Баскаков А.П. (ред.) Теплотехника Энергоатомиздат, 1991 (947482), страница 39
Текст из файла (страница 39)
Плотность бурых углей составляет 500 — !300 кг/м'. Они легко тернюг на воздухе влагу н механическую прочность, превращаясь при этом в мелочь, и обладают повышенной склонностью к самовозгоранию. Их пока используют главным образам как местное энергетическое топ,тнво, поскольку из-за низкой теплоты сгорания (Я; = !Π— : !7 МДж/кг), самовозгорания и растрескивания их невыгодно и сложно транспортировать на расстояние свыше 150 км. !К . к а м е н н ы м относятся угли с высшей теплотой сгорания во влажном безвольном состоянии более 24 МДж/кг и выходом летучих веществ более 9 вг'.
Их плотность равна 1150- — 1500 кг/м'. Каменные угли делятся иа марки в основном по выходу летучих веществ и по характеристике нелетучего гм остатка после нагревания без доступа воздуха. Из табл. 15.2 видно, что прн нагревании без доступа воздуха спекаются каменные угли, имеющие выход летучих больше 17, но меньше 40 вхвг. Все они используются для коксования, остальные Т з б л и ц з ! 5.2. Классификация яеакясзеияых каменных углей Вахах летучих нз сухое беззазыюе еастахнче, Гч*', % Характеристика хезетучега астатхз Мзрхз уэлч Обазначехие Дзиниаплзиенный ~35 Газовый Газовый жирный уКкраый Коксовый жирный Коксовый Оташенаый гаекаюшийся Тощий Г ГЖ Ж КЖ К ОС Т ~35 3! — 37 24 -37 25- 33 !7- 33 14- 27 9 — !7 Слабаспекаюшийся 17 — 37 125 угли применяются в качестве топлива для энергетики, транспорта и некоторых печей.
В энергетике используются и так называемые окисленные угли, имеющие 17((7"'(40%, но дающие неспекаюшийся остаток, т. е. непригодные для коксования (например, экибастузский). Угли, характеризующиеся спекшимся не- летучим остатком, дополнительно подразделяются на технологические группы в зависимости от их пластических свойств в процессе коксования. В табл.
15.2 эти группы не отражены. ! К п ол у а н т р а ц и т а м (марка ПА) и антрацитам~(маркаА) относят угли, дающие выход летучих веществ на сухое безвольное состояние менее 9 %. Полуантрациты обладают более высокой теплотой сгорания Щ~м) 35 МДж/кг), тогда как средняя теплота сгорания антрацитов !',74" яв 33,7 МДж/кг. Это — высококачественное механически прочное котельное топливо, которое, как и многие сорта каменных углей, экономически выгодно транспортировать на значительные расстояния. Теплота сгорания каменных углей и антрацитов Я; = 23 —; 27 МДж/кг, плотность !400— !700 кг/м'.
Из-зв малого выхода летучих они (в отличие, например, от жирных) при сгорании в слое образуют мало сажи, Пределы значений показателей, приведенных в табл. !5.2, могут для разных угольных бассейнов несколько разли. чатьсн. В разных странах Европы границы между углями (а иногда и их названия) также несколько различаются. В отличие от Европейских стран в США, Канаде, странах Южной Америки, Японии и Австралии ископаемые угли делят на антрациты (примерно соответствуют нашим антрацитам и тощим углям), битуминозные и суббитуминозные угли (соответствуют нашим каменным) и лигниты (примерно соответствуют нашим бурым), Ископаемые угли и горючие сланцы ,'классифицируют также по крупности, если их путем грохоченин разделяют на классы: п л и т а (более 100 мм), к р у пи ы й (50 — 1ОО мм), ар е х (25 — 50 им), м е л к и й (!3 — 25 мм), с е м е ч к о (6 — 13 мм), ш т ы б ( е 6 мм).ДСохутветственио к марке угля добавляют обозначение класса крупности, например АШ— антрацитовый штыб, БК вЂ” бурый крупный и т.
