2. Состав прод-в сгорания тв., ж. И газ. Топлива. Контроль за прод-ми сгорания.

Твердое топливо.

Добытое твердое топливо состоит из С₂, Н₂, О₂, N₂, S, минеральных примесей и влаги. Основным горючим элементом тв. т-ва явл-ся углерод С. Содержание С в тв. т-ве изменяется от 50 до 94%. С представляет собой тв. вещ-во. При полном сгорании 1 кг С выделяется около 34 МДж тепла. Содержание С в тв. т-ве возрастает с увеличением его возраста.

Водород Н, содержащийся в т-ве, также явл-ся горючим элементом. В древесине Н связан с О₂, а в ост-х тв. т-вах частично нах-ся в свободном состоянии.

Кислород О₂ и азот N₂, содержащиеся в топливе, относятся к внутреннему балласту топлива. В органической массе древесины содержится около 41% О₂, а в антраците 1,7-2,6%. Кислород явл-ся нежелательным элементом топлива. Снижение содержания О₂ в топливе может быть достигнуто только путем коксования топлива.

Азота в тв. топливе содержится немного, до 2%. При сжигании т-ва азот выделяется в свободном состоянии, не принимая никакого участия в горении. Однако в зоне высоких температур азот может окисляться кислородом, что приводит к образованию окислов азота. Окислы азота вредны, и выброс их в атмосферу загрязняют воздушный бассейн.

Сера S явл-ся горюся горючим элементом топлива. Содержание серы в тв. т-ве незначительно, за исклю незначительно, за исключением сланцев. При сжигании сера выделяет небольшое количество тепла (теплота сгорания серы 9,3 МДж/кг). Сера сод-ся в тв. т-ве в трех видах: органическая, колчеданная, сульфатная. Орг-я сера и колчеданная составляют летучую среду. В горении участвуют только орг. и колчед. сера. Сульфатная сера входит в минеральную часть топлива и в горении не участвует.

Минеральная часть топлива представляет собой неорганические примеси, содержание которых колеблется в широких пределах, от 5 до 40 % и выше. Основными минеральными примесями явл-ся силикаты, сульфиды, карбонаты, сульфаты. Зольность определяет содержание минеральных примесей.

Жидкое топливо.

Природным жидким топливом явл-ся сырая нефть. Она представляет собой смесь жидких углеводородов различного состава, в которых могут быть растворены тв. углеводороды. Для промышленных и водогрейных котлов в качестве топлива применяется только отход переработки нефти – мазут.

Мазут состоит и углерода, Н₂, О₂, азота,серы, влаги и небольшого количества минеральных примесей. Мазут по своему составу мало отличается от сырой нефти. Содержание углерода в горючей массе составляет 85,5-87,7 %, водорода 10-11,7%, кислорода и азота 0,6-1%, серы 0,5-3,5%. Содержание влаги не превышает 3-4%, а минеральных примесей 0,5%.

Наибольшие трудности при сжигании мазута вызываются содержащимися в его золе окислами щелочных металлов и ванадия. Несмотря на малое содержание ванадия наличие его приводит к коррозии металла, если температура превышает 600 ⁰С.

Мазут также принято характеризовать вязкостью, плотностью, температурой застывания, вспышки,воспламенения. Вязкость мазута измеряют в градусах условной вязкости. Температурой застывания мазута наз-т ту температуру, при которой он в условиях опыта загустевает настолько, что при наклоне пробирки под углом 45⁰ к горизонту уровень мазута остается неподвижным в течение 1 мин.(примерно темп. заст. = 25-35 ⁰С). Темп. вспышки – темп., при которой пары мазута образуют с окр. воздухом смесь, вспыхивающую при поднесении к ней пламени. Темп. воспламенения – темп., при которой мазут загорается при поднесении к нему пламени и горит не менее установленного времени.

Газообразное топливо

Газообразное топливо состоит из механической смеси горючих и негорючих газов с небольшой примесью водяных паров, смолы и пыли. К естественным газам относятся природный и попутный газ, выделяющийся при извлечении нефти на поверхность. Искусственные горючие газы явл-ся топливом местного значения. К ним относятся генераторный, коксовый и доменный газы. В промышленных парогенераторах,водогрейных котлах исп-ся природные и попутные газы. Прир. и попутн. газы представляют собой смеси углеводородов метанового ряда и балластных негорючих газов. В прир.-х газах значительно больше метана, чем в попутных. Содержание метана в некоторых прир. газах доходит до 98%. Весьма важными св-ми газообразного топлива, влияющим на условия его использования, явл-ся токсичность и взрываемость. Взрываемость газовоздушных смесей харак- нижним и верхним пределом воспламенения или взрываемости. Нижним пределом взрываемости 5% наз-ся минимальная концентрация газа в газовоздушной смеси, при которой возможно ее воспламенение. Верхним пределом 15% взрываемости наз-ся максимальная концентрация газа в газовозд смеси, при которой возможно ее воспламенение.содержание газа в воздухе от 5-15% помещение взрывается Выше 15 газ горит но не взрывается. ниже 5 не горит не взрывается. Скорость распространения пламени должна быть ниже скорости распространения газовоздушной среды, тогда взрыв не произойдет.

Продукты сгорания.

1кг(м³) топливо=(V_CO2+V_SO2+V_H2O)^!+(V_N2+V_O2+Vвод пары)!!+(V_СО+V_Н2+V_СН4)!!!

!-состав продуктов полного сгорания топлива

!!состав воздуха который проскочил и не учавствует в горении

!!!-объем газов принеполном сгорании топлива

При полном горении образуются продукты, которые не могут далее соединяться с кислородом и выделять теплоту. Продуктами полного горения явл-ся полные оксиды углерода СО₂, водорода Н₂О и серы SО₂(SО₃ – в меньшей мере).

Количество продуктов сгорания обусловлено количеством избытка воздуха в топке.

Коэффициент избытка воздуха(α)– отношение фактически подаваемого количества воздуха к теоретически необходимому.

Билет №4