Состав топлива
Топливо и его горение
Тема 1
Топливом называют горючие вещества, взаимодействие которых с кислородом воздуха сопровождается выделением теплоты и света.
Технологическим топливом считают топливо, сжигаемое в заводских печах, топках сушилок и других установках для использования тепла в технологических процессах производства.
Рабочее топливо – топливо в том виде, в каком оно поступает в топки и в печи для сжигания. Используется во всех теплотехнических расчетах.
Виды топлива по происхождению: природное и искусственное, по агрегатному состоянию: твердое, жидкое и газообразное.
характеризуется содержанием в нем отдельных химических элементов и веществ и выражается в процентах.
В состав рабочей массы твердого и жидкого топлива входят следующие элементы: – углерод, – водород, – сера, – азот, – кислород, – зола, – влага.
Верхние индексы «р» обозначают рабочую массу топлива. Количественное содержание отдельных элементов рабочей массы твердого и жидкого топлива выражается в процентах по массе.
Газообразное топливо представляет собой смесь различных горючих и негорючих газов: горючие – метан CH4, этан C2H6, пропан C3H8, бутан C4H10, пентан C5H12, оксид углерода CO, водород H2 и др.; негорючие – азот N2, углекислый газ CO2.
В отличие от твердого и жидкого состав газообразного топлива выражается в процентах по объему.
Горение топлива представляет собой процесс окисления горючих составляющих топлива кислородом воздуха.
Расчет горения топлива производят на единицу топлива: на 1 кг твердого или жидкого топлива или на 1 м3 природного газа.
Теплотой сгорания топлива называется количество теплоты, выделяющейся при полном сгорании единицы топлива (при нормальных физических условиях: температуре – 0 °C и давлении – 0,1013 МПа).
Теплота сгорания топлива определяется в калориметрической установке или рассчитывается по составу топлива. В теплотехнических расчетах за основной показатель качества топлива принимают низшую рабочую теплоту сгорания, которая не учитывает теплоту конденсации водяных паров, образующихся при сгорании топлива.
Теплота сгорания различных видов топлива составляет:
– твердого топлива – 21…29 МДж/кг топл.;
– газообразного топлива – 32…38 МДж/м3 топл.;
– жидкого топлива – 38…44 МДж/кг топл.
В цементной промышленности для обжига цементного клинкера, сушки сырья и добавок применяется твердое, жидкое и газообразное топливо.
Характеристика топлива включает следующие показатели: химический состав, теплоту сгорания, расход воздуха на горение, выход продуктов горения, жаропроизводительность (теоретическую температуру горения) и содержание CO2+SO2 в сухих продуктах горения (RO2 max).