سوخت مایع و ویژگی های آن سوخت مایع و ویژگی های آن مفهوم، انواع و طبقه بندی هزینه های توزیع با استفاده از مثال اتحادیه مصرف کنندگان منطقه ای

سوخت یک ماده قابل احتراق است که جزء اصلی آن کربن است که برای تولید انرژی حرارتی هنگام سوختن استفاده می شود.

طبقه بندی. با توجه به وضعیت فیزیکی، سوخت می تواند جامد، مایع یا گاز باشد. کوره های ذوب شیشه با سوخت مایع و گاز کار می کنند.

تعدادی الزامات برای سوخت مورد استفاده برای کوره های ذوب شیشه اعمال می شود: هنگام سوزاندن، باید مقدار قابل توجهی گرما در واحد جرم یا حجم خود منتشر کند، نباید گازهای مضر برای سلامتی انسان و همچنین منفی منتشر کند. با تأثیر بر مواد جعبه های آتش و کوره ها، باید برای حمل و نقل و احتراق راحت باشد.

مشخصه اصلی سوخت ارزش حرارتی آن Q است. ارزش حرارتی سوخت مقدار گرمایی است که در طی احتراق کامل یک واحد جرم یا حجم سوخت (1 کیلوگرم سوخت مایع یا 1 متر مکعب سوخت گازی) آزاد می شود. ارزش کالری بر حسب kcal/kg یا kcal/m3 (در SI - kJ/kg، kJ/m3) اندازه‌گیری می‌شود.

ارزش حرارتی انواع مختلف سوخت بسیار متفاوت است - از 1000 تا 10000 کیلو کالری بر کیلوگرم.

سوخت بر اساس منشاء آنها به طبیعی و مصنوعی تقسیم می شود. دومی در نتیجه پردازش سوخت طبیعی به دست می آید. روی میز 3 طبقه بندی سوخت های صنعتی را نشان می دهد.

صنعت از سوخت جامد، مایع و گاز استفاده می کند. سوخت های طبیعی در سطح زمین یا در اعماق آن استخراج می شوند و مصنوعی هستند که از فرآوری سوخت های طبیعی به دست می آیند.

الزامات اصلی برای سوخت فن آوری عبارتند از: هزینه پایین تولید، هزینه حمل و نقل پایین، سهولت استفاده، امکان استفاده با راندمان بالا، محتوای کم ناخالصی های مضر.

انواع مختلف سوخت (جامد، مایع و گاز) با خواص عمومی و خاص مشخص می شوند. خواص عمومی سوخت شامل گرمای احتراق و رطوبت، خواص ویژه شامل میزان خاکستر، میزان گوگرد (محتوای گوگرد)، چگالی، ویسکوزیته و سایر خواص است.

گرمای احتراق- مقدار حرارتی که در هنگام احتراق کامل 1 کیلوگرم یا 1 متر مکعب سوخت آزاد می شود. ارزش انرژی سوخت در درجه اول با ارزش حرارتی آن تعیین می شود.

مقادیر کالری بالاتر و پایین تری وجود دارد. ارزش حرارتی کمتر با ارزش حرارتی بالاتر در مقدار حرارت صرف شده برای تبخیر رطوبت موجود در سوخت و ایجاد شده در طی احتراق هیدروژن متفاوت است. ارزش حرارتی کمتر برای محاسبه نیاز به سوخت و هزینه آن در هنگام تنظیم ترازهای حرارتی و تعیین راندمان تاسیسات با استفاده از سوخت در نظر گرفته می شود. هنگام مقایسه انواع مختلف سوخت، از مفهوم سوخت مرجع استفاده می شود که با ارزش حرارتی کمتر 29 MJ/kg مشخص می شود.

رطوبت(رطوبت) سوخت به دلیل افزایش مصرف حرارت برای تبخیر رطوبت و افزایش حجم محصولات احتراق (به دلیل وجود بخار آب) از ارزش حرارتی آن می کاهد.

محتوای خاکستر- مقدار خاکستر تشکیل شده در طی احتراق مواد معدنی موجود در سوخت. مواد معدنی موجود در سوخت به دلیل کاهش محتوای اجزای قابل احتراق (دلیل اصلی) و افزایش مصرف گرما برای گرم کردن و ذوب توده معدنی باعث کاهش ارزش حرارتی آن می شود.

محتوای گوگرد(محتوای گوگرد) به عامل منفی سوخت اشاره دارد، زیرا احتراق آن گازهای دی اکسید گوگرد تولید می کند که جو را آلوده کرده و فلز را از بین می برد. علاوه بر این، گوگرد موجود در سوخت تا حدی به فلز ذوب شده و مذاب شیشه جوش داده شده عبور می کند و کیفیت آنها را کاهش می دهد. به عنوان مثال، برای ذوب شیشه های کریستال، نوری و سایر شیشه ها، نمی توانید از سوخت حاوی گوگرد استفاده کنید، زیرا گوگرد به طور قابل توجهی خواص نوری و رنگ شیشه را کاهش می دهد.

ترکیب سوخت. سوخت انواع مختلف، رسوبات و معادن در ترکیب آن متفاوت است. هنگام در نظر گرفتن سوخت جامد و مایع، مرسوم است که بین اجزای زیر تمایز قائل شوید: کربن، هیدروژن، گوگرد، اکسیژن، نیتروژن، خاکستر و رطوبت. در رابطه با سوخت گازی، ترکیب عمدتاً به این صورت درک می شود: مونوکسید کربن، هیدروژن، متان، اتان، پروپان، بوتان، اتیلن، بنزن، سولفید هیدروژن و غیره. اکسیژن و نیتروژن موجود در سوخت به عنوان بالاست آلی داخلی طبقه بندی می شوند. سوخت و خاکستر و رطوبت - به بیرون.

ترکیب سوخت جامد و مایع به صورت درصد جرمی، گازی - به صورت درصد حجمی بیان می شود.

سوخت جامد و مایع از اجزای قابل احتراق و غیر قابل احتراق تشکیل شده است. بخش قابل احتراق سوخت شامل کربن، هیدروژن، اکسیژن، نیتروژن و گوگرد است. اکسیژن و نیتروژن نمی سوزند. آنها به طور مشروط در ترکیب جرم قابل احتراق گنجانده می شوند. بنابراین، بخش قابل احتراق سوخت را جرم قابل احتراق معمولی می نامند. بخش غیر قابل احتراق سوخت - بالاست - از رطوبت و خاکستر تشکیل شده است. جرم آلی سوخت از کربن، اکسیژن و نیتروژن تشکیل شده است.

سوخت به شکلی که برای احتراق وارد کوره کوره می شود سوخت کار نامیده می شود. با توجه به این واقعیت که میزان رطوبت آن می تواند به طور گسترده ای متفاوت باشد، ترکیب سوخت اغلب با جرم خشک آن مشخص می شود.

برای نشان دادن ترکیبی که محتوای یک عنصر خاص در سوخت به آن اشاره دارد، از شاخص های o، g، c و p استفاده می شود که بر این اساس خوانده می شود: o - جرم آلی. g - جرم قابل احتراق؛ ج - سوخت خشک؛ r - سوخت کار. به عنوان مثال، CO محتوای کربن در مواد آلی است. Sr محتوای گوگرد در جرم مشروط قابل احتراق است. Ac - محتوای خاکستر در سوخت خشک؛ Wp میزان رطوبت موجود در سوخت کار می باشد.

سوختماده ای قابل اشتعال است که هنگام سوختن مقدار قابل توجهی گرما آزاد می کند که مستقیماً در فرآیندهای تکنولوژیکی و گرمایش استفاده می شود یا به انواع دیگر انرژی تبدیل می شود.

سوخت های با منشا آلی بر اساس حالت تجمع آنها به جامد، مایع و گاز (گاز) تقسیم می شوند.

سوخت های آلی بر اساس منشاء آنها به طبیعی (طبیعی) و مصنوعی تقسیم می شوند که با روش های مختلف به دست می آیند.

جدول 1.1

طبقه بندی سوخت های فسیلی

بسته به ماهیت استفاده، سوخت آلی را می توان به انرژی (برای تولید انرژی حرارتی و الکتریکی) و صنعتی (برای تاسیسات و سیستم های تکنولوژیکی حرارتی با دمای بالا) تقسیم کرد. سوخت های انرژی و صنعتی نیز با عبارت «سوخت بویلر و کوره» تعریف می شوند.

1. ترکیب عنصری و مشخصات فنی سوخت آلی

سوخت آلی حاوی ترکیبات مختلفی از عناصر قابل احتراق و غیر قابل احتراق است. سوخت جامد و مایع حاوی مواد قابل اشتعال مانند کربن C، هیدروژن H، گوگرد فرار Sl و مواد غیر قابل احتراق - اکسیژن O، نیتروژن N، خاکستر است. آ، مرطوب دبلیو. گوگرد فرار از ترکیبات آلی S یا پیریت Sk تشکیل شده است: Sl = S op + S k مشخصه سوخت آلی است:

جرم کاری؛

وزن خشک؛

جرم قابل احتراق؛

توده آلی

گوگرد توده آلی حاوی پیریت نیست. شما می توانید ترکیب سوخت را از یک جرم به جرم دیگر با استفاده از ضرایب مناسب دوباره محاسبه کنید (جدول 1.2)

جدول 1.2

تبدیل ترکیب سوخت از یک جرم به جرم دیگر

جرم هدف	جرم مورد نیاز
	ارگانیک. آلی
ارگانیک. آلی

سوخت‌های گازی معمولاً در کسر حجمی به جرم خشک کاهش می‌یابند:

مهمترین مشخصات فنی سوخت عبارتند از: گرمای احتراق، بازده حرارتی، محتوای خاکستر و رطوبت، محتوای ناخالصی های مضر که ارزش سوخت را کاهش می دهد، بازده مواد فرار و خواص کک (غیر فرار). باقی مانده).

گرمای احتراق(ارزش حرارتی) سوخت - مقدار گرمای آزاد شده در طی احتراق کامل یک واحد جرم (kJ/kg) یا حجم (kJ/m3) سوخت. گرمای احتراق مشخصه ای است که مصرف سوخت را برای عملکرد تجهیزات مصرف کننده سوخت تعیین می کند. ارزش کالری سوخت بالاتر و کمتر است. هنگام طراحی دیگهای بخار و واحدهای تکنولوژیکی که از گرمای نهان تراکم بخار آب موجود در محصولات احتراق سوخت استفاده نمی کنند، محاسبات به طور سنتی مطابق با ارزش کالری کمترتوانایی هاسوخت

در مواردی که از گرمای نهان تراکم بخار آب به صورت واحد استفاده می شود، محاسبات شامل ارزش حرارتی بالاترسوخت

با دانستن ارزش گرمایشی بالاتر می توان ارزش گرمایشی کمتر سوخت را تعیین کرد

گرمای احتراق سوخت به صورت تجربی در گرماسنج بمب یا در کالریمتر گاز تعیین می شود. اصل کار کالریمترها بر این واقعیت استوار است که جرم یا حجم دقیق اندازه گیری شده سوخت را می سوزانند که گرمای آزاد شده آن به آب منتقل می شود که دمای اولیه و جرم آن مشخص است. با دانستن جرم آب و اندازه گیری افزایش دمای آن، میزان گرمای آزاد شده و گرمای احتراق سوخت تعیین می شود. با ترکیب سوخت شناخته شده، گرمای احتراق آن را می توان به صورت تحلیلی محاسبه کرد. گرمای کار کمتر احتراق سوخت جامد و مایع را می توان تقریباً با فرمول D.I تعیین کرد. مندلیف، kJ/kg

جایی که



- گرمای احتراق هر گاز موجود در سوخت، MJ/m 3 ;C متراچ n,H 2 S, CO, H 2 - محتوای گازهای جداگانه در سوخت، % vol.

گرمای احتراق گازهای جداگانه موجود در سوخت گازی در جدول آورده شده است. 1.3.

گرمای احتراق انواع مختلف سوخت در محدوده های بسیار وسیعی متفاوت است. برای مقایسه انواع مختلف سوخت هنگام تعیین میزان مصرف، ذخایر و مصرف سوخت، مفهوم سوخت مرجع معرفی شد. سوخت متعارف سوختی است که ارزش حرارتی کمتر آن برابر است س c.t = 29310 kJ/kg (7000 kcal/kg).

برای محاسبه مجدد مصرف هر نوع سوخت طبیعی به سوخت معمولی و بالعکس، از معادل حرارتی استفاده می شود که نسبت ارزش حرارتی کمتر جرم کاری سوخت طبیعی به ارزش حرارتی سوخت معمولی است.

.

سوخت های انرژی به عنوان مواد قابل اشتعال شناخته می شوند که استفاده از آنها برای تولید انرژی حرارتی و الکتریکی از نظر اقتصادی امکان پذیر است. سوخت ها بر اساس حالت تجمعشان به جامد، مایع و گاز تقسیم می شوند. بر اساس منشاء - طبیعی است که از بقایای منشا گیاهی و حیوانی در مدت زمان طولانی تشکیل شده است و مصنوعی که در نتیجه پردازش سوخت های طبیعی به دست می آید. اولین ها شامل زغال سنگ، نفت و گاز طبیعی است. دومی شامل کک، بریکت، ضایعات آماده سازی زغال سنگ، سوخت دیزل، نفت کوره، کوره بلند، کک و گازهای ژنراتور است.

سوخت از قطعات قابل احتراق و معدنی و رطوبت تشکیل شده است. ترکیب قسمت قابل احتراق شامل کربن C، هیدروژن H و گوگرد S است که در ترکیبات پیچیده با اکسیژن O و نیتروژن N قرار دارند. یکی از ویژگی های مهم سوخت گرمای احتراق است. گرمای احتراق - مقدار گرمای آزاد شده در طی احتراق کامل سوخت. بین مقادیر کالری کمتر و بالاتر تمایز گذاشته می شود.

کربن بخش اصلی سوخت است. هر چه بیشتر در ترکیب باشد، گرمای احتراق سوخت بیشتر می شود. محتوای کربن وزنی در سوخت های جامد از 25 (شیل و پیت) تا 70 درصد (آنتراسیت) متغیر است. هیدروژن در سوخت در مقدار کمی از 2-10٪ موجود است. گرمای احتراق آن 4 برابر بیشتر از کربن است. اکسیژن به شکل ترکیبات مختلف از جمله با عناصر قابل احتراق در سوخت گنجانده شده است که باعث کاهش گرمای آزاد شده در طی احتراق سوخت می شود. بنابراین، اکسیژن به عنوان بالاست سوخت طبقه بندی می شود. نیتروژن نیز به عنوان بالاست سوخت طبقه بندی می شود. محتوای آن کم است (در سوخت جامد تا 3٪ وزنی). در طی احتراق، بیشتر نیتروژن موجود در سوخت به اکسیدهای سمی N0 و N0* تبدیل می شود.

گوگرد، بسته به نوع ترکیبی که در آن گنجانده شده است، اگر با کربن، هیدروژن، نیتروژن و اکسیژن همراه باشد، به S0 آلی تقسیم می شود. پیریت SK - ترکیبی با آهن (معمولا پیریت آهن)؛ سولفات Sc، به شکل ترکیبات FeS04، MgS04، CaS04 یافت می شود. گوگرد که بخشی از ترکیبات آلی و پیریت است در فرآیند احتراق شرکت می کند و گرما آزاد می کند و دی اکسید گوگرد را تشکیل می دهد.

S02 و انیدریدهای سولفوریک S03. بنابراین، گوگرد آلی و پیریت اغلب قابل احتراق فرار نامیده می شود

گوگرد که بخشی از FeS04، MgS04، CaS04 و غیره است، نمی سوزد، بنابراین هنگام سوزاندن سوخت، سولفات ها عملا تجزیه نمی شوند. در سوخت جامد میزان گوگرد به 5% و در سوخت مایع 3.5% می رسد. وجود گوگرد در سوخت نامطلوب است، زیرا اکسیدهای S02 و S03 که در حین احتراق گوگرد در مجاورت رطوبت تشکیل می شوند، محلول هایی از گوگرد و اسید سولفوریک تولید می کنند که باعث خوردگی لوله های سطوح گرمایش محور همرفتی می شود. دیگ بخار و اثرات مضری بر محیط زیست دارند.

بخش معدنی سوخت به ناخالصی های غیر قابل احتراق اشاره دارد. تعداد آنها به منشا سوخت و فناوری استخراج آن بستگی دارد. ناخالصی‌های معدنی داخلی در هنگام تشکیل ذخایر زغال‌سنگ و ناخالصی‌های معدنی خارجی که هنگام استخراج آن از لایه‌های سنگی مجاور وارد سوخت می‌شوند، وجود دارد. ناخالصی های معدنی داخلی، بر خلاف ناخالصی های خارجی، به طور نسبتاً مساوی در سوخت توزیع می شوند و بنابراین عملاً نمی توانند از جرم قابل احتراق جدا شوند.

هنگامی که سوخت می سوزد، خاکستر A از ناخالصی های معدنی تشکیل می شود. مقدار خاکستر A در سوخت با مقدار باقیمانده جامد بدست آمده پس از سوزاندن نمونه سوخت از قبل خشک شده با جرم معین در بوته پلاتین و متعاقب آن کلسینه کردن به جرم ثابت در دمای 800 درجه سانتیگراد تعیین می شود. هنگام طراحی دیگهای بخار و در درجه اول جعبه های آتش آنها، ویژگی های دمایی ذوب پذیری خاکستر مهم است. این بستگی به ترکیب خاکستر و محیط گاز اطراف آن دارد. گداخت پذیری بر اساس دمای سه حالت خاکستر ارزیابی می شود: U - شروع تغییر شکل. t2 - شروع نرم شدن؛ t3 - حالت ذوب مایع:

برای جلوگیری از آلودگی سطوح گرمایشی واقع در پشت آتشدان، دانستن دمای انجماد خاکستر مهم است. به طور معمول این دما 50 درجه سانتیگراد زیر t2 است. هنگامی که سوخت در یک کوره در یک منطقه با دمای بالا می سوزد، ذوب جزئی یا کامل خاکستر رخ می دهد. مقداری از آن با محصولات احتراق از کوره خارج می شود. خاکستر باقیمانده که تا حدی تجزیه می شود، ذوب می شود یا به سرباره تبدیل می شود و سپس در حالت مایع یا جامد از کف کوره خارج می شود. تحت تأثیر دماهای بالا، اکسیدهای موجود در سرباره همراه با سایر مواد، ترکیبات چند جزئی را تشکیل می دهند و دمای ذوب سرباره با دمای ts حالت ذوب مایع خاکستر متفاوت است. در کوره های با حذف سرباره مایع، برای جریان آزاد سرباره از کوره، دمای آن باید بالاتر از دمای ts حالت گداز مایع خاکستر باشد. این دما را دمای /nz حذف معمولی سرباره مایع می نامند که با 22 تعیین می شود

ترکیب شیمیایی سرباره. به عنوان یک قاعده، = ta + (100-4-200) درجه سانتیگراد.

