С
n
H
2n+2
+ С
n
H
2n
+ Н
2
+ СО + Н
2
S + О
2
+ N
2
+ CО
2
= 100% , (13.11)
где С
n
H
2n+2
– предельные углеводороды;
С
n
H
2n
– непредельные угловодороды;
Н
2
S – сернистый водород.
СО – окись углерода;
CО
2
- углекислый газ.
13.2. Характеристика топлива.
Влажность воздуха. Средняя влажность топлива в рабочем состоянии составляет в %: для
торфа 50; сланцев 13-17; каменного угля 5-14 и антрацита 5-8. Бурые угли в зависимости
от влажности делят на 3 группы: группа Б1 – более 40% влажности; группа Б2 – 30-40%;
группа Б3 – менее 30%.
Зола топлива. В состав золы входят преимущественно соли щелочных и щелочно-
земельных металлов, окислы железа, алюминия, а также сульфатная сера. Минеральные
остатки, образующиеся после сгорания топлива, имеют вид либо сыпучей массы (зола),
либо сплавленных кусков (шлак). При высоких температурах зола размягчается, а затем
плавится. Размягченная зола и шлак прилипают к стенкам обмуровки топки, уменьшая
сечение газоходов откладываются на поверхностях нагрева, увеличивая тем самым
термическое сопротивление в процессе теплопередачи о газов к нагреваемой среде,
забивают отверстия для прохода воздуха в колосниковой решетке, обволакивают частицы
топлива, затрудняя их сжигание.
Различные виды топлива содержат разное количества золы. Например, в %: древесина – 1;
торф – 10; кузнецкий уголь – 10-20; подмосковный бурый уголь – 30; сланцы – 60. Жидкое
топливо (мазут) содержит 0,2-1% минеральных примесей.
Летучие вещества. При нагревании твердого топлива до 870-1100 К без доступа
окислителя, выделяются парогазообразные вещества, которые называются летучими. Они
являются продуктами распада сложных органических веществ, содержащихся в
органической массе топлива. В состав летучих веществ входят: азот N
2
, кислород О
2
,
водород Н
2
, окись углерода СО, углеводородные газы СH
4
, С
2
H
4
и т.д, а также водяные
пары.
Кокс. Твердый остаток, который получается после нагревания топлива (без доступа
окислителя) и выхода летучих веществ. В состав кокса входят остаточный углерод и зола.
При низких температурах в твердом остатке кроме золы может оказаться часть элементов
(C, H, S
л
, N). Тогда твердый остаток называется полукоксом. По своим механическим
свойствам кокс может быть порошкообразным, слабоспекшимся и спекшимся.
В зависимости от выхода летучих веществ и характеристики кокса каменные угли
разделяются на 10 марок: длиннопламенный - Д, газовый - Г, газовый жирный – ГЖ,
жирный – Ж, коксовый жирный = КЖ, коксