Елементарний склад палива

Види палива

Паливом називають горючу речовину, яку навмисне спалюють для отримання теплоти. Паливо поділяють:

1. За призначенням (енергетичне, технологічне, побутове).

2. За агрегатним станом (тверде, рідке і газоподібне).

3. За способом отримання (природне і штучне).

До природного твердого палива відносять: антрацити, кам'яне й буре вугілля, торф, дрова, горючі сланці, тирса, тріска, лушпиння тощо. Штучне тверде – брикети, кокс, деревне вугілля, пил. Природне рідке – нафта; штучне рідке – бензин, гас, мазут, солярка, спирти, суміш мазуту з вугільним пилом. Природне газоподібне – природний газ. Штучне газоподібне – доменний, коксівний, генераторний гази й гази підземної газифікації.

Паливо у тому вигляді, в якому воно поступає до споживача, називається робочим. Склад твердого й рідкого палива: С^р +H^р+N^р+О^р+S_л^р+А^р+W^р=100%. С, H, N, О, S – хімічні елементи; А – зольність; W – вологість палива - відношення маси вологи до загальної маси палива. «р» - робоча маса, «л» - летка сірка. Якщо з палива видалити вологу, то одержують суху масу палива його склад: С^с+H^с+N^с+О^с+S_л^с+А^с=100%. Якщо з палива видалити золу і колчеданову сірку, то залишається органічна маса палива С^о+H^о+N^о+О^о=100%. Існують формули для перерахунку з однієї маси в іншу, наприклад, С^р=С^с(100-А^р-W^р)/100. Склад палива виражають у %, величини відсотків залежать від родовища палива. Основним компонентом газоподібного палива є метан CH₄(85÷95%), вищі вуглеводні C_nH_m, H₂, N₂, CO₂, H₂O.

Кількість теплоти, яка виділяється при згорянні 1 кг (м³) палива і охолодженні продуктів згоряння до початкової температури процесу, називається теплотою згоряння палива. Розрізняють вищу і нижчу теплоти згоряння. Нижча теплота згоряння не враховує теплоту конденсації водяної пари при охолоджуванні продуктів згоряння, ; G_n - кількість водяної пари, r - теплота конденсації. Паливо з теплотою згоряння називається умовним. Умовне паливо служить для порівняння енергетичної цінності різних палив. Способи спалювання палив: шаровий, у псевдозрідженому шарі, факельний. Шматкове тверде паливо спалюють трьома способами. При шаровому способі паливо горить у шарі на колосниковій решітці; у киплячому (псевдозрідженому) шарі – паливо витає і горить у висхідному потоці газу; при факельному – паливо горить у факелі, його заздалегідь перемелюють на пил. Рідке й газоподібне паливо подають до пальників повітрям. Транспортуюче повітря, яке вдувається в топку через пальник, називається первинним, а повітря, що подається в топку для повного згорання палива, називається вторинним.

1.7.3. Фізичний процес горіння палива

При горінні частинки твердого палива розрізняють такі стадії процесу:

1. Підігрівання;

2. Виділення летких речовин;

3. Горіння летких;

4. Горіння поверхні;

5. Проникнення горіння углиб;

6. Догоряння коксівного залишку.

При горінні частинки рідкого палива розрізняють такі стадії:

1. Підігрівання потоку;

2. Розбризкування потоку на краплі форсункою;

3. Підігрівання краплі до температури випаровування;

4. Випаровування;

5. Утворення горючої суміші пара-повітря;

6. Горіння.

При горінні газу:

1. Утворення горючої суміші газ-повітря;

2. Горіння.

Горюча суміш готується або до пальника, або в самому пальнику.

1.7.4. Топковий пристрій

Пристрої, призначені для горіння палива називаються топками. Топка складається з камери і обмежуючих стін. Розрізняють:

шарові,	камерні (факельні),	циклонні	та топки з киплячим шаром.
1 – камера; 2 – завантажувальний пристрій; 3 – зольник; 4 – зола, шлак; 5 – повітря; 6 – ко-лосникова решітка; 7 – паливо; 8 – полум’я; 9 – димові гази.	1 – камера; 2 – стіни; 3 – димові гази; 4 – пальник; 5 – паливо; 6 – повітря; 7 – факел; 8 – під топки.		1 – камера; 2 – стіни; 3 – димові гази; 4 – паливо; 5 – колосникова решітка: 6 – повітря.

1.7.5. Основні формули процесу горіння

1. Теплота згоряння палива

Для твердого і рідинного палива, кДж/кг.

Для газоподібного палива, кДж/м³.

2. О¢єм теоретично необхідної кількості повітря a_т=1,

Для твердого і рідинного палива м³/(кг пал.)

Для газоподібного палива м³/(м³ пал.)

Дійсний об¢єм повітря

3. Повний об¢єм продуктів згоряння, м³/кг

Для твердого і рідинного палива:

Об¢єм триатомних газів, м³/(кг пал.)

Об¢єм двохатомних газів, м³/(кг пал.)

Повний теоретичний об¢єм продуктів згоряння тверде і рідинне паливо м³/(кг пал.), газоподібне паливо м³/(м³ пал.)

для твердих і рідинних палив, a_т=1

для газоподібного палива, a_т=1

Для твердих, рідинних і газоподібних при a_т > 1

Об¢єм продуктів повного згоряння тверде і рідинне паливо м³/(кг пал.), газоподібне паливо м³/(м³ пал.)

Об¢єм продуктів повного згоряння при a_т > 1 для твердих і рідинних палив (повна формула), м³/кг.

де

Для газоподібних палив (повна формула), a_т > 1, м³/м³

де

Для сланців об¢єм триатомних газів

;

,

де К - коефіцієнт розкладання карбонатів, при спалюванні в шарі К = 0,7; для камерного спалювання К = 1.

Повний об¢єм продуктів згоряння сланців

Маса продуктів згоряння (твердих і рідинних), кг/м³

.

Для газоподібного

де r_{г. т} - густина сухого газу;

d_{г. т} - вміст вологи в паливі.

Для сланців

- розрахунковий вміст (%) золи в паливі з урахуванням карбонатів, що не розклалися.

1.8. Теплопостачання. Сушильні установки

Дата добавления: 2014-01-05