2020-05-12
284
Все виды топлива, за исключением газообразного и наиболее легких видов дистиллированного жидкого топлива, содержат минеральные вещества. Содержание минеральных веществ в топливе колеблется в весьма широких пределах – от малых долей процента в жидком топливе до многих десятков процентов в высокозольных углях и сланцах. Часть минеральных веществ, содержащихся в топливе, например в дровах, извлечена растениями из почвы в виде различных солей. Поэтому при сжигании дров образуется около 1% золы, состоящей из окислов металлов и минеральных солей.
В ископаемом твердом топливе (каменные и бурые угли, торф) содержится значительно больше минеральных веществ, чем в древесине, вследствие постепенного отложения солей в процессе длительного образования пластов топлива. Эти минеральные вещества равномерно распределены в топливе, и удаление их практически невозможно. Кроме того, в процессе добычи твердого ископаемого топлива оно загрязняется кусками пустой породы, вследствие чего содержание минеральных веществ в топливе повышается. От этих загрязнений угли могут быть частично освобождены путем обогащения.
|
|
|
Минеральные вещества, содержащиеся в топливе, понижают его теплоту сгорания вследствие уменьшения доли горючих компонентов и увеличения расхода тепла на нагрев и плавление минеральной массы. Увеличение расхода тепла на нагрев и плавление минеральной массы имеет существенное значение в топках с жидким шлакоудалением, в топках же с сухим шлакоудалением эта величина сравнительно невелика. Наличие в топливе минеральной массы понижает также и его жаропроизводительность (увеличивается расход тепла на плавление и нагрев золы до температуры горения топлива). Практически это заметно сказывается на жаропроизводительности лишь при высокой зольности топлива. Содержание золы (%) на единицу низшей теплоты сгорания топлива называется приведенной зольностью. Для случая, если 
дается в кДж, она определяется по следующей формуле
. (1.11)
Данные о зольности различных видов топлива приведены в табл. 1.3.
Таблица 1.3
Примерное содержание золы в сухом топливе и приведенная зольность топлива (в % по массе)
| Топливо | Общая золь-ность | Приведенная золь-ность | Топливо | Общая золь-ность | Приведенная золь-ность |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| Бензин ………….. | 0 | 0 | Каменный уголь | ||
| Керосин трактор- | карагандинский …. | 25 | 1,194 | ||
| ный ……………… | 0,005 | 0,0001 | Бурый уголь челя- | ||
| Дизельное топли- | бинский …………. | 28 | 1,433 | ||
| во…………........... | 0,02 | 0,0004 | Каменный уголь | ||
| Мазут …………… | 0,3 | 0,007 | кизеловский …….. | 30 | 1,433 |
| Дрова ……………. | 1 | 0,048 | Каменный уголь | ||
| Торф ……………. | 10 | 0,478 | экибастузский …... | 40 | 2,15 |
| Каменный уголь | Бурый уголь под- | ||||
| кузнецкий.……. | 15 | 0,597 | московный ……… | 35 | 2,15 |
| Каменный уголь | Сланцы эстонские | 40 | 3,582 | ||
| донецкий ……….. | 18 | 0,714 | Сланцы волжские | 60 | 9,553 |
| Бурый уголь кан- | |||||
| ско-ачинский……. | 15 | 0,714 |
|
|
|
Вследствие повышения зольности топлива возрастают расходы на его транспорт. Поэтому высокозольное топливо (сланцы, подмосковные угли) нецелесообразно перевозить на дальние расстояния. Особенно нежелательно повышение зольности технологического топлива, особенно металлургического кокса. Зольность технологического топлива отрицательно сказывается на производительности печей, газогенераторов и осложняет их эксплуатацию.
Топливо с большим содержанием золы, применяемое как энергетическое, по сравнению с малозольным также несколько осложняет работу паровых котлов. Для эффективного сжигания топлив с высокой зольностью разработаны специальные типы котлов и методы сжигания.
Влага топлива
Содержание влаги в топливе колеблется от долей процента в жидком топливе до 50-60% в сырых дровах и свежедобытом торфе. Для характеристики топлива важное значение имеет приведенная влажность 
, т.е. влажность, отнесенная к единице низшей теплоты сгорания. Для случая, когда дается в кДж, приведенная влажность рассчитывается по следующему выражению
. (1.12)
В табл. 1.4 приведены примерные данные об общей и приведенной влажности различных видов топлива.
Определение содержания влаги в твердом топливе производят путем высушивания измельченной навески (1-2 г) при температуре 105-110ºС в сушильном шкафу до постоянного веса. При этой температуре каменные угли выдерживают 1 час, бурые угли – 1,5 часа и антрациты – 2 часа. Затем бюксы с испытуемым топливом вынимают из сушильного шкафа, охлаждают в эксикаторах и взвешивают.
Таблица 1.4
Примерное содержание влаги в различных видах топлива и приведенная влажность топлива (в % по массе)
| Топливо | Общая влаж-ность | Приве-деннаявлаж-ность | Топливо | Общая влаж-ность | Приве-деннаявлаж-ность | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
| Мазут ………… | 1-5 | 0,024-0,119 | Сланцы эстонские | 15 | 1,433 | |
| Кокс ………….. | 3-8 | 0,119-0,239 | Бурый уголь канско-ачинский ………….. | 32 | 2,15 | |
| Антрацит ………. | 4-7 | 0,119-0,239 | Бурый уголь подмос-ковный …………….. | 33 | 3,105 | |
| Полуантрацит..... | 5-7 | 0,167-0,239 | Дрова ………………. | 30-40 | 2,388-3,582 | |
| Каменный уголь тощий …………… | 5-7 | 0,191-0,239 | Сланцы волжские …. | 20 | 3,582 | |
| Каменный уголь коксовый ………… | 5-10 | 0,191-0,358 | Торф кусковой …….. | 40 | 3,582 | |
| Каменный уголь длиннопламенный.. | 10-15 | 0,358-0,478 | Торф фрезерный …... | 50 | 5,971 | |
| Бурый уголь челябинский ……… | 17 | 1,194 | Бурый уголь алексан-дрийский ………….. | 53 | 7,643 | |
Высушивание повторяют в течение 0,5 час, до тех пор, пока убыль веса между двумя определениями будет менее 0,01 г. Иногда в последнем взвешивании отмечается некоторое увеличение веса испытуемого топлива, что объясняется частичным окислением топлива. В этом случае для расчета влажности принимается предпоследний, т.е. минимальный вес.
