D = AP nEXP(B/T)
NHIÊN LIỆU ĐỐT LỊ 4.1 Nhiên liệu đốt lị và vai trị của nĩ
4.3.1. Một số khái niệm cơ bản về quá trình đốt cháy
4.3.1.1. Thành phần cháy được và khơng cháy được
Dưới gốc độ đốt cháy, thì nhiên liệu thường được phân chia thành 2 thành phần: Thành phần cháy được: Cacbon, hydro, một phần lưu huỳnh, nitơ, ơxy. Thành phần khơng cháy được: Tro, ẩm.
Trong thành phần cháy được thì cacbon và hydro là những phần chiếm chủ yếu.
Cacbon : Là thành phần chiếm đại đa số trong các nhiên liệu hữu cơ, khi cháy toả ra một lượng nhiệt khoảng 34150 kJ/kg. Thành phần cacbon càng nhiều, khi cháy toả ra nhiều nhiệt nhưng khĩ bắt cháy.
Hydro : Cũng là thành phần cháy quan trọng, khi cháy toả rất nhiều nhiệt, khoảng 144500kJ/kg, gấp 4 lần cacbon và dễ bắt lửa.
4.3.1.2. Cháy hồn tồn và khơng hồn tồn
Khi những thành phần cĩ thể cháy trong nhiên liệu đều tham gia phản ứng cháy đến cùng và sản phẩm cháy tạo thành chỉ gồm những chất khí khơng thể cháy được nữa như CO2, H2O, SO2... thì quá trình ấy được coi là cháy hồn tồn. Ngược lại, nếu một phần nhiên liệu khơng cháy hết hoặc trong sản phẩm cháy cịn cĩ những khí cháy được như CO, H2, HC ... thì quá trình cháy đĩ được coi cháy khơng hồn tồn.
Cĩ hai nguyên nhân gây ra quá trình cháy khơng hồn tồn:
Cháy khơng hồn tồn hố học do cung cấp khơng đủ oxy (khơng khí), do sự trộn lẫn khơng tốt giữa khơng khí và nhiên liệu. Hai nguyên nhân này phụ thuộc vào loại nhiên liệu, cấu tạo thiết bị đốt, điều kiện khống chế sự cháy, chúng cĩ thể được hạn chế và loại trừ. Nguyên nhân thứ ba do phân huỷ nhiệt thì khơng thể tránh khỏi, nhất là khi lị cĩ nhiệt độ cao, thời gian khí lưu lại trong lị lớn.
Cháy khơng hồn tồn cơ học do lọt nhiên liệu qua ghi lị, mất mát nhiên liệu do bay bụi, do đường dẫn bị hở. . . cháy khơng hồn tồn sẽ dẫn đến tổn thất nhiệt, tăng tiêu hao nhiên liệu và giảm nhiệt độ cháy lý thuyết.
4.4.1.3. Hệ số thừa khơng khí
Thơng thường trong thực tế thì để bảo đảm cho quá trình được hồn tồn thì lượng khơng khí đưa vào lị đốt lớn hơn lượng khơng khí tính tốn theo hệ số tỷ lệ. Gọi :
Lượng khơng khí cần cho sự cháy hồn tồn tính theo lý thuyết là V0kk Lượng khơng khí cho vào thực tế thì là Vkk (Vkk > V0kk)
Khi đĩ tỷ số Vkk / V0kk = α được gọi là hệ số thừa khơng khí:
4.4.1.4. Phương thức cháy
Quá trình cháy nhiên liệu lỏng trong thực tế rất phức tạp. Đối với các loại dầu nặng thì quá trình cháy càng phức tạp hơn, vì khi ở nhiệt độ cao trong một thời điểm nào đĩ nhiên liệu chưa kịp phối trộn với khơng khí để cháy thì chúng cĩ thể sẽ bị phân huỷ nhiệt tạo thành các hợp chất độc hại.
Trong cơng nghiệp, quá trình cháy nhiên liệu lỏng chủ yếu là cháy dạng phun sương, nhiên liệu lỏng thường qua thiết bị phun sương và bị phân chia nhỏ thành dịng các hạt sương nhỏ (hay bụi dầu) cĩ kích thước khoảng 50 đến 200 µm ở dưới dạng hình cơn. Xung quanh các hạt sương dầu cĩ khơng khí. Khi dịng hạt dầu ở trong buồng lửa được đốt nĩng, hạt dầu sẽ bốc hơi vừa hổn hợp với khơng khí vừa cháy. Vì điểm sơi của dầu thấp hơn nhiệt độ bắt cháy do vậy khơng thể hình thành mặt cháy ngay trên bề mặt hạt dầu mà phải cách bề mặt giọt dầu một khoảng cách nhất định mới hình thành bề mặt ngọn lửa.