пересчета, приведенными в табл. 2.1.
Некоторые особенности при пересчете характеристик топлива возникают при использовании сланцев, имеющих повышенное содержание карбонатов. Если для обычных видов топлива горючая масса – это разница 100 – Wr – Аr, то при содержании карбонатов больше 2 % необходимо считать горючую массу по другой формуле:
100−Wr−Aиспрr −(СО2)K,
где Аиспр – зольность без учета сульфатов, образовавшихся при разложении карбонатов и с поправкой на сгорание серы колчеданной, то есть
Aиспрr = Ar−[2,5(Sa−Sст)d + 0,375 Sкd]·(1−Wr/100),
где S, Sст и Sк – содержание серы в лабораторной золе, сульфатной серы в топливе и колчеданной серы соответственно.
Горючими элементами топлива, как уже отмечалось, являются углерод, водород и сера. При полном сгорании с теоретически необходимым количеством окислителя эти компоненты выделяют разное количество теплоты:
С + О2 = CO2 − 8130 ккал/кг (34,04 МДж/кг);
2Н2 + O2 = 2Н2O − 29 100 ккал/кг (121,8 МДж/кг);
S + O2 = SO2 − 2600 ккал/кг (10,88 МДж/кг).
Следует учитывать, что углерод составляет большую часть рабочей массы топлива: в твердом топливе его доля равна 50–75 % (в зависимости от возраста углей), а в мазутах – 83–85 %. Водорода в топливе меньше, но он отличается очень высокой теплотой сгорания. Если продукты его сгорания сконденсировать (то есть учитывать не низшую, а высшую теплоту сгорания), выделенная теплота составит даже не 121,8, а 144,4 МДж/кг.
Серу отличает невысокая теплота сгорания, да и количество её, как правило, невелико. Следовательно, сера не представляет существенной ценности как горючий элемент, а вот проблемы, связанные с наличием SO2 в продуктах сгорания, – весьма существенны.
Таблица 2.1 Коэффициенты пересчета характеристик топлива
Всё вышесказанное относится в основном к твердому и жидкому топливам. Газ, в отличие от них, – механическая смесь нескольких компонентов. В природном газе большинства месторождений основной составляющей является метан – СН4, количество которого колеблется от 85 до 96 %. Кроме метана, в составе природного газа обычно имеются более тяжелые углеводороды: этан С2Н6, пропан С3Н8, бутан С4Н10 и др. Газ некоторых месторождений, кроме углеводородов, содержит и другие горючие компоненты: водород Н2 и оксид углерода СО. Из негорючих компонентов в состав газа входят азот N2 и диоксид углерода CO2.
Основной характеристикой любого вида органического топлива является его теплота сгорания, то есть количество теплоты, выделяющейся при полном сгорании единицы массы (для твердого и жидкого топлива) или единицы объема (для газа). В расчетах чаще всего используют низшую теплоту сгорания (Qir) – количество теплоты, образовавшейся при сжигании 1 кг угля или мазута, а при сжигании газообразного топлива – 1 м3 этого газа. При этом предполагается, что продукты сжигания остались в газообразном состоянии. Иногда используют другую теплотехническую характеристику – высшую теплоту сгорания (Qsr), но при этом в тексте обязательно уточняют, что речь идет именно о Qsr (или HHV – higher heating value, в отличие от LНV – lower heating value — низшей