Характеристики и виды топлива

Топливом называют вещество, выделяющее в результате тех или иных преобразований тепловую энергию, которая полезно используется в технических устройствах. По принципу выделения тепловой энергии различают две группы топлива: органическое (химическое), выделяющее энергию в результате окисления горючих элементов, и ядерное, которое выделяет тепловую энергию при делении ядер.

По агрегатному состоянию топливо делится на твердое, жидкое и газообразное, по способу получения – на естественное (природное) и искусственное (производное). Основные виды топлива даны в таблице 2.

Ископаемые твердые топлива (кроме сланцев) имеют три стадии образования: торфяную, буроугольную и каменноугольную. Они отличаются друг от друга химическим возрастом, под которым понимают глубину химических превращений, произошедших с растительной массой в недрах земли.

Торф является наиболее молодым ископаемым твердым топливом. Он представляет собой плотную массу, образовавшуюся из перегнивших остатков растений. Далее по “возрасту” следуют бурые угли, затем – каменные угли. Конечной стадией превращения растительной массы являются антрациты, отличающиеся высокой твердостью и состоящие на 93-94 % из углерода.

Таблица 2. Общая классификация топлива.

Основные виды жидкого топлива производят путем переработки нефти. В результате получают моторные топлива (бензин, лигроин, керосин, дизельное топливо) и мазут, являющийся тяжелым остатком после переработки нефти.

Моторные топлива и мазут представляют собой сложную смесь жидких углеводородов, в состав которых входят в основном углерод и водород.

Жидкие топлива характеризуются рядом показателей их физико-химических свойств. Для бензинов этими показателями являются: детонационная стойкость, испаряемость, коррозионная активность, прокачиваемость, склонность к образованию отложений.

Наиболее важным показателем эксплуатационных свойств дизельных топлив является воспламеняемость. Этот показатель оценивают цетановым числом. Повышение этого числа, как правило, улучшает пусковые качества дизельного двигателя.

Низкотемпературные свойства топлива, что важно знать для создания надежных топливных систем дизелей, оцениваются температурами помутнения и застывания.

Важными показателями жидкого топлива, характеризующими способность к вступлению в реакцию горения, являются температура вспышки и температура воспламенения.

Дизельные топлива – основной вид жидкого топлива, используемый железнодорожным транспортом. В России вырабатываются 3 сорта дизельного топлива:

- летнее “Л”, которое используется при температурах окружающего воздуха 0 ⁰С и выше;

- зимнее “З”, рекомендуемое для эксплуатации при температурах воздуха – 20 ⁰С и ниже;

- арктическое “А”, применяемое при температурах воздуха – 50 ⁰С и ниже.

По содержанию серы дизельные топлива бывают малосернистые (S^p≤0,2%) и сернистые (S^p≤0,5%).

Нефтяные мазуты, в зависимости от области применения, делят на флотский мазут и котельно-печное топливо. Мазут представляет собой вязкую жидкость. Для повышения текучести при транспортировании по трубам мазут подогревают до 50 ⁰С, а при сжигании до 80-120 ⁰С.

Газообразные топлива по сравнению с другими видами топлива обладают рядом преимуществ. Они хорошо горят и не дают твердых остатков. Природный газ транспортируется по газопроводам на многие тысячи километров из районов добычи к местам потребления. Россия является самым крупным поставщиком природного газа в мире.

При добыче нефти получают попутный (промысловый) газ. В быту и в промышленности широко используют сжиженные газы.

Кроме газов естественного происхождения используют искусственные газы: коксовый, доменный, генераторный и др.

Эти газы используют для получения сжиженных газов. Сжижению подвергают в основном пропан С₃Н₈ и бутан С₄Н₁₀. Они транспортируются в жидком виде в баллонах под давлением до 2 МПа. У потребителей, путем дросселирования, сжиженный газ переводится в газовую фазу.

На железнодорожном транспорте России основное количество топлива потребляется в виде дизельного топлива, угля и продуктов его переработки, топочного мазута и природного газа. Суммарный расход этих видов топлива составляет около 97 % от общего расхода топлива в условном исчислении.