На головну

Лекція № 13. Паливо і процес горіння

  1.  Case study: «глибинна» технологія отримання інформації про латентних процесах на соціальних об'єктах
  2.  D.4 Процес розробки та підтримки розширення областей застосування
  3.  I. Фізичні процеси
  4.  II. Порядок ПРОВЕДЕННЯ ідентифікації ПОТЕНЦІЙНО ШКІДЛИВИХ І (АБО) НЕБЕЗПЕЧНИХ ФАКТОРІВ ВИРОБНИЧОГО СЕРЕДОВИЩА І ТРУДОВОГО ПРОЦЕСУ
  5.  III. Поняття про стандартизації, сертифікації та метрології послуг (процесів) і нормативні документи в даних областях.
  6.  III. ПОРЯДОК ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ (ВИПРОБУВАНЬ) І ИЗМЕРЕНИЙ ідентифікувати ПОТЕНЦІЙНО ШКІДЛИВИХ І (або) небезпечних ФАКТОРІВ ВИРОБНИЧОГО СЕРЕДОВИЩА І ТРУДОВОГО ПРОЦЕСУ
  7.  III. Принципи, які стверджують реалізацію в процесі навчання закономірностей пізнавальної діяльності учнів

У теплових установках будівельної індустрії як робоче тіло використовують продукти горіння палива-димові гази, нагріте повітря, воду, масло, водяна пара. Димові гази - основний вид високотемпературного теплоносія, застосовуваного при випалюванні будівельних виробів. Отримання димових газів пов'язане зі спалюванням палива.

Паливо і його спалювання

У техніці паливом називають горючі речовини, з'єднання яких з киснем повітря супроводжується виділенням теплоти і світла. Не всі горючіe речовини можуть служити промисловим паливом. Приклад, ацетон, бензол, спирт і подібні до них рідини хоча і є горючими речовинами, але не застосовуються в якості палива. У промислових печах і теплових генераторах спалюють дешеві види палива, яке і використовують в технологічних цілях. Ці види палива за принципом використання називають технологічним паливом.

Таблиця 13.1- Класифікація палива

 походження  Агрегатний стан
 тверде  рідке  газоподібне
 природне  Деревина, торф, горючі сланці, буре вугілля, кам'яне вугілля, антрациту Н  Природний газ
 штучне  Кокс, паливні брикети, пиловидне паливо  Мазут, соляровое масло  Доменний, коксовий, нафтовий, сланцевий, генераторний гази

Види палива та його властивості

Всі відомі види технологічного палива ділять за походженням на природні и штучні. Перші зустрічаються в природі, штучні отримують переробкою природних. Виняток становить ядерне паливо, яке в теплових установках промисловості будівельних матеріалів поки не користується

По агрегатному стані паливо поділяють на тверде, рідке і газоподібне (табл. 13.1).

У елементарний хімічний склад палива (рис. 13.1) входять вуглець, водень, кисень і азот. Крім того, паливі міститься сірка, зола і волога. Вуглець, водень, кисень і азот утворюють органічну масу палива, а разом з колчедану SК і сульфідної SС сірої -горючую масу. Сірка у вигляді сульфідів SС входить в негорючу зольную масу. В інженерних розрахунках, враховуючи невеликий вміст SС в паливі, її можна приймати як горючу.

Склад палива виражається змістом в ньому окремих хімічних елементів і речовин в процентах. в довідкових таблицях складу палива наводиться по відношенню до горючої, сухий, робочої масі і позначається відповідно верхніми індексами г, з, р, наприклад Сг, Зс, Пор. Символи А, W, S означають відповідно вміст у паливі золи, вологи і сірки. Отже, при утриманні елементів речовин палива, що відносяться до його робочої масі, склад записується: ЗР+ НР+ ПроР+ NP+ SР+ АР+ WР= 100%, при їх приналежності до горючій масі складу можна записати: Згт + Нг+ Oг+ Nг+ Sг= 100%.

Склад палива по відношенню до сухої маси записують Зс+ Нс+0с+ Nс+ Sс+ Ас= 100%.

Найголовніші властивості палива: теплота згоряння, температура займання, температура плавлення золи, механічна міцність (останні три - тільки для твердого палива), схильність до самозаймання.

Рідке паливо, крім того, характеризується в'язкістю і температурою спалаху.

