Топливо – горючее вещество, выделяющее при сгорании значительное количество теплоты и используемое как источник получения энергии.

2. Топливо для печей

Топливо – горючее вещество, выделяющее при сгорании значительное количество теплоты и используемое как источник получения энергии.

Топливо различают:

По агрегатному состоянию:

1. Твердое (дрова, торф);

2. Жидкое (мазут, смолы);

3. Газообразное (природный газ).

Требования к топливу;

1.Высокая теплотворная способность;

2.Низкая стоимость добычи;

3.Большие запасы;

4.Газообразность продуктов горения (П.Г.);

5.Безвредность П.Г. для людей, аппаратуры и окружающей среды.

В нагревательных устройствах (Н.У) твердое топливо практически не применяется.

Качество топлива характеризуется исходя из следующего:

1.Химического состава топлива;

2.Теплоты его сгорания;

3.Отношения топлива к подогреву.

Кроме топлива существуют альтернативные виды энергии:

1.Гидроэнергия;

2.Энергия ветра;

3.Термальная, энергия глубинных слоев земли.

Энергетические ресурсы бывают:

1.Возобновляемые (торф, дрова, солнечная энергия);

2.Невозобновляемые в % от общего количества: уголь≈ 80℅; нефть≈10%; газ≈ 10%.

Топливо – вещество, используемое для получения тепловой энергии в промышленном масштабе.

Топливо – органическое вещество, которое аккумулирует солнечную энергию.

Горение – процесс превращения химической энергии топлива в тепловую энергию, в процессе окисления горючих составляющих (C, H, S) кислородом воздуха.

Таблица 2.1.Виды топлива.

Агрегатное состояние	Происхождение топлива
Естественное	Искусственное
Твердое	Дрова, торф, бурый уголь, каменный уголь, антрацит	Древесный уголь, кокс, угольная пыль
Жидкое	Нефть	Бензин, керосин, газолин, мазут, спирт, каменноугольная смола
Газообразное	Природный газ, попутный газ	Доменный газ, коксовый газ, генераторный газ, водяной, нефтяной, светильный газ

Таблица 2.2. Схема процессов горения.

Жидкое топливо	Газообразное топливо
1.Распыление топлива (мазута) в капельное состояние	1.Подача воздуха и газа
2.Испарение с поверхности капли	2.Смешивание
3.Горение паров	3. Разогрев и горение
4.Дожигание твердого остатка	4.Образование факела

Состав топлива

1.Жидкое топливо – вещество органического происхождения, в его составе ; ; ; N; S – химические элементы, которые образуют сложные соединения.

Основные теплоносители:

– С углерод – 1кг (С)=>выделяет количество тепла q=34000 кДж.

В мазуте ≈ 85% – С (углерода);

– Н – водород 1кг (H₂)=> – q= 125000кДж ≈ 10% (H₂);

– N и O₂ – до 3% в мазуте. Они не горючи и являются балластом;

– S – сера входит в состав углеводородов (до 4%), выделяет много тепла, но при взаимодействии с нагреваемым металлом ухудшает его качества, т.к. приводит к коррозии и повышает красноломкость;

– W – влага, содержащаяся в топливе;

– A – зола до 0,5% в рабочем топливе.

Состав топлива

Рис.2.1.

Различают:

1. Ограниченную массу топлива:

· + + + =100%

2. Горючую массу:

· + + + =100%

3.Сухая масса:

· + + + =100%

4.Рабочее топливо:

· + + + +W^p+A^p=100%

Таблица 2.3. Состав жидкого топлива.

Индекс	Химические элементы
	C H O N	S	A	W
О	Органичная масса
Г	Горючая масса
С	Сухая масса
Р	Рабочее топливо

Состав рабочего топлива

Рабочее топливо, это то, что непосредственно подаётся к форсункам для сжигания, со всеми приобретёнными примесями и влагой. Обозначается:

+ + + + + + =100%

где: – индекс ^Р соответствует % содержанию данного элемента в рабочем топливе, или его содержанию в кг, приходящееся на 100 кг рабочего топлива. Аналогично для. О, Г, С (органической, горючей и сухой) масс. Есть формулы для перерасчета состава одного вида в другой.

Рабочее топливо (включает все элементы)

=100%.

Для выявления % содержания W; A; S в составе рабочего топлива, выполняют технический анализ. Состав же органической массы известен из справочников.

Элементарный анализ служит для определения содержания элементов C; N; H; O; S, считая их условно свободными.

В справочниках приводят составы сухой или органической массы. На практике пользуются рабочим топливом, для чего делают пересчет состава по следующим формулам:

· ;

· ;

· и наоборот:

· ;

· ;

Формулы для пересчета в общем виде:

· ;

· ;

· ;

· ;

· ;

· .

Пример:

Состав мазута:

;11,8 ; 0,2% ; 0,6% ; 2,4% ; 0,3% ;10% .

Перерасчёт на рабочее топливо;

1. %.

2. .

3. .

4. .

5. .

6. .

Σ = 100%

Газообразное топливо

Оно представляет собой смесь различных газов. В состав газообразного топлива входят следующие элементы и соединения: метан, этан, пропан, бутан, пропилен, азот, водород, сероводород, кислород, водяные пары и др.

Различают:

1. Сухой газ.

2. Влажный газ.

Состав газа, определяют:

1.По справочнику;

2.С помощью газоанализатора.

Содержание влаги определяют:

1. Расчетным путем;

2. Поглощением влаги.

Состав газообразного топлива

1. Метан ( – 93…98% ;

2. Этилен – мало ;

3. Бутан ……………………… – ……………...

4. Водород (коксовый газ) до 60% ;

5. Сероводород ( ;

6. , , – балласт

7. – пары воды

8. – в свободном состоянии.

Таблица 2.4. Содержание влаги в газе зависит от температуры газа ().

t-ра газов	С
Содержание влаги в газе	г/	4,8	18,9	61,3

В % объем влаги, = зная объем водяного пара можно определить состав влажного газа ;

где – коэффициент перерасчёта.

Пример. Определить состав влажного газа:

дан: сухой газ; ; – 3,1% ; t= C; g=61,3

(из таблицы 2.4.).

,

,

и т.д.

Теплота сгорания топлива

Удельная теплота сгорания топлива – количество тепла, выделяемое при сгорании единицы массы или объема топлива.

Обозначают Q. В зависимости от агрегатного состояния влаги в П.Г. различают и .

– низшая удельная теплота сгорания: определяют из условия, что все пары охлаждены и находятся в жидком состояние при Т=273К ( С) и образуются продукты полного сгорания.

– высшая удельная теплота сгорания: определяют из условия, что все пары конденсируются в жидкое состояние при Т=273К ( С) и образуются продукты полного сгорания.

Т.е. – если влага в жидком состоянии в П.Г. и – если влага в П.Г. содержится в парообразном состоянии.

Влага в П.Г. образуется за счёт трёх составляющих:

1. – начальная влага топлива;

2.Продукт горения водорода ( топлива);

3.Влага воздуха (ее не учитывают).

Определим разницу между и :

Теплота испарения составляет 2268,1 кДж(1кг).

Теплота нагрева до С – 416,68 кДж(1кг).

Охлаждение 1(кг) паров с 373 К до 273 К – высвобождается тепло ;

- = 2674,78 - 160,7=2500 .

Определим количество влаги в П.Г. образующейся за счет горения , испарения влаги топлива () и испарения влаги поданной с воздухом.

На 1кг топлива приходится влаги:

; и (от сгорания ).

= тогда разность

- =2514,08 ( + )=2514,08( + ).

Т.к и -в %; то - =25( + ).

На практике определяют с помощью калориметра (нагрев охлаждаемым телом);

вычисляют по формуле Менделеева Д.И.:

– мазут = .

– газ: =0,126*СО₂ + 0,108*Н_р + 0,358*СН₄ + 0 590*С₂Н₄ + 0,639*С₂Н₆ + 0,913*Н₂S .

Для оценки эффективности разработки при проектировании печей принято понятие «условное топливо»: это топливо с =29310 .

Для перерасчёта проектного расхода топлива с реального на «условное» принят: ; – колориметрический коэффициент.

Пример. Определить природного газа следующего состава;

89,9% ; 3,1% ; 0,9% ; 0,4% ; 0,3% ; 0,2% ; 5,2%N.

Расчёт:

, . Т.е. его удельная теплота сгорания выше, чем у условного топлива, а, соответственно, расход условного топлива больше в 1,21 раза. Для топлива с низкой удельной теплотой сгорания расчётный расход будет уменьшаться (т.к. Э_к меньше 1). Это делает сопоставимыми показатели расхода.

Дата добавления: 2015-08-29