3. Теплота сгорания топлива

Теплота сгорания топлива - это количество тепловой энергии, выделяющееся в ходе химических реакций окисления горючих элементов топлива кислородом воздуха.

Высшая теплота сгорания топлива - это количество теплоты, выделяющееся при полном сгорании 1 кг твердого или жидкого топлива, или 1м³ газообразного топлива при условии учета теплоты конденсации водяных паров и охлаждения всех продуктов сгорания до 0°С.

Низшая теплота сгорания топлива меньше высшей на значение теплоты испарения влаги топлива и влаги, образующейся при горении водорода. Количество водяного пар (кг) в продуктах сгорания, которое приходится на 1 кг топлива, определяется суммой количеств влаги, содержащейся в исходном топливе и образовавшейся при окислении водорода топлива .

Следовательно, уравнение для теплоты конденсации водяных паров, образовавшихся при сгорании 1 кг топлива, может быть записано в виде:

(3.7)

где числовая константа 2500 - удельная теплота конденсации водяного пара в нормальных физических условиях, .

Соотношение высшей и низшей теплоты сгорания может быть представлено уравнением, :

(3.8)

Оценка теплоты сгорания топлива по данным состава может быть произведена по методу, основанному на использовании закона Гесса: теплота прямого превращения топлива в продукты сгорания , , равна теплоте сгорания , за вычетом теплоты разложения исходных углеводородов топлива на простые вещества.

Наиболее простым и точным, является уравнение Д. И. Менделеева с эмпирически подобранными коэффициентами для соответствующих горючих элементов, :

(3.9)

Теплота сгорания твердого и жидкого топлива в рабочем состоянии рассчитывается по уравнению, кДж/кг:

(3.10)

Теплота сгорания разных видов топлива меняется в широких пределах. Для сравнения экономичности работы топочных устройств на различных видах топлива вводят понятие «условное топливо» – топливо, имеющее теплоту сгорания .

4. Влага твердого топлива

В топливе влага содержится в следующем виде:

1. Гидратная влага - вода, входящая в состав кристаллогидратов минеральных примесей топлива в виде ( ) и сульфатов ( ). Гидратная влага составляет несколько процентов от общего содержания воды в топливе.

2. Сорбционная влага:

• - адсорбционная вода, образовавшаяся вследствие адсорбции на поверхности раздела газовой и твердой фаз;

• - коллоидная вода, входящая в структуру органического топлива.

3. Капиллярная влага - вода, заполняющая поры топлива.

4. Поверхностная влага - вода, располагающаяся снаружи частиц топлива.

Для удобства общую влагу твердого топлива подразделяют на внешнюю и влагу воздушно-сухого топлива. В воздушно-сухом топливе остается адсорбционная и гидратная влага.

Наличие в топливе влаги неблагоприятно влияет на его основные технологические характеристики:

• снижает теплоту сгорания;

• увеличивает объем продуктов сгорания, что приводит к уменьшению КПД топочных устройств.

Изменение теплоты сгорания твердого топлива при изменении его влажности может быть рассчитано по уравнению,

(3.11)