Типовые характеристики топлива

1. Углерод является главной составляющей горючей смеси. Удельная теплота сгорания углерода 33,65 МДж/кг, содержание углерода по горючей массе топлива составляет:

50 – 58% - дрова, торф

65 – 80% - бурый и каменный уголь

88 – 93% - антрациты

60 – 75% - сланцы

86 – 88% - мазут

Содержание углерода возрастает с возрастанием геологического возраста. Большое содержание углерода в топливе обуславливает его трудную воспламеняемость и горение коротким пламенем.

2. Вторым составляющим является водород. Удельная теплота его сгорания 142 МДж/кг, то есть в 4,2 раза больше удельной теплоты сгорания углерода. Содержание водорода уменьшается с возрастом твердого топлива. Наличие значительного количества водорода в топливе обуславливает выделение смешанных соединений дающих растянутое коптящее пламя. Содержанием водорода на горючую массу составляет

в мазуте 10 – 10,5%;

в дровах и торфе 6 – 6,2%;

в бурых и каменных углях 4 – 6%;

в антраците 2 – 2,4%.

3. Сера, содержащаяся в топливе, разделяется на органическую, колчеданную и сульфатную. Сера органическая и колчеданная при сгорании топлива выделяет SO₂ и SO₃, сера колчеданная составляет горючую и летучую смесь. Сера сульфатная в процессе горения не участвует и переходит в состав золы. Содержание серы в топливе не велико (2-3%). В бурых углях содержится 7-8%; в сланцах до 15%; в природных газах сера отсутствует. Небольшое количество серы присутствует в Оренбургском газе. В мазуте - 3% в виде химических соединений. Сера относится к вредным примесям, так как продукты её сгорания вызывают её коррозию металлических поверхностей в котлоагрегатах и другой аппаратуры. При попадании в атмосферу – загрязнение.

4. Кислород относится к негорючей части топлива. Он находится в химических соединениях с некоторыми горючими компонентами, поэтому его присутствие уменьшает горючую массу топлива.

5. Азот не участвует в горении, является инертной частью топлива, образует внутренний балласт топлива.

6. «Зола топлива» - твердый негорючий остаток, получающийся после сгорания топлива. Зола образуется в результате разложения и окисления минеральных примесей топлива. Различают первичную, вторичную и третичную золу. Первичная зола образуется из минеральных примесей, входящих в состав материнского вещества топлива и отложившихся в пластах в процессе образования топлива. Вторичная зола – это продукт выветривания и разложения пород. Попадает в топливо при добыче, хранении и транспортировке. Третичная зола – это пустая порода, захваченная при добыче угля.

Содержание золы или негорючего твердого остатка после сгорания в бурых и каменных углях в процентах от рабочей массы составляет 5 – 25%,

в торфе 5 – 7%,

в дровах 0,6%,

в мазуте 0,3%

в сланцах 40 – 60%.

При сжигании твердого топлива важное значение имеет свойство золы, к которым относится образивность и температурные характеристики плавкости. Различают температуру начала деформации золы, начала размягчения, начала жидкотекучего состояния золы. Наличие большого количества золы затрудняет эксплуатацию котлоагрегата, так как зола налипает на холодную поверхность котла и нарушает нормальный режим работы. Для сравнительных расчетов введено понятие, приведенной зональности (А). Для показателя А≤1% топливо считается малозольным, при А = 18,9 – 24% - большая зональность, при 1<А<18,9 – средняя зональность.

Влага – это балластная примесь топлива, так как уменьшает тепловую ценность исходного топлива, кроме того, часть теплоты, выделяемой топливом при сгорании, идет на испарение влаги. Различают влагу внешнюю и внутреннюю (гигроскопическая). К внешней относится влага, попавшая в топливо при добыче, хранении и транспортировке. Содержание такой влаги от нескольких до десятков процентов. Она легко устраняется подсушиванием.

Гигроскопическая влажность зависит от структуры топлива и связано с органическими веществами и минеральными примесями топлива. Применительно к твердому топливу, в топочной технике введено понятие «приведенная влажность», под которой понимают отношение влажности топлива к количеству низшей теплоты сгорания топлива (%). Если приведена влажность <3% - маловлажно; 3,89 – 8% - высоковлажно.