Инженерные системы

Виды топлива и его характеристика

В зависимости от физического состояния различают топливо:

твердое — уголь" дрова" торф" сланец;

жидкое

— нефть" мазут" керосин и др.;

газообразное

— природный газ" генераторный газ.

Выбор типа топлива производится на основании технико-экономических расчетов. При этом учитывают топливные ресурсы района строительства.

Вид топлива" имеющегося в районе строительства завода" нередко определяет схему организации технологического процесса производства портландцемента и организации предприятия в целом. Так" при использовании угля для обжига клинкера применяют вращающиеся печи. Шахтные печи для такого вида топлива непригодны. При использовании газообразного или жидкого топлива отпадает необходимость организации сложных углеподготовительных. установок и т. д.

Состав топлива. Твердое и жидкое топливо состоит из горючей и негорючей массы. Горючая масса включает сгорающую часть топлива и обозначается Сг или Нг. Негорючая масса представляет собой влагу W и золу А и называется балластом.

Органическую массу твердого топлива составляют углерод С" водород Н" кислород О" азот N и органическая сера S0. Органическая масса дает представление о топливе без примеси золы" серы и влаги" а также колчеданной серы SK.

Для характеристики топлива применяют такие понятия" как «сухая» и «рабочая» массы топлива. Сухая масса характеризует абсолютно сухое топливо" например Ос или NC. Рабочая масса — это состояние топлива" в котором оно поступает на сжигание" например Ар. Рабочая масса топлива служит наиболее важной качественной характеристикой топлива и является исходной величиной для теплотехнических расчетов. Состав твердого и жидкого топлива выражается в процентах по весу. Газообразное топливо состоит из смеси различных горючих и негорючих газов. Горючими являются окись углерода СО" водород Н2" метан СН4" этилен СгН4" этан СгН6" сероводород H2S и др." а негорючими — азот N2" углекислый газ С02 и влага.

Состав газообразного топлива выражается в процентах по объему" а не по весу как для твердого и жидкого топлива. Содержание влаги в газе выражается в граммах на 1 м3 сухого газа. Основной характеристикой топлива независимо от его вида служит теплотворная способность — количество килокалорий тепла" выделяемого при сгорании 1 кг твердого и жидкого топлива или 1 м3 газа. Размерность этой единицы для твердого и жидкого топлива ккал/кг" а для газообразного — ккал/м3; обозначается теплотворная способность буквой Q.

В зависимости от того" к какой массе отнесена теплотворная способность — горючей" органической или рабочей" различают:

теплотворную способность органической массы Q°;
теплотворную способность горючей массы Qr;
теплотворную способность рабочей массы Qp.

Влага" образующаяся при сгорании топлива" может учитываться в продуктах горения в виде жидкости или пара. В связи с этим различают нижний предел теплотворной способности QH" если влага учитывается в виде пара" и верхний предел теплотворной способности QB" если влага учитывается в виде жидкости. Низшая или высшая теплотворная способность относится также к определенной массе" например к рабочей Q„ или QI и т. д.

Для того чтобы можно было сравнивать теплотворную способность различных видов топлива" введено понятие условное топливо. Под условным топливом понимают такое топливо" теплотворная способность которого равна 7000 ккал/кг для твердого и жидкого топлива или 7000 ккал/м3 для газообразного топлива. Топливо" которое сравнивают с условным" называется натуральным. Одни виды топлива имеют теплотворную способность выше условного топлива и являются высокоэффективными" например мазут; теплотворная способность других — ниже условного топлива (бурые угли" сланцы).

При нагревании топлива без доступа кислорода воздуха происходит возгонка топлива: оно разлагается на «летучие» вещества-— газы и пары и твердый остаток — кокс. Летучие вещества состоят в основном из С02" СО" Н2 и СН4. Кокс представляет собой чистый углерод С и небольшое количество других составляющих топлива Н" О и N; зола топлива также остается в коксе. Количество летучих веществ обозначается Лг и выражается в процентах от веса топлива. Содержание летучих определяет характер горения топлива. При высоком содержании летучих топливо горит длинным пламенем" и такое топливо получило название «длиннопламенного» (дрова" торф). Топливо с малым содержанием летучих горит коротким пламенем и получило соответственно название «короткопламенного» (антрацит).

Определение теплотворной способности топлива. Теплотворную способность топлива определяют расчетным и опытным путем.

Определение теплотворной способности опытным путем производят калориметрическим способом. Для этого берут калориметрическую бомбу — металлический герметически закрывающийся сосуд — и помещают его в другой сосуд с водой.

Затем в бомбу вводят навеску топлива 1—1"3 г" закрывают крышку и через специальное отверстие в ней наполняют бомбу кислородом. Топливо в бомбе поджигают электрической искрой. Образующееся при сгорании топлива тепло через стенки бомбы начинает переходить в воду и нагревать ее.

По разности температуры воды после сгорания топлива и до опыта рассчитывают количество тепла" образовавшегося при сгорании навески топлива" и таким образом устанавливают теплотворную способность" приводя полученное тепло к 1 кг топлива.

www.sibstro.ru   ЭИ "Строительство в Сибири. Недвижимость"