Лекция №5. Общие сведения о топливе

Горючие вещества, которые сжигаются для получения тепла называются топливом. Для работы котлов используются различные виды топлива. Давайте рассмотрим несколько классификаций:

В соответствии с физическим (агрегатным) состоянием различают твердое, жидкое и газообразное топливо.

В качестве твердого топлива используется древесина, торф, горючие сланцы, каменный уголь. В основу большинства видов топлива входит растительное сырье — целлюлоза. Древесина состоит из нее практически на 100% и считается естественным источником горючего углерода. Каменный и бурый уголь, а также торф состоят из останков растений, которые прошли ряд природных преобразований, увеличивших плотность, а значит, и содержание горючих компонентов на единицу объема. Похожий принцип применяется и при создании искусственного топлива — пеллет или брикетов.Условия сжигания твердого топлива зависят от количества и свойств имеющихся в нем золы, влаги, количества летучих горючих веществ.

К жидкому топливу в основном относятся сырая нефть, различные нефтепродукты и мазут. Процесс горения жидкого топлива может быть разделен на четыре основные фазы:

- распыление жидкого топлива на мельчайшие частицы;

- испарение топлива и образование смеси паров жидкого топлива с воздухом;

- зажигание образованной горючей смеси;

- горение этой смеси.

Сгорание мазута происходит в парогазовом состоянии. При нагревании сначала испаряются легкие углеводороды, которые входят в состав мазута, а затем тяжелые. Чем меньше размер капель топлива, тем больше поверхность испарения и тем быстрее происходит процесс испарения и сгорания. Для распыления жидкого топлива используются различного типа форсунки.

К газообразному топливу относятся природный газ, а также различные промышленные газы: доменный, коксовый, генераторный и пр.

Использование природного газа имеет ряд преимуществ по сравнению с твердым и жидким топливом:

- отсутствие золы, шлака и выноса твердых частиц в атмосферу;

- меньше токсичных выбросов (СО, NOx);

- высокая теплота сгорания;

- удобство транспортировки и сжигания;

- облегчение труда обслуживающего персонала;

- улучшение санитарно-гигиенических условий в котельной и в прилегающих районах;

- достижение максимального КПД и т. д.

Процесс горения газообразного топлива можно разделить на четыре основные стадии:

- вытекание газа из сопла горелки в горелочное устройство под давлением с увеличенной скоростью (по сравнению со скоростью в газопроводе);

- образование смеси газа с воздухом;

- зажигание горючей смеси;

- горение горючей смеси.

В зависимости от происхождения топливо подразделяется на природное и искусственное:

Природным называют топливо в том виде, в котором топливо было получено при добыче. Природные органические топлива являются не возобновляемыми энергетическими ресурсами, не восполняющимися и не возобновляющимися, в настоящую геологическую эпоху. Отличительной особенностью не возобновляющихся источников энергии (угля, нефти, газа) являются их высокий энергетический потенциал и относительная доступность и, как следствие, целесообразность извлечения.

Искусственным называют топливо, получаемое из природного, органического сырья в процессе целенаправленной переработки (перегонки) либо в качестве сопутствующих, побочных продуктов.

Искусственное топливо может быть:

– композиционным. Для получения смешивают несколько видов топлива, в том числе с добавлением изначально негорючих компонентов. К этой группе относятся эмульсии, суспензии, гранулы и брикеты;

– синтетическим. Для его получения природные ископаемые, в частности, уголь, подвергаются химической или термохимической обработке;

– горючими отходами. В эту группу относят отходы от деятельности промышленных предприятий, бытовой мусор, органику, остающуюся на полях после уборки урожая или расчистки территорий для посева, отработанные масла, обмывочные жидкости.

Все виды топлива состоят из горючей и негорючей частей.

К горючей части твердого и жидкого топлива относятся: углерод С, водород Н2, сера S.

К негорючей части относятся: кислород 02, азот N2, влага и зола. Влага и зола составляют внешний балласт топлива, а кислород и азот - внутренний.

Условия сжигания твердого топлива зависят от количества и свойств, имеющихся в нем золы, влаги, количества летучих горючих веществ. Для максимального использования жидкого топлива, его необходимо распылить на мельчайшие частицы, тем самым увеличив поверхность испарения и скорость смешения паров жидкого топлива с воздухом. Газообразное топливо и воздух находятся в одном агрегатном состоянии поэтому оно наиболее удобно для образования газовоздушной смеси.

 

Вопросы для закрепления темы:

1. Что такое топливо?

2. На какие виды подразделяется топливо, в зависимости от агрегатного состояния?

3. Что такое искусственное топливо?

4. Как проходит процесс сгорания жидкого топлива?

5. Из чего состоит топливо?

 

 

РАЗДЕЛ 2. УСТРОЙСТВО КОТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК