39! Топливо. Основные определения. Состав топлив
Топливом называют вещество, выделяющее при определенных условиях большое количество тепловой энергии, которую в зависимости от технических и экономических показателей используют в различных отраслях народного хозяйства. В теплоэнергетических установках выделившаяся из топлива тепловая энергия используется для получения рабочего тела — водяного пара или горячей воды, используемых в дальнейшем в технологических и отопительных установках, а также для производства электрической энергии.
Горючими элементами топлива являются Ср, Нр и S — углерод, водород и летучая горючая сера — в отличие от серы негорючей, входящей в состав минеральных негорючих примесей топлива, образующих после его сжигания золу Ар. Чем больше процентное содержание горючих элементов в топливе, тем выше его теплотворная способность — величина, указывающая количество больших калорий, выделяемых при сжигании 1 кг топлива.
Ор — кислород, находящийся в топливе; тепла, как известно, не выделяет.
Np — азот, находящийся в топливе; элемент инертный, не участвующий в реакциях горения. Из топлива азот попадает в отходящие газы и примешивается к азоту воздуха, подаваемого для горения. Азот и кислород называются внутренним балластом топлива в отличие от балласта внешнего, к которому относятся зола и влага.
Зола Ар — это негорючая минеральная часть топлива; в нее входят по преимуществу соли щелочных и щелочно-земельных металлов, окислы кремния, железа, алюминия и пр., а также и минеральная сульфатная сера в соединениях CaSO4 и MgSO4.
40! Процесс горения топлив. Коэффициент избытка воздуха. Высшая и низшая теплопроводная способность топлива
Горение представляет собой быстрое соединение кислорода с горючими элементами топлива (углеродом, водородом и серой) и сопровождается выделением тепла и света. Кислород подается в топку с воздухом. Сухой воздух состоит из двух элементов: 21% кислорода и 79% азота. В горении топлива участвует только кислород. Для того чтобы горение топлива началось, надо довести температуру до температуры воспламенения, при которой горение происходит самостоятельно, без подвода тепла. Температура воспламенения зависит от вида топлива и условий, в которых совершается процесс горения.
Отношение действительного количества воздуха, поступающего на горение, к теоретическому называется коэффициентом избытка воздуха. Он обозначается а. Коэффициент избытка воздуха дает представление о том, насколько действительный процесс горения отличается от теоретического.
Различают высшую и низшую теплотворную способность.
За высшую теплотворную способность (С? в) принимают все количество тепла, выделенное 1 кг топлива при его полт м сгорании, причем считается, что водяные пары, образующиеся при сгорании топлива, конденсируются в воду.
Низшей теплотворной способностью (<2Л) называется количество тепла, выделяемое 1 кг топлива при его полном сгораьии, за вычетом того количества тепла, которое затрачено, на испарение влаги, содержащейся в топливе, а также воды, получаемся в результате сгорания водорода топлива.
41! Котельные установки. Классификация котельных установок
Котельная установка представляет собой комплекс устройств, размещенных в специальных помещениях и служащих для преобразования химической энергии топлива в тепловую энергию пара или горячей воды. Основные элементы котельной установки – котел, топочное устройство (топка), питательные и тягодутьевые устройства.
Котельные установки в зависимости от характера потребителей разделяются на энергетические, производственно-отопительные и отопительные. По виду вырабатываемого теплоносителя они делятся на паровые (для выработки пара) и водогрейные (для выработки горячей воды).
Энергетические котельные установки вырабатывают пар для паровых турбин на тепловых электростанциях. Такие котельные оборудуют, как правило, котлоагрегатами большой и средней мощности, которые вырабатывают пар повышенных параметров.
Производственно-отопительные котельные установки (обычно паровые) вырабатывают пар не только для производственных нужд, но и для целей отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.
Отопительные котельные установки (в основном водогрейные, но они могут быть и паровыми) предназначены для обслуживания систем отопления производственных и жилых помещений.
В зависимости от масштаба теплоснабжения отопительные котельные разделяются на местные (индивидуальные), групповые и районные.
Местные котельные обычно оборудуют водогрейными котлами с нагревом воды до температуры не более 115°С или паровыми котлами с рабочим давлением до 70 кПа. Такие котельные предназначены для снабжения теплом одного или нескольких зданий.
Групповые котельные установки обеспечивают теплом группы зданий, жилые кварталы или небольшие микрорайоны. Такие котельные оборудуют как паровыми, так и водогрейными котлами, как правило, большей теплопроизводительности, чем котлы для местных котельных. Эти котельные обычно размещают в специально сооруженных отдельных зданиях.
Районные отопительные котельные служат для теплоснабжения крупных жилых массивов: их оборудуют сравнительно мощными водогрейными или паровыми котлами.