رطوبت W، مانند قسمت معدنی، بالاست سوخت است. گرمای احتراق آن را کاهش می دهد. علاوه بر این، بخشی از گرمای سوخت سوخته برای تبخیر آن مصرف می شود. رطوبت موجود در سوخت به خارجی و داخلی (هیگروسکوپی) تقسیم می شود. رطوبت خارجی در هنگام استخراج، حمل و نقل و ذخیره سازی سوخت وارد آن می شود. مقدار آن به طور گسترده ای از 1-40٪ متفاوت است. با خشک کردن سوخت می توان رطوبت خارجی را از سوخت خارج کرد. رطوبت داخلی هم با بخش آلی سوخت و هم با بخش معدنی مرتبط است. این شامل رطوبت کلوئیدی و هیدرات است. رطوبت کلوئیدی با سوخت ژل تشکیل می دهد. مقدار آن به ماهیت و ترکیب سوخت، محتوا/رطوبت موجود در هوای اتمسفر بستگی دارد. رطوبت هیدرات از نظر شیمیایی به ناخالصی های معدنی سوخت متصل می شود. محتوای آن کم است. هنگام خشک کردن سوخت، بخشی از رطوبت کلوئیدی تبخیر می شود، اما محتوای رطوبت هیدرات تغییر نمی کند.

سوخت‌های جامد مرطوب هنگام قرار گرفتن در معرض هوا رطوبت خود را از دست می‌دهند، در حالی که سوخت‌های خشک آن را به دست می‌آورند. این فرآیندها قبل از ایجاد تعادل بین فشار جزئی بخار آب در هوا و سوخت رخ می دهد. سوخت با رطوبت به دست آمده از این طریق هوا خشک نامیده می شود. اگر سوخت خشک در هوا در فشار اتمسفر تا دمای 105 درجه سانتیگراد گرم شود، تمام رطوبت سوخت عملاً حذف می شود. مقدار رطوبتی که از سوخت خشک شده در هوا حذف می شود، رطوبت رطوبتی WrH نامیده می شود.

ترکیب سوخت به شکلی که به نیروگاه حرارتی عرضه می شود، که به عنوان مجموعه ای از عناصر و اجزای جداگانه بیان می شود (بر حسب وزن برای سوخت جامد و مایع)، جرم کار سوخت نامیده می شود:

TOC o "1-3" h z cp + No. + Sp 4-Op + Np + Wp + Ap = 100%. (1)

اگر رطوبت خارجی و داخلی از سوخت حذف شود، توده خشک دارای ترکیب زیر است:

Cc-j-Hc-fSc + Oc-fNc+Ac = 100 o/0. (2)

با حذف خاکستر از توده خشک، یک توده سوخت قابل احتراق به دست می آوریم

Cr + Hr + Sr + Or-f No. = 100%. (3)

اگر گوگرد پیریت از توده قابل احتراق جدا شود، جرم باقیمانده سوخت را جرم آلی می نامند.

Cg + Ng + Og + No = 100٪. (4)

ترکیب توده های کاری و خشک یک سوخت، بسته به شرایط تولید و آب و هوا، می تواند در محدوده های نسبتاً گسترده ای متفاوت باشد. ترکیب جرم قابل احتراق سوخت ثابت است. بنابراین، برای انجام تبدیل به جرم خشک و کاری استفاده می شود. فرمول هایی برای محاسبه مجدد ترکیب، به عنوان مثال، از کار

2. ضریب تبدیل برای ترکیب سوخت جامد و مایع از یک جرم به جرم دیگر جرم هدف جرم مورد نیاز ارگانیک. آلی ارگانیک. آلی

توده های خشک به راحتی بدست می آیند، زیرا 1 کیلوگرم جرم کاری حاوی (100-Nr)/100 (کیلوگرم) جرم خشک سوخت است. از این رو،

CP + Нр + Sp + О" + Np + W" Н - А" _ 100 ~

C + ns -)- sc + os + ne + ac 100 - w" 100 100 "

چهارشنبه = CC(100- Wp)/100: HP = NS (100-Wp)/100

ضریب تبدیل (100 -Wp)/100 برای همه عناصر سوخت ثابت است. ضرایب تبدیل ترکیب سوخت جامد و مایع از یک جرم به جرم دیگر در جدول آورده شده است. 2.

اگر سوخت بدون دسترسی به هوا گرم شود، در نتیجه جداسازی حرارتی ترکیبات هیدروکربنی ناپایدار حاوی اکسیژن، مواد فرار آزاد می شود و یک باقیمانده جامد غیر فرار باقی می ماند. بازده مواد فرار و خواص باقیمانده جامد از ویژگی های حرارتی مهم سوخت جامد است.

بازده مواد فرار با کاهش جرم قابل احتراق سوخت زمانی که به مدت 7 دقیقه بدون دسترسی هوا در دمای 850 درجه سانتیگراد گرم می شود تعیین می شود و به عنوان درصد جرم قابل احتراق سوخت بیان می شود. ترکیبات فرار معمولاً شامل هیدروژن، هیدروکربن ها، مونوکسید کربن و دی اکسید کربن هستند. مقدار مواد فرار آزاد شده و دمای شروع انتشار آنها به سن سوخت بستگی دارد. هرچه بازده مواد فرار بیشتر باشد و دمایی که در آن شروع به رها شدن می‌کنند کمتر باشد، سوخت راحت‌تر مشتعل می‌شود. بیشترین بازده مواد فرار و بالاترین - 24

سوخت‌های جوان دمای پایین‌تری دارند که در آن شروع به ظهور می‌کنند: برای ذغال سنگ نارس Vr„ = 70٪، * خروجی = 100-g - PO ° C. برای زغال سنگ قهوه ای. Utya = « 40-1-65%; W 130-170 درجه سانتیگراد.

باقیمانده جامدی که پس از آزاد شدن مواد فرار از سوخت باقی می ماند، می تواند به صورت کیک، کمی کیک و پودری باشد. فقط برخی زغال‌ها پسماند متخلخل متراکمی با تعداد زیادی منافذ به نام کک تولید می‌کنند.

