Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Классификация энергетических топлив
Энергетическим топливом называют органическое топливо, которое используется для выработки электрической и тепловой энергии и которое технически невозможно или экономически целесообразно использовать для переработки в химической, металлургической и других отраслях народного хозяйства и которого имеются в природе большие запасы. Топливом можно считать всякое вещество, выделяющее при определённых условиях большое количество тепловой энергии, которую в зависимости от технических и экономических показателей используют в различных отраслях. В котельных установках выделившаяся теплота используется для получения рабочего тела – водяного пара или горячей воды, используемых в технологических и отопительных установках, а также производства электрической энергии. Топливо делится на две группы, различающиеся по принципу освобождения энергии: горючее, выделяющее теплоту при взаимодействии с другим веществом (окислителем); расщепляющееся (ядерное), которое выделяет теплоту в результате расщепления вещества топлива с одновременным образованием молекул других химических элементов. Горючее топливо различают органическое и неорганическое. Органическое топливо включает углеводородные химические соединения природного и искусственного происхождения, углерод и водород, а также их смеси. Неорганическим топливом являются неорганические вещества и их композиции, которые при взаимодействии с окислителем выделяют большое количество теплоты. Такими веществами могут быть металлы: алюминий (Al), магний (Mg), железо (Fe) и др. Чтобы горючее топливо выделило теплоту, необходима его химическая реакция с другим веществом – окислителем. В качестве окислителя в общем случае могут использоваться как чистый кислород (O2) и его модификации (O, O3), и другие активные химические соединения – окислители: азотная кислота (HNO3), перекись водорода (H2O2). В энергетических установках в качестве окислителя, как правило, применяют воздух, содержащий 21 % (по объёму) кислорода, и в особых случаях – чистый кислород. Органическое топливо делят на ископаемое природное и искусственное, которое, в свою очередь, подразделяют на композиционное и синтетическое. Ископаемое природное топливо – это топливо, накопленное в недрах Земли и являющееся продуктом биохимических и химических превращений органического вещества растений и микроорганизмов, существовавших на Земле 0,5-500 млн. лет назад. К нему относятся: уголь, сланец, торф, природный газ, извлекаемые человеком из недр Земли. Искусственное топливо – это органическое топливо, созданное человеком путём соответствующей переработки, как правило, природных соединений (в том числе и природных топлив) с целью получения топлив с новыми наперёд заданными свойствами. Композиционное топливо – это механическая смесь горючих (в том числе органического топлива), а в ряде случаев горючих и негорючих веществ, обладающая новыми теплотехническими свойствами по сравнению со свойствами исходных горючих. К композиционному топливу относятся топливные суспензии, топливные эмульсии, топливные брикеты, гранулы, топливо из горючих отходов. Синтетическое топливо – продукт термохимической переработки горючих веществ (в том числе и органического топлива), обладающий новыми теплотехническими свойствами по сравнению с исходным горючим веществом. К синтетическому топливу относятся все продукты переработки нефти: бензин, керосин, дизельное топливо, мазут, жидкое топливо и газ, полученные из угля и другие.
При производстве тепловой энергии для теплоснабжения на теплоэлектроцентралях, тепловых станциях, производственных и отопительных котельных используют в основном природное органическое топливо. Однако уже созданы теплоэнергетические установки, работающие на искусственном органическом и расщепляющемся топливе. Основным потребителем топлива (до 40 %) являются электростанции. Различные виды топлива в разные годы играли неодинаковую роль. В соответствии с общей тенденцией в изменении структуры топливного баланса в электроэнергетике длительное время наблюдался рост потребления преимущественно жидкого и газового топлив (до 50 %), но твёрдое топливо снова становится основным для электростанций. Критерием целесообразности использования органического топлива в энергетике является либо качество топлива (обычно в котлах стремятся сжигать низкосортные виды топлива), либо цены на различные виды топлива в месте сжигания (из нескольких видов топлива добываемых или доставляемых в данное место сжигается наиболее дешёвое).
В связи с развитием техники угледобычи, появились вторичные виды энергетических топлив, такие как отсевы углей, отходы углеобогащения и прочие. Так, получило распространение энергетическое топливо – ГСШ (газовый, семечко со штыбом) – отсев газовых каменных углей, с Qрн = 21 МДж/кг, с большим количеством щелочей и поэтому склонное к образованию плотных отложений на поверхностях нагрева. К энергетическим топливам также относится большая группа бурых и каменных, так называемых окислённых углей. Эти угли неглубоких залеганий; под воздействием атмосферного кислорода и влаги в них совершается процесс выветривания или окисления, заключающийся в том, что падает процент содержания горючих, теплоценность горючих, рабочая низшая теплота сгорания, температура плавления шлаков; с другой стороны, растут внешний балласт, плотность и твёрдость угля [1]. К наиболее значимым из твёрдых топлив относятся ископаемые угли. В соответствии с действующей классификацией (ГОСТ 25543) различают три вида ископаемых углей в зависимости от основных генетических признаков (табл. 3.3).
Таблица 1.1 – Классификационные признаки ископаемых углей
В качестве признаков рассматриваются: средний показатель отражения витринита R0, %; теплота сгорания влажной беззольной массы , МДж/кг; выход летучих веществ на сухое беззольное состояние Vг, %. Характеристикой топлива, определяющей его принадлежность к той или иной группе, является отношение O+N (для бурых углей O+N > 4, для каменных HHO+N < 4). H Бурые угли. Бурые угли, как правило, залегают на сравнительно небольших глубинах, поэтому часто их добывают открытым способом, который в 5–7 раз производительнее и дешевле шахтного. В настоящее время открытым способом в России добывается 1/3 используемых углей. Бурые угли (Б) делятся по рабочей влажности на три группы (марки): 1Б – угли с Wр > 40 %; 2Б – при 30 < Wр < 40 %; 3Б – при Wр < 30 %. Бурые угли характеризуются: высокой гигроскопической и, как правило, повышенной общей влажностью; высоким выходом летучих веществ (V г > 40%); неспекшимся коксовым остатком; пониженным содержанием углерода и повышенным – кислорода. Теплота сгорания бурых углей колеблется в широком диапазоне: от 7-8 МДж/кг (у высоковлажных и высокозольных) до 18-20 МДж/кг (у сухих и малозольных). При длительном хранении на открытом топливном складе бурые угли теряют механическую прочность и растрескиваются, проявляют повышенную склонностью к самовозгоранию. В основном бурые угли относятся к низкосортным видам топлива, их перевозка на длинные расстояния нерентабельна, и поэтому они используются вблизи от места добычи. Исключение составляют бурые угли Канско-Ачинского бассейна с достаточно высокой для бурых углей теплотой сгорания и низкой себестоимостью добычи открытым методом с использованием высокоэффективной техники [1].
Каменные угли имеют наиболее широкую классификацию, во-первых, по размеру кусков: П – плита, >100 мм; К – крупный, 50-100 мм; О – орех, 25-50 мм; М – мелкий, 13-25 мм; С – семечко, 6-13 мм; Ш – штыб (пыль), < 6 мм и Р – рядовой, от штыба до куска 500 мм. Во-вторых, по сорту и марке, в основу которых положены разнообразные свойства: выход летучих, спекаемость кокса и др. Так, Д – длиннопламенный имеет Vг > 36 %; у Г – газового характер кокса – спёкшийся; ГЖ – газовый жирный – Vг = 31-37 %, спёкшийся; Ж – жирный – Vг = 24-37 %, спёкшийся; КЖ – коксовый жирный – Vг = 25-33 %; спёкшийся; К – коксовый – Vг = 17-33 %, спёкшийся; ОС – отощённый спекающийся – Vг = 14-27 %; Т – тощий – Vг = 9-17 %; СС – слабоспекающийся – Vг = 17-37 %. Мазуты. В настоящее время в соответствии с ГОСТ заводы-поставщики в зависимости от вязкости выдают топочные мазуты трех марок: М–40, М–100 и М–200, где цифры – значение вязкости в ВУ при 50 °С. По содержанию серы различают три сорта сернистых мазутов: малосернистые (S < 0,5 %), сернистые (S = 0,5-2 %) и высокосернистые (S = 2-3,5 %). Поддержание товарных свойств в пределах норм достигается компаундированием тяжёлых остатков перегонки нефти или крекингом нефтепродуктов с маловязкими компонентами нефти. Торф классифицируется как луговой и как моховой или верховой. Первый более засорён, имеет невысокую теплоту сгорания, второй – старый, выдержанный, высококалорийный с хорошо разложившейся растительной массой. Средняя Qрн = 5,8 МДж/кг. Сланцы. Зольность сланцев доходит до Aр = 50-60 %, влажность тоже повышенная Wр = 15-20 %, низшая теплота сгорания Qрн = 5,7-10 МДж/кг при высокой теплоте сгорания горючей массы Qгн = 27,2-33,5 МДж/кг. Высокое содержание водорода в горючей массе H г = 7,5-9,5% определяет большой выход летучих у сланцев, достигающий 80-90 %, и лёгкую воспламеняемость. Природный газ в большинстве случаев содержит метан 0,90-0,98 по объёму, что определяет близкие характеристики газов различных месторождении. Так, теплота сгорания составляет Qсн = 33400-35600 кДж/м3, плотность газа близка к плотности метана и при 20 °С rг = 0,68-0,74 кг/м3. Плотность воздуха, поступающего в горелки при 250 °С, rв = 0,67 кг/м3, что обеспечивает устойчивое перемешивание горючего с окислителем. Из-за высокой теплоты сгорания газа удельная потребность в воздухе высока: на 1 м3 газа требуется 9,6 м3 воздуха, а с учётом избытка воздуха в топке a = 1,05 поднимается до 10 м3, что затрудняет качественное перемешивание природного газа с воздухом. Близкая теплота сгорания и состав горючих у природных газов обеспечивают им и близкую теоретическую (адиабатическую) температуру горения Jа = 1950-2000 °С. Так как скорость химического реагирования растёт с ростом температуры и концентрации реагирующих веществ, то для повышения температуры смеси практикуется предварительный подогрев воздуха до 200-250 °С, а при сжигании промышленных газов и подогрев самого газа [1].
|
|||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2020-11-23; просмотров: 293; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.144.205.223 (0.008 с.) |