Котельні установки. Лекція. Продовження лекції на тему "Склад палива"

 

3.Умовне паливо

     На практиці дуже часто доводиться порівнювати роботу котелень, що спалюють різні види палива. Для зручності такого порівняння, для полегшення планування видобутку і витрат палива введені поняття умовне паливо і паливний еквівалент.

     Під умовним паливом прийнято розуміти паливо з теплотою згоряння 7000 ккал / кг.

   Паливним еквівалентом Е називається відношення нижчої теплоти згорання того чи іншого робочого палива до теплоти згорання умовного палива, тобто

Е = Q_н^р / 7000

     Величина паливного еквівалента у різних палив різна і може бути більше або менше одиниці. Так, паливний еквівалент для торфу дорівнює 0,36, для донецького вугілля - 0,93, для мазуту - 1,35 і т. Д. По суті паливний еквівалент висловлює, якій кількості умовного палива рівноцінна одиниця дійсного палива. Тому для перекладу маси дійсного палива В в умовне паливо В_умов необхідно помножити кількість дійсного палива на його паливний еквівалент, тобто

В_умов = Е В

Таблиця 1. Коефіцієнти для перерахунку елементарного складу палив

Задана маса палива	Маса палива, яку потрібно знайти
	Робоча	Суха	Горюча
Робоча	1	100/(100 – W р )	100/(100 – Wр – Aр)
Суха	(100 – Wр )/100	1	100/(100 – Aс )
Горюча	(100 – Wр – Aр )/100	(100 – Aс )/100	1

 

Приклад 1.1.

    При лабораторних дослідженнях було отримано такий елементний склад ковальського вугілля марки СС на горючу масу: С^г = 84%; Н^г = 4,5%; N^г = 2%; О^г = 9%; S^г = 0,5%. Вологість і зольність на робочу масу рівні W ^р = 12% і A ^р = 11,4%. Визначити елементний склад на робочу масу палива.

 

Рішення.

     Для перерахунку з горючої маси на робочу використовуємо коефіцієнт перерахунку

 

K = (l00 – W^р – A^р )/100 = (100 – 12 – 11,4)/100 = 0,766

 Звідси отримуємо:

C^р = С^г K = 84 × 0,766 = 64,34 %;

H^р = Н^г K = 4,5 × 0,766 = 3,45 %;

 N^р = N^г K = 2 × 0,766 = 1,53 %;

 O^р = О^г K = 9 × 0,766 = 6,9 %;

S^р = S^г K = 0,5 × 0,766 = 0,38 %.

 

Перевірка: Сумарний елементний склад палива на робочу масу

64,34 + 3,45 +1,53 + 6,9 + 0,38 + 12 + 11,4 = 100 %.

 

Приклад 1.2

Для ковальського вугілля (елементний склад дв. в прикладі 1.) визначити Q_н^с, Q_н^г, Q_в^р, якщо нижча теплота згоряння робочої маси дорівнює Q_н^р = 23 990 кДж / кг.

Рішення.

Q_в^р =  Q_н^р +25,l(W^р + 9H^р ) = 23990 + 25,1 (12 + 9×3,45) = 25071 кДж/кг;

 Q_н ^с = (  Qн^р +25,l W^р ) 100/(100 – W ^р )– 226H^с = (23990 +25,1×12)  (100/ 100-12) –  226×3,92 = 27604 – 886 = 26718 кДж/кг;

Підставляємо 100 / (100 - W р) для того щоб з робочою перевести в суху

Щоб знайти Н^с використовуємо коефіцієнт перерахунку (з робочої маси в суху)

К = 100/(100 – W ^р )= 100/ 100-12 = 1,136

Н^с = H^р ˑ К = 3,45 ˑ 1,136 = 3,92 %

Qн^г = (  Qн^р + 25,1W ^р )100/(100 – W ^р – А^р ) – 226 H^г = (23990 + 25,1×12) (100/(100 – 12 – 11,4)– 226 × 4,5 = 30695 кДж/кг

Приклад 1. 3

Заданий  такий  склад на горючу масу ковальського вугілля марки СС зниженої якості: С^г = 80,2%; Н^г = 3,3%; N^г = 2,1%; О^г = 14%; S^г = 0,4%. Відомо, що зольність сухої маси A^С = 22,12%.

Визначити елементний склад палива на робочу масу при W^р = 15%.

Рішення.

Відповідно до табл. 1 коефіцієнт перерахунку мас має вигляд

(100 – W ^р – A ^р )/100.

Для його використання перерахуємо зольність з сухої маси на робочу

A^р = A^с (100 – W^р )/100 = 22,12(100 – 15)/100 = 18,8 %.

Звідси отримуємо

К = (l00 – W^р – A^р )/100 = (100 – 15 – 18,8)/100 = 0,662.

Визначаємо елементний склад на робочу масу

С^р = С^г K = 80,2 × 0,662 = 53,09 %;

O^р = О^г K = 14 × 0,662 = 9,27 %;

H^р = Н^г K = 3,3 × 0,662 = 2,18 %;

N^р = N^г K = 2,1 × 0,662 = 1,39 %;

 S^р = S^г K = 0,4 × 0,662 = 0,27 %.

Перевіряємо повний  склад робочої маси

53,09 + 2,18 + 9,27 +1,39 + 0,27 + 18,8 + 15 = 100 %.

Приклад 1.4

     Визначити нижчу теплотворну здатність робочої маси сланцю, якщо відомі: Q_н^г = 6530 ккал / кг; А^с = 60,5%; W^р = 20,0%; СО₂^с = 13,0%

Рішення

Перераховуємо елементи палива на робочу масу

А^р = А^с  = 60,5  = 48,4 %

СО₂^р = СО₂^с  = 13,0  = 10,4 %

   Отримувані при лабораторному аналізі багатосірнистих палив і сланців дані про зміст золи потребують  поправки на розкладання карбонатів (СаСО₃ і МgСО₃), що призводять до виділення вуглекислоти і зменшення ваги золи.

Зміст золи в сланцях з урахуванням поправки приймають рівним

А_и^р = А^р + (1 – К) ˑ СО₂^р

де к - поправочний коефіцієнт на розкладання карбонатів; при слоевом спалюванні К = 0,7; при камерному спалюванні К = 1,0

Використовуючи цей вислів знаходимо справжню зольність сланцю

А_и^р = 48,4 + ( 1 – 0,7) 10,4 = 51,5

Знаходимо нижчу теплотворну здатність робочої маси сланцю

Q_н^р = Q_н^г  – 6W^р – 9,7 СО₂^р ˑ К = 6530  - 6ˑ 20 – 9,7ˑ10,4ˑ0,7 = 1670 ккал/кг