Зольность

Ископаемое твердое топливо содержит негорючие вещества, состоящие главным образом из: глины (), силикатов (SiO), сульфатов.

Минеральная часть топлива делится на внутреннюю и внешнюю. Внутренняя часть не отделима от твердого топлива, так как является частью материального вещества и равномерно распределяется по составу. Внешняя часть вносится в результате добычи и транспортировки топлива.

При сжигании топлива его минеральная часть путем физико-химических преобразований превращается в золу. Состав и содержание золы отличаются от состава минеральной части. Зола представляет собой смесь минералов, которые при высокой температуре превращаются в шлаки, которые по своему химическому составу отличаются от золы. Шлак – это твердый раствор минералов.

Важнейшей эксплуатационной характеристикой золы является ее плавкость. Плавкость определяется путем помещения образца в виде трехгранной пирамиды в печь.

13мм

6мм t t t₃

температура начала деформации (1000÷1200°C)-оплавляется вершина пирамиды;

(- температура газов за топкой);

t- температура размягчения (1100÷1400°C)-образец теряет форму;

t- температура жидко-плавкого состояния (1200÷1500°C);

t- температура истинно жидкого состояния (при которой шлак подчиняется законам движения жидкости).

При организации жидкого шлакоудаления температура газов в нижней части топки должна быть на 100° выше, чем t.

Зольность является важной характеристикой топлива, так как повышение зольности ведет к снижению теплоты сгорания топлива, вследствие чего:

1. повышается расход топлива подаваемого на сжигание;

2. повышается расход энергии на собственные нужды;

3. возрастает нагрузка на золоулавливающее устройство;

4. увеличивается загрязнение окружающей среды.

Влажность.

Различают четыре вида влажности:

1. механически удерживаемая влага;

2. капиллярная влага, находящаяся в капиллярах или порах;

3. коллоидная влага; входит в состав коллоидов, находящихся в топливе;

4. кристаллогидратная влага.

При лабораторных опытах, проводящихся при температуре 105-115°, полностью удаляются первые два вида влаги и частично коллоидная. Полное удаление влаги происходит при полном разрушении кристаллов (500°).

Влажность влияет на теплоту сгорания, расход топлива, объем продуктов сгорания и КПД котла, коррозию поверхностей нагрева, смерзаемость топлива.

Выход летучих

При нагревании твердого топлива без доступа воздуха, топливо разделяется на газообразную и парообразную части, а также твердый остаток (кокс).

Под летучими понимается выход газов без водяных паров, выраженных в процентах массы топлива. Состав летучих:

· СО, С_nH_m, H₂ – горючая часть;

· O₂, N₂ – негорючая часть.

Наибольшая часть летучих выделяется при нагреве топлива до 850°С. Полное выделение при 1100-1200°С.

Степень углефикации топлива и выход летучих взаимосвязаны. Топливо с малой степенью углефикации имеет большой выход летучих, но в их состав входит много кислорода, поэтому удельная теплота сгорания небольшая.

Древесина

Антрацит

Влияние выхода горючих летучих особенно велико в начальной стадии горения, т.е. при воспламени топлива.

Топливо с большим выходом летучих называется высокореакционным и наоборот с малым выходом летучих – низкореакционным. Таким образом, под реакционной способностью топлива, понимается способность топлива воспламеняться.

Выход летучих влияет на организацию топочного режима, выбор объема топочной камеры, на экономичность сжигания.

Данная величина положена в основу классификации твердых топлив:

· Д – длиннопламенный

· Г – газовый

· ГЖ – газовый жирный

· КЖ – коксовый жирный

· ОС – отощенный спекающийся

· СС – слабоспекающийся

· Т – тощий

· А – антрацит .

Классификация по крупности (размеру кусков δ).

· П – плиты ()

· К – крупный (δ=100-50 мм)

· О – орех (δ=50-25 мм)

· М – мелкий (δ=25-13 мм)

· С – семечка (δ=13-6 мм)

· Ш – штыб (δ=6-0 мм)

· Р – рядовой (без ограничения размера).

Таким образом, имеем следующие марки каменных углей: АШ, ТСШ, ДР, ГМС и т.д.

К бурым относятся угли с высоким выходом летучих с теплотой сгорания влажной беззольной массы Q_н <5700. Эти угли отличаются большой пористостью, высокой гигроскопической влажностью и большой общей влажностью с пониженным содержанием С и повышенным содержанием О. Удельная теплота сгорания . Они обладают малой механической прочностью, плохо выдерживают длительное хранение, превращаются в мелочь и самовозгораются из-за самоокисления.

Классификация бурых углей проводится по общей рабочей влаге ()

· Б1 - >40%

· Б2 - =30-40%

· Б3 - <30% (лучший)

Сланцы занимают среди твердого топлива особое место. Это минерал, пропитанный органическими соединениями сходными по составу с нефтью. Его характеристики:

лекция№5

Характеристики жидкого топлива (мазута)

Свойства мазута разделяют на управляемые и неуправляемые:

1. управляемые – те, которые могут изменятся в процессе подготовки топлива: вязкость, содержание влаги, плотность, содержание серы.

2. неуправляемые – те, которые практически не изменяются в процессе подготовки: зольность, температура застывания, температура вспышки, температура воспламенения.

Классификация ведется по условной вязкости и содержанию серы.

Вязкость определяет длительность сливных операций, возможность транспорта по трубопроводам, эффективность распыла мазута. Вязкость весьма существенно зависит от температуры. Для эффективного распыла и транспортировки по трубопроводу мазут подогревают в мазутном хозяйстве.

В энергетике вязкость мазута принято измерять в градусах условной вязкости.

, где

-время истечения мазута при температуре t через калиброванное отверстие вязкозиметра

- время истечения дистиллированной воды при t=20^оС через то же отверстие (постоянная вязкозиметра).

Относительная плотность мазута – это отношение плотности мазута при данной температуре к плотности воды при температуре 4°С.

.1<или>1

При относительной плотности мазута меньше 1 влага может отделяться отстаиванием. В мазуте, приходящем на станцию, влагосодержание 1-3%, однако при разогреве мазута в цистернах перегретым паром происходит обводнение мазута до 10-15% за счет конденсации греющего пара. В небольшом количестве содержание влаги способствует распылу мазута и улучшает его воспламенение. Повышенное содержание влаги приводит к коррозии металла, снижает экономичность работы котла.

Сернистость

Нефть и твердые топлива содержат серу в виде сложных серосодержащих соединений, причем при переработки топлива основная часть серы (от 70%) переходит в мазут. В процессе сжигания сера соединяется с кислородом воздуха:

при наличии избыточного кислорода;

при соединении с водяными парами;

SO₃+H₂O=H₂SO₄. имеем пары серной кислоты в продуктах сгорания.

Количество серы в мазуте от 0,5-3%, что примерно соответствует содержанию серы в твердом топливе; однако коррозионная агрессивность продуктов сгорания при сжигании мазута в несколько раз выше, так как при сжигании твердого топлива образующаяся зола частично нейтрализует кислую среду.

Реологическое свойство – это свойство мазута налипать и плотно удерживаться на вертикальных стенках хранилища. М100 при температуре 5°С образует слой толщиной =5 мм. Для полного удаления такого слоя нужно подогреть мазут до температуры 70°С.

Зольность

Мазут – это продукт переработки нефти, соответственно основная часть минеральных примесей нефти переходит в мазут ().

Зольность зависит от глубины обезвоживания и обессоливания нефти, ее состава и способа переработки. В состав минеральной части нефти входят ванадий и натрий. Именно они обуславливают протекание высокотемпературной коррозии.

Температура вспышки – это температура, при которой пары нефтепродуктов в смеси с воздухом вспыхивают и горят менее 5 сек. при поднесении открытого пламени.

Температура воспламенения – это температура, при которой пары нефтепродуктов в смеси с воздухом при поднесении пламени горит дольше пяти секунд.

.

Температура застывания – это температура, при которой мазут теряет свойства текучести. Для мазута поступающего на ТЭС .

Дата добавления: 2014-01-20