Виды топлива

МИНИСТЕРСТВО  НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ

ДОНЕЦКИЙ  ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ 
 
 
 
 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине «Теплотехника»

вариант №7 
 
 
 
 
 
 

Выполнил  слудент 3 курса

группы  ПП 10-1/11з

Жадан Л.П. 

Проверил  преподаватель

Гецевич Е.М. 
 
 
 
 

г. Донецк

2011 г.

      ВВЕДЕНИЕ 

      В зависимости от физического состояния  различают топливо:

• твердое — уголь, дрова, торф, сланец;
• жидкое — нефть, мазут, керосин и др.;
• газообразное — природный газ, генераторный газ.

      Выбор типа топлива производится на основании  технико-экономических расчетов. При этом учитывают топливные ресурсы района строительства.

      Вид топлива, нередко определяет схему организации технологического процесса производства и организации предприятия в целом.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      1. ОПИСАНИЕ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА 

      В природе существуют различные виды твердого топлива, отличающиеся разнообразными составом и свойствами.

      Дрова – топливо из древесины и отходов её переработки (пни, хворост, обрезки, щепа и т.д.).

      Относятся к местным видам топлива, т.к. перевозка  его на большие расстояния экономически нецелесообразна из-за большого объёма массы и высокой влажности. Теплота сгорания дров составляет в среднем

      Торф – буро-землистая или пластичная масса темно желтого или черно бурого цвета, образовавшаяся вследствие разложения под водой мхов и других растений в постепенно зарастающих водоемах.

      Наиболее  геологически молодое возобновляющееся твердое топливо, характеризующееся  невысокой степенью разложения органических остатков, повышенным содержанием летучих  веществ – водорода, кислорода и азота и с относительно низкой теплотой сгорания, высокой гигроскопичностью и влажностью.

      Бурые угли – относительно твердые горючие вещества от темно-бурого до черного цвета, образовавшиеся из остатков органических растений, намного ранее чем торф.

      Характеризуются достаточно высоким содержанием  летучих веществ, водорода и кислорода, высокой гигроскопичностью и  влажностью. Теплотой сгорания. По содержанию в рабочей массе влаги WP их делят на 3 группы:

• Б1 с WР > 40%;
• Б2 с WР = 30 – 40%;
• Б3 с WР < 30%.

      При хранении на воздухе они легко  выветриваются, теряют механическую прочность  и приобретают склонность к самовозгоранию. Их целесообразно сжигать в пылеугольных топках крупных энергетических парогенераторов.

      Каменные  угли – твердые горючие вещества, представляющие собой черную блестящую однородную массу, а иногда матовую массу без блеска серовато-черного цвета, образовавшуюся в процессе медленного разложения исходных органических веществ под слоем земли без доступа воздуха.

      Характеризуются высокой плотностью, большим содержанием углерода и значительной величиной теплоты сгорания. Классифицируют их по выходу летучих с учетом спекания очагового остатка на:

• длиннопламенные (Д);
• газовые (Г);
• газовые жирные (ГЖ);
• жирные (Ж);
• коксовые (К);
• обогащенные спекающиеся (ОС);
• слабоспекающиеся (СС);
• тощие (Т).

      При этом выход летучих меняется от 42 – 36% у марки «Д», до 9 – 17% у «Т», а содержание влаги WР соответственно уменьшается с 14 до 5%.

      Антрациты и полуантрациты – старейшие из ископаемых каменных углей с наибольшей степенью углефикации. Механически прочные, черного цвета, с металлическим блеском в местах излома.

      Характеризуются малым выходом летучих (< 9%), высокой теплотой сгорания. Горят практически без пламени, развивая высокую температуру в слое горящего топлива. Их классифицируют по размеру кусков топлива. Первая буква в маркировке: А – антрацит или ПА – полуантрацит; следующая указывает на класс крупности. 
 
 
 
 

2. ХАРАКТЕРИСТИКА  ГАЗООБРАЗНОГО ТОПЛИВА 

      Газообразное  топливо – представляет собой смесь горючих и негорючих газов, содержащую некоторое количество примесей. К горючим газам относятся углеводороды, водород и оксид углерода. Негорючие компоненты — азот, диоксид углерода и кислород – составляют балласт газообразного топлива. К примесям относят водяные пары, сероводород, пыль. Искусственные газы могут содержать аммиак, смолу и другие примеси.

      Для газоснабжения применяют жирные и сухие газы. Газ осушают при транспортировании его на большие расстояния.

      Газообразное  топливо имеет ряд преимуществ перед твердым и жидким:

• более быстро смешивается с воздухом, что позволяет проводить сжигание газа с меньшим расходом воздуха;
• простота обслуживания газосжигательных печей;
• дешевизна газа.

      Естественное  газообразное топливо бывает двух видов:

• природный газ;
• попутный газ (нефтепромышленный газ, улавливаемый при добыче нефти).

      Природный газ в свою очередь делится  на два типа:

• сухой – газ в основном чисто газовых месторождений;
• жирный – попутный нефтепромышленный газ, добываемый вместе с нефтью. Имеет более высокую температуру сгорания, чем природный газ. В качестве топлива не применяется.

 
 
 
 
 

3. ИСКУССТВЕННОЕ  ГАЗООБРАЗНОЕ ТОПЛИВО 

      Искусственное (синтетическое) газообразное топливо получается путем газификации топлива в газогенераторах или как побочный продукт при других процессах, например, при коксовании – коксовальный газ, в доменном процессе – доменный газ. На металлургических заводах в специальных коксовальных печах вырабатывается кокс, который служит топливом для доменных печей. При этом как побочный продукт получается газ, который называется коксовальным. Теплотворная способность этого газа изменяется в пределах от 4000 до 5000 ккал/м3.

      Для лучшего и более удобного использования  твердого топлива его превращают в газ в специальных устройствах, которые называются газогенераторами. Например, из торфа получают торфяной генераторный газ, из каменного угля – каменноугольный генераторный газ и т. д.

      Теплотворная  способность генераторного газа зависит от вида топлива, из которого получен газ, и от способа газификации. Например, торфяной генераторный газ имеет теплотворную способность от 1500 до 1600 ккал/м3, каменноугольный генераторный газ – от 1200 до 1400 ккал/м3. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      4. ДОМЕННЫЙ ГАЗ. ЕГО ХАРАКТЕРИСТИКА 

      Доменный  газ – колошниковый газ, отходящий газ доменных печей, представляющий собой продукт главным образом неполного сгорания углерода. Химический состав (при выплавке чугуна на каменноугольном коксе): 12 – 20% углекислого газа, 20 – 30% окиси углерода, до 0,5% метана, 1 – 4% водорода, 55 – 58% азота. Используется на металлургических заводах как топливо. Теплота сгорания рабочая низшая примерно 3,6 – 4,6 Мдж/м3 (850 – 1100 ккал/м3). При обогащении дутья кислородом содержание азота в газе снижается и соответственно этому возрастает количество др. газов (в том числе окиси углерода и водорода), а также теплота сгорания. Выход газа 1м3 на 1 килограмм чугуна.

      Применяется в металлургическом производстве для  работы доменных воздухонагревателей, отопления коксовых печей, нагревательных печей прокатных цехов и т.д. Практически всегда применяется в смеси с коксовым и природным гаом. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      5. КОКСОВЫЙ ГАЗ. ЕГО ХАРАКТЕРИСТИКА 

      Коксовый  газ – горючий газ, образующийся в процессе коксования каменного   угля, то   есть при  нагревании  его   без  доступа  воздуха  до 900 – 1100 °С. Коксовый газ содержит много ценных веществ. Кроме водорода, метана, оксидов углерода в его состав входят пары каменно-угольной смолы, бензол, аммиак, сероводород и др. Парогазовая смесь выделяющихся летучих продуктов (до 25 % от массы угля) отводится через газосборник для улавливания и переработки. Для разделения летучие продукты охлаждают впрыскиванием распыленной воды (от 70 °C до 80 °C)  при этом из паровой фазы выделяется большая часть смол, дальнейшее охлаждение парогазовой смеси проводят в кожухотрубчатых холодильниках (до 25 – 35 °C). Конденсаты объединяют и отстаиванием выделяют надсмольную воду (аммиачная вода) и каменноугольную смолу. Затем сырой коксовый газ последовательно очищают от аммиака и сероводорода, промывают поглотительным маслом (для улавливания сырого бензола и фенола), серной кислотой (для улавливания пиридиновых оснований). Очищенный коксовый газ (14 – 15 % от массы угля) используют в качестве топлива для обогрева батареи коксовых печей и для других целей. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ 

      1. Металлургическая теплотехника. Т.1. Теоретические основы: Учебник для вузов/ Под общ.ред. В.А. Кривандина – М.: Металлургия,1986.-424с.

      2. Металлургическая теплотехника. Т.2. Конструкция и работа печей: Учебник для вузов/ Под общ.ред. В.А. Кривандина – М.: Металлургия, 1986.-592с.

      3. М. А. Стырикович. Теплотехника и теплофизика. Экономика энергетики и экология. Воспоминания: М. А. Стырикович — Санкт-Петербург, Наука, 2002 г.- 320 с.