Виды топлива и его тепловая ценность

Топливо для ТЭС может быть твердым и жидким. К твердым видам топлива относятся угли (бурые, каменные, антрациты), торф, горючие сланцы. Жидким топливом является мазут — смесь тяжелых остатков нефти после ее предварительной переработки.

Одной из характеристик топлива является его состав — входящие в него химические элементы и соединения.

Топливо, поступающее на станцию, называется рабочим топливом. Оно включает горючую массу, балласт и влагу.

В состав горючей массы топлива входят углерод С, водород Н, небольшие количества горючей серы S, которая является крайне вредной составляющей вследствие агрессивности продуктов ее горения. При сгорании 1 кг С выделяется 33,6 • 103, Н — 129 • 103 и S — 9 • 103 кДж теплоты.

Балласт составляют инертный азот N, кислород О, минеральные негорючие вещества, которые после сжигания топлива образуют зольный остаток. Зольность топлива А — доля зольного остатка в массе рабочего топлива — зависит от природы топлива, способа и качества его выработки, условий хранения.

Влага в топливе нежелательна, так как из-за нее уменьшается доля горючих компонентов в единице массы топлива, снижается тепловой эффект горения. Влажностью W называют долю влаги в массе рабочего топлива.

Таким образом, элементарный состав рабочей массы топлива Ртопл можно записать в виде:

Виды топлива и его тепловая ценность

Содержание углерода в топливе составляет от 50 до 75 % для твердых и от 83 до 85 % для жидких сортов; водорода — от 2 до 10 %, серы — от 0,2 до 4 %. Влажность топлива составляет от 5 до 40 %, зольность — от 10 до 50 %.

При нагревании твердого топлива без доступа воздуха из него выделяются летучие вещества: N2, 02, Н2> СО, СН4, С2Нб и т.д. Выход летучих веществ обозначается V. Чем больше количество летучих веществ, тем легче воспламеняется и устойчивее горит топливо.

Выход летучих веществ Vr различных сортов топлива в зависимости от температуры t составляет:

Виды топлива и его тепловая ценность

Характеристика различных видов топлива представлена в табл. 1.

Важнейшим показателем, определяющим тепловую ценность топлива, является удельная теплота сгорания его рабочей массы (2Р, которая характеризует количество теплоты, выделяемой при сгорании 1 кг или 1 м3 топлива. Различают высшую QPB и низшую Qp теплоту сгорания топлива. Различие между ними заключается в том, что в высшую теплоту сгорания топлива входит количество теплоты, которое может быть выделено при конденсации водяных паров, находящихся в продуктах сгорания топлива.

Виды топлива и его тепловая ценность

Обычно в расчетах используется Qрн, так как температура дымовых газов выше температуры конденсации водяных паров. Эта теплота меньше теплоты сгорания рабочей массы Qp вследствие наличия в топливе балласта и влаги. При большом количестве балластных примесей Qрн может уменьшаться в 2 — 3 раза по сравнению с Qp.

Виды топлива и его тепловая ценность

Для определения низшей теплоты сгорания рабочей массы используют формулу

Виды топлива и его тепловая ценность

Как видно из табл. 1, различные виды топлива имеют разную теплоту сгорания. Для облегчения сопоставления удельных расходов топлива и ведения отчетности введено понятие «условное топливо», удельная теплота сгорания которого равна QPH = 29308 кДж/кг. В соответствии с этим для каждого вида топлива установлен свой тепловой эквивалент Эт, определяемый выражением

Виды топлива и его тепловая ценность

Тепловой эквивалент может быть больше и меньше единицы. Перевод расхода топлива В (кг/с или кг/ч) в условное топливо Вусп осуществляют по уравнению

Виды топлива и его тепловая ценность

 

Смотрите также