Здравствуйте, друзья! Рассчитаем низшую теплоту сгорания топлива для конкретного вида топлива. В качестве исходного топлива примем: Богородицкий Б2 – марки Б, второй группы Богородицкого месторождения. Состав (%): Сг=65,1; Hг=5,2; Oг=22,3; Nг=1,0; Sлг=6,4; зольность на сухое вещество Ас=37,0; влажность Wр=35,0. Б – означает бурый уголь, а 2 – содержание влаги от 30 до 40 %, для данного топлива содержание влаги Wр = 35%. Влага присутствует в рабочем составе топлива. Исключая из рабочего состава влагу, получаем характеристики сухого состава, Ас = 37%. Исключая из сухого состава золу, получаем состав топлива по горючей массе, что позволяет более точно выявить структуру топлива того или иного месторождения, исключив воздействие внешних условий,а именно: метеорологических факторов и способов добычи.
В данном топливе, горючей массе содержание горючих элементов, которые определяют теплоту сгорания, составляет 76,7%, содержание внутреннего балласта – азота и кислорода – 23,3%, поэтому следует ожидать низкое значение теплоты сгорания топлива, тем более, что велико содержание внешнего балласта – золы и влаги. Как и все бурые угли, данное топливо характеризуется высоким выходом летучих (Vг > 40%), неспекшимся коксовым остатком.
Далее определяем состав рабочей массы топлива. Рабочая масса топлива характеризуется следующим равенством:
(1)
где Ср, Hр, Sр – горючие элементы топлива: углерод, водород, летучая горючая сера (органическая и колчеданная),
Oр, Nр – внутренний балласт топлива: кислород, азот,
Aр,Wр –внешний балласт топлива, зола, влага.
Сухой состав топлива характеризуется равенством:
Сс + Hс + Oс + Nс + Sс + Ас = 100% (2)
Получим формулу пересчета зольности сухого вещества на рабочее топливо.
Ср + Hр + Oр + Nр + Sр + Ар = 100% — Wр (1.1.)
Сс + Hс + Oс + Nс + Sс + Ас = 100%
Сравнивая формулы (1.1) и (2) получаем
Ар*100 = Ас (100 – Wр), откуда
Ар = Ас*(100 – Wр)/100 = 37*(100-35)/100 = 24,05%.
Подсчитываем внешний балласт топлива:
Б = Ар + Wр = 24,05 + 35 = 59,05 %
Пользуясь формулой пересчета горючей массы топлива на рабочую массу получаем:
Ср = Сг*(100 – (Ар + Wр))/100 = 65,1*(100 – (24,05 + 35))/100 = 65,1*0,4098 = 26,658 %.
Замечаем, что коэффициент пересчета равен 0,4095.
Hр = 5,2*0,4095 = 2,129 %
Oр = 22,3*0,4095 = 9,132 %
Nр = 1,0*0,4095 = 0,410 %
Sр = 6,4*0,4095 = 2,621 %
Используя формулу (1) проверяем материальный баланс.
26,658 + 2,129 + 9,132 + 0,420 + 2,621 + 24,05 + 35 = 100 %.
100 % = 100 %, следовательно, расчеты выполнены правильно.
Далее рассчитываем низшую теплоту сгорания. Количество тепла, получаемое при сжигании 1 кг твердого или жидкого топлива или 1нм3 газообразного топлива, называется теплотой сгорания топлива. Как известно, к горючим элементам относятся: углерод С, водород H, летучая горючая сера Sл. Значение теплоты сгорания по высшему пределу для жидкого и твердого топлива получают в калориметрической бомбе, где выделяется дополнительное количество тепла за счет охлаждения и конденсации водяных паров, образовавшихся в процессе горения.
В практических условиях пользуются теплотой сгорания по низшему пределу, так называемой низшей теплотой сгорания топлива, так как водяные пары не конденсируются и выбрасываются вместе с другими компонентами в атмосферу. Для расчета низшей теплоты сгорания твердого и жидкого топлива Qн.р, МДж/кг, пользуются формулой Менделева:
Qн.р = 0,339*Cр + 1,03*Hр – 0,109*(Oр – Sр ор+к) – 0,0251*Wр.
Qн.р = 0,339*26,658 + 1,03*2,129 – 0,109*(9,132-2,621) – 0,0251*35 = 9,642 МДж/кг
Qн.р = 9,642 МДж/кг = 9642 КДж/кг делим на 4,187 = 2303 ккал/кг.
Таким образом, низшая теплота сгорания будет равна 2303 ккал/кг.
Добавить комментарий