Теплотехника - Чечеткин А.В.
Скачать (прямая ссылка):
2Н2 + 02 = 2Н20. (3.5)
Высшая теплота сгорания твердого и жидкого топлив определяется лабораторным путем методом калориметрирования. Точное аналитическое определение теплоты сгорания твердого и жидкого топлив по
226
их элементарному составу невозможно, так как последний не отражает структуру органических соединений, образующих горючую массу.
Теплота сгорания топлива (МДж/кг) может быть рассчитана по эмпирическим формулам, наиболее точная из которых принадлежит Д. И. Менделееву. Для твердых и жидких топлив она имеет вид
арн = 0,3390* + 1,03Н" - 0,109 (О" - 82р+к) - 0,025 Ю*. (З.б)
В формуле (3.6) коэффициенты подобраны экспериментально и несколько отличаются от теплот сгорания отдельных элементов.
Низшая теплота сгорания сухого газообразного топлива (МДж/м3) может быть определена по формуле
0,1 = 0Д27СО + 0,108Н2 + 0,358СН4 + 0,234Н28 + 0,59С2Н4 +
+ 0,638С2Н6 + 0,913С3Н8 + 1,4С6Нб. (3.7)
Для сравнения энергетической ценности различных видов топлива вводится понятие условного топлива, теплота сгорания которого принята равной бусл = 29,33 МДж/кг (7000 ккал/кг).
Пересчет расхода данного топлива В в условное Вусл проводится по формуле
Яусл = В(б{,7еусл). (3.8)
Понятием условного топлива пользуются также при планировании добычи и потребления топлива.
Если твердое топливо нагреть без доступа воздуха, то оно делится на две части: кокс и летучие вещества. Объем летучих веществ на рабочую массу топлива обозначается Ур, на горючую массу Vе. Содержание летучих в топливе оказывает большое влияние на процесс воспламенения топлива и полноту его сгорания, учитывается при конструировании топочных устройств и влияет на их эксплуатационные характеристики. Наибольший объем летучих содержится в дровах и других «молодых» топливах. По мере увеличения геологического возраста топлива содержание летучих веществ в нем уменьшается. Для антрацитов выход летучих составляет 4%.
Определение выхода летучих проводится в строго определенных стандартных условиях: воздушно-сухое топливо массой 1 г нагревается при температуре 850 °С в течение 7 мин без доступа воздуха.
В состав твердой части — коксового остатка — входят часть углерода топлива и зола. Угли со сплавленным нелетучим остатком являются ценнейшим технологическим топливом и идут в первую очередь для производства кокса. По своему химическому составу кокс представляет собой почти чистый углерод (~ 97 %). Значение выхода летучих и характеристика коксового остатка положены в основу классификации каменных углей (табл. 3.2).
В табл. 3,3 приведена классификация углей по размерам кусков.
В табл. 3.4 приведены характеристики некоторых месторождений твердых и жидких топлив. Угли с высокой степенью углефикации (Сг = 90...93 %) и с малым выходом летучих (V = 2...9%) относят к антрацитам (марка А). К бурым углям (марка Б) относят угли с
8* 227
Таблица 3.2
Уголь Марка УК % Характеристика кокса
Длиниопламенный Д 36 От порошкообразного до
слабоспекающегося
Газовый Г 35 Спекающийся
Газовый жирный гж 31...37 »
Жирный ж 24...37 »
Коксовый жирный КЖ 25...33 »
Коксовый К 17...33 »
Отощенный спекающийся ОС 14...27 »
Тощий т 9...17 Порошковый и слабоспе-
кающийся
Слабоспекающийся сс 17...37 »
неспекающимся коксом, выходом летучих V > 40 % и 0$ = = 10,5... 15,9 МДж/кг.
Торф — наиболее молодое ископаемое топливо с большим выходом летучих порядка 70%, высокой влажностью ^ = 40...50% и низкой теплотой сгорания 2„ = 8,38... 10,47 МДж/кг.
Сланцы — топливо с большой зольностью Ар = 50...б0%, повышенной влажностью У№ = 15...20%, низкой (?1 = 5,87... 10 МДж/кг при высокой 2н = 27,2...33,5 МДж/кг. Сланцы относятся к легко воспламе-нимым топливам вследствие высокого содержания водорода Нг = = 7,5...9,5% и летучих Кг= 80...90%. Сланцы относят к местным топливам, так как вследствие большой зольности и влажности транспортировка его на дальние расстояния неэкономична.
Большое значение в топливном балансе СССР имеют природные газы. Основной горючей составляющей их является метан СН4 (80—98 %). Теплота сгорания сухого природного газа 0,сп = 33,52... 35,61 МДж/м3. Состав газообразного топлива задается в процентах по объему горючих составляющих СН4, СО, Н2, углеводородов С„Н2„ + 2 и негорючих газов С02, 02, М2, Н20.
Природный газ — дешевое и высококачественное топливо.
Теплоту сгорания газового топлива определяют в газовом калориметре и относят к м3 сухого газа. При отсутствии опытных данных
Таблица 3.3
Наименование кусков Обозначение Размер, мм Наименование кусков Обозначение Размер, мм
Плита П 100 Семечко С 6-13
Крупный К 50-100 Штыб ш 6
Орех О 25-50 Рядовой р Не
Мелкий м 13-25 ограничен
228
Таблица 3.4
Топливо, бассейн, месторождение Марка Состав, % Низшая теплота сгорания
кДж/кг X
о в* ОЧ Р5 Ч *•
А* оР
аор+к НР Ор
Угли
Донецкий
бассейн д 13,0 21,8 3,0 49,3 3,6 1,0 8,3 19,7 43,0
» » А 8,5 22,9 1,7 63,8 1,2 0,6 1,3 22,6 3,5
Кузнецкий
бассейн Д 12,0 13,2 0,3 58,7 4,2 1,9 9,7 22,8 42,0
Карагандин-