д. Энергетические топлива чаще всего грохочению не подвергают и направляют к потребителям в виде так называемого рядового угля, размер кусков которого недолжен превышать 300 мм (например, БР— бурый рядовой). Распространенным энергетическим топливом является АШ, мало пригодный для других целей. Часть углей, преимущественно спекаюшихся, подвергается обогашению— сухому нли мокрому — с выделением малозольного концентрата, высокозольного (А =ЗЗ вЂ”:39 ауха) промпродукта (он используется для энергетических целей) и очень высокозольных (А )45 %) хвостов, которые чаше всего удаляются в отвалы. При мокром обогащении углей выделяется как самостоятельный продукт От аарашхаабрззиага да слабо. спекшегося Спекшаяся Та же От аарашкхчхбраз!~а~а за слабагаекшегася Та же Глава изестнадцатая РАСЧЕТЫ ПРОЦЕССОВ ГОРЕНИЯ ТВЕРДОГО, ЖИДКОГО И ГАЗООБРАЗНОГО ТОПЛИВА 125 шлам (класс 0 — 3мм), который после подсушки также используется в энергетике.
Мазуты, предназначенные для сжигания в котельных и технологических установках, подразделяются на флотские Ф5 и Ф12 и топочные. Топочные мазуты имеют марки М40 и М)00. Цифра по. казывает отношение времени истечения 200 мл мазута при 50'С к времени истечения такого же количества дистиллированной воды при 20 'С в строго определенных условиях. Из этого видно, что мазуты — очень вязкие жидкости. Даже при 80 *С кинематическая вязкость мазута М100 может доходить ло 118 ммз/с; а марки М40 — - до 59 мм'/с Вязкость волы при этой температуре равна 0,365 ммз/с. Для перекачки мазутов по трубопроводам и распылнвания форсунками их приходится подогревать до 100 в 140 'С, чтобы снизить вязкость хотя бы до 15 — 20 ммз/с, Температура за. стывания мазута М40 не должна превышать 10, а М(00 — 25 'С. Мазуты с гасударственным Знаком качества лополнительно маркируются буквой В (высококачественный) — М40 В и М100 В.
В пределах марок топочные мазуты подразделяются на три сорта в зависимости от содержания серы: малосернистые (5'«0,5 вв), сернистые (Ь'=0,5 —; 2 в?в) и высокосернистые (5'= 2,5 —; 3,5 вх5), ГОСТ 10585 — 75 с изменениями от 01.02.77 и 01.04.82 г. 16. 1. КОЛ И 4 ЕСТ ВО ВОЗДУХА, НЕОБХОДИМОГО ДЛЯ ГОРЕНИЯ. ТЕПЛОТА „СГОРАНИЯ" ВОЗДУХА Каким бы сложным ни был состав углеводородного топлива, при его полном сгорании углерод окисляется до СОь водород — до НзО, сера — до 80з.
Фор. О классификации топлив для двигателей внутреннего сгорания будет сказано в гл. 21. Кокгроллньш вопросы и хадичи !5.!. ! лт назаровского бурого угля ((У(= =39 з?з, А(=7 3 Я,, 0)ч=!3 М/(ж/к~ ) высушили до влажности )Уз=(5 зш Рассчитать, чему равна масса б„„оставшегося угля, его золыккть А, н низшая теплота сгорания О( 1 после сушки 15.2 Чему равен рассчитанный по КПД «илеальной» (без тенлопатерь) печи, сжигэюшей керосин с 0;==40 МДж/кг, Н'= = 12 ~4 н )Р' =-О, если проаукты сгорания в ней удалось бы охладить ло температуры наружного воздуха, равной О 'С? !5.3.
Какому количеству условного топлива эквивалентен ! кг нефти (О,'= =42 МДж/кг), ! м' (анормальных условиях) природного газа (О,'=35 МДж/ч") и ! кг карагандинского каменного угля (О;= =2! МДж/кг)? 15.4. Чему равна теплота сгорания СО н Нь отнесенная к ! мз (в нормальных условиях) и ! кг соответствуюшего газа? !5.5. Содержание серь| на рабочее состояние 5,' мазута равно 3 бы а подмосковного угля 2,7 9ш Теплота сгорания 0~ соответственно 40 и !О МДж/кг. На каком топливе н во сколько раз выбросы 5С5 нз топки парового котла будут выше при одинаковых тепловых мошностях н КПД на обоих топливах? !5.5. Квк изменяется теплота сгорания топлива с увеличением содержания в неч кислорода и почему? !5.7. На сколько увеличится расход твердого топлива в котельной прн увеличении его зольности с 10 до 40 ',?в (мощность ие меняется)? малько полное окисление серы соответствует образованию 50з, однако при топочных температурах ЬОз практически не образуется.
Окислителем обычно служит воздух. Количество его должно быть, естественно, достаточным длн полного сгорания всех горючих элементов. Балансовые уравнения, покиэываюи(ие исходные и конечные состояния участвующих в реакциях компонентов, называются с т е х и о м е т р и ч е с к им и. В соответствии со стехиометрическим уравнением реакции горения водорода Н + 0,50 = Н О (16,1) на 2 кг, т. е. на 1 кмоль водорода, необходимо затратить 16 кг (0,5 кмоль) кислорода, при этом образуется 18 кг водяного пара.
Аналогично из реакций С+О,=СОт; 5+0,=50, (16.2) следует, что на 12 кг углерода и 32 кг серы нужно затратить по 32 кг кислорода, при этом получается соответственно 44 кг СО» и 64 кг 50ь Следовательно, для полного сгорании 1 кг углерода теоретически требуется затратить 2,67 кг кислорода, а 1 кг серы и водорода соответственно 1 и 8 нг кислорода. Часть необходимого кислорода, равная 0,01 О' кг/кг, содержится в топливе, остальное в количестве М„ =0,01 Х Х(2,67С'+8Н'+ 5,' — О') нужно подать с воздухом. Плотность кислорода в нормальных условиях равна 1,43 кг/мг (молекулярная масса, деленная на объем 1 ниломоля, т. е. 32/22,4), содержание кислорода в сухом воздухе составляет по объему 0,21, Следовательно, объем воздуха (приведенный к нормальным условиям), теоретически необходимого для полного сжигания ! кг топлива, равен, в м'/кг, Уг=М„/(1,43 0,21)= =0,033 (2,6?С'+8Н'+ 5'„.
— О'). (16.3) Выше указывалось, что теплоту, выделяющуюся в реакции горения, принято относить к единице массы топлива, называя теплотой его сгорания. Поскольку в реакции в равной мере участвуют и горючие элементы (топливо), и кислород (воздух), эту теплоту можно отнести и к единице массы воздуха. Расчеты показывают, что отнесенная к единице полностью прореагировавшего воздуха теплота сгорания различных топлив несколько различается, однако в среднем ее можно принять равной 3,8 МДж на I мз (в нормальных условиях) действительно прореагироваешего воздуха.
Эта цифра удобна для приближенных расчетов, обеспечивающих точность в преде. лах 10 — -15 чггг. Поэтому для оценочных расчетоа можно принять У«=О;/3,8. Поскольку равномерно перемешать воздух с топливом трудно, в топку приходится подавать больше воздуха, чем необходимо теоретически. Огпошгпаг количества воздуха 1'„действительно поданного е топку, к теоретически необходимому У" иазыеаетсл к о э ф ф и ц и е нтом избытка воздуха: а„= у,/у~~. (16.4) При нормальной организации топочного процесса а.~ 1, причем чем совершеннее топка и лучше горелочные устройства, тем меньше прихолится подавать «лишнего» воздуха.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
