Котельные установки

Состав топлива

Особенностью твердых и жидких топлив является сложность химиче­ского состава их органического вещества, что предопределило оценку их со­става по процентному содержанию в нем химических элементов.

Газообразное топливо, представляющее собой механическую смесь достаточно простых углеводородов и других известных соединении, оцени­вается по доле этих соединений в топливе. В общем случае состав орга­нического топлива можно разделить на горючую и негорючую части (рис. 2.1).

Горючая часть топлива (твердого и жидкого) представляет собой в ос­новном органические соединения, образованные пятью химическими эле­ментами: углеродом (С), водородом (Н), серой (S), кислородом (О) и азотом (N). При этом кислород и азот топлива не участвуют в экзотерми­ческих реакциях и поэтому являются как бы ""внутренним балластом" то­плива. Горючая часть топлива включает также некоторые минеральные со­единения (например бисульфид железа FeS2), которые взаимодействуют с кислородом воздуха при высокой температуре также со значительным теп­ловыделением. Минеральные компоненты топлива типа FeS2, так называе­мый железный колчедан, имеют две минералогические разновидности: пи­рит и марказит.

Присутствие серы в топливе в значительной степени определяет его склонность к образованию вредных выбросов при сжигании и коррозионную активность продуктов сгорания. Сера заключена как в горючей, так и в мине­ральной части топлива. Поэтому общее содержание серы в топливе S пред­ставляет собой сумму трех слагаемых: серы в органическом веществе топлива (органическая сера SG), серы в сульфидах топлива (пиритная или сульфидная сера Ss) и серы в негорючей части топлива (сульфатная сера Ssc>4):

S = S0 + Ss + SSq4 , при этом горючая сера Sc = S0 + Ss; St = Sc + SSq4 .

Негорючая часть топлива (см. рис. 2.1) состоит из влаги Wt и минераль­ной части М, образующей при сгорании золу А. Состав твердого и жидкого топлива обычно выражают в % по массе. При этом за 100 % могут быть при­няты:

Рабочая масса - состояние топлива с содержанием влаги и золы, с кото­рыми оно добывается и отгружается потребителю:

Cr + Hr + Or + Nr + S, + Ar + Wr = 100 %;

Аналитическая масса - топливо, подготовленное к проведению его ана­лиза, измельченное и приведенное в равновесие с условиями лабораторного помещения:

Са + На + Оа + Na + Sa + Аа + Wa = 100 %;

Сухая масса - состояние топлива без содержания общей влаги (кроме гидратной):

Cd + Hd + Od + Nd + Sd + Ad = 100 %;

Сухая беззольная (горючая) масса - условное состояние топлива, не со­держащего общей влаги и золы:

Cdaf + jjdaf + Qdaf + N«laf + gdaf = , ()() 0/q .

Органическая масса - горючая масса топлива без колчеданной и суль­фатной серы:

С° + Н° + 0° + № + S;; = 100 %.

Пересчеты содержания компонентов, выраженных в процентах одного состояния топлива, в проценты другого его состояния производят на основе уравнения его состава для каждого состояния.

Для получения, например, коэффициента пересчета состава топлива с аналитической массы на рабочую составим отношение

Cr + Hr + Or + Nr + S^ + Ar _ 100 - Wr Са + На + 0а + Na + Sa + Aa " 100 - Ar '

С учетом того, что в левой части уравнения слагаемые числителя отли­чаются от соответствующих слагаемых знаменателя одним и тем же постоян­ным множителем; обозначив произвольное слагаемое через X, получим

Xі _ 100-W1 Xа ~100-Wa ~

Откуда Xі = kj Xа,

100-W1

Где к, =------------ .

100 - Wa

Аналогичным образом находят пересчетные коэффициенты для других масс топлива. Формулы пересчета приведены в табл. 2.2.

МАТЕРИАЛЬНЫЕ БАЛАНСЫ ПРОЦЕССОВ ГОРЕНИЯ