Топливо и его горение
. Топливо и его горение Топлива, применяемые в теплотехнике, делят по состоянию на твердые, жидкие и газообразные. Различают топлива органические и ядерные. При использовании органическою топлива теплота выделяется в результате реакций соединения горючих элементов топлива с окисли гелем, которым обычно является кислород воздуха. Ядерное топливо при реакциях распада атомных ядер некоторых изотопов тяжелых элементов (природною U2J5, искусственных U233 и Ри239) выделяет теплоты в миллион раз больше, чем лучшее органическое топливо. Топлива по происхождению делят на природные и искусственные. К природным твердым топливом носятся антрацит, каменные и бурые угли, торф, горючие сланцы, древесина; к искусственным — кокс, древесный уголь, отходы обогащения. Природным жидким топливом является нефть. К искусственным жидким топливом относятся продукты переработки нефти: бензин, керосин, дизельное топ пиво, мазут и др. Природное i газообразное топливо — это природный и попутный нефтяные газы, а искус- Топливо — горючее вещество, которое экономически целесообразно использовать для получения значительного количества теплоты. естественное - генераторные газы, газы сухой перегонки, побочные газы и др. Элементарный состав и технические характеристика В состав органического топлива входят различные соединения горючих и негорючих элементов. Твердое и жидкое топливо содержит такие горючие вещества, как углерод С, водород , летучую серу „ и негорючие вещества-кислород О, азот , золу А, влагу . Летучая сера состоит из органических и колчеданных соединений: . Органические топлива характеризуются рабочей массой Сера органической массы не содержит колчеданную. Можно пересчитать состав топлива с одной массы на другую с помощью соответствующих коэффициентов (табл. 3.1). Газообразное топливо обычно приводится к сухой массе в объемных долях: важнейшими техническими характеристиками топлива являются теплота сгорания, содержание золы и влаги, выход летучих веществ, свойства кокса (нелетучего остатка). Теплота сгорания , выделяющаяся в результате сгорания 1 кг твердого (жидкого топлива) или 1 м3 газообразного топлива при превращении водяных паров, содержащихся в продуктах сгорания, в жидкость, называется высшей теплотой сгорания. Низшая теплота Q„ сгорания топлива меньше высшей на величину теплоты парообразования влаги, имеющейся в топливе или образующейся в результате сгорания водорода топлива Связь между высшей и низшей теплотой сгорания для твердого и жидкого топлива определяется соотношением где г — 25,11 кДж/кг — скрытая теплота парообразования воды при давлении 10 кПа (среднем парциальном давлении водяных паров в продуктах сгорания большинства энергетических установок). Приближенно рабочая низшая теплота сгорания твердого и жидкого топлива (в кДж/кг) может быть определена при помощи элементарного состава топлива по формуле Д. И. Менделеева Теплота сгорания газового топлива (в кДж/м3) выражается через объемные доли (в %) состава так: Условное тол. I и во как понятие используют для сравнительных расчетов. Пересчет действительного количества топлива в условное производится умножением количества данного топлива на его эквивалент Зола топлива представляет собой твердый негорючий остаток, получающийся после сгорания горючей части топлива; причем зола, прошедшая стадию расплавления, называется шлаком. Зола существенно ухудшает качество топлива и вызывает значительные трудности в процессе сжигания (износ и шлакование поверхностей нагрева). При сравнительных расчетах пользуются приведенной зольностью А" = Влага ^топлива отрицательно влияет на его качество, гак как снижает теплоту сгорания, ухудшает процесс воспламенения топлива, приводит к увеличению объема дымовых газов, а следовательно, потерь с уходящими газами. Приведенная влажность топлива Сера S — это весьма нежелательный элемент топлива. При ее сгорании образуются окислы S02 и S03, которые вызывают коррозию элементов энергетических установок и оказывают отрицательное воздействие на окружающую среду. При нагревании топлива происходит выделение газообразных продуктов разложения, которое называться выходом летучих веществ V и определяется в процентах от горючей массы топлива. Чем больше выход летучих, тем ниже температура воспламенения топлива и больше объем пламени. По содержанию Свойства кокса окатывают значительное влияние на процесс горения топлива и определяют области его использования. Спекающийся кокс обладает большой механической прочное! ью, и поэтому топлива, образующие такой кокс, применяют главным образом в металлургии.