2 атмосферного повітря і палива.

Кількість повітря, необхідне для повного того, що згоряє 1 кг твердого і рідкого палива або,1 м3 газового палива при умові

що весь кисень, що міститься в повітрі, реагує з паливом, називають теоретично необхідною кількістю повітря У°и виражають в кубічних метрах на кілограм твердого і рідкого палива або в кубічних метрах на кубічний метр газового палива. В дійсних умовах не представляється можливим повністю спалити паливо при теоретично необхідній кількості повітря, оскільки не вдається ідеально перемішати паливо з повітрям. В окремих ділянках топочного об'єму паливо одержує повітря більше, ніж це потрібне по розрахунку, в інших — менше ніж необхідно для повного того, що згоряє. Зважаючи на недолік повітря в деяких ділянках процес горіння виявляється незавершеним. Для повного горіння доводиться подавати в топку повітря більше, ніж Ур. Дійсно необхідну кількість повітря позначають VB {мъ\кг або мъ\мг). Відношення дійсної кількості повітря до теоретичного називають коефіцієнтом надлишку повітря 'В топці

"в

Мал. 3-1. Спрощена схема утворення продуктів згоряє при спалюванні твердого і рідкого палива.

При ат>1 в продуктах згоряє окрім СО2, SO2, H2O і N2 з'являється вільний, (надмірний) кисень О2. Спрощена схема утворення продуктів згоряє при спалюванні палива зображена на мал. 3-1.

Об'єм продуктів згоряє визначають на підставі елементарних реакцій горіння; при цьому враховують, що об'єм одного кіло-моля ідеального газу за нормальних умов складає постійну величину, рівну 22,4 м3.

Реакція горіння вуглецю:

З + О2 = СО2> (3-2)

в молярному виразі

\кмольС + 1 кмольО2=\ кмоаьСС>2. Після підстановки значень мас в кілограмах одержимо:

12 кг С+2 * 16 кг О2 = 44 кг СО2. Перепишемо останній вираз для 1 кг вуглецю

49 АА

1 кг З + ^кг O2 = ii«2 СО2) тобто для повного того, що згоряє 1 кг вуглецю не-

32

обходжений затрачувати -щ- =2,67 кг кисню

при цьому утворюється il=3,67 кг вуглекислого

газу.

Реакція горіння сірки:

S + O2 = SO2 (3-3)

або

32 кг S + 2 * 16 кг О2 = 64 кг SO2; 1 /csS + l /сгО2 = 2 kzSO2

тобто той, що повне згоряє, 1 кг сірки вимагає підвода 1 кг кисню і утворюється 2 ^?5Q? Реакція горіння водню:

2Н2 + О2 = 2Н2О (3-4)

або

2 * 2 кг Н2+2 * 16 кг О2 = 36 кг Н2О; 1 кгН2 + 8 /сгО2=9 кгНоО.

На 1 кг водню витрачається 8 кг кисню і утворюється 9 кг водяної пари.

3-2. НЕОБХІДНЕ ДЛЯ ГОРІННЯ ПОВІТРЯ

В 1 кг твердого або рідкого палива містяться горючі елементи в .количестве Про, Нр і Sp (кг). На основі проведеного розрахунку необхідної кількості кисню для горіння 1 кг вуглецю, 1 кг водню і 1 кг сірки сумарна потреба в кисні складе:

ос-Ср , Q№ , SJ ' 7Тоо~г Тоо~т~Ш' кг кпслорода/кг палива.

В самому паливі міститься кисень, що також використовується для горіння, у зв'язку з чим потреба в кисні атмосферного повітря відповідно зменшиться і складе:

9fi7Cp joHp ,SP op Z)D/100 ~r ° 100 ' loo"-Too'

100

100 '100 100'

кг кислорода/лгг палива.

Враховуючи, що об'ємний зміст кисню в повітрі складає 21%, об'єм теоретично необхідного для горіння повітря можна визначити по формулі

1/0 100 1 /9 ft7 Ср , й Нр

де рОа — густина кисню, кг/м3.

Після підстановки р0> = 1,429 кг/м3 для твердого і рідкого палива одержуємо оконг чательно:

V°a = 0,0889 (З» + 0,375S^) +

-f 0.265HR — О.ОЗЗЗО, м?\кг. (3-5а)

При спалюванні газового палива

У°в = 0,0476 [2СН4 + 0.5СО + 0,5Н2 +

+S(w+^)CraHn~04 м^я%' (3"5б)

Дійсну кількість повітря визначають по формулі (3-1), заздалегідь задавшися значенням ат- Коефіцієнт надлишку повітря в топці залежить від сорту