Системы теплоснабжения

Основы систем теплоснабжения. Работа, эксплуатация, расчет

Стратегический план развития Российской Федерации предусматривает развитие энергетической отрасли страны в целом. В составной части плана, в частности, представлено развитие энергетики по шести основным направлениям. В первом направлении предлагается интенсификация развития нефтяной промышленности, во втором-ускорение добычи природного газа для обеспечения экономической безопасности страны и развитие газовой инфраструктуры на внутреннем рынке.

Третье направление предусматривает развитие нефтехимической промышленности, то есть запуск в стране новых заводов по выпуску важной нефтехимической продукции. В РФ может быть освоено 4,8 млрд. долл. есть тонны запасов нефти. Он составляет около 3% от общего мирового запаса нефти, поэтому наша страна входит в десятку предыдущих государств с запасами нефти. В дальнейшем добыча нефти будет из года в год ускоряться, то есть объемы экспорта нефти будут постоянно превышать ее использование на внутреннем рынке. С этой точки зрения вклад теплоэнергетики в развитие нефтедобывающей отрасли значителен. Из нефти получают одно из основных видов топлива, применяемое в теплоэнергетике-мазут, дизельное топливо и др.

Знание и эффективное применение основных теплотехнических свойств нефтепродуктов является актуальной проблемой будущего теплоэнергетика. С этой точки зрения в учебном пособии рассмотрены состав, важнейшие характеристики органических топлив и различные технологические схемы применения топлива на предприятии.

Следующие три направления стратегического плана предлагают дальнейшее развитие электрической, атомной энергетики и внедрение приоритетных мер энергосбережения во всех отраслях промышленности. Программа развития электроэнергетической отрасли предусматривает сохранение страны в числе государств с низкой электроэнергией, снижение энергоемкости в производстве промышленной продукции, внедрение новых инвестиционных проектов в энергетическую отрасль. В настоящее время система производства электроэнергии республики работает в режиме, совместимом с центрально-азиатской энергетической системой. Устранение дефицита электроэнергии в южном регионе для независимости от центрально-азиатской системы-главный путь развития энергетической отрасли. Поэтому в ближайшее время необходимо запустить новую тепловую электростанцию, новое поколение генерации электроэнергии в направлении Север-Юг. С этой точки зрения в будущем всегда будут востребованы квалифицированные специалисты, хорошо владеющие работой энергетических установок, умеющие правильно определять технико-экономические показатели.

В учебном пособии рассмотрены источники энергии, совместно вырабатывающие электроэнергию и тепло, работа и основы систем теплоснабжения предприятий, жилых и общественных зданий. Учебное пособие дает основные знания о составе энергетической отрасли в целом, ее основных и вспомогательных звеньях, об эффективном использовании энергетического хозяйства.

Общий обзор энергетики

1.1 Основные понятия об энергетике

Под энергетикой или энергетическим хозяйством понимается производство, осуществляющее производство, переработку, преобразование, хранение, транспортировку, распределение и использование всех видов энергетических ресурсов.

В современном мире обработанная энергия используется в большинстве случаев в двух разных состояниях: в качестве электричества и в качестве тепла. Отдельные отрасли энергетики, производящие, преобразующие, распределяющие и использующие тепловую и электрическую энергию, называются теплоэнергетикой и электроэнергетикой.

В энергетике используются следующие пять основных типов установок:

а) генерирующие установки преобразуют потенциальную энергию природных энергетических ресурсов в электрическую или тепловую, либо в другой вид энергии (механическую), в некоторых случаях преобразуют в другой энергетический ресурс (например, компрессорные и газогенерирующие установки);

б) преобразующие установки-изменяют параметры или другие особенности данного вида энергии (например, трансформаторные подстанции, выпрямительные и инвертные электроустановки, тепловые трансформаторы);

в) энергоносители и распределительные установки (например, электрические, тепловые, газовые сети, нефтепроводы, сети сжатого воздуха);

г) накопительные установки – необходимые для частичного регулирования порядка производства энергии, удобного для пользователей( например, электрические, тепловые аккумуляторы, гидростанции водофондообразующих насосов).

