На головну

Традиційне паливо і його характеристики

  1.  I. Формулювання завдання та характеристики СМО
  2.  III. Сучасне традиційне навчання (ТО)
  3.  А. Традиційне п'ятидесятницьке розуміння
  4.  Альтернативне углеродсодержащими паливо
  5.  Базові характеристики виставкового продукту
  6.  Батиграфической характеристики чаші водосховища
  7.  Квиток 29. Поняття і основні характеристики масової комунікації.

Традиційне паливо - це горючі речовини, що виділяють при спалюванні значну кількість теплоти, яка використовується безпосередньо в технологічних процесах або перетвориться в інші види енергії. До них відносяться корисні копалини органічного походження - вугілля, горючі гази, горючі сланці, нафта, торф, а також деревина і рослинні відходи. Органічне паливо є в даний час основним джерелом енергії і забезпечує 70-80% споживачів тепла й електроенергії.

В ядерній енергетиці застосовується поняття ядерного палива - речовини, ядра якого діляться під дією нейтронів, виділяючи при цьому енергію в основному у вигляді кінетичної енергії уламків ділення ядер і нейтронів.

Традиційне органічне паливо поділяють на тверде паливо (дрова, торф, буре та кам'яне вугілля, антрациту і полуантраціти, сланці), рідке паливо (нафта, бензин, гас, дизельне паливо, мазут, метанол), газоподібне паливо (природний і нафтопромислового газ, коксовий і напівкоксового газ, доменний газ, водень і ін.). Для аналізу теплових характеристик традиційних палив, визначення складу газів і інших розрахунків необхідно знати хімічну структуру кожного виду палива. Органічна частина твердих і рідких палив складається з великої кількості складних хімічних сполук, до складу яких в основному входять п'ять хімічних елементів: вуглець С, водень Н, кисень О, сірка S і азот N. Крім того, паливо містить мінеральні домішки А і вологу W, Що представляють разом зовнішній баласт палива.

Хімічний склад твердих, рідких і газоподібних палив визначають не за кількістю з'єднань, а за сумарною масою хімічних елементів (у відсотках на 1 кг або 1 м3 палива), т. е встановлюють елементарний склад палива. Розрізняють три основних елементарних складу палива:

1) робоча маса палива C + H + O + N + S +A+W = 100%;

2) суха маса палива C + H + O + N +A = 100%;

3) горюча маса палива C + H + O + N = 100%.

Робочої вважається маса палива в тому вигляді, в якому вона надходить на підприємство.

Якщо паливо нагріти до 102-105 ?С, то волога випарується і вийде суха маса палива. Назва горючої маси є умовним, так як входять до його складу азот і кисень не є горючими елементами і складають внутрішній баласт палива. Азот і кисень сприяють процесу горіння палива.

Горючими елементами палива є вуглець, водень і сірка. Вуглець - основний горючий елемент палива. Він має високу теплоту згоряння (33600 кДж / кг) і становить більшу частину робочої маси палива (50-75% для твердого палива і 80-85% для мазутів). Водень Н має високу теплоту згоряння (приблизно 130000 кДж / кг), однак його кількість в твердих паливах невелика (Н = 2-6%) і дещо більше в рідких (близько 10%). Це робить теплоту згоряння рідких палив вище, ніж твердих.

Сірка S має невисоку теплоту згоряння (9000 кДж / кг). Зміст її в паливах невелика (S = 0,2-4%), тому сірка, як горюча складова, не цінується.

Наявність оксидів сірки в продуктах згоряння при певних концентраціях небезпечно для організмів і рослин і вимагає певних заходів і засобів для її уловлювання або розсіювання в атмосфері.

Основними технічними характеристиками палива є: теплота спалювання; вихід газоподібних речовин при нагріванні, зольність палива, властивості зольного залишку, вологість і сірчистість палива.

Теплота згоряння Q є основною характеристикою палива. Розрізняють вищу і нижчу теплоту згоряння. Вищої теплотою згоряння називають кількість тепла, яке виділяється при згорянні 1 кг твердого (рідкого) або 1 м3 газоподібного палива. Нижча теплота згоряння відрізняється від вищої на теплоту випаровування вологи, в тому числі вологи, що утворюється при горінні водню. Чим більше вологість палив, тим менше буде величина нижчої теплоти згорання.

Вища величина теплоти згорання твердого та рідкого палива визначається експериментально. Нижча теплота згоряння покладена в основу класифікації палив.

Вихід летких речовин.Якщо суху масу палива помістити в тигель і поступово нагрівати в інертному середовищі без доступу повітря, то буде відбуватися зменшення її маси. При високих температурах починається розкладання кисневмісних молекул палива з утворенням газоподібних продуктів, які отримали назву летких речовин. Вихід летких речовин з твердого палива відбувається в інтервалі температур від 110 до 1100 ?С.

Вихід летких речовин визначає температуру займання палива і умови його зберігання, сильно впливає на конструкцію топок, де спалюється це паливо.

Чим більше вихід летючих речовин, тим легше запалюється паливо (газоподібні, летючі речовини мають низьку температуру займання).

Зольність палива.У процесі горіння палива його мінеральна частина піддається хімічним перетворенням. Маса вогнетривкого залишку - золи виявляється на 10-15% менше, ніж маса вихідної мінеральної частини палива і істотно відрізняється від неї за складом. Властивості золи грають велику роль при спалюванні палива.

Новоутворена після згоряння палива зола - це суміш мінералів, а їх сплави, що виникають в зоні високих температур, називають шлаками. Сумарна кількість золи і шлаків прийнято називати зольністю палива. Температури плавлення окремих мінералів і їх сплавів сильно розрізняються і знаходяться в межах від 600 до 3000 ?С. Тому плавлення є процесом постійної розм'якшення від твердого до рідкого стану у міру зростання температури.

