Основные характеристики топлива.

Основной характеристикой топлива является его химический состав, который выражается в процентах от общей массы или объема топлива. Для газообразного топлива его состав устанавливается в виде предельных и непредельных углеводородов и химических элементов в составе топлива.

Эти элементы по-разному участвуют в процессе горения, выделяя различное количество тепла при его сжигании. Основными элементами твердого и жидкого топлива является углерод C, водород H, сера S, кислород O, азот N, минеральные примеси А, влага W.

C, H и S составляют горючую массу топлива.

О и N составляют внутренний балласт топлива (чем их больше, тем сильнее ее слабые качества).

А и W - внешний балласт топлива.

C + H + S+ O + N + A + W = 100 %

В зависимости от содержания балластных элементов в топливе и общей массы топлива, элементарный состав в справочниках и таблицах приводиться в 4-х видах:

-состав на рабочую массу, когда присутствуют все элементы:

-на сухую массу:

-топливо на горючую массу:

Все расчеты, производимые в процессе горения топлива, необходимо выполнять с элементарным составом топлива, заданным на рабочую массу. Поэтому для перерасчета различных масс топлива на рабочую массу, необходимо пользоваться следующими расчетными уравнениями, которые приведены в следующей таблице:

П РИМЕР: В справочнике дано:

В справочных таблицах может быть обозначено – сера летучая:

,

где - сера органическая, участвует в процессе горения;

() - колчеданная, не горит (выпадает в золу).
Влажность топлива – количество воды (влаги), присутствующее в топливе и отведенное к массе топлива. Она зависит от связи с органическим материалом топлива и подразделяется на внешнюю влагу (поверхностная влага и капиллярная) и внутреннюю, входящую в коллоидные частицы топлива и гидратные соединения: (CaSO₄∙2H₂O, MgSO₂∙2H₂O).

Внутренняя влага не удаляется из топлива при внешнем подогреве, а лишь при прокаливании (при 102ºС и выше).

Внешняя влага удаляется при температурах выше ее низких.

Различные виды топлива имеют различное значение влажности. Для сравнения различных видов по влажности приводиться в справочниках понятие приведенной влажности,приходящейся на 1000 кДж теплоты (низшей) сгорания топлива:

,

где - низшая теплота сгорания топлива.
Зольность топлива – характеристика, которая устанавливает соединение минеральных примесей в топливе, которое не участвует в процессе горения.

Основной характеристикой золы, выделившейся в процессе горения, является ее тугоплавкость, т.е. температура, при которой начинается процесс расплавления твердой золы в текучее состояние. Температура тугоплавкости золы зависит от месторождения добычи и определяется опытным путем. Для сравнения различных топлив по зольности устанавливается величина относительной (приведенной) зольности, т.е. зольность приходящаяся на 1000 кДж низшей теплоты сгорания:

^ Содержание летучих газообразных продуктов сгорания топлива.

Летучие вещества есть газообразные продукты, выделяемые из твердого и жидкого топлива при температуре в диапазоне 870-1070 К без доступа кислорода - окислителя. После выделения летучих из топлива остается кокс, содержащий углерод и твердую минеральную часть топлива. В состав летучих веществ входят:

^ Низшая и высшая теплота сгорания топлива.

Высшая – общее количество тепла, выделяемое при сгорании 1 кг топлива с учетом превращения водяных паров выделяемых продуктов сгорания в жидкость. Эта теплота учитывает тепло, затрачиваемое на процесс парообразования.

Низшая – определяется путем вычитания из высшей теплоты сгорания теплоты, пошедшей на процесс парообразования.

Опытным путем теплоту сгорания топлива определяют в лабораторных условиях в так называемых каллориметрических бомбах. Теоретически ее рассчитывают с помощью уравнения Д. И. Менделеева согласно элементарного состава топлива на рабочую массу с учетом теплоты сгорания отдельных элементов:

, [Дж/кг]

C ^p, Н^р и др. – в %

Различные виды топлива имеют различную теплоту сгорания. Для сравнения тепловой ценности различных топлив используют понятие теплоты сгорания условного топлива, для которого принимается теплота сгорания 29350 кДж /кг.

Для пересчета любого натурального топлива на условное используется следующий коэффициент пересчета:

, [КДж/кг]

^