17. Паливо і основи горіння

17.1. Види палива

Паливом називають горючу речовину, яку навмисне спалюють для отримання теплоти. Паливо поділяють:

1. За призначенням (енергетичне, технологічне, побутове).

2. За агрегатним станом (тверде, рідке і газоподібне).

3. За способом отримання (природне і штучне).

До природного твердого палива відносять: антрацити, кам'яне й буре вугілля, торф, дрова, горючі сланці, тирса, тріска, лушпиння тощо. Штучне тверде – брикети, кокс, деревне вугілля, пил. Природне рідке – нафта; штучне рідке – бензин, гас, мазут, солярка, спирти, суміш мазуту з вугільним пилом. Природне газоподібне – природний газ. Штучне газоподібне – доменний, коксівний, генераторний гази й гази підземної газифікації.

17.2. Елементарний склад палива

Паливо у тому вигляді, в якому воно поступає до споживача, називається робочим. Склад твердого й рідкого палива: С^р +H^р+N^р+О^р+S_л^р+А^р+W^р=100%. С, H, N, О, S – хімічні елементи; А – зольність; W – вологість палива - відношення маси вологи до загальної маси палива. «р» - робоча маса, «л» - летка сірка. Якщо з палива видалити вологу, то одержують суху масу палива його склад: С^с+H^с+N^с+О^с+S_л^с+А^с=100%. Якщо з палива видалити золу і колчеданову сірку, то залишається органічна маса палива С^о+H^о+N^о+О^о=100%. Існують формули для перерахунку з однієї маси в іншу, наприклад, С^р=С^с(100-А^р-W^р)/100. Склад палива виражають у %, величини відсотків залежать від родовища палива. Основним компонентом газоподібного палива є метан CH₄(85÷95%), вищі вуглеводні C_nH_m, H₂, N₂, CO₂, H₂O.

Кількість теплоти, яка виділяється при згорянні 1 кг (м³) палива і охолодженні продуктів згоряння до початкової температури процесу, називається теплотою згоряння палива. Розрізняють вищу і нижчу теплоти згоряння. Нижча теплота згоряння не враховує теплоту конденсації водяної пари при охолоджуванні продуктів згоряння, ; G_n - кількість водяної пари, r - теплота конденсації. Паливо з теплотою згоряння називається умовним. Умовне паливо служить для порівняння енергетичної цінності різних палив. Способи спалювання палив: шаровий, у псевдозрідженому шарі, факельний. Шматкове тверде паливо спалюють трьома способами. При шаровому способі паливо горить у шарі на колосниковій решітці; у киплячому (псевдозрідженому) шарі – паливо витає і горить у висхідному потоці газу; при факельному – паливо горить у факелі, його заздалегідь перемелюють на пил. Рідке й газоподібне паливо подають до пальників повітрям. Транспортуюче повітря, яке вдувається в топку через пальник, називається первинним, а повітря, що подається в топку для повного згорання палива, називається вторинним.