д) пользовательские установки-они преобразуют энергию в состояние, необходимое конкретному пользователю (например, электрические двигатели машин, лампы, промышленные печи, нагревательные установки и т. д.).

Электро и теплоэнергетика имеет следующие важные особенности, присущие им:

— глубокое укоренение во всех сферах развития общества и жизнедеятельности личности;

— несоответствие территорий, на которых расположены центры производства и потребления энергии и источники энергетических ресурсов;

— количество потребления электроэнергии и тепла существенно меняется в течение часа, круглосуточно, в течение недели, в течение месяца, в зависимости от сезона года .

1.2 Энергетические ресурсы

Необходимо сформировать у обучающихся следующие основные понятия об энергетической отрасли.

Энергетический ресурс — это запас энергии, который можно производить или использовать на современном уровне развития техники.

Условное топливо — это понятие, используемое для сравнения эффективности функционирования и других показателей электростанций, использующих различные виды органического топлива. Два его вида угольный или нефтяной эквивалент топлива и 1кг условного топлива угольный эквивалент теплота сгорания принята равной 29,3 МДж.

Под топливным (энергетическим) балансом предприятия понимается система показателей, определяющих баланс доходов и расходов энергетических ресурсов, характеризующих их эффективное использование различными пользователями.

1.3 Топливный баланс ТЭС и промышленных предприятий, его структура

В настоящее время основная доля всей производимой электроэнергии и тепла производится на ТЭС. С этой целью тепловые электростанции сжигают очень большое количество природного топлива (уголь, мазут, газ), особенно угля. Например, Станция мощностью 4000 МВт сжигает 60000 тонн низкокачественного угля в сутки. Такое огромное количество топлива необходимо своевременно транспортировать на станцию, готовить его к сжиганию и непрерывно доставлять в паровые котлы. Поэтому знание топливного баланса ТЭС, его структуры и динамики развития — актуальный вопрос.

Природные энергетические ресурсы Земли в эту геологическую эпоху делятся на две группы, повторяющиеся и не повторяющиеся. К числу вторичных ресурсов относятся органические топлива уголь, нефть, газ, сланец, торф, а также разлагающиеся химические элементы уран, торий, геотермальная тепловая энергия, изотопы водорода и других элементов, необходимые для термоядерного синтеза.

Природные повторяющиеся энергетические ресурсы включают гидроэнергию рек, энергию солнечного света, растительность, морские и океанские волны и энергию ветра. Первенство ресурсов указанных ресурсов является. Вторичными ресурсами являются горячие газы (нефтезаводские, доменные газы) и другие промышленные отходы, выделенные из различных технологических процессов.

Запасы энергетических ресурсов в мире

Энергоресурсы (уголь, нефть, природный газ, уран и др.) имеют большую энергетическую мощность. Поэтому 90% ресурсов, используемых в ТЭС, промышленности, строительстве, сельском хозяйстве и быту, составляет этот энергетический ресурс. Энергетический ресурс органического топлива сосредоточен в угле и антрацитах. В настоящее время освоено 77% имеющихся на земле запасов каменного угля, а 23% запасов бурого угля. На долю стран СНГ, США и Китая приходится 89% всех запасов угля в мире. А все исследованные запасы угля в мире составляют 600-680 млрд. долл.т составляет условное количество топлива. Если использование угля ежегодно составляет 3,04 млрд. долл.т. е. его разведанные запасы на Земле могут закончиться в ближайшие 200-230 лет.

РФ обладает достаточными запасами угля — входит в десятку ведущих государств. Общие геологические запасы угля в нашей стране составляют 283 млрд. долл.

Запасы угля в открытых бассейнах и месторождениях составили 33,6 млрд. долл., в том числе 21,3 млрд. долл. каменные угли, 12, 3 млрд. бурые угли.

На основе использования угля в республике вырабатывается 78% электроэнергии, компенсируется 100% потребность коксохимической промышленности. Кроме того, только коммунально-бытовой сектор и 100% населения могут компенсировать потребность в тепле сжиганием угля.

Имеющиеся в РФ запасы природного газа 3,7 млрд. долл.куб.м. Составляет, из них 2,4 млрд.куб.м. В нефти или газе в растворенном состоянии, а 1,3 млрд.т. куб.м. В свободном газовом состоянии. Основная государственная политика в газовой сфере использование газа на внутреннем рынке и развитие газовой инфраструктуры. С этой целью в настоящее время строится магистральный газопровод. С его помощью природный газ с запада транспортируется в южные и западные регионы, также предусмотрена возможность экспорта остальной части потребления в Китай. Сжижение газа увеличивает виды транспорта.

1.4 Виды органического топлива

В зависимости от потребителя топливо подразделяется на энергетическое (энергетическое) и технологическое (технологическое). Топливо, используемое на ТЭС или котельных, называется энергетическим топливом. Топливо, потребляемое в металлургии, химической, строительной промышленности и т. д., называется подходным топливом.

Качество вспомогательного топлива, как правило, выше, чем у твердотопливного.

Основные виды твердого топлива:

твердое топливо: каменные и бурые угли и отходы их переработки;

жидкое топливо: мазут, дизельное топливо, сжиженный газ;

газообразное топливо: природный газ.

Мазут. Основным видом жидкого твердого топлива является нефтяной мазут, получаемый при переработке нефти.

Нефтяной мазут подразделяется на несколько видов в зависимости от величины их вязкости. В большинстве случаев в качестве стрелки вязкости мазута используется соотношение вязкости мазута и вязкости воды при стандартных условиях 760 мм ртутного давления и температуре 0 градусов, и это число называется маркой мазута на основе ЭС наносится маркировка (Марка) 100 мазута. Очаговый мазут в зависимости от содержания в нем серы в клейме делится на три сорта: малосернистый (0,5%), сернистый (=0,5-2%) и многосернистый (>2,0%).

Зольность очагового мазута очень мала и обычно не превышает 0,1 – 0,3%.

Содержание воды в мазуте колеблется от 0,5% до 5%, а иногда и выше (смачиваемые мазуты) до 10%.

Вязкость мазута во многом зависит от результативности его слива, перемещения /перемещения/, работы форсунки (форсунки). При хранении мазута повышается его вязкость. При снижении температуры ниже определенной величины 750 С мазут сгущается и вязкость мазута очень возрастает.

Природный газ. Природный горючий газ используется в ЭС в качестве твердого топлива, реже встречается в качестве энергетического топлива.. В промышленных котельных в очень малых количествах используется большое количество искусственных горючих газов (газ термического разложения, газ продуцирующий, доменный газ, коксовый газ). Природный газ используется в первую очередь на хозяйственные (коммунальные) нужды. Поэтому ТЭС выполняет роль уменьшающей (буферной) разницы между поступлением газа и его использованием на нужды помещения. Поэтому в летнее время некоторые электростанции работают на природном газе, а зимой сжигают уголь или мазут. В качестве основного топлива (одиночный) газ используется только в ЭС, которая находится вблизи места добычи газа или в ЭС, где много вспомогательного газа. Все природные горючие газы состоят из газообразных насыщенных углеводородов метанового ряда CnHn+2, из которых наибольшее количество метанового СН4 (от 80% до 98%). В природном газе инертные (иждивенческие) газы содержат небольшое количество СО2 и N2. Природные газы некоторых руд Средней Азии и Оренбургского месторождения газообразных газов содержат токсичные соединения: до 5-6% н2ѕ и некоторое количество сероорганических соединений, в основном сѕ2, COS и меркаптаны.