گرمای احتراق سوخت به صورت تجربی تعیین می شود. مقدار گرمای آزاد شده به وضعیت نهایی محصولات احتراق و به ویژه به وضعیت تجمع رطوبت (به شکل بخار یا آب) بستگی دارد. در این راستا بین Qb بالاتر و ارزش حرارتی کمتر تمایز قائل شد.

تفاوت Qjj و Ql در این است که اولی گرمایی را که در حین تراکم بخار آب آزاد می شود (رطوبت محصولات احتراق به صورت آب است) در نظر می گیرد و دومی این گرما را در نظر نمی گیرد. از آنجایی که دمای محصولات احتراق در دیگ بخار بسیار بالا است و تراکم بخار آب رخ نمی دهد، گرمای صرف شده برای تبخیر رطوبت از بین می رود. بنابراین در محاسبات حرارتی از ارزش حرارتی کمتر سوخت کار استفاده می شود. اگر Qb شناخته شده باشد، = Ql - 25.2 (Wp/100 + 9H7I00)،

جایی که 25.2 (Wp/100 +9№/100) مقدار گرمای صرف شده برای تبخیر رطوبت (Wp/SO) موجود در سوخت و آب (9НР/100) است که در طی احتراق هیدروژن تشکیل شده است، kJ/kg.

25.2 MJ/kg مقدار گرمای نهان تبخیر آب در فشار 0.1 مگاپاسکال است.

در غیاب داده های تجربی، یک مقدار تقریبی برای سوخت جامد و نفت کوره را می توان با استفاده از فرمول پیشنهادی D.N. Mendeleev پیدا کرد.

QS = 0.339CP + 1.03HP - 0.109 (یا - Sp) - 0.259WP.

برای مقایسه سوخت های مختلف از مفهوم سوخت معمولی استفاده می شود، یعنی سوختی که ارزش حرارتی آن برابر است با

29.3 MJ/kg مفهوم سوخت معادل هنگام تعیین منابع سوخت مختلف، مقایسه مصرف سوخت خاص در واحد انرژی تولید شده و انجام محاسبات فنی و اقتصادی استفاده می شود. هنگام ارزیابی مقایسه ای کیفیت سوخت، استفاده از ویژگی های سوخت های کاهش یافته به کمترین ارزش حرارتی % kg/MJ راحت است:

Wn = Wp/Qp„; Ap = Ap/Qp; Sn = SP/QH-

ویژگی های داده شده سوخت های Wn، A" و S" نشان می دهد که چه مقدار رطوبت، خاکستر و گوگرد معادل 1 مگا ژول ارزش حرارتی کمتر، بر حسب درصد جرم کاری سوخت است. بسته به رطوبت داده شده، سوخت ها عبارتند از: رطوبت کم با W" = 0.7٪ - کیلوگرم / MJ، رطوبت متوسط ​​با Wn = 0.7h - 1.89٪ کیلوگرم / MJ، رطوبت بالا با Wn> 1.89٪■■ کیلوگرم / MJ.

سوخت جامد با سایندگی مشخص می شود - توانایی در هنگام تماس با مواد دیگر باعث سایش ماده دوم می شود که به میزان گوگرد پیریت و خاکستر موجود در آن و ترکیب آن بستگی دارد. این مشخصه سوخت برای انتخاب تجهیزات برای سیستم آماده سازی گرد و غبار مهم است.

سختی سوخت جامد و مقاومت آن در برابر خرد شدن (سنگ زنی) با ضریب توانایی سنگ زنی &lo (نسبت انرژی مصرفی ویژه صرف شده برای آسیاب آنتراسیت به مصرف انرژی ویژه مورد نیاز برای آسیاب سوخت مورد نظر) مشخص می شود. هر چه سوخت نرم تر باشد، مقدار kno بزرگتر است. این نشانگر سوخت هنگام طراحی سیستم های آماده سازی گرد و غبار و اول از همه هنگام انتخاب نوع و بهره وری تجهیزات سنگ زنی در نظر گرفته می شود.

چگالی سوخت جامد (بر حسب کیلوگرم بر متر مکعب) به عنوان یکی از مشخصه های آن، به طور گسترده در محاسبات سیستم های بارگیری، ذخیره سازی و تامین سوخت به سیستم های آماده سازی گرد و غبار استفاده می شود. چگالی ظاهری و توده ای وجود دارد. چگالی ظاهری به جرم در واحد حجم یک قطعه سوخت با منافذ داخلی پر از هوا و رطوبت اشاره دارد. چگالی ظاهری جرم سوخت موجود در یک واحد حجم پر از تکه های سوخت است، یعنی حجم هوای بین قطعات سوخت را نیز در نظر می گیرد.

سوخت های جامد فسیلی به ذغال سنگ نارس، زغال سنگ قهوه ای، زغال سنگ سخت و آنتراسیت تقسیم می شوند. ذغال سنگ نارس از نظر زمین شناسی جوانترین سوخت جامد است. با درجه پایین تجزیه بقایای آلی و حرارت نسبتاً کم احتراق، محتوای بالای مواد فرار (VL و 70٪)، هیدروژن (Nr = 5h-6٪)، اکسیژن (Og> 30٪) و نیتروژن (Nr = 2-^ 2.5%) با رطوبت و رطوبت بسیار بالا مشخص می شود (Wp = 35-=-60%).

زغال‌های قهوه‌ای (درجه B) شامل زغال‌هایی با ارزش حرارتی بالاتر جرم کاری بدون خاکستر Q|l00/(l00 - Ar) است.< < 23,9 МДж/кг. По геологическому происхождению они близки к торфу. В бурых углях достаточно велико содержание летучих (К = 65-М0 %), водорода (Нг = 4-f-6,5 % и более) и кислорода (Ог = 15ч-30 %). Они отличаются высокой гигроскопичностью и влажностью, содержание углерода достаточно велико (Сг = = 55-^78 %), а количество слаборазложившихся растительных остатков мало. По влажности бурые угли классифицируют: Б1 - с влажностью более 40 %; Б2 - с влажностью 30-40 % и БЗ - с влажностью менее 30 %.

