Az égési folyamatok fő jellemzői
A fűtési kemencék tervezése hosszú időn keresztül jött létre, és szilárd tüzelőanyag égetésére volt tervezve. Csak egy későbbi időszakban kezdtek olyan szerkezetek kialakítása, amelyek folyékony és gáz halmazállapotú tüzelőanyagokat használnak. Annak érdekében, hogy ezen értékes fajok leghatékonyabb felhasználása a meglévő kemencékben megismerhető legyen, ezeknek a tüzelőanyagoknak a szilárd tüzelőanyagok elégetése által okozott égési folyamata között különbséget kell tenni.
Minden kemencék szilárd tüzelőanyaggal (fa, különböző szén, antracit, koksz, stb) A réteg égett a rostélyon eszközökkel szakaszos üzemanyag és tisztító salak lereszeljük. A réteges égési folyamat egyértelmű ciklikus jellegű. Minden egyes ciklus a következő lépéseket tartalmazza: az üzemanyag betöltése, szárítása és felmelegedése, illékony anyagok kifejlesztése és égetése, üzemanyag elégetése az ágyban, a maradványok égetése és végül a salak eltávolítása.
Ezen szakaszok mindegyikén létrejön egy bizonyos termikus rendszer, és a kemence égési folyamata folyamatosan változó mutatókkal történik.
A réteg szárításának és felmelegedésének elsődleges fázisa az úgynevezett endotermikus karakter, vagyis az ún. nem a kisülés, hanem a tűzeség fűtött falain és az el nem égett maradványoktól kapott hő elnyelése. Továbbá, amint a réteg felmelegszik, elkezdődik a gáznemű éghető komponensek fejlődése, és a gáz térfogatában égnek. Ebben a szakaszban kezdődik a hőtermelés a kemencében, amely fokozatosan növekszik. A melegítés hatására elkezdődik a réteg szilárd kokszalapjának égése, ami általában a legnagyobb hőhatást biztosítja. Amint a réteg átég, a hőkibocsátás fokozatosan csökken, és az utolsó szakaszban az éghető anyagok alacsony intenzitású utánégése következik be. Ismeretes, hogy a rétegelt égés ciklus egyes szakaszainak szerepe és hatása a szilárd tüzelőanyagok minőségétől, a nedvességtől, a hamutartalomtól, az illékony éghető anyagok és az éghető tömegben lévő szén mennyiségétől függ.
Vizsgáljuk meg, hogy ezek az összetevők hogyan hatnak az égési folyamat természetére a rétegben. Az üzemanyag párásítása hátrányosan befolyásolja az égést, mivel a tüzelés specifikus hőjének egy részét a nedvesség elpárologtatására kell fordítani. Ennek eredményeképpen a tűzhely hőmérséklete csökken, az égési körülmények romlottak, és maga az égési ciklus késik.
Az üzemanyag hamutartalmának negatív szerepe abban nyilvánul meg, hogy a légycsapadék bevonja az üzemanyag éghető komponenseit, és megakadályozza a levegő oxigén általi hozzáférését. Ennek eredményeképpen az üzemanyag éghető tömege nem ég ki, úgynevezett mechanikai alsó égetés történik.
A tudósok kutatása szerint az illékony gáznemű anyagok és a szilárd szén szilárdanyag-tartalmának aránya nagyban befolyásolja az égési folyamatok fejlődésének természetét. Az illékony éghető anyagok viszonylag alacsony hőmérsékleten kezdődnek ki a szilárd tüzelőanyagból, 150 ... 200 ° C-tól kezdődően. Az illékony anyagok összetételükben sokfélék, és a kilépési hőmérsékletükben különböznek egymástól, így az elkülönítésük időben meghosszabbodik, és végső szakaszát általában a réteg szilárd tüzelőanyag-részének égésével kombinálják.