|
В зависимости от физического
состояния различают топливо:
твердое — уголь, дрова, торф, сланец;
жидкое — нефть, мазут, керосин и др.;
газообразное — природный газ, генераторный газ.
Выбор типа топлива производится на основании технико-
экономических расчетов. При этом учитывают топливные ресурсы района
строительства.
Вид топлива, имеющегося в районе строительства завода,
нередко определяет схему организации технологического процесса производства
портландцемента и организации предприятия в целом. Так, при использовании
угля для обжига клинкера применяют вращающиеся печи. Шахтные печи для такого
вида топлива непригодны. При использовании газообразного или жидкого топлива
отпадает необходимость организации сложных углеподготовительных установок и
т. д.
Состав топлива. Твердое и жидкое топливо состоит из
горючей и негорючей массы. Горючая масса включает сгорающую часть топлива и
обозначается Сг или Нг. Негорючая масса представляет собой влагу W и золу А и
называется балластом.
Органическую массу твердого топлива составляют углерод С,
водород Н, кислород О, азот N и органическая сера S0- Органическая масса дает
представление о топливе без примеси золы, серы и влаги, а также колчеданной
серы SK.
Для характеристики топлива применяют такие понятия, как
«сухая» и «рабочая» массы топлива. Сухая масса характеризует абсолютно сухое
топливо, например Ос илигЫс. Рабочая масса — это состояние топлива, в котором
оно поступает на сжигание, например Ар. Рабочая масса топлива служит наиболее
важной качественной характеристикой топлива и является исходной величиной для
теплотехнических расчетов.
Состав твердого и жидкого топлива выражается в процентах
по весу.
Газообразное топливо состоит из смеси различных горючих и
негорючих газов. Горючими являются окись углерода СО, водород Н2, метан СН4,
этилен С2Н4, этан С2Н6, сероводород H2S и др., а негорючими — азот N2,
углекислый газ С02 и влага.
Состав газообразного топлива выражается в процентах по
объему, а не по весу как для твердого и жидкого топлива. Содержание влаги в
газе выражается в граммах на 1 м3 сухого газа.
Основной характеристикой топлива независимо от его вида
служит теплотворная способность — количество килокалорий тепла, выделяемого
при сгорании 1 кг твердого и жидкого топлива или 1 м3 газа. Размерность этой единицы для твердого и жидкого топлива ккал/кг, а для газообразного —
ккал/м3-, обозначается теплотворная способность буквой Q.
В зависимости от того, к какой массе отнесена теплотворная
способность — горючей, органической или рабочей, различают:
теплотворную способность органической массы Q°;
теплотворную способность горючей массы Qr;
теплотворную способность рабочей массы Qp.
Влага, образующаяся при сгорании топлива, может учитываться
в продуктах горения в виде жидкости или пара. В связи с этим различают нижний
предел теплотворной способности QH, если влага учитывается в виде пара, и
верхний предел теплотворной способности QB, если влага учитывается в виде
жидкости. Низшая или высшая теплотворная способность относится также к
определенной массе, например к рабочей QE или Q£ и т. д.
Для того чтобы можно было сравнивать теплотворную
способность различных видов топлива, введено понятие условное топливо. Под
условным топливом понимают такое топливо, теплотворная способность которого
равна 7000 ккал/кг для твердого и жидкого топлива или 7000 ккал/м3 для
газообразного топлива. Топливо, которое сравнивают с условным, называется натуральным.
Одни виды топлива имеют теплотворную способность выше
условного топлива и являются высокоэффективными, например мазут; тепло!ворная
способность других — ниже условного топлива (бурые угли, сланцы).
При нагревании топлива без доступа кислорода воздуха
происходит возгонка топлива: оно разлагается на «летучие» вещества-— газы и
пары и твердый остаток — кокс. Летучие вещества состоят в основном из С02,
СО, Н2 и СН4. Кокс представляет собой чистый углерод С и небольшое количество
других составляющих топлива Н, О и N; зола топлива также остается в коксе.
Количество летучих веществ обозначается Лг и выражается в
процентах от веса топлива. Содержание летучих определяет характер горения
топлива. При высоком содержании летучих топливо горит длинным пламенем, и
такое топливо получило название «д л и н н о п л а м е н н о г о» (дрова,
торф). Топливо с малым содержанием летучих горит коротким пламенем и получило
соответственно название «короткопламенного» (антрацит).
Определение теплотворной способности топлива. Теплотворную
способность топлива определяют расчетным и опытным путем.
Рассчитать теплотворную способность твердого и жидкого
топлива можно по формуле Д. И. Менделеева
Определение теплотворной способности опытным путем
производят калориметрическим способом. Для этого берут калориметрическую
бомбу — металлический герметически закрывающийся сосуд — и помещают его в
другой сосуд с водой.
Затем в бомбу вводят навеску топлива 1—1,3 г, закрывают
крышку и через специальное отверстие в ней наполняют бомбу кислородом.
Топливо в бомбе поджигают электрической искрой. Образующееся при сгорании
топлива тепло через стенки бомбы начинает переходить в воду и нагревать ее.
По разности температуры воды после сгорания топлива и до
опыта рассчитывают количество тепла, образовавшегося при сгорании навески
топлива, и таким образом устанавливают теплотворную способность, приводя
полученное тепло к 1 кг топлива.
|