4.4.Классификация тэр, применяемых в тепловых аппаратах. Твердое жидкое и газообразное топливо. Природные и искусственные газы, основные характеристики газа.

Топливом называются сложные органические соедине­ния, при сгорании которых выделяется теплота. Раз­личают органическое и ядерное топливо. Органическое топливо преимущественно растительного происхожде­ния; химическая энергия его при окислении превраща­ется в тепловую. При использовании ядерного топлива тепловая энергия выделяется за счет распада ядер атомов некоторых элементов (уран, торий, плутоний). По способу получения топливо подразделяется на естественное и искусственное, которое в зависимости от физического состояния может быть твердым, жидким и газообразным. Естественное твердое топливо — это антрацит, каменный и бурый уголь, сланцы, торф, дрова. Искусственное — кокс, полукокс, древесный уголь и др. Естественным жидким топливом является нефть. При ее переработке получают бензин, керосин, люизин, мазут и др.

Для получения тепловой энергии на предприятиях общественного питания используется энергетическое топливо. К этому виду топлива относятся естественное твердое топливо, которое подразделяется на ископаемое (антрацит, каменные и бурые угли, торф, горючие сланцы), древесное (дрова из различных пород дерева) и жидкое топливо (мазут), получаемое из нефти.

Антрацит является основным энергетическим топливом — это твердый уголь с большим содержанием углерода, малым содержанием влаги и небольшим выходом"летучих веществ (5...10%). Антрацит обла­дает высокой химической стойкостью при хранении, большой плотностью и механической прочностью.

Каменный уголь по сравнению с антрацитом содержит меньше услерода химически устойчив, при хранении практически не выветривается. Влажность каменного угля несколько выше, чем антрацита. Кроме того, каменный уголь характеризуется большой механи­ческой прочностью, малым выходом летучих веществ и устойчивостью к самовозгоранию.

Бурый уголь характеризуется малой теплотой сгорания пониженным содержанием углерода, повы­шенным содержанием кислорода и влажности и имеет большой выход летучих веществ. Теплота сгорания бурых углей зависит от содержания влаги и выхода золы и колеблется в широких пределах. Бурые угли имеют незначительную твердость, а следовательно, малую механическую прочность, обладают способно­стью к окислению и самовозгоранию. При хранении выветриваются, превращаясь в угольную пыль. В связи с этим бурые угли относят к местному топливу, пере­возить их на дальние расстояния нецелесообразно. Торф является продуктом неполного разложения органических веществ растительного происхождения при избытке влаги с малым доступом воздуха. Обычно свежедобытый торф содержит до 40 % влаги, поэтому его необходимо просушивать перед использованием. Торф является малоэффективным видом топлива, так как имеет низкую теплоту сгорания.

Торф это масса буро-черного цвета. По способу добычи различают торф кусковой (определенной формы) и фрезерный (крошка). Торф самовозгорается при неправильном хранении.

Горючие сланцы являются низкокалорийным видом топлива, так же как и торф, относятся к местному топливу. По химическому составу сланцы сходны с нефтью. Сланцы характеризуются повышенной влаж­ностью и зольностью, в органической массе содержат значительное количество водорода, что обусловливает большой выход летучих веществ. Они имеют повышен­ное содержание серы.

Дрова в качестве энергетического топлива при­меняются редко, так как имеют низкую, теплоту сгорания. Содержание влаги в свежесрубленном дереве составляет 50...60 %. При хранении в течение двух лет влажность снижается до 18...20 %. Дрова харак­теризуются практически отсутствием серы, незначи­тельной зольностью, большим выходом летучих ве­ществ, что обеспечивает хорошую воспламеняемость. Состав органической массы устойчив и практически одинаков для различных пород.

Жидкое топливо — мазут, получаемый из неф­ти, характеризуется большим содержанием углерода и водорода, малым содержанием балласта и имеет высокую теплоту сгорания. Качество мазута зависит от таких показателей, как вязкость, плотность и темпе­ратура воспламенения. Запасы топлива обычно хра­нятся в нефтехранилищах — стальных баках, которые в целях пожарной безопасности располагают под зем­лей. Кроме мазута в качестве жидкого топлива могут применяться дизельное топливо, солярка, керосин.

Горючий газ имеет значительные преимущества перед твердым и жидким топливом. Использование газа в качестве источника теплоты освобождает потребителя от забот по заготовке, транспортировке и хранению топлива, вывозу золы и шлака, улучшает санитарно-; гигиенические условия работы на предприятиях.

Природные горючие газы добывают из газовых и нефтяных месторождений. В последних газы находятся вместе с нефтью и называются попутными. Природные горючие газы чисто газовых месторождений называются сухими. Сухие газы состоят преимущественно из метана, не имеют цвета и запаха. Попутные газы — жирные, содержат в своем составе метан и легко конденсирую­щиеся тяжелые углеводороды. Они имеют характерный запах нефти.

В качестве газообразного топлива применяются и искусственные газы, получаемые из твердого или жидкого топлива при его переработке (доменный, коксовый, сланцевый, крекинг-газ и др.).

Характеристики горючих газов:

1. Физико-химические(плотность газовой смеси, молекулярная масса смеси, вязкость, пределы воспламенения, теплота сгорания)

2. Теплотехнические (теоретический объем воздуха для горения, объем продуктов сгорания, скорость распространения пламени, энтальпия продуктов сгорания)

3. Эксплуатационные (нижний и верхний пределы взрывоопасности, высокая пожароопасность, токсичность при воздействии на человека )

Нижний предел воспламенения – минимальная концентрация газовой смеси при которой горение уже возможно.

Верхний предел воспламенения – максимальная концентрация газовой смеси при которой горение еще возможно.

Теплота сгорания газа – количество теплоты выделяющееся при полном сгорании одного кубометра газа , взятого при нормальных условиях.

При сгорании водородсодержащих компонентов газа образуется вода, которая мгновенно из-за высокой температуры превращается в пар, при этом тратится много энергии на образование пара, причем вернуть ее (уловить) из уводящих газов невозможно, т.к. вода образуется при температуре ниже 100 С, а если снизить температуру уход. Газов ниже 150 С, то начинает образовываться серная кислота, кот разъедает метал конструкции. Поэтому при расчете пользуются низшей теплотой сгорания, часть энергии уходит на образование пара.