Состав рабочей массы твердого и жидкого топлива

С^р + Н^р + О^р + N^p + S^p + А^р + W^p = 100%,                                    (1.1)

Где С^р - углерод; Н^р - водород; О^р - кислород; N^p - азот;S^pлетучая сера; А^р - негорючая ми­неральная примесь (зола); W^p - влага — в % от общей массы топлива.

Влага, содержащаяся в топливе, совместно с золой называется балластом топлива.

Балласт значительно снижает ценность топлива, уменьшая его теплоту сгорания.

В естественных видах ископаемого твердого топлива встречает­ся сера трех разновидностей:

· органическая, связанная с другими элементами топлива С, Н, N и О в виде сложных органических соединений;

· колчеданная в виде пирита, или серного колчедана;

· сульфатная в виде солей серной кислоты.

Органическая и колчеданная сера образуют вместе летучую горючую серуS^г_л. Сульфатная сера в горении участия не принимает и может быть отнесена к балласту (зола топлива).

Горючая масса топлива - топливо, не содержащее золы и в абсолютно сухом состоянии.

С^г + Н^г + О^г + N^г + S^г_л = 100%,                                                   (1.2)

Выход летучих веществ V^г, % – при нагревании твердого топлива без досту­па воздуха его органическая масса разлагается, в результате чего образуются газы, водяные и смоляные пары.   

Теплота сгорания топлива Q, Дж/кг. Теплотой сгорания твердого и жидкого топлива называется количество теплоты (Дж), выделяемое 1 кг топлива при его полном сгорании.

Теплоту сгорания газообразного топлива относят обычно к 1 м³,

Высшей теплотой сгорания Q_в рабочего топлива называют тепло­ту, выделяемую при полном сгорании 1 кг топлива, считая, что образующиеся при сгорании водяные пары конденсируются.

Низшей теплотой сгорания Q_н рабочего топлива называют тепло­ту, выделяемую при полном сгорании 1 кг топлива, за вычетом теплоты, затраченной на испарение влаги как содержащейся в топливе, так и образующейся от сгорания водорода.

К твердому топливу относятся: антрацит, каменный и бурый уголь, торф, дрова, сланцы, отходы лесопильных заводов и дере­вообделочных цехов, а также растительные отходы сельскохозяй­ственного производства.

 Твердые топлива используются в основном на ТЭС для получе­ния электрической энергии, для отопления и технологических нужд промышленности и в незначительной степени для судовых и ло­комотивных двигателей.

Характеристики основных твердых топлив приведены в табл.1

                                                                                                Таблица1

Характеристики основных твердых топлив

Топливо	Состав горючей массы, %					Vг, %	Qн, МДж/кг
	Сг	Нг	Ог	Nг	Sгл
Антрацит	93-94	2-3	2	1-2	1	3-4	33-35
Каменный уголь	75-90	0,5-6	4-6	2-13	1-3	9-50	22-33
Бурый уголь	64-78	0.3-6	3-6	15	1-2	40-60	15-30
Горючий сланец	60-75	4-13	7-10	12-17	0,3-1,2	80-90	7,6
Торф	58	0,3	6	33,6	2.5	70	8,1
Древесина	51	-	6,1	42.2	0,6	85	19

 

К жидкому топливу относятся нефть, а также различные про­дукты ее переработки: бензин, керосин, лигроин, разнообразные масла и остаточный продукт нефтепереработки — мазут. Искусст­венное жидкое топливо и горючие смолы, а также масла получа­ют и при переработке некоторых твердых топлив.

До 70% жидких топлив расходуют транспортные средства — автомобили, трактора, тепловозы, суда, самолеты, вертолеты.

Из продуктов переработки нефти в энергетике используют дизельное топливо и мазут - остаток этой переработки. Их характеристики приведены в табл.2

                                                                                        Таблица 2

Характеристики жидких топлив используемых в энергетике

Топливо	Состав горючей массы, %				Qн, МДж/кг
	Сг	Нг	Sгл	Ог+Nг
Мазут	84-87	11,5-12,5	0,5-3,5	0,5-0,7	40-41,5
Дизельное топливо	86,3	13,3	0,3	0,1	42,4

 

К газообразному топливу относятся: природный газ, добывае­мый из недр земли; попутный нефтяной газ; газообразные отходы металлургического производства (коксовый и доменный газы).В состав этих газов входят: СН₄– метан; Н₂ – водород; СО – угарный газ; СО₂ – диоксид углерода; С _п Н _м - тяжёлые углеводороды; O₂ – кислород; H₂S – сероводород; N₂ – азот.

Характеристики газов используемых в энергетике приведены в табл. 3.

                                                                                         Таблица 3

Характеристики газов используемых в энергетике

Вид газа	Состав сухого газа, % по объему								Qн, МДж/кг
	СН4	Н2	СО	СО2	С п Н м	O2	H2S	N2
Природный	94,9	-	-	0,4	3,8	-	-	0,9	36,7
Коксовый	22.5	57.5	0,8	2.3	1.9	0,8	0.4	7.8	16.6
Доменный	0.3	2.7	28	10,2	-	-	0.3	58.5	4.0

 

В энергетике  принято понятие условного топлива. Условным называется такое топливо, теплота сгорания 1 кг или 1 м³ которого равна 29330 кДж. Расход условного топлива (кг или м³) и  расход конкретного топлива (кг или м³) связаны с удельной теплотой сгорания условного и конкретного топлива соотношением

                                                                                   (1.3)

Вопросы для самопроверки:

1. Основные подсистемы энергетики.

2. Определения возобновляемых и невозобновляемых источников энергии.

3. Основные характеристики топлив.

4. Общая характеристика твердых топлив.

5. Общая характеристика твердых топлив.

6. Общая характеристика газообразных топлив.

7. Понятие условного топлива.