Определение зольности угля

Наименование параметра	Обозн.	Ед. измер.	Числ. значение
Температура в муфельной печи	t	C	815±10
Время нагрева	τ	мин	30
Максимальный размер частиц воздушно-сухой пробы	d	мкм	200
Масса пустого тигля с крышкой	m1	г
Масса тигля с крышкой и пробой до нагревания	m2	г
Масса тигля с крышкой и остатком после нагревания	m3	г
Зольность аналитической пробы	Aа	%
Зольность сухой массы	Ac	%

Зольность аналитической пробы

А^a = (m₃ – m₁) 100 / (m₂ - m₁) ,

где m₁ - масса тигля с крышкой; m₂ - масса тигля с крышкой и пробой; m₃ - масса тигля с крышкой и золой.

За результат берется среднее арифметическое двух параллельных определений, который записывают с точностью до 0,1%.

Зольность сухой массы

А^с = А^a 100 / (100 - W_h),

где W_h - влажность воздушно-сухого топлива.

Контрольные вопросы

1. Охарактеризуйте элементный состав топлив.

2. Какие виды влаги содержит топливо?

3. Как определяют содержание внешней и гигроскопической влаги в топливе?

4. Что представляет собой выход летучих веществ и как его определяют экспериментально?

5. Что называется золой? Как определяют зольность топлива?

Ключевые слова: аналитические весы, аналитическая влажность, внешняя влага, выход летучих, гигроскопическая влага, проба топлива, зольность, энергетическое топливо, элементный состав топлив.

5. Подготовка питательной воды

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

Цель работы – изучение системы подготовки питательной воды отопительной котельной, определение величины непрерывной продувки и потерь теплоты с непрерывной продувкой котла.

1. 5.1. Схема водоподготовительной установки

Схема водоподготовительной установки представлена на рис. 2 и включает в себя осветление (удаление взвешенных частиц), умягчение, снижение щелочности и удаление из воды растворенных газов (прежде всего О₂ и СО₂).

Крупные взвешенные вещества уделяют отстаиванием, мелкие – фильтрацией через песок, дробленую мраморную крошку и др. Для укрупнения взвешенных веществ воду перед фильтрованием обрабатывают коагулянтом, в качестве которого используют FeSO₄, FeCl₂, Al₂(SO₄)₃ и др.

Умягчают воду (т.е. снижают ее жесткость путем удаления из воды катионов Са²⁺ и Mg²⁺) обычно методом катионного обмена. Для этого воду пропускают через катионитовые фильтры, заполненные сульфоуглем, насыщенным катионами Na⁺ (NH⁺ или Mg²⁺). В результате ионообменной реакции катионы солей жесткости задерживаются материалом фильтра, а вода получает катионы, не являющиеся накипеобразователями. Для восстановления утраченных ионообменных свойств катионит подвергают регенерации слабым раствором NaCl (H₂SO₄ или NH₄Cl в зависимости от вида ионного обмена).

Рис. 2. Схема водоподготовительной установки:

1-солерастворитель; 2,3-катионитовые фильтры; 4-теплообменник; 5-дырчатые листы (тарелки); 6-деаэратор; 7-питательный насос; трубопроводы: I–добавочной воды; II–умягченной воды; III-удаления парогазовой смеси; IV-возвращаемого конденсата; V-пара; VI-питательной воды; VII-слива в дренаж

Различают общую, карбонатную и некарбонатную жесткость воды. Общая жесткость характеризуется суммарной концентрацией ионов Ca²⁺ и Mg²⁺, карбонатная – присутствием бикарбонатов Са(НСО₃)₂ и Mg(HCO₃)₂, некарбонатная – наличием всех остальных солей кальция и магния (CaSO₄, Mg SO₄, CaCl₂, MgCl₂ и др). Карбонатную жесткость называют временной, т.к. при кипячении бикарбонаты разлагаются с вы- делением твердых остатков СаСО₃, Mg(OH₂) и СО₂. Некарбонатную жесткость называют постоянной, т.к. простым кипячением разложить образующие ее соли не удается. Жесткость измеряют в мг-экв/кг¹ или мкг-экв/кг.

С целью поддержания в котловой воде концентрации солей ниже критической, при которой начинается их выпадение в твердом виде, применяют продувку котла. Непрерывная продувка из нижнего барабана, в котором образуется наибольшая концентрация солей, обеспечивает поддержание в котловой воде допустимой по нормам концентрации солей. Количество продувочной воды составляет ~ 5…6% от производительности котла.

С увеличением щелочности воды наблюдается вспенивание воды в барабанах и возможен унос пены с паром. Снижение щелочности воды может достигаться путем пропускания воды через фильтры, загруженные анионитом (например, АН-2Ф). Na-катионит и анионит часто загружают в один фильтр, поскольку их регенерация ведется одним и тем же раствором NaCl. Это позволяет одновременно умягчить воду и снизить ее щелочность, т.к. катионы Ca²⁺ и Mg²⁺ замещаются катионами Na⁺, а ионы НСО₃¯ и SO₄²¯ – хлоридным анионом Сl¯. Целесообразность использования такой схемы определяется технико-экономическими расчетами.

Кремнийсодержащие накипи и отложения CaSiO₃, MgSiO₃, FeSiO₃ и др. образуются на поверхностях нагрева с высокими тепловыми нагрузками, что характерно для энергетических котлов. Поэтому специальная обработка воды от кремнийсодержащих соединений в рассматриваемой котельной с исследуемым котлом не производится.

Вода, забираемая из рек и водоемов, может содержать железо в виде коллоидных соединений, которые удаляют путем коагуляции, известкования или хлорирования. Вода из артезианских скважин, содержащая Fe(HCO₃)₂, очищается путем фильтрования через кварцевый песок с пленкой из окислов железа.

Растворенные в воде газы удаляются путем термического деаэрирования. Известно, что массовая концентрация каждого из растворенных в воде газов, пропорциональна его парциальному давлению над поверхностью воды. При кипении эти парциальные давления стремятся к нулю, т.к. давление пара практически равно полному давлению над кипящей водой. Поэтому в деаэратор подводят пар, а для увеличения площади соприкосновения воды с паром вода стекает в виде струй или тонкой пленки. Вода нагревается до кипения, растворенные газы удаляются через патрубок, установленный в верхней части деаэрационной колонки.

В деаэраторах атмосферного типа поддерживается давление 0,115 – 0,12 МПа, что соответствует температуре насыщения 103-104ºС. Такие деаэраторы применяют в котельных низкого и среднего давления, они обеспечивают полное удаление О₂ и резко снижают содержание СО₂ в питательной воде.

Основным видом кислородной коррозии трубной системы и барабанов котлов являются язвы, закрытые окислами железа. Продукты коррозии черного цвета за счет магнетитов Fe₃O₄, прочно связанные с металлом, образуются в процессе работы котлов. Окислы железа рыжего цвета, легко удаляющиеся с поверхности металла, обычно образуются при кислородной коррозии во время простаивания котлоагорегатов.

Из-за кислородной коррозии в торцах барабанов и других застойных зонах котлов, где скапливается шлам, могут образоваться раковины глубиной 1 и более мм.

Содержание СО₂ в паре приводит к интенсивной коррозии конденсатопроводов.