Классификация и состав топлива. Технические характеристики топлива. Условное топливо и его теплота сгорания рабочей массы. Тепловой эквивалент

Состав топлива:

Углерод С. Является основным горючим элементом топлива. Он определяет Q сгорания топлива. Теплотворная способность-около 8000 ккал или примерно 34 МДж/кг. 1 ккал = 4,19 Кдж. В твердом топливе углерода содержится примерно от 50 до 90%. Чем больше углерода в твердом топливе, тем больше тепла выделяется при его сгорании, но тем труднее он воспламеняется. В жидком топливе, в мазуте, углерода содержится приблизительно 80-85%.

Водород Н. Имеет очень высокую теплоту сгорания, примерно 30 тысяч ккал/кг (125 Мдж/кг). Но в топливе его очень мало. В антраците меньше 1%, в мазуте – приблизительно 10-13%. Чем больше водорода в топливе, тем легче воспламеняется.

Кислород О.Не горит, но поддерживает горение. В антраците кислорода примерно 1%, а в мазуте – менее 1%.

Азот N. Не горит, горение не поддерживает, однако, выделяясь при сгорании, он забирает часть тепла на свой подогрев. В топливе его достаточно мало: в мазуте и антраците меньше 1 %, а в угле – 1=2%

Сера S. Вредное составляющее топлива. Из-за присутствия серы в топливе приходится увеличивать температуру продуктов сгорания на выходе из парогенератора, чтобы сера не оседала на трубах воздухонагревателей, чтобы не образовывалась коррозия. Часть серы сгорает. S имеет теплотворную способность < 2500 ккал/кг. В мазуте – в пределах от 0,5 до 2% и более. Подразделяют мазуты на малосернистые( 0,5% и менее), высокосернистые (более 2%) и просто сернистые.

Зола А. Вредное составляющее, затрудняет его горение. Представляет собой твердый остаток после полного сгорания топлива. Расплавленную золу называют шлаком. Усложняет схему тепловой электростанции, так как требуется дополнительное оборудование для улавливания летучей золы и удаления шлака и золы с территории станции на золоотвалы. Кроме того, летучая зола истирает трубки парогенератора. В углях золы может содержаться от 7% и более, в горючих сланцах очень много золы, до 70%, в жидком топливе золы нет. Имеет низкую теплотворную способность.

Влага W содержится в топливе в двух видах: поверхностная влага (зависит от атмосферных условий, осадков и т.п) и внутренняя влага. Количество внутренней влаги зависит от возраста топлива – чем старше он, тех меньше влаги. Наличие влаги в топливе затрудняет эксплуатацию данного вида топлива, особенно зимой (замерзает). Кроме того, при горении водорода, который входит в состав топлива, тоже образуется влага. На один кг водорода получается 9 кг. воды. Идет затрата тепла на нагрев и испарение не только той влаги, что присутствует в топливе, но и при сгорании водорода

Технические характеристики топлива.

Главная техническая характеристика – теплота сгорания. Теплотой сгорания топлива называют количество теплоты (КДж/кг, Ккал/кг), которое выделяется при полном сгорании 1 кг твердого или жидкого топлива или 1 м³ газа.

Для твердого и жидкого топлив различают Q сгорания высшую и низшую.

Состав рабочей массы:

С^Р+ Н^Р + О^Р + N^Р + S^Р + А^Р + W^Р =100%,

где С – углерод, Н – водород, О – кислород, N – азот, S – сера, А – зола, W - влага

Если из этого состава исключить влагу, то получится сухая масса:

С^С+ Н^С + О^С + N^С + S^С + А^С =100%.

Если из этого состава исключить золу, то получится горючая масса:

С^Г+ Н^Г + О^Г + N^Г + S^Г =100%.

Условное топливо:

Условным топливом называется топливо, которое имеет

= 7000 ккал/кг ( 29330 кДж/кг, т.к. 1 ккал = 4,19 Дж)

Для определения расхода условного топлива необходимо составить тепловой баланс, в котором t сгорания, полученное в результате сгорания нормального и условного топлива – равны.

Тепловой эквивалент работы,количество теплоты, энергетически эквивалентное единице работы, если за счёт совершения работы увеличивается внутренняя энергия физической системы. Значение Т. э. р. равно 0,239 кал/дж