Теплота сгорания сухого природного газа =33,52-35,61 МДж/м3.

Одной из практически необходимых характеристик газового топлива является его взрывчатость. При объемной доле природного газа в воздухе 5-15% смесь может взорваться от какой-либо искры.

1.5 Составные части топлива

Все виды топлива содержат горючие вещества и несгораемые компоненты – иждивенческие вещества. Горючая часть твердого и жидкого топлива состоит из компонента (элемента) – органического вещества, образованного углеродом, водородом, кислородом и серой.

Конечный азот не включается в теплоотдачу при сгорании топлива: внутреннее иждивенческое вещество топлива. В горящую часть топлива также входят некоторые окисляющиеся арасановые (минеральные) соединения, в основном fes2 –железный колчедан (пирит), значение которого в топливе достигает нескольких процентов.

Иждивенческое вещество твердого и жидкого топлива состоит из влагоемкой W и негорючей арасанной части (SiO2, Al2O3, CaSO4 и др.). Негорючую часть топлива называют золой и обозначают буквой А.

Одним из основных показателей является сернистость твердого топлива. Общее содержание серы в топливе состоит из трех соединений в твердом топливе / угле / сера входит в виде органического вещества (органическая сера Ѕорг), а также в виде горящей серы (пирит либо колчедановая сера Ѕп) и серы в составе негорючих арасановых веществ (сульфатная сера Ѕсфт).

Сумма первых двух соединений дает количество горящей серы. Сульфаты, следовательно, сульфатная сера переходит в состав золы без каких-либо изменений.

Обычно при анализе состава твердого и жидкого топлива используются следующие названия масс:

— рабочая масса-масса в виде топлива, отпущенная потребителю;

— аналитическая масса-масса в высушенном виде до влажности, при которой топливо, подготовленное для проведения анализа (анализа), измельчается и самостоятельно не изменяется при хранении в лабораторных условиях;

— сухой комар-масса топлива с полным удалением влаги;

— масса сухая без золы (горючая) — масса с золой и влагой, полностью удаленная;

— органическая комара-масса, удаленная золой, влагой, колчеданом и сульфатной серой.

1.6 Теплотехнические характеристики твердого топлива

Для правильного подбора установок ТЭС, организации их надежной и эффективной работы следует знать такие свойства твердого топлива, как гранулометрический состав, пористость, влажность, плотность, сыпучесть, выделение летучих веществ, зольность, самовозгорание.

Фракционный состав твердого топлива.

Под гранулометрическим (фракционным) составом подразумевается описание топлива по размерам кусков. По фракционному составу определяются размеры решетки, сита, дробилки, конвейерной ленты на поверхности бункера для слива топлива. Фракционный состав определяется путем просеивания топлива из стандартных сит с источниками 150,100,50,25,13,, 6, 3 и 0,5 мм и каждый размер имеет свое название.

Пористость углей (пористость).

Угольный разрез имеет очень сложную систему, структура которой состоит из тупиковых полостей, отверстий и отверстий. Они являются причиной пористости органического твердого топлива. Размеры и форма отверстий и отверстий усов различны. Эквивалентность (эквивалентность)отверстий в угле лежит в пределах 50-100 мкм. Пористость твердого топлива-увеличивает его удельную поверхность, что влияет на ускорение химических реакций. Удельная поверхность куска угля — это поверхность, относящаяся к 1 г угля, которая состоит из наружной и внутренней поверхностей куска. Внутренняя поверхность разреза-это сумма поверхностей отверстий и зазоров.

Пористость угля зависит от его типа.

Влажность твердого топлива.

Влажность твердого топлива делят на две части: внешнюю и внутреннюю. При производстве, транспортировке и хранении топлива на него поступают грунтовые воды, влага из осадков, воздуха. Наружная поверхность кусков топлива увлажняется. По мере уменьшения комков удельная поверхность топлива растет, и количество внешней влаги, которую он удерживает, также увеличивается. К внешней влаге относится также трубчатая (капилярная) влага, т. е. влага внутри отверстий и отверстий. На торфе и буром угле образуются углубления и углубления. Наружная влага может быть удалена механическим способом и/или сушкой.

К внутренней влаге относят коллоидную и гидратную влагу. Коллоидная (абсорбционная) влага является составной частью топлива. По углю он распределяется более равномерно. По мере увеличения степени угли дров количество поглощающей влаги уменьшается. Торф и бурые угли содержат больше поглощающей влаги, а каменные угли и антрациты-меньше. Гидратная вода входит в состав кристалгидратов, которые находятся внутри арасановых смесей топлива. Гидратная вода просто не уходит при высыхании, она уходит при высокой температуре (t > 150-2000 C). Основными являются силикаты (например, Аl2O3·2SiO2·2H20; Fe2O3·2sio2·2H2O) и сульфаты (СаЅО4 * 2H2O; MgSO4·2H2O). Гидратная влага составляет всего несколько процентов от общего количества воды в топливе.

Выброс летучих веществ.

При нагревании угля выделяются летучие вещества: горючий газ и смесь паров. А свойства остального твердого остатка (кокса) будут немного отличаться от свойств исходного топлива. Чем больше летучих веществ выделяется из топлива, тем быстрее он воспламеняется и воспламеняется. Это обстоятельство учитывается при проектировании очаговых установок.

Температура начала пылевого разложения и выброс летучих веществ зависят от происхождения и степени угли твердого топлива. Выход летучих веществ из твердого топлива происходит в диапазоне температур 110-1100 С. Содержание 95% летучих веществ выходит до температуры 800 0С.

Выброс летучих веществ из низкоуглеводного топлива (торф, бурый уголь) начинается в диапазоне температур 100-160 0С и из них выделяется наибольшее количество летучих веществ. Выход летучих веществ для торфа составляет до 70% в пересчете на горючую массу, для бурого угля — 35-50%, для каменного угля — 12-45%, для антрацита — 4-7%. С возрастом топлива количество летучих веществ в топливе уменьшается.

Зола твердого топлива.

Из несгораемой части топлива образуются остатки очага, которые, в зависимости от условий сжигания, в разных местах газового тракта котла и т.д., называются золой или шлаком. Количество золы в рабочем состоянии твердого топлива устанавливается Ар.

Шлак-это часть золы, нагретой на высокой температуре, в результате чего она приобрела большую прочность путем плавления или спекания.

Зола представляет собой порошкообразный топливный остаток, который делится на две части: летучую золу и летучую золу. Летучая зола пылевидная часть золы вместе с дымовыми газами выходит из очага котла, либо оседает в его проточном (конвективном) газовом канале. Укрупненные части золы (фракция), из менее скоростных потоков, опускаются в нижнюю часть очага. Т. е. зола топлива состоит из двух составляющих

Основная составляющая остатка очага SiO2, Al2O3, FeO,

Fe2 попадает в сульфаты, такие как оксиды O3, CaO, MgO, с небольшой долей CaSO4, MgSO4, FeSO4, с еще меньшим количеством фосфатов, окислов щелочных металлов K2 O, Na2 O и многих других соединений.

При сжигании топлива шлак удаляется из очага в сжиженном или твердом состоянии.

Для удаления шлака в жидком состоянии необходимо непрерывное удаление образовавшейся в процессе горения золы и шлака из корня очага в расплавленном состоянии.

Плотность твердого топлива.

Твердое топливо имеет реальную, насыпную и потенциальную плотность.

Удельная плотность твердого топлива характеризует среднюю плотность его твердых частиц. Если объем твердых частиц, входящих в состав топлива, g-масса испытания, полученная из твердого топлива.

Фактическую плотность необходимо знать для определения состава топлива и расчета технологии пневмо-транспортировки угольной пыли.

