Различные характеристики топлива определяют особенности его горения. Сгорание твердого (каменноугольного) топлива может происходить в слое (слоевые камеры сгорания), а также в пылевидном состоянии (факельные камеры сгорания).
Горение твердого топлива в слоевой камере сгорания (топке) складывается из следующих стадий: испарения влаги (подсушка топлива), выделения и сгорания горючих летучих веществ в топочном пространстве и горения непосредственно на колосниковой решетке. Таким образом, часть твердого топлива сгорает в топочном пространстве, часть на колосниковой решетке.
Для полного сгорания летучих веществ в топочном пространстве необходима достаточно высокая температура, так как температура воспламенения этих веществ находится в пределах 500°С и выше. Горение твердого топлива в слое представляет собой чисто диффузионный процесс.
После выделения, и сгорания летучих вешеств на колосниках остается раскаленный слой топлива. Чем больше поверхность соприкосновения слоя с воздухом, тем энергичнее идет горение. Поэтому, если куски угля крупные, необходимо стремиться к тому, чтобы слой угля в топке был достаточно толстым, а при отоплении мелким углем более тонким. Поддержание и регулирование слоя топлива на колосниковой решетке является весьма существенным условием рационального отопления.
Совершенство процесса горения тесно связано с коэффициентом избытка воздуха. Так, если слой топлива толще, чем это требуется, то из-за недостатка воздуха будет неполное сгорание; если слой топлива будет тоньше нормального, то лишний воздух, вошедший в топку, нагреется и унесет тепло в дымовую трубу, повышая потери тепла с уходящими продуктами сгорания. Кроме того, увеличение коэффициента избытка воздуха приведет к уменьшению температуры горения в топке.
Показателем экономичного сжигания топлива в слое является минимально возможный коэффициент избытка воздуха при максимальной полноте горения топлива.
Слоевое сжигание нашло широкое применение в технике. На этом принципе основана работа топок котельных установок, паровозов, промышленных печей, газогенераторов и т. д.
Сущность процесса сжигания пылевидного топлива заключается в том, что предварительно измельченное твердое топливо через горелку вдувается потоком воздуха в топочную камеру, где сгорает во взвешенном состоянии. Этот поток воздуха, называемый первичным, составляет некоторую часть общего количества воздуха, потребного для горения. Остальной воздух, подаваемый в топку через горелки или помимо них, называется вторичным.
На скорость сгорания угольной пыли решающее влияние оказывает размер пылеугольных частиц: чем они мельче, тем быстрее и совершеннее протекает процесс горения. Сжигание топлива в пылевидном состоянии экономично, так как при этом может использоваться высоковлажное и многозольнoe топливо (бурый уголь, горючие сланцы и т. п.), а также отходы угольной промышленности (мелочь углей разных марок, антрацитовый штыб и пр.). Пылеугольное топливо широко используется в топках котельных установок (особенно электростанций) и в некоторых технологических печах.
Жидкое топливо сжигают различными способами. Один из них заключается в том, что жидкое топливо предварительно переводится в парообразное состояние, а затем пары топлива перемешиваются с воздухом и сжигаются.
В данном случае будет происходить кинетический процесс горения. Этот способ применяется для сжигания легкоиспаряющихся жидких видов топлива (бензин, лигроин) в карбюраторных двигателях. В этих двигателях жидкое топливо вводится в камеру сгорания в виде паровоздушной однородной смеси. Воспламеняется топливно-воздушная смесь электрической искрой. Большое значение имеет процесс испарения, поэтому скоростью испарения жидкого топлива и определяется скорость протекания всего процесса горения в целом.