; زغال‌های سخت شامل زغال‌هایی با 100/(100 - Ar) > > 23.9 MJ/kg است. آنها با محتوای کربن بالا (75-97٪)، چگالی و ارزش حرارتی مشخص می شوند. با افزایش محتوای کربن، نسبت اکسیژن، هیدروژن و مواد فرار در سوخت کاهش می یابد. با بازده فرار، با در نظر گرفتن توانایی 26

هنگام تف جوشی باقیمانده جامد، طبقه بندی زیر از زغال سنگ اتخاذ می شود: شعله بلند (D)، گاز (G)، چربی گاز (GZh)، چرب (Zh)، چربی کک (KZh)، کک (K)، تف جوشی غنی شده (OS)، کم جوش (SS)، لاغر (T). همانطور که از زغال سنگ درجه D به T حرکت می کنیم، عملکرد فرار از 36٪ یا بیشتر (D) به 9-17٪ (T) و رطوبت به ترتیب از 14 به 5٪ تغییر می کند.

نیمه آنتراسیت ها (PA) و آنتراسیت ها (A) شامل زغال سنگ با QE 100/(100 - Ap) > 23.9 MJ/kg و بازده فرار کمتر از 9٪ هستند 0.6٪ ساعت، 0.8-f-l، 3٪ Nr، 2.2-5٪ یا، 0.64-0.9٪ Sr.

نیمه آنتراسیت دارای عملکرد فرار بیش از 5 درصد و ارزش حرارتی بالاتر از آنتراسیت است. PA و A سوخت های درجه بالا هستند. ضایعات آنها در بویلرهای انرژی استفاده می شود.

با توجه به اندازه قطعات به دست آمده در حین استخراج، زغال سنگ به صورت زیر طبقه بندی می شود: دال (P)، بزرگ (K)، مهره (O)، کوچک (M)، دانه (S)، قطعه (W) و معمولی (R). ). اندازه قطعات زغال سنگ از کلاس K تا کلاس W از 50-100 به 6-13 میلی متر کاهش می یابد. در کلاس W، قطعات زغال سنگ کوچکتر از 6 میلی متر و در کلاس P، اندازه قطعات نامحدود است و می تواند 0-200 (300) میلی متر باشد. روی میز جدول 3 ویژگی های سوخت جامد را از برخی ذخایر نشان می دهد.

سوخت مایع با ویسکوزیته معمولی و نقطه ریزش و اشتعال مشخص می شود. ویسکوزیته شرطی معمولاً با درجات معمولی (RC) بیان می شود. به عنوان نسبت زمان جریان یک حجم معین (2-10-4 متر مکعب) سوخت مایع به زمان جریان همان حجم آب در دمای 20 درجه سانتیگراد تعریف می شود.

ویسکوزیته اسمی سوخت انرژی مایع (روغن سوخت) معمولاً در برچسب گذاری آن درج می شود. بنابراین، اعداد بعد از حرف M در مارک های نفت کوره (به عنوان مثال، M 40 و M 200) ویسکوزیته مشروط در دمای 50 درجه سانتیگراد (به ترتیب 40 و 200 درجه VU) است. ویسکوزیته شرطی به شدت به دما بستگی دارد:

°VU، = °VUBO (50/g)p،

جایی که °Byj ویسکوزیته مشروط سوخت مایع در دمای °ВУ50 ویسکوزیته مشروط در t = 50 °C است. n یک توان بسته به مقدار °VU50 است.

در زیر مقادیر ویسکوزیته شرطی °ВУ50 در صفحات مختلف آورده شده است

"VUy.......................................... 2 5 10 15 20

من. ................................................ 1.8 2.3 2.6 2.75 " 2.86

برای اتمیزه کردن با کیفیت بالا و حمل و نقل مطمئن سوخت مایع از طریق خطوط لوله، ویسکوزیته آن نباید از 2-3 درجه VV تجاوز کند. برای تحقق این شرط، پیش گرم کردن سوخت ضروری است. دمای گرمایش نفت کوره به برند آن بستگی دارد و 80-140 درجه سانتیگراد است.

3. مشخصات سوخت جامد سپرده سوخت ترکیب اولیه (جرم کاری)، % دونتسک کوزنتسکوئه کاراگاندا اکیباستوزکوئه Podmoskovnoe بابایفسکوئه کیزلوفسکوئه چلیابینسک، کانسکو-آچینسکوئه نازاروفسکوئه ایرشا-بورودین- آزیسکوئه

نقطه ریزش حداقل دمایی است که در آن یک مایع سیالیت خود را از دست می دهد و تخلیه و پمپاژ آن غیرممکن می شود. برای نفت کوره، این دما بستگی به مارک دارد و 5-25 درجه سانتیگراد است.

نقطه اشتعال دمایی است که در آن بخارات سوخت مایع مخلوط با هوا در تماس با شعله مشتعل می شود. برای نفت کوره، نقطه اشتعال 80-140 درجه سانتیگراد است. هنگامی که سیستم گرمایش نفت کوره باز است، دمای آن باید 10-15 درجه سانتیگراد کمتر از نقطه اشتعال باشد.

سه گرید نفت کوره به عنوان سوخت مایع مصنوعی در دیگهای بخار استفاده می شود: M40، Ml00 و M200 - باقیمانده سنگین از تقطیر روغن که پس از جداسازی بخش های سبک از آن (بنزین، نفت سفید، لگرون و غیره) به دست می آید. نفت کوره سوختی کم خاکستر و تقریباً بی آب است. بر اساس محتوای ترکیبات گوگردی و ویسکوزیته آن طبقه بندی می شود. بر اساس مقدار ترکیبات حاوی گوگرد، نفت کوره به کم گوگرد (Sc) تقسیم می شود.< 0,5 %), сернистый (Sc = 0,5-2 %) и высокосернистый (Sc >2 درصد. "جهت های اصلی توسعه اقتصادی و اجتماعی اتحاد جماهیر شوروی برای 1986-1990 و برای دوره تا سال 2000" نشان دهنده نیاز به کاهش قابل توجه استفاده از نفت کوره به عنوان سوخت، در درجه اول در نیروگاه های حرارتی است.

سوخت گازی مخلوطی از قابل اشتعال (هیدروژن H2، هیدروکربن های متان، هیدروکربن های سنگین CHa، سولفید هیدروژن H2S و مونوکسید کربن CO)، مقدار کمی از گازهای غیر قابل اشتعال (اکسیژن Oa، نیتروژن Na، دی اکسید 28) است.

