Здравствуйте! Расход топлива на парогенератор зависит от его теплоты сгорания. Вот почему теплота сгорания является важной характеристикой. Различают высшую и низшую теплоту сгорания. Высшей теплотой сгорания Qрв топлива называют количество теплоты, выделяемое при полном сгорании единицы массы (или для газа — единицы объема) топлива с учетом теплоты водяных паров, которые содержатся в продуктах сгорания. Измеряется Qрв в кДж/кг или кДж/нм3. Буква «р» указывает на то, что теплота сгорания отнесена к рабочей массе топлива. Использовать теплоту указанных водяных паров на практике обычно не удается, поэтому широко применяется понятие низшей теплоты сгорания Qн. Ее величина меньше высшей теплоты сгорания на теплоту парообразования влаги как содержащейся в топливе, так и образующейся при его сжигании.
Теплоту сгорания топлива определяют в специальной установке, называемой калориметрической бомбой, которая представляет собой герметически закрытый стальной сосуд, помещенный в водяной калориметр. В бомбе в среде сжатого кислорода сжигается навеска исследуемого топлива. Количество выделяемой при этом теплоты определяется по повышению температуры воды в калориметре.
В калориметрической бомбе наряду с конденсацией водяных паров, содержащихся в продуктах сгорания, имеют место также экзотермические процессы образования и растворения кислот, поэтому найденная теплота сгорания будет больше, чем высшая теплота сгорания Qрв на количество теплоты, которое выделяется при образовании и растворении кислот к калориметрической бомбе. Теплоту, выделяющуюся при сгорании единицы массы топлива в калориметрической бомбе, принято называть теплотой сгорания в бомбе Qрб.
Теплоту сгорания топлива можно рассчитать по элементарному составу топлива. Для твердого и жидкого топлива теплота сгорания определяется по приближенной формуле Д. И. Менделеева
Анализ этой формулы показывает, что теплота сгорания топлива является линейной функцией влажности Wр. С увеличением влажности теплота сгорания уменьшается и при некотором значении влажности становится равной нулю. Теплоту сгорания газообразного топлива, для которого обычно задают содержание отдельных газов, находят из уравнения
где СО, Н2, СH4 и т. д.— объемные доли отдельных газов, %.
Для сравнения по энергетической ценности и эффективности использования различных видов топлива введено понятие условного топлива, теплота сгорания которого равна 29 300 кДж/кг или 7000 ккал/кг. При расчете топливного баланса расход топлива обычно определяют в тоннах условного топлива. Пересчет расхода топлива в условное производится по соотношению: Bусл = BQрн/Qусл. Понятием условного топлива как общим способом измерения пользуются также при планировании добычи и потребления топлив.
Важной характеристикой твердого топлива является выход летучих веществ Vл. Эта величина выражает количество газообразных продуктов, которое выделяется из топлива при термическом разложении без доступа воздуха. Выход летучих веществ задается в процентах на горючую массу. В состав летучих веществ входят окись углерода, углекислый газ, водород, различные углеводороды и другие газы, образующиеся в результате разложения топлива. Водяной пар, который выделяется при испарении влаги топлива, к летучим не относят. Выход летучих веществ в основном зависит от степени разложения топлива, с увеличением которой он уменьшается. Наибольший выход летучих имеют топлива с низкой степенью разложения. Например, выход летучих у торфа составляет 70%, у горючих сланцев — 90%. Топливо с большим выходом летучих веществ лучше воспламеняется и горит, так как лучше перемешивается с воздухом. Это обстоятельство должно учитываться при конструировании и эксплуатации топочных устройств.
Образующийся после термического разложения топлива твердый остаток называется коксом. Кокс, получаемый при температуре 1000 °С в специальных коксовых печах, применяют в качестве топлива в металлургическом производстве (домны, вагранки). В таком коксе содержится свыше 95% углерода. Важным свойством топлива является спекаемость кокса, то есть способность образовывать при термическом разложении достаточно прочный кокс. Это свойство обусловлено наличием в топливе битуминозных веществ (продуктов превращения смол, жировых веществ, воска). Топлива, дающие сплавленный плотный кокс, называются спекающимися. Выход летучих веществ и спекаемость кокса приняты в качестве основных показателей при классификации каменных углей.
Важным показателем топлива является температура плавления золы. Легкоплавкая зола приводит к шлакованию частиц топлива и топочной камеры, в результате чего происходит неполное сгорание топлива и ухудшается работа котлов. Зола состоит из веществ, имеющих различную температуру плавления, и поэтому плавится в некотором интервале температур. Сначала зола размягчается, а при более высокой температуре переходит в жидкое состояние.При оценке свойств топлива определяют значения температур начала деформации золы, размягчения и начала жидкоплавкого состояния.
К основным физико-химическим свойствам энергетического жидкого топлива (мазутов) относятся вязкость, температура застывания и температура вспышки. Кроме того, мазуты классифицируются в зависимости от содержания серы.Другими, имеющими практическое значение характеристиками топлива являются температура воспламенения и грануло-метрический состав топлива.
Исп. литература: 1) Хзмалян Д.М., Каган Я.А. Теория горения и топочные устройства, Москва, «Энергия», 1976; 2)Теплотехника, Бондарев В.А., Процкий А.Е., Гринкевич Р.Н. Минск, изд. 2-е,"Вышейшая школа", 1976.
Добавить комментарий