Насыпная плотность-плотность, учитывающая общий объем топливных отсеков и полостей между ними с воздухом и полых зазоров на поверхности топлива

Плотность насыпи топлива необходимо знать для определения объема топливного бункера, топливного склада, размеров транспортирующих установок.

Потенциальная плотность топлива учитывает общий объем его твердой части и зазоров на поверхности.

Сыпучесть твердого топлива.

Сыпучестью называют способность кусков топлива или отдельных поверхностей топлива перемещаться друг относительно друга под действием силы тяжести. Работа всех отдельных звеньев топливотранспортного хозяйства и трудности транспортировки топлива зависят от сыпучести топлива. Показателем сыпучести топлива являются плотность насыпи, угол свободного падения и коэффициенты внешнего и внутреннего трения.

1.7 Промышленная классификация углей (классификация)

Угли, произведенные в странах СНГ, по образцу (стандарту) подразделяются на три вида: антрацит, каменный и бурый угли.

Антрацитом называют твердое топливо с содержанием летучих веществ =2-9%, с содержанием горючей массы угля 90-93% и низкой теплотой сгорания 27,33-34,7 МДж/кг.

Зольность каменного угля находится в пределах =5-15%, влажность и низкая теплота сгорания =23-27,33 МДж/кг. Каменные угли в странах СНГ, согласно государственному стандарту, основанному на количестве летучих веществ и количестве коксового остатка.

Бурый уголь обладает большой гигроскопической влажностью и в рабочем состоянии-меньшим содержанием, — наоборот высоким содержанием, зольностью =15-25%, влажностью. Нижняя теплота сгорания = между 10,5-15,9 МДж / кг. Бурый уголь по влажности делят на следующие швы:

Таблица 1.5-классификация бурых углей

Марка угля

Содержание влаги в рабочей массе, %

Б1-40-высшее

Б2-30-40

Б3-Менее 30

1.8 Жидкое топливо и его основные характеристики. Классификация жидкого топлива

В теплоснабжении электроэнергетикой в качестве жидкого топлива используется продукт, выходящий из сырой нефти — мазут.

Элементный состав мазута состоит из пяти известных основных элементов: C, H, O, N, S. Они составляют органическую часть мазута.

Элементный состав мазута аналогичен составу нефти его происхождения. Но мазут имеет меньшее соотношение, чем нефть, и, соответственно, меньше теплоты его сгорания.

В мазутах значение соотношения меняется, не становясь постоянным. Плотность мазута и крекинг уменьшаются по мере увеличения количества отходов, что приводит к уменьшению.

Мазут состоит из углеводородов и асфальто-смолообразных веществ.

Можно отметить следующие основные характеристики мазута. Это теплота сгорания мазута, плотность, вязкость, поверхностное натяжение, температура свечения, воспламенения и затвердевания, коксование. Они относятся к теплотехническим характеристикам мазута.

Плотность мазута является основным параметром, характеризующим его химическую природу, свободные и продуктивные качества. Его необходимо знать для определения емкости резервуара, необходимой для хранения мазута, количества энергии, затрачиваемой на транспортировку мазута. Для практических целей используется относительная плотность мазута. В странах СНГ температуру мазута принимают равной 200С, а температуру дистиллированной воды равной 40С. Относительная плотность мазута-отношение его абсолютной плотности при 200С к абсолютной плотности воды при 40С. Но так как при 40С абсолютная плотность воды равна 1 г/см3, то относительная плотность мазута равна его абсолютной плотности. При плотности непосредственно нагнетаемого мазута ниже 0,95 г/см3, крекинг может быть выше плотности мазута и даже до 1,06 г/см3.

Плотность наряду с вязкостью определяет условия осаждения воды, содержащейся в мазуте. Если плотность мазута-то мазут выходит на поверхность воды в течение 100-200 часов. При плотности мазута он располагается ниже слоя воды.