Вологість палива.Вологість палива (W) В процентах від його робочої маси визначається дослідним шляхом сушіння при температурі 105 ° С до досягнення сталості маси.

Велика вологість палива викликає труднощі при спалюванні. Знижується теплота згоряння, зростає витрата палива, збільшуються втрати тепла з димовими газами. Вологість палива викликає посилення корозії металу окремих конструкцій топок, призводить до підвищеного забруднення поверхонь нагріву.

Сірчистість палива.При спалюванні сірка створює серйозні екологічні проблеми. Оксиди сірки і азоту, що утворюються в зоні високих температур, становлять велику небезпеку для життєдіяльності. Для вловлювання цих окислів будують складні очисні споруди, що призводить до подорожчання приблизно вдвічі енергетичних установок.

Характеристики окремих видів палив.

Торф.Наймолодший вид палива. Енергетичні установки спалюють переважно фрезерний торф, що отримується шляхом зрізання з поверхні тонкого шару фрезами. Фрезерний торф має високу вологість робочої маси (W до 50% і більше) і в зв'язку з цим низьку теплоту згоряння Q = 8500 кДж / кг. Як молоде паливо торф володіє великим вмістом летких речовин (V = 70%), що дозволяє успішно його спалювати в пилоподібному стані. Через великий вологості і низькій теплотворення його не перевозити на далекі відстані. Торф використовують як місцеву сировину.

буре вугілля за вмістом вологи в робочій масі діляться на сильно вологі, підвищено вологі, вологі. Крім великої вологості, буре вугілля мають високу зольність і невисоку теплоту згоряння (Q = 6700 ... 17000 кДж / кг), тому далекі перевезення також недоцільні. Великий вихід летючих речовин забезпечує високоекономічне спалювання цього вугілля у вигляді підсушеної пилу.

кам'яне вугілляоб'єднують велику кількість вугілля різного хімічного віку. Молоді кам'яне вугілля по виходу летких речовин близькі до бурим вугіллям, але мають меншу вологість і зольність. Це збільшує їх теплоту згоряння (Q = 19000 ... 27000 кДж / кг). Середня за віком група вугілля відрізняється підвищеною зольністю. Їх теплота згоряння нижче, ніж у молодих вугілля. Більш старі вугілля мають малу вологість, невисоку зольність і, відповідно, високу теплотворну здатність (Q = 25000 ... 27000 кДж / кг), проте низький вихід летких речовин ускладнює їх займання в топках.

Полуантраціти і антрациту -це найбільш старі вугілля з низьким вмістом летких речовин, низькою вологістю і зольністю. Також є хорошим сировиною для металургійної промисловості.

Мазут.До основних технічних характеристик рідкого палива належать в'язкість і температура спалаху. В'язкість мазуту покладена в основу його маркування. Вона вимірюється за певних стандартних температурах як відношення часу витікання через стандартне отвір мазуту і такої ж кількості води і визначається в градусах умовної в'язкості. З підвищенням температури в'язкість мазуту зменшується.

Температура спалаху мазуту становить 135-240 ?С в залежності від його в'язкості. Теплота спалювання Q = 40000 кДж / кг.

Гази.Як паливо використовують переважно природний (природний) горючий газ, а також різні види штучних (виробничих) горючих газів. Газове паливо, як правило, являє собою суміш декількох індивідуальних газів.

Природні горючі гази підрозділяється на власне гази природні і гази нафтові попутні.

Родовища, що містять тільки природне газове паливо, в залежності від складу останнього діляться на чисто газові і газоконденсатні.

Природні гази переважно містять метан і його гомологи (етан, пропан, бутан та інші). У них також присутні вуглекислий газ, азот, сірководень і інші. Природні гази - це високоекономічне енергетичне паливо, що має високу теплоту згоряння (Q = 35000 кДж / кг і вище).

Газ чисто газових родовищ складається майже з одного метану. Етан і пропан містяться в загальному обсязі в незначних кількостях, інші вуглеводні та інші гази практично відсутні. При такому складі (вміст гомологів менше 50 г / м3) Газ називають бідним або худим.

Газ газоконденсатних родовищ крім метану містить значну кількість вищих вуглеводнів, головним чином пропан і бутан. Газ з високим вмістом гомологів називають багатим або жирним.

Гази нафтові попутні містять в значних кількостях гомологи, в тому числі високомолекулярні граничні вуглеводні, крім того, в них присутні пари води, вуглекислий газ, азот, сірководень, рідкісні гази - гелій, аргон. Попутний газ (нафтопромислового) отримують при розробці нафтових родовищ. Кількість газів (в м3), Що припадають на 1 т видобутої нафти (так званий газовий фактор), залежить від умов формування і залягання нафтових родовищ і може змінюватися від 1 ... 2 до 3000 ... 6000 м3/ Т нафти.

Штучні гази містять більше негорючих компонентів (баласту). Гази коксових печей містять до 57% водню, 22% метану, близько 7% окису вуглецю, решта - баластні гази. Теплота згоряння коксового газу близько 17000 кДж / кг. Доменний газ містять близько 30% горючих компонентів, решта - баласт. Тому теплота згоряння доменного газу низька і трохи перевищує 4000 кДж / кг умовного палива.

 




 Казанцев В. П. |  ПРИЙНЯТІ СКОРОЧЕННЯ |  ВСТУП |  І їх використання |  Єдина енергетична система Росії |  Переваги освіти ЄЕС полягають у підвищенні його економічності при одночасному підвищенні надійності та якості електропостачання споживачів. |  електричні станції |  Електричні і теплові мережі |  Споживачі електричної енергії |  енергосистем |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати