Рекуператоров

Рекупера́ция (от лат. recuperatio — «обратное получение») — возвращение части материалов или энергии для повторного использования в том же технологическом процессе.

Рекуператор – устройство, выполняющее функцию энергосбережения.

Специальные вопросы сжигания топлива

8. Горючий состав топлива не содержит внешнего балласта, т. е. влаги и золы, и может быть записан так:

С^г + H^r + S^r/_л + O^r + N^r = 100%

Элементарный состав не дает представления о молекулярной и химической структуре топлива. Для твердого и жидкого топлив элементарный состав можно записать в следующем виде:

C + H + S_л + O + N + A + W = 100%.(18.1)

При изучении технических характеристик твердого и жидкого топлив различают их рабочую, сухую, горючую и органическую массы. Составу каждой массы присваивается соответствующий индекс: рабочей - р, сухой - с, горючей - г и органической - о.

Топливо в том виде, в каком оно поступает к потребителю и подвергается сжиганию, называется рабочим, а масса и ее элементарный состав - соответственно рабочей массой и рабочим составом.

Элементарный состав рабочей массы записывают следующим образом:

C^p + H^p + S^p/_л + O^p + N^p + A^p + W^р = 100 % (18.4)

Негорючие элементы в технических характеристиках топлива составляют его балласт, при этом кислород и азот принято называть внутренним балластом топлива, а золу и влагу - внешним, поскольку их содержание в значительной степени зависит от таких внешних факторов, как способы добычи и хранения топлива.

В рабочий состав отдельных видов топлива некоторые элементы могут и не входить, например в дровах отсутствует летучая сера.

Сухая масса топлива в отличие от рабочей массы не содержит влаги и может быть представлена равенством:

С^с + H^c + S^с/_л + O_c + N_c + А_с = 100 %. (18.5)

Формулы пересчета с рабочей массы на сухую имеют вид:

Зольность топлива всегда проверяется только по сухой массе топлива.

9. Как изменяется выход летучих при увеличении возраста топлива?

Одними из наиболее важных теплотехнических характеристик топлив являются величина выхода летучих.

При нагревании твердых топлив происходит распад термически нестойких сложных, содержащих кислород углеводородистых соединений горючей массы с выделением горючих газов: водорода, углеводородов, окиси углерода и негорючих газов — углекислоты и водяных паров.

У разных топлив состав и теплота сгорания летучих веществ различны. По мере увеличения химического возраста топлива содержание летучих веществ уменьшается, а температура их выхода увеличивается. При этом вследствие уменьшения количества инертных газов теплота сгорания летучих веществ увеличивается. Для сланцев выход летучих составляет 80—90% от горючей массы; торфа — 70%. Для бурых углей — 30—60%, каменных углей марок Г и Д — 30—50%. У тощих углей и антрацитов выход летучих мал и соответственно равняется 11—13 и 2—9%. Поэтому содержание летучих веществ и их состав могут быть приняты в качестве признаков степени углефикации топлива, его химического возраста.

Для торфа выход летучих начинается при температуре примерно 100°, бурых и жирных каменных углей — 150—170°, горючих сланцев — 230°С, тощих углей и антрацитов ~400°С и завершается при высоких температурах — 1100—1200°С.

10. Как называется топливо, имеющее выход летучих более 9%?

Ископаемые угли, имеющие высшую теплоту сгорания рабочей без- зольной массы выше 23,88 МДж/кг и выход летучих более 9 %, относятся к каменным углям. Каменные угли принято характеризовать выходом летучих, состоянием кокса и размером кусков

Под выходом летучих пони- мают процентное содержание в горючей массе топлива водорода, углеводо- родов, оксида углерода, углекислого газа и водяных паров, выделяющихся при нагревании топлива

Коксом называют остаток, образовавшийся после отгонки летучих. Кокс состоит из углерода и минеральной части топлива. Кокс, образовав- шийся после отгонки летучих, может быть порошкообразным, слипшимся, спекшимся, сплавленным.

11. По какому признаку классифицируются угли с названием: плитный, рядовый,

штыб?

Классификация ископаемых углей в зависимости от размеров кусков

Класс угля Размер куска, мм

Плита Более 100

Штыб 0—6 мм

Рядовой шахтный 0—200 мм, карьерный 0—300 мм

12. Какие из элементов твердого и жидкого топлива являются не горючими?

Кислород (О) относится к негорючей части (к балласту топлива), входя в его химический состав, он сам не горит, а только поддерживает горение и тепла не выделяет.

Азот (N) содержится в топливе в незначительных количествах. Он не горит и горения не поддерживает. И так же, как и кислород, тепла не выделяет.

Влага (W) является балластом топлива, ее наличие уменьшает горючую часть в единице веса. Кроме того, на испарение влаги затрачивается значительное количество тепла, выделяемого топливом при сжигании. Влажность топлива создает затруднения при его перевозке, хранении, особенно в зимнее время (смерзание), и увеличивает вес топлива.

Зола (А) является негорючим остатком минеральных примесей, получающимся после сгорания топлива. Наличие золы понижает качество топлива, ухудшает условия его сжигания, увеличивает расходы по транспортировке топлива и удалению золы из топок.

13. Что называется теплотой сгорания топлива?

Теплотой сгорания называют количество теплоты, выделяемое при полном сгорании единицы массы твердого и жидкого топлива или еди- ницы объема (при нормальных условиях) газообразного топлива. Для срав- нения между собой массы различных топлив, отличающихся теплотой сгора- Теплогенерирующие установки 2 ния, введено понятие условного топлива. Под условным топливом понимают такое топливо, теплота сгорания которого составляет 29,3 МДж/кг.

Различают высшую и низшую теплоту сго- рания топлива. Если образовавшиеся в результате полного сжигания едини- цы массы или единицы объема топлива водяные пары конденсируются, то выделившееся количество теплоты называют высшей теплотой сгорания. Количество теплоты, выделившееся при полном сгорании единицы массы или единицы объема топлива, за вычетом теплоты, затраченной на образова- ние водяных паров, получающихся при горении, называется низшей тепло- той сгорания.

14. Что называется условным топливом?

единица учёта тепловой ценности топлива, применяемая для сопоставления различных видов топлива.

Условное топливо — принятая при расчетах единица учёта органического топлива, то есть нефти и ее производных, природного и специально получаемого при перегонке сланцев и каменного угля, газа, торфа – которая используется для счисления полезного действия различных видов топлива в их суммарном учёте.

В СССР и России за единицу условного топлива (у.т.) принималась теплотворная способность 1 кг каменного угля = 29,3 МДж или 7000 ккал.

Принято, что теплота сгорания 1 кг твёрдого (жидкого) условного топлива (или 1 м³ газообразного) 29,3 МДж (7000 ккал). Для пересчёта натурального топлива в условное применяется калорийный эквивалент Эк, величина которого определяется отношением низшей теплоты сгорания конкретного рабочего топлива (Q1r) к теплоте сгорания условного Эк=Q1r/ 29,3.

15. Какое из жидких топлив сжигается в топках котельных агрегатов?

Из жидких топлив в энергетике используется мазут трех марок — 40, 100 и 200. Марка определяется предельной вязкостью, составляющей при 80°С для мазута 40 — 8,0; для мазута 100 — 15,6; для мазута 200 — 6,5—9,5 град. усл. вязкости (°УВ) при 100°С.

В мазуте содержится углерода 84—86% и водорода — 11—12%, содержание влаги не превышает 3—4%, а золы — 0,5%. Мазут имеет высокую теплоту сгорания МДж/кг (9400—9600 ккал/кг).

По содержанию серы различают малосернистый мазут S^р≤0,5%, сернистый — S^р до _рсмолистые вещества и парафин. Наиболее вязкие сорта мазута имеют температуру застывания 25—35 ⁰С. В связи с этим при сжигании применяется предварительный нагрев вязких мазутов до температуры 80—120°.

Мазут - (тюрк.), густая жидкость темно-коричневого цвета, остаток после выделения из нефти или продуктов ее вторичной переработки бензиновых, керосиновых и газойлевых фракций. Плотность 0,89-1,00 г/см³, теплота сгорания 39,4-40,7 МДж/кг. Применяют как жидкое котельное топливо, для производства моторных топлив и смазочных масел, битумов, кокса.

16. Что называется температурой вспышки мазута?

Температурой вспышки называется температура, при которой жидкое топливо (или другой нефтепродукт, например, масло), нагре-ваемое в строго определенных условиях, выделяет достаточное количество паров для того, чтобы смесь их с окружающим воздухом могла вспыхнуть при поднесении к ней пламени. При этом само топливо еще не загорается.

Если же при поднесении к топливу пламени вслед за вспышкой паров в течение некоторого времени (не менее 5 сек.) происходит горение самого топлива, то соответствующая температура называется температурой воспламенения. Разница между обеими температурами для одного и того же нефтепродукта невелика и обычно не превышает 60-70°С. Температура вспышки и воспламенения топлива повыша-ются с ростом температуры кипения и снижения атмосферного давления.

Температура вспышки мазута — температура, при которой пары его образуют с окружающим воздухом смесь, воспламеняющуюся при поднесении к ней огня. Эта температура для различных марок мазута находится в пределах 90—150 °С. Температура вспышки мазутов колеблется в пределах 90 - 170 С, для мазута 100 должна быть по стандарту не ниже 110 С. Температура вспышки мазутов должна быть тем выше, чем больше их вязкость, так как вязкие мазуты перед использованием и при перегрузках должны быть подогреты.

17. Как зависит низшая теплота сгорания топлива от его влажности?

Количество тепла, которое выделяется при полном сгорании 1 кг твердого или жидкого или 1 м3 газового топлива, за вычетом тепла парообразования водяных паров, образующихся при горении, называется низшей теплотой сгорания топлива.

С увеличением влажности, НТС уменьшается

Таблица 3-7. Изменение низшей теплоты сгорания топлива при увеличении содержания влаги.

С увеличением влажности топлива объем водяных паров возрастает, а следовательно возрастает и объем газов, приходящихся на 1000 кал низшей теплоты сгорания топлива. Увеличенный объем продуктов сгорания, проходящих по газоходам, вызывает увеличение температуры уходящих газов, а следовательно и бoльшие потери с ними. Одновременно повышается и расход электрической энергии на тягу как в связи с возросшим объемом газов, так и в связи с ростом сопротивлений из-за увеличения скоростей в газоходах.

Кроме того, затрата тепла на испарение влаги топлива и увеличенный объем продуктов сгорания (при повышенной влажности) являются причиной снижения температуры в топке, замедленного выделения летучих, весь топочный процесс ухудшается, и поэтому увеличиваются потери от химической неполноты сгорания.

Для определения влажности жидкого топлива отстаивают воду в течение суток при 40°С в специальных сосудах и взвешивают всю пробу и воду. При нахождении влажности газообразного топлива пропускают пробу газа через слой хлористого кальция, поглощающего влагу.

19. Что происходит в случае увеличения влажности угольной пыли?

В случае увеличения влажности угольная пыль воспламеняется ….А) хуже;

Содержание влаги в пыли выражает влагосодержание или влажность. Влагосодержание — отношение количества влаги в пыли к количеству абсолютно сухой пыли. Влажность — отношение количества влаги в пыли ко всему количеству пыли.

Взрыво- и пожароопасность уменьшается также с увеличением влажности пыли.

22. Какую размерность имеет теплота сгорания топлива в системе СИ?

Теплота́ сгора́ния — это количество выделившейся теплоты при полном сгорании массовой (для твердых и жидких веществ) или объёмной (для газообразных) единицы вещества. Измеряется в джоулях или калориях. Теплота сгорания, отнесённая к единице массы или объёма топлива, называется удельной теплотой сгорания (дж или кал на 1 кг, м³ или моль).