Вязкость является наиболее важной характеристикой мазута. Вязкость определяет затраты энергии на транспортировку мазута по трубопроводу, интервал времени, необходимый для его налива, налива, эффективность форсунок. Используются два понятия текучести коэффициент динамической вязкости, а Кинематическая вязкость задается коэффициентом и связывается по формуле. При использовании нефтепродуктов применяют условную вязкость, обозначают ее как 0 ВУ – измеряют в градусах условной вязкости. Динамическую вязкость определяют по методу Стокса через время падения шарика с известной высоты в узком сосуде с жидким топливом: здесь константа шарика, которую измеритель вязкости определял в результате градуировки с использованием эталонных жидкостей. Зная динамическую и кинематическую вязкость, условную вязкость можно определить по следующим признакам

Условная вязкость используется для маркировки мазута.

Поверхностное натяжение мазута зависит от вязкости. Чем мазут более вязкий, тем выше поверхностное натяжение. На распыление мазута форсункой большое влияние оказывает его поверхностное натяжение.

Для организации условий безопасности при хранении мазута на складе лучше знать температуру его свечения /вспышки/ и воспламенения.

Температура вспышки — это температура, при которой жидкое топливо или другие нефтепродукты, которые нагреваются при определенных условных условиях, испаряются в достаточном количестве. В результате при приближении огня к смеси пара с воздухом, находящимся в окружающей среде, должно появиться свечение. Это еще не сжигание топлива.

Если при приближении огня к этой смеси искрение пара продолжалось более 5 секунд, то начинается сгорание топлива и соответствующая ему температура называется «температурой вспышки». Иногда эту температуру также называют «верхним пределом яркости». А температуру в момент реального свечения называют «нижним пределом взрываемости». Это потому, что блеск – это набор небольших взрывов. Для любого нефтепродукта упомянутые два температурных перепада не очень велики, обычно не превышают 700С.

Как и температура вспышки, температура горения является единственным показателем состава и качества нефтепродуктов. Температуры вспышки для электростанций определяют для того, чтобы знать безопасность горения при хранении жидкого топлива, максимальную безопасную температуру нагрева жидкого топлива в среде, не изолированной от окружающего воздуха. Эта температура должна быть как минимум на 100С меньше температуры свечения.

Температурой застывания мазута называют вязкий мазут, налитый в пробирку, температуру его уровня, при наклонном удержании пробирки под углом 450, при которой она остается неподвижной в течение 1 минуты. Температуры твердения энергетических мазутов находятся в пределах 50С и 360С. Температура затвердевания наряду с вязкостью определяет возможность протекания мазута по трубе.

1.9 Теплота сгорания топлива и приведенные характеристики

Теплота, возникающая при сгорании одной единицы массы или объема топлива, называется теплотой сгорания. В соответствии с вышеизложенным его указывают в кДж/кг либо в кДж/м3. При записи теплоты сгорания с соответствующим высоким индексом,, и т.д., указывают, к какой массе относится топливо в соответствии с его состоянием.

Если в состав продуктов сгорания (к – конденсация) к теплоте горения водяного пара присоединяется тепло сгорания, то высокая теплота сгорания (в – высокая) называется. Если теплота сгорания не присоединяется к теплоте сгорания, то тепло Нижнего сгорания называется (н – низший) и

При сжигании топлива чаще всего продукты сгорания выбрасываются в воздух при температуре, при которой водяной пар не выделяется.

Для определения низкой теплоты сгорания рабочего состояния твердого и жидкого топлива, , кДж/кг используется характеристика Менделеева д. и., простая и достаточно точная

Горючими элементами твердого и жидкого топлива являются углерод, водород и сера, а продуктами горения являются углекислый газ-СО2,

водяные пары – Н2О и диоксид серы – SO2. С помощью реакций окисления горючих веществ можно определить количество воздуха и количество летучих веществ, необходимых для полного сгорания топлива.

Для последней стехиометрической реакции выполняется следующее уравнение

С + О2 = СО2; 12 + 32 = 44 кг.

Другими словами, для полного сжигания 1 кг углерода требуется кислород в объеме м3 или 2,67 кг. Где 1,428 плотность кислорода, кг / м3.

Для водорода и серы выполняются следующие уравнения

2н2 + О2 = 2Н2О; S + О2= ЅО2;

4+32= 36 кг; 32 + 32=64 кг.

То есть кислород, необходимый для сжигания 1 кг водорода и серы

При определении суммы расходов кислорода, необходимых для сжигания 1 кг топлива, и вычитании из него количества первичного кислорода, содержащегося в топливе, если известно количество элементов, входящих в состав топлива, то определяется стехиометрический теоретический объем кислорода, необходимого для сжигания 1 кг твердого или жидкого топлива.

Воздух содержит около 21% кислорода по объему, поэтому если принять, что в реакции участвует весь кислород, то объем теоретического воздуха, необходимого для сжигания 1 кг топлива, определяется следующим образом

На основании рассмотрения реакций горения горючих соединений, входящих в состав газовых топлив, можно определить объем воздуха, необходимый для полного сжигания 1 м3 газа.

Количество воздуха в котельной установке должно быть достаточным, чтобы воспламенение взаимодействующих частиц топлива не замедлилось. Реакции горения могут протекать неполно, так как в очаг подается воздух, состоящий из смеси азота с чистым некислородным кислородом. Кроме того, горящие элементы топлива и кислород в воздухе могут не полностью смешиваться. С учетом этих условий выясняется, что воздух должен подаваться в очаг с незначительным избытком. Отношение фактического объема заданного воздуха к его теоретически необходимому объему называется кратным избытку воздуха и определяется следующим образом . Кратность избытка воздуха зависит от многих факторов. Его значение определяется видом топлива, характеристиками, способом его сжигания, структурой котельной установки.

При заданном значении кратности избыточности для определения фактического объема воздуха , необходимого для сжигания топлива, применяют типоразмер.

1.10 Объем продуктов сгорания

Основу материального равновесия котельной установки составляет количество подкислителя и продуктов сгорания в соответствии с единичным количеством сжигаемого топлива. Продуктом полного сгорания углерода считается СО2, а продуктом неполного сгорания – оксид со-угля. Водород является очень ударным элементом, поэтому он полностью сгорает, а водяной пар образует Н2О. Если в продуктах сгорания недостаточно кислорода, водород может входить в свободном состоянии в виде Н2 или в соединение СН4 и других тяжелых углеводородов. Сера также очень быстро взаимодействует с кислородом, поэтому один из окислов, содержащихся в продуктах сгорания, представляет собой сернистый газ ЅО2.

Для определения объема продуктов сгорания, если учесть, что в котельной установке в качестве подкислителя используется воздух и воздух подается в очаг с избытком

Всем котельны установкам предъявляется требование к полному преобразованию химической энергии топлива в тепловую. Поэтому в промышленных и энергетических котельных установках реализуются мероприятия по полному пропуску процесса горения.

Заказать расчет на строительство котельной Вы можете в нашей компании. Мы специализируемся на проектировании и строительстве установок разных видов и типов. Звоните по единому телефону +7 (800) 555-39-42, либо заполните опросный лист и отправте его к нам на электронный адрес mail@teploros.org. Монтаж и поставка котельных осуществляется по городам Астрахань, Барнаул, Братск, Владивосток, Волгоград, Воронеж, Грозный, Екатеринбург, Ижевск, Иркутск, Казань, Калининград, Краснодар, Красноярск, Майкоп, Махачкала, Москва, Нижний Новгород, Новосибирск, Омск, Пермь, Ростов-на-Дону, Самара, Санкт-Петербург, Саратов, Севастополь, Симферополь, Ставрополь, Тольятти, Томск, Тюмень, Уфа, Челябинск, Ярославль