Efektivní spalování paliv

Na knižním trhu se konečně objevila nová odborná publikace na současné úrovni poznání věnovaná procesům účinného spalování paliv. Jak pravil Ludwig Boltzmann: „Není nic praktičtějšího, než dobrá teorie.“ Stoprocentně to splňuje kniha „Efektivní spalování paliv“ (Praha 2014, 1. vyd., 138 str., ISBN 978-80-260-5394-4), jejímž autorem je emeritní profesor v Ústavu energetiky Fakulty strojní, ČVUT v Praze, prof. Ing. František Jirouš, DrSc.

Bez tepelné energie by nebyl na Zemi život, ani by neexistovala současná lidská civilizace. Proto je základním oborem klasické fyziky nauka o teple, termika, která se utvářela jako exaktní věda především v období průmyslové revoluce od poloviny 18. do konce 19. století. Zdrojem tepla jako formy přenosu energie mohou být procesy mechanické, chemické, elektrické a jaderné.

Co je spalování

Spalování je organizovaný, složitý fyzikální a chemický proces hoření paliva ve k tomu určeném spalovacím zařízení, a to za přístupu okysličovadla. Tím je nejčastěji vzduch. Hořením ve spalovacím zařízení se pevné palivo (obsahující hořlavé prvky a balast) mění na spaliny a tuhé zbytky po spálení (struska, popel, popílek, saze) za současného vývinu tepla. Palivo se při spalování oxiduje; uhlík na oxid uhelnatý a oxid uhličitý, vodík na vodu, síra na oxid siřičitý. Spalování paliv probíhá v ohništích kotlů či ve spalovacích komorách, jejichž konstrukce závisí na typu paliva, na jeho skupenství a na tepelném výkonu kotle. Podle složení paliva se produkují i další, obvykle škodlivé, chemické látky.

Obsah publikace

Vydaná monografie na téma efektivního spalování se věnuje úspěšnému provoznímu a hospodárnému spalování tuhých, kapalných a plynných paliv v horkovodních a parních kotlích. Jejím cílem je seznámit jejich provozovatele s teoretickými základy i reálnými postupy, jejichž znalost je nezbytným předpokladem pro úspěšné podnikání. Ačkoliv klade důraz na praktické využití uvedených poznatků, vzhledem k potřebám studentů a doktorandů nechybí ani výklad základní teorie z oblasti paliv a zákonitosti spalování včetně jejich matematicko-fyzikálního odvození.

Po zopakování základních charakteristik paliv a principů jejich spalování se text zabývá dokonalým a nedokonalým spalováním paliv (stechiometrické rovnice, objemy vzduchu a spalin, tepelná účinnost aj.), analyticko-početní kontrolou jakosti spalování jednotlivých druhů paliv, spalováním biomasy a tuhého komunálního odpadu (parní kotle na jeho spalování a jejich konstrukce), vlivem obsahu vody na parametry spalování a možnostmi předsoušení paliva, vlivem popela a přisávaného falešného vzduchu na tepelnou bilanci a provoz parního kotle a termodynamikou přestavby výtopenského provozu na teplárenský s cílem dosáhnout efektivnějšího spalování paliv. S ohledem na citlivé přístupy občanské veřejnosti k emisím znečisťujících látek ve spalinách z energetických zařízení se zvýšená pozornost věnuje řízení spalovacího procesu a možnostem jeho optimalizace s ohledem na životní prostředí. Samostatně jsou zpracovány pasáže o přímém odsiřování spalin v ohništi parních kotlů, tj. dávkováním aditiv (sloučenin vápníku) spolu s palivem. Protože velké nebezpečí pro kvalitu ovzduší představují oxidy dusíku NO_x (oxid dusnatý NO a jeho další oxidací vzniklý mnohem jedovatější oxid dusičitý NO₂), zařadil autor také kapitolu „Modely vzniku NO_x“ s rozborem tří hlavních mechanismů jejich tvorby (vysokoteplotní čili termické, okamžité čili promptní, palivové). Každou ze 12 kapitol doplňuje obsáhlý přehled knižní a časopisecké literatury, ČSN, sborníků z vědeckých konferencí, studijních materiálů vysokých škol, disertací a dalších použitých a doporučených pramenů, dotýkajících se řešené problematiky.

Komu bude užitečná

Monografie je určena širokému okruhu čtenářů odborné literatury – pracovníkům energetického a chemického strojírenství, zaměstnancům výtopen, tepláren a elektráren, podnikovým energetikům, ekologům, technikům v domovní správě, topenářům, studentům, doktorandům a pedagogům strojních fakult oboru energetické stroje a zařízení, procesní a zpracovatelské techniky. Poučení zde také najdou majitelé a provozovatelé malých kotlů a kamen v soukromých obytných domech a bytech. Protože více než polovina stran obsahuje stechiometrické, fyzikálně chemické a technické výpočty a grafy, je pro porozumění textu potřebná znalost matematiky, obecné chemie a konstrukce strojů a zařízení minimálně na středoškolské úrovni. Jak kdysi napsal ve vtipném věnování v jedné ze svých publikací prof. RNDr. Milan Mareš, DrSc., také tato kniha je určena těm, kterým ve škole matematika nepřipadala jako šíření poplašných zpráv.

Poděkování vydavateli

Vydání nového původního knižního titulu se ujala dobrovolná, nezávislá a otevřená zájmová organizace Český svaz zaměstnavatelů v energetice (ČSZE). Uspokojuje tak alespoň z části aktuální požadavek svých členů – podnikatelů i zaměstnanecké sféry na vydávání moderně pojatých textů pro společné vzdělávací potřeby, které stále v praxi chybí nebo jsou zastaralé. Pokud patří někdo ze čtenářů do nejstarší generace posluchačů vysokých škol chemicko-technologického a příbuzného zaměření, mohl by znát učebnici profesorů Riedla a Veselého „Technologie paliv“ (1962). Již při jejím pouhém prolistování a porovnávání nejen zjistí, jakého enormního technického pokroku celý rezort energetiky za uplynulých více než padesát let dosáhnul, ale také jak se podstatně změnilo pojetí podobných odborných knih včetně učebnic. Co se však určitě nezměnilo, jsou přírodní zákony a technické postuláty, jejichž zlomek je předložen úvodem.