Теплота згоряння являє собою кількість теплової енергії, що виділяється при повному згорянні одиниці маси твердого, рідкого, газоподібного палива. Теплоту згоряння позначають буквою Q з верхнім ін-Аексом, відповідним масі палива (QO, QГ, QC, QP), І з нижнім індексом для вищої (Qрв) Або нижчої (Qрн). Вища теплота згоряння включає теплоту конденсації водяної пари, що утворюються при горінні палива, а нижча передбачає збереження водяної пари в продуктах горіння в газоподібному стані. Для розрахунків значення має нижча теплота згоряння робочого палива Q рв, Яка і наводиться в довідниках.

температура займання - Величина, при досягненні якої паливо запалюється без участі вогнища горіння. Температура займання підвищується в міру зниження в ньому вмісту летких горючих речовин.

Температура плавлення золи - Одне з основних властивостей твердого палива, бо визначає принципи його спалювання. Розрізняють чотири групи зол з різною температурою плавлення: легкоплавкую, до 1433 К; среднеплавкого, 1433-1623 К; тугоплавку, 1623-1773 К; вогнетривку, понад 1733 К. Від легкоплавку золи в топках (теплових генераторах) виходить омоноліченний конгломерат у вигляді пористого шлаку, від среднеплавкого і тугоплавкої золи - мінеральний залишок у вигляді суміші золи та шлаку, від вогнетривкої золи - залишок, що складається з тонкодисперсного зольного порошку.

механічна міцність визначає можливість палив застосовувати їх в шахтних печах і інших установках, де паливо не повинно подрібнюватись під дією на нього 8-10-метрового шару шихти.

Схильність до самозаймання визначає його вимога до транспортування і зберігання. При зберіганні деяких видів твердого палива за рахунок вивітрювання і за рахунок окислення знаходяться домішок, наприклад сульфідів заліза киснем повітря, з палива виділяється значна кількість теплоти. Цей процес супроводжується розпушення і нагріванням вугілля, що призводить до самозаймання. Схильність до самозаймання властива бурим і деяким нижчих сортів кам'яного вугілля.

Рідке паливо характеризується температурою спалаху - пір, поки буде рідке паливо спалахує в присутності джерела горіння.

Види твердого палива та його властивості.

Деревина - дрова, відходи деревообробної промисловості. Елементарний склад - клітковина (С6Н10О5) N. Деревина містить до 85% летючих горючих речовин. У складі деревини майже немає сірки, зольність до 2%. Вологість коливається від 30 до 60% теплота згоряння деревини невелика і складає 12600 кДж / кг. Будучи цінним сировиною для хімічecкой, целюлозної та інших галузей промисловості, деревина у вигляді палива використовується вкрай рідко.

Торф - продукти розкладання рослинних залишків в умовах високої вологості без доступу повітря. Торф широко поширений в країні. Зольність торфу через його засміченості домішками дуже висока (15-20%). В даний час використання торфу навіть на невеликих підприємствах різко обмежена в зв'язку з необхідністю збереження його запасів для використання в якості добрив для сільського господарства.

Горючі сланці як паливо мають великий недолік - низьку теплоту згоряння (?6000-8000кДж / кг) в поєднанні з многозольного. При спалюванні 1 т сланців виходить близько 1 м3 золи, тому їх використання в якості промислового палива має тенденцію до скорочення.

Буре вугілля - наймолодший за часом освіти вугілля, що має невелику міцність. Теплота згоряння його 9000-13000 кДж / кг. Основний недолік бурого вугілля - наявність значного (до 4%) кількості сірки. У них міститься до 30-40% горючих летких речовин і до 30% золи і шлаків.

Кам'яне вугілля в порівнянні з бурим має велику механічну міцність. Теплота його згоряння досягає 20000-24000 кДж / кг. Кількість горючих летких речовин становить 6-8%. Кам'яне вугілля на відміну від бурого не займається при зберіганні. Кам'яне вугілля в якості технологічного палива широко використовуються на підприємствах будівельної індустрії.

Антрацит - найцінніший вид твердого палива. Теплота його згоряння досягає 25000-26000 кДж / кг. Антрацит відноситься до короткопламенном паливу, бо зміст горючих летких речовин в ньому незначно, тому його застосовують в шахтних печах, що працюють по пересипних способу.