	درجه حرارت		خروجی فرار	گرمای احتراق	ضریب هموارسازی - ospo - ability - sti cl0	حجم هوا و احتراق در a	محصولات = 1 متر "/ کیلوگرم

کربن C02 و بخار آب H20). ترکیب آن به صورت ترکیبات تشکیل دهنده آن (در درصد حجم) نوشته شده است. تمام محاسبات بر اساس حجم واحد گاز خشک گرفته شده در شرایط عادی (فشار 0.1 مگاپاسکال و دمای 20 درجه سانتیگراد) انجام می شود.

СН4 + С2Нв + С3Н8 + ■ ■+ Н2 + H2S + CO + N2 + С02 +

گرمای احتراق سوخت گازی در شرایط عادی و میزان شناخته شده گازهای موجود در ترکیب آن است

QM = 0.01

هنگامی که سوخت به طور طبیعی در دمای اتاق خشک شود، رطوبت خارجی از آن خارج می شود. کاهش وزن سوخت زمانی متوقف می شود که بین فشار بخار آب در سوخت و فشار جزئی بخار آب در هوای اطراف تعادل برقرار شود.

رطوبت داخلی به دلیل وجود نیروهای مویرگی در منافذ سوخت حفظ می شود و تنها با حرارت دادن سوخت از آن خارج می شود. در یک کابینت خشک کن تا دمای 105 0 درجه سانتیگراد. میزان رطوبت داخلی در سوخت جامد به 10٪ می رسد. با این حال، رطوبت کل یافت شده در این روش کمتر از رطوبت واقعی در سوخت است، زیرا تعدادی از سوخت های جامد حاوی رطوبت تبلور یا هیدراتاسیون مرتبط با برخی از اجزای معدنی سوخت هستند: خاک رس، سیلیکات ها، مواد آلی. این رطوبت فقط در دمای 800 درجه سانتیگراد از سوخت خارج می شود.

وجود رطوبت در سوخت بر کیفیت آن و در نتیجه عملکرد دیگ تأثیر منفی می گذارد، زیرا رطوبت باعث کاهش میزان مواد قابل اشتعال در سوخت و البته کاهش گرمای آزاد شده در حین احتراق آن می شود. علاوه بر این، بخشی از گرما به سمت تبخیر رطوبت می رود و سپس همراه با بخارات کارخانه دیگ خارج می شود و کارایی آن را کاهش می دهد. همچنین باید توجه داشت که دشواری احتراق سوخت حاوی رطوبت باعث افزایش حجم گازهای دودکش می شود که به نوبه خود مصرف انرژی اگزوزهای دود را افزایش می دهد. در دمای پایین گازهای دودکش، وجود بخار آب در آنها باعث خطر تراکم دومی و وقوع خوردگی سطوح حرارتی فلزی و دودکش ها می شود.

خاکسترپسماند جامد غیر قابل احتراق حاصل از تکمیل تبدیلات در بخش معدنی سوخت در حین احتراق آن خاکستر نامیده می شود. آزاد شدن قسمت گازدار ناخالصی ها باعث کاهش جرم خاکستر نسبت به ناخالصی های معدنی اولیه سوخت می شود و برخی واکنش ها مثلاً اکسید شدن پیریت های آهن منجر به افزایش آن می شود. به طور معمول، جرم خاکستر کمی کمتر از جرم ناخالصی های معدنی در سوخت است، تنها در شیل های نفتی به دلیل تجزیه کربنات های خاکستر موجود در آنها.

در مقایسه با جرم ناخالصی های معدنی به طور قابل توجهی کمتر به دست می آید.

هیچ خاکستری در سوخت اصلی وجود ندارد و در نتیجه احتراق سوخت به عنوان پسماند خشک به وجود می آید. در سوخت های جامد، میزان خاکستر از 2% تا 60% در سوخت های مایع و گاز، بسیار کم است.

خاکستر مخلوطی از مواد معدنی مختلف است که در سوخت به دام افتاده است. خاکستر به سه نوع تقسیم می شود. اولیهخاکستر به صورت نمک های محلول همراه با آب خاک وارد ماده منشا – چوب – شده و به طور مساوی در آن پخش می شود. ثانویخاکستر همچنین از خارج با آب های زیرزمینی یا در نتیجه فرآیندهای تشکیل کوه که در دوران ماقبل تاریخ رخ داده است وارد سوخت می شود. هر دو نوع این خاکستر را نمی توان از سوخت جدا کرد. دوره سومخاکستر ناخالصی تصادفی به شکل سنگ است که در حین استخراج سوخت گرفته شده و در نتیجه غنی سازی از آن جدا می شود.

در محفظه احتراق در دمای بالا، بخشی از خاکستر ذوب می شود،

تشکیل محلولی معدنی به نام سرباره. سرباره به صورت مایع یا دانه ای از کوره خارج می شود. برای ارزیابی میزان آلودگی توده قابل احتراق سوخت، میزان خاکستر به جرم خشک آن مربوط می شود و آن را به صورت درصد بیان می کند. مقدار خاکستر با سوزاندن یک نمونه سوخت از قبل خشک شده با جرم معین در بوته پلاتین و کلسینه کردن به جرم ثابت (سوخت جامد در دمای 25±800 درجه سانتیگراد و سوخت مایع در دمای 500 درجه سانتیگراد) تعیین می شود. میزان خاکستر سوخت از کسری درصد در نفت کوره و چوب تا 60-40 درصد در شیل متغیر است.

خاکستری که در طی احتراق سوخت در دماهای بالا و زمان ماند کوتاه در محفظه احتراق ایجاد می شود، از نظر ترکیب شیمیایی و کانی شناسی با خاکستری که هنگام تجزیه و تحلیل محتوای خاکستر با سوزاندن سوخت در شرایط آزمایشگاهی تشکیل می شود، متفاوت است.

از ویژگی های مهم خاکستر می توان به ویژگی های سایندگی و قابلیت ذوب آن اشاره کرد. خاکستر بسیار ساینده باعث سایش شدید سطوح گرمایش همرفتی ژنراتورهای حرارتی می شود.

گداخت پذیری خاکستر با حرارت دادن در یک کوره مخصوص در یک محیط گاز نیمه کاهنده، یک هرم مثلثی با ابعاد استاندارد با ارتفاع 13 میلی متر و طول لبه پایه 6 میلی متر، ساخته شده از نمونه خرد شده خاکستر آزمایش شده تعیین می شود. GOST 2057-49).

ویژگی های ذیل ذوب خاکستر متمایز می شود:

t 1 دمایی است که در آن تغییر شکل شروع می شود، که در آن هرم خم می شود یا بالای آن گرد می شود.

t 2 - دمای شروع نرم شدن که در آن بالای هرم است

به سمت پایه خود کج می شود یا هرم به یک توپ تبدیل می شود.

t 3 - دمای شروع حالت ذوب مایع که در آن هرم

روی پایه پخش می شود.

t 0 - دمای آغاز حالت مایع واقعی، که در آن مذاب

سرباره از قوانین نیوتن در مورد جریان واقعی سیال پیروی می کند.

با توجه به ویژگی های همجوشی خاکستر، زغال سنگ بخار به سه گروه تقسیم می شود: با خاکستر گداخت پذیر t 3<1350 °С, с золой средней плавкости

1350< t 3 <1450 °С и с тугоплавкой золой t 3 >1450 درجه سانتی گراد

وجود خاکستر در سوخت به میزان قابل توجهی ارزش آن را کاهش می دهد و باعث ایجاد مشکل در روند احتراق آن می شود. خاکستر بادی که به دودکش های واحد دیگ بخار منتقل می شود سطوح گرمایشی را ساییده و آلوده می کند و ضریب انتقال حرارت را بدتر می کند. خاکستر و سرباره ته نشین شده در واحدهای دیگ بخار نیاز به اقدامات خاصی برای حذف آنها دارد.

کربن. کربن یکی از ضروری ترین اجزای هر سوخت است و در حالت آزاد در ترکیب آن گنجانده نمی شود، بلکه به صورت ترکیبات آلی پیچیده با هیدروژن، اکسیژن، گوگرد و نیتروژن است. کربن خالص هنگام سوزاندن 8130 کیلوکالری بر کیلوگرم (34.4 مگاژول بر کیلوگرم) آزاد می کند و منبع اصلی ارزش حرارتی سوخت است. محتوای کربن در برخی از سوخت های جامد به 95 درصد می رسد.

هیدروژن. یکی دیگر از اجزای مهم سوخت هیدروژن است که محتوای آن در جرم قابل احتراق سوخت جامد و مایع بین 2 تا 10 درصد است. مقدار زیادی هیدروژن در گاز طبیعی، نفت کوره و شیل نفتی، کمتر از همه در آنتراسیت وجود دارد. از نظر ارزش حرارتی، هیدروژن تقریباً 4 برابر بیشتر از کربن است و گرمای احتراق آن به بخار آب 10.8 MJ/m3 (2579 kcal/m3) است.

گوگرد. محتوای گوگرد در سوخت جامد، به استثنای شیل، کم است. هنگام سوزاندن، گوگرد مقدار کمی گرما آزاد می کند. سه نوع گوگرد در سوخت وجود دارد. گوگرد آلی S 0 و پیریت Sk به اصطلاح را تشکیل می دهند فرار قابل اشتعالگوگرد:

S l = S 0 + Sk [%]

سومین نوع گوگرد، گوگرد سولفات - Sa است که قبلاً اکسید شده است و بنابراین نمی تواند گرما را آزاد کند، در نتیجه به صورت ترکیبات معدنی با آهن و کلسیم در خاکستر سوخت قرار می گیرد. کل محتوای گوگرد در سوخت است

Sob = Sl + Sa [%]

گوگرد آلی بخشی از ترکیبات پیچیده سوخت آلی با مولکولی بالا است. گوگرد پیریت ترکیبات آن با فلزات، اغلب با آهن (FeS_2 - پیریت آهن) است و در بخش معدنی سوخت گنجانده شده است. گوگرد آلی و پیریت Sl _ در طی احتراق سوخت اکسید شده و گرما آزاد می کند. گوگرد سولفات به شکل سولفات های CaS0 4 و FeS0 4 وارد بخش معدنی سوخت می شود و بنابراین در طی فرآیند احتراق تحت اکسیداسیون بیشتری قرار نمی گیرد. ترکیبات سولفات گوگرد در طی احتراق به خاکستر تبدیل می شود. جرم قابل احتراق سوخت شامل S o و Sk است که در طی احتراق سوخت به ترکیبات گازی SO 2 و در مقادیر کم به SO 3 تبدیل می شوند.

میزان گوگرد سوخت جامد معمولاً کم است. در نفت، گوگرد بخشی از ترکیبات غیر آلی در گازهای طبیعی است، گازهای مرتبط با برخی از میادین نفتی حاوی مقداری گوگرد به شکل سولفید هیدروژن H 2 S و دی اکسید گوگرد است. گاز دی اکسید گوگرد که در حین احتراق سوخت ایجاد می شود و به خصوص مقدار کمی دی اکسید گوگرد SO3 همراه آن باعث خوردگی قطعات فلزی مولدهای حرارتی شده و اطراف آن را مسموم می کند. به دلیل گرمای کم احتراق - 9.3 MJ/kg (2220 کیلو کالری بر کیلوگرم)، وجود گوگرد باعث کاهش گرمای احتراق سوخت می شود. بنابراین گوگرد یک ناخالصی مضر و نامطلوب در سوخت است.

نیتروژن و اکسیژنرجوع به بالاست سوخت داخلی شود. نیتروژن یک گاز بی اثر است. محتوای آن در سوخت جامد 1-2٪ است و در هنگام احتراق سوخت در حالت آزاد آزاد می شود.

محتوای اکسیژن در سوخت به طور گسترده ای متفاوت است و به 40٪ می رسد. به طور کلی پذیرفته شده است که تمام اکسیژن موجود در سوخت با هیدروژن همراه است و هنگامی که سوخت می سوزد، بخار آب تشکیل می دهند. علاوه بر این، اکسیژن هنگامی که با هیدروژن یا کربن موجود در سوخت ترکیب می شود، برخی از مواد قابل احتراق را به حالت اکسید شده تبدیل می کند و گرمای احتراق آن را کاهش می دهد. محتوای اکسیژن در چوب و ذغال سنگ نارس زیاد است. هنگام سوزاندن سوخت در اتمسفر هوا، نیتروژن اکسید نمی شود و به صورت آزاد به محصولات احتراق منتقل می شود.

برگشت