Топливо и котельные установки

Состав топлива

Свойства топлива, которые необходимо учитывать при орга­низации и осуществлении процесса его сжигания, определяются следующими характеристиками:

1) химическим составом;

2) теплотворной способностью;

3) содержанием летучих веществ (в твердом топливе);

4) температурой плавления золы (твердого топлива).

Химический состав рабочей массы твердого и жидкого топ­лива, т. е. той действительной массы, которая поступает в ко­тельную установку для сжигания, определяется содержанием в процентах по весу (рис. 2):

Отсюда следует, что

Ср + Нр + Ор + Л/* + 5* + Ар + 1УР = 100 %.

В. И. Л ел л л. Собрание сочинений. Т. 19. М., Госполитиздат, 1952, стр. 42.

Влага топлива (МРР%) состоит из внешней и енутреН-

Й гигроскопической влаги. Если пробу топлива подвергнуть Й6 ественной сушке до сохранения постоянного веса, то из нее валяется внешняя влага. Если же затем пробу топлива поместить в сушильный шкаф, где поддерживается температура Ю5° с, то вес этой пробы будет уменьшаться дополнительно вследствие удаления гигроскопиче­ской влаги. После полного высушива­ния топливо будет абсолютно сухим; его химический состав выразится суммой:

Сс-{ ис ьз* Лс=100%,

Где: С€, Нс> Ос N° & Ас — соответ­ствующие элементы состава сухой массы топлива в процентах по весу.

Зола топлива представляет со­бой минеральный остаток, образующийся после сжигания топлива. В технических анализах топлива содержание золы дается обычно в процентах на сухую

Массу (.Ас%).

Сера топлива состоит из органи­ческой (50рг) и колчеданной (5^) серы.

Органическая сера связана с горючими элементами топлива в виде сложных ор­ганических соединений. Колчеданная сера входит в состав топлива в виде колче­дана (РеБа).

Органическая и колчеданная ‘сера яв­ляется летучей серой, участвующей в го­рении. Кроме летучей серы, в топливе возможно присутствие сульфатной серы

Входящей в состав золы в виде солей серной кислоты (Са304, РеЭ04 и др.).

Принято считать балластом рабочего топлива (Б) сумму:

* Б=АР+У/Р%.

Горючей массой условно называется безводный и без - зольный состав топлив, т. е. состав, выражаемый суммой:

Сг 4- Нг + О2 + Л/* 4- = 100 %.

Условно все содержание серы отнесено к горючей массе, т. е.:

Если из горючей массы исключить серу, то остающийся со­став массы топлива называется органическим и выражается суммой:

С° + И° + 0° + № =100%.

Для запоминания состава различных масс топлива можно пользоваться следующей схемой, предложенной Всесоюзным теп­лотехническим институтом им. Ф. Э. Дзержинского:

Важно уметь, в частности для практических целей, произво­дить пересчеты состава топлива от одной массы топлива на другую.

Пусть задан состав горючей массы топлива в процентах по весу:

Сг + Нг Ог + /Уг + 5г = 10Ь%.

Пусть, кроме того, техническим аналогом определено содер­жание золы в сухой массе (Ас%) и влаги ^рабочей массе (1^;°/0).

Содержание золы в процентах по вёёу рабочей массы (Ар), будет меньше, чем А' оно подсчитывается по формуле:

АР = АЛ - -- (1)

Дчь ^ 100-л ^ ^ ;

Рабочая масса топлива отличается от горючей тем, что в ней

Содержатся еще зола и влага (Ар Уру, поэтому содержание

Остальных элементов в рабочей массе в процентах по весу опре­деляется путем умножения соответствующих величин состава го­рючей массы на множитель:

V юо ~~(ар ч - чур)

100

Таким образом, например:

СР Сг ию-Сл'+у*) (2)

100

Сумма полученных таким пересчетом значений: (Ср--Нр

5Р-гОР ^Р) и УРр) должна составить 100%.

Состав горючей массы топлива какого-либо определенного месторождения остается более или менее стабильным. В особен - ности это справедливо для антрацитов и каменных углей. Поэтому в эксплуатации, зная состав горючей массы данного топлива по стандарту или по химическому анализу, можно для каждой по* ступающей партии топлива подсчитать состав рабочей массы. Для этого достаточно произвести технический анализ пробы этого топлива, определив содержание золы и влаги, что можно выпол­нить в любой химической лаборатории.

Для правильной постановки эксплуатации теплового хозяй­ства необходимо следить за качеством поступающего топлива путем осуществления систематического контроля его химиче­ского состава.

В качестве примера в табл. 2 приведены результаты пере­счета состава различных масс антрацита марки АСШ, у которого:

Сг = 93,0%; Нг= 1,8%; 5г = 2,2%;

О* = 2,0%; N*=1,0%; Лс=18,2%; 10*= 5,5%.

Состав газообразного топлива задается в процентах по объ­ему в сухом состоянии. Сумма содержания азота и углекислоты е газообразном топливе является его балластом, т. е.:

* Б = Л^2+СО^% (по объему).

Весьма важной характеристикой твердого топлива является выход летучих веществ на горючую массу (Уг%). Если навеску измельченного топлива весом около 1 г поместить в закрытый крышкой фарфоровый тигель и подвергнуть нагреванию без до­

Ступа воздуха при температуре 850° С, то будет происходить сухая перегонка топлива. Нелетучий остаток в тигле, образую­щийся после удаления летучих, называется коксом (см. рис. 2). По разности между весом исходного вещества и весом нелету­чего остатка определяют выход летучих веществ; его обычно пересчитывают на горючую массу топлива. Значение выхода ле­тучих веществ до некоторой степени условно, так как оно зави­сит от температуры нагревания тигля, при которой производится сухая перегонка топлива.

Содержание летучих веществ в топливе обусловливает его поведение при сгорании. Топливо с большим выходом летучих веществ легче воспламеняется; его сгорание протекает более устойчиво. Процесс сгорания топлива с малым выходом летучих веществ сосредоточен преимущественно в слое топлива, лежа­щем на колосниковой решетке; это приводит к повышению тем­пературного уровня слоя топлива, вследствие чего создается воз­можность плавления золы и образования жидкого шлака, запол­няющего прозоры между колосниками.

Для оценки качества топлива немаловажное значение имеет плавкость его золы. Она характеризуется температурой жидко­плавкого состояния, а также температурами начала деформации и размягчения. Большая часть сортов отечественного топлива отличается сравнительно невысокой температурой жидкоплавкого состояния золы.