Кокс - продукт високотемпературної термічної обробки кам'яного вугілля без доступу повітря. Кокс висококалорійний, міцний, термостійкий, при зберіганні несамовозгораем. Для отримання коксу придатні тільки Рісующіеся кам'яне вугілля. У процесі коксування з вугілля виділяються горючі леткі речовини (утворюється коксовий газ) і утворюється коксовий залишок - кокс, що складається з вуглецю і мінеральної частини палива.

Нафта як паливо в нашій країні не використовується, а піддається термічній переробці з отриманням багатьох цінних продуктів для народного господарства.

мазут - Остання фракція термічної переробки нафти. Використання мазуту в промисловості краще, ніж твердого палива. Мазут висококалорійний (Qрн~ 40000 кДж / кг) і практично не містить сірки. Мазут при звичайних температурах є застиглу рідина і переходить у в'язкотекучий стан при 60-80 ° С. Транспортують мазут в цистернах, для перекачування в мазутохраніліще його розігрівають, опускаючи в цистерни змеевики з паровим обігрівом. Для розігріву мазуту мазутохраніліще обладнані паровими сорочками. Незважаючи на деякі складності застосування мазуту для опалення промислових установок економічно вигідніше, ніж застосування твердого палива.

газоподібне паливо. Як паливо в промисловості будівельних матеріалів широко застосовує природний газ. Природний газ - найбільш дешевий вид палива, який не потребує спеціальних пристроїв кром газових пальників. Наша країна володіє великими запасами природного газу. Природний газ - сухе беззольне висококалорійне (Qрн - 32000-35000 кДж / м3) Паливо. При проектуванні теплових установок і їх експлуатації повинна дотримуватися найсуворіша економія палива.

умовне паливо. Для порівняння роботи теплових установок по, витрачається палива вводиться поняття умовне паливо, нижча теплота згоряння якого Qрн= 29300 кДж / кг. Ставлення (Qрн даного палива до Qрн умовного палива позначають буквою Е. Тоді для перерахування витрат будь-якого натурального палива Gн в умовне  досить значення Gн помножити на величину Е.

література

1 осн. [5-15],

2 доп. [3-7]

Контрольні питання

  1. види палива
  2. умовне паливо
  3. Теплота спалювання
  4. рідке паливо

Лекція 14. Основи аеродинаміки. Аеродинаміка теплових установок.

Наука, що вивчає закони руху газового середовища, називається аеродинамікою. У багатьох нагрівальних установках - сушильних, пічних, пропарювальних - нагрів матеріалів здійснюється потоком рухаються з певною швидкістю гарячих газів при тиску, близькому до атмосферного. У цих умовах газ по своїй природі близький до нестисливої ??рідини.

Найбільш сприятливі умови теплообміну між газами і нагрівається матеріалом встановлюються, якщо газ рухається оддихаючи і з постійною швидкістю.

Теплообмін між потоками гарячих газів, що обтікають нагрівається матеріал, відбувається значно швидше при турбулентному режимі руху, ніж при ламінарному. Однак при турбулентному режимі в потоці газу виявляється більше опорів його руху. Тому для трубопроводів, призначених тільки для транспортування газу, він не рекомендується.




 Тема лекції 1. Введення. Призначення теплової обробки в технології будівельних матеріалів. Поняття про теплових системах. |  Класифікації способів теплової обробки будівельних виробів |  Тема лекції 3 Перший закон термодинаміки. |  Тема лекції 4 Основні термодинамічні процеси. |  Тема лекції 6 Принцип складання енергетичного (теплового) балансу |  Тема лекції 8. масо-і теплообмін при сушінні. Зовнішній і внутрішній тепло- і масообмін при сушінні будівельних матеріалів. Балансное рівняння теплового потоку. |  Матеріалів із застосуванням id-діаграми. |  Тема лекції 10. обробки їх будівельних матеріалів Призначення обробки їх. Стадії тепловлажностной обрабокі. Види і характеристика теплоносіїв. |  Тема лекції 11 масо-і теплообмін при тепловій обробці. Зовнішній і внутрішній тепло- і масообмін при тепловій обробці будівельних матеріалів |  Тема заняття 15. Теплопостачання у виробництві будівельних матеріалів і виробів |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати