
- •Введение
- •Общие сведения о топливе.
- •Классификация топлива.
- •Состав топлива.
- •Теплотехнические характеристики топлива.
- •Условное топливо и приведенные характеристики.
- •1.5 Теплота сгорания топлива.
- •1.6 Закон постоянства сумм теплот сгорания.
- •2. Виды топлива.
- •2.1 Твёрдое топливо.
- •2.2 Жидкое топливо.
- •2.3 Газообразное топливо.
- •3 Расчёт процесса горения топлива.
- •3.1 Расчёт расхода воздуха, стехиометрические уравнения, теоретически необходимое для сгорания количества воздуха.
- •3.2 Расчёт количества продуктов сгорания топлива.
- •3.3 Коэффициент избытка воздуха.
- •3.4 Энтальпия продуктов сгорания.
- •3.5 Основное уравнение горения.
- •3.6. Уравнение неполного горения.
- •4. Химическое равновесие реакций горения.
- •4.1 Химическое равновесие и закон действующих масс.
- •Зависимость химических равновесий от температуры.
- •Протекание и подвижность химических реакций.
- •4.4. Диссоциация водяного пара и углекислоты.
- •Влияние диссоциации на температуру горения.
- •5. Кинетика химических реакций горения.
- •5.1.Скорость химических реакций. Зависимость скорости реакции от температуры.
- •5.2. Энергия активации, закон Аррениуса.
- •5.3. Основы теории цепных реакций.
- •5.4. Неразветвлённые цепные реакции.
- •5.5. Разветвлённые цепные реакции
- •5.6. Стационарная теория теплового самовоспламенения.
- •6. Распространение пламени в потоке.
- •6.1. Скорость распространение пламени.
- •6.2.Закон площадей.
- •6.3. Перемещение пламени в потоке.
- •6.4. Экспериментальное определение нормальной скорости распространения пламени методом горелки.
- •6.5. Уравнение нормального распространения пламени.
- •Влияние давления, состава и температуры горючей смеси на скорость распространения пламени.
2.2 Жидкое топливо.
Жидкое топливо по сравнению с твёрдым топливом обладает рядом преимуществ, т.к. имеет высокую теплоту сгорания; малое содержание внешнего балласта; возможность сжигать с более высоким КПД; удобство перевозки, перекачивания и хранения; большую универсаль - ность при сжигании в различных топочных устройствах и камерах сгорания.
Исходным сырьём для получения основной массы применяемых жидких топлив служит – нефть. В химическом отношении нефть представляет собой смесь углеводов различных клас - сов. Сырая нефть как топливо не используется. Подвергая нефть переработки путём разгонки её при нагревании на лёгкие фракции, получают светлые нефтепродукты (дистилляты) и оста -точный продукт – мазут, используют как энергетическое топливо. Наиболее лёгкие фракции нефти - бензин, лигроин, керосин – предназначается для двигателей внутреннего сгорания с искровым зажиганием (карбюраторный двигатель). Более тяжёлые фракции - газойль и соляр – предназначаются для двигателя внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия (дизели).
Мазут является пока одним из наиболее
распространённых видов топлива для
котлов и промышленных печей. Важной
качественной характеристикой мазута
служит его вязкость, определяющая способ
транспортировки, слива, перекачивания
и сжигания. С повышением температуры
вязкость мазута уменьшается. Поэтому
указанные операции с мазутом проводят,
как правило, с его подогревом. В
соответствии с ГОСТ
выпускаются топочные мазуты трёх марок:
М - 40, М - 100, М - 200, различающиеся по
вязкости, а также мазуты флотские Ф - 5,
Ф - 12 и топливо мартеновских печей МП.
В пределах марок топочные мазуты в зависимости от содержания серы (S ) бывают трёх сортов: малосернистые (до 0,5%), сернистые (до 2%) и высокосернистые ( до 3,5%).
Содержание влаги в мазутах 2…3%, а золы - до 0.3%. Мазут в сравнении с лучшими сортами каменных углей имеет более высокую удельную теплоту сгорания q =38,8… 40,3 .
2.3 Газообразное топливо.
По своему происхождению газообразное топливо делится на природное и искусственное. К природному относятся – газы, добываемые из чисто газовых месторождений, и газы попут - ные при нефтедобыче. К искусственным горючим газам относятся - коксовый, полукоксовый и нефтяной газы, получаемые в результате химической переработки твёрдого жидкого топлива; генераторный газ, получаемый в процессе газификации твёрдого топлив; доменный газ, образу-ющийся при выплавки чугуна в доменных печах, и др.
Газообразное топливо имеет ряд существенных преимуществ по сравнению с твёрдым топливом: меньше тепловые потери при сжигании благодаря лучшему перемешиванию газа и воздуха; удобнее осуществляется регулирование и автоматизация процесса горения; отсутству- ет зола при сжигании; газ легко транспортируется по трубопроводам практически на любые расстояния.
К недостаткам газообразного топлива относится возможность утечки его через не плот -ности хранилищ и трубопроводов, возможность образования с воздухом взрывоопасной смеси и опасность отравления людей и животных.
В настоящее время газообразное топливо широко применяется в печах промышленных предприятий на электростанциях, расположенных вблизи месторождений газа, для коммуналь- но-бытовых нужд и как весьма ценное сырьё для химических производств. Природный газ прежде всего расходуется на коммунальные нужды.
Основным горючим компонентом природных
газов является метан СН
,
содержания которых составляет до 93…98%.
Остальные горючие элементы природного
газа – тяжёлые углеводороды: этан С
Н
,
пропан С
Н
,
бутан С
Н
,
пентан С
Н
и др. Баласстом является азот и СО
.
Объёмная теплота сгорания q
= 34…37
.
Искусственные газы состоят в основном из СО и Н ; кроме того, содержат в небольшом количестве H S и метан СН . В коксовом очищенном и в нефтяном газе содержание СН составляет 22,5 и 41% соответственно.
Месторо- ждение |
Состав газа по объёму в % |
Объём. теплота сгорания сух. газа
|
Плотн. сух.газа
|
||||||||||
CH4 |
C2H6 |
C3H8 |
C4H10 |
C5H12 |
N2 |
CO2 |
H2S |
O2 |
CO |
H2 |
|||
Природные газы |
|||||||||||||
Ставропольское |
98 ,0 |
0,4 |
0,2 |
- |
- |
1,3 |
0,1 |
- |
- |
- |
- |
35,65 |
0,730 |
Дашавское |
97,9 |
- |
- |
0,1 |
- |
1,8 |
0,2 |
- |
- |
- |
- |
35,20 |
0,729 |
Шебелинское |
89,9 |
3,1 |
0,9 |
0,4 |
- |
5,2 |
0,3 |
- |
- |
- |
- |
35,57 |
0,790 |
Газлинское |
93,0 |
3,1 |
0,7 |
0,6 |
- |
2,5 |
0,1 |
- |
- |
- |
- |
37,80 |
0,770 |
Оренбурское |
82,7 |
4,9 |
1,65 |
0,92 |
1,92 |
4,33 |
1,34 |
2,23 |
- |
- |
- |
36,00 |
0,782 |
Ухтинское |
88,0 |
1,9 |
0,2 |
0,3 |
- |
9,3 |
0,3 |
- |
- |
- |
- |
33,30 |
0,789 |
Попутные газы |
|||||||||||||
Каменный лог |
38,7 |
22,6 |
10,7 |
2,7 |
0,7 |
23,8 |
- |
0,8 |
- |
- |
- |
42,75 |
1,196 |
Туймаза |
50,0 |
22,0 |
9,8 |
1,2 |
0,4 |
16,6 |
- |
- |
- |
- |
- |
43,10 |
1,095 |
Промышленные газы |
|||||||||||||
Газ доменных печей |
0,3 |
- |
- |
- |
- |
35,0 |
12,5 |
- |
0,2 |
27,0 |
5,0 |
3,77 |
1,194 |
Газ коксовых печей |
25,5 |
- |
- |
- |
- |
3,0 |
2,4 |
- |
0,5 |
6,5 |
59,8 |
17,0 |
0,424 |
Генераторный изантрацита |
0,5 |
- |
- |
- |
- |
52,6 |
5,5 |
0,2 |
27,5 |
13,5 |
- |
5,15 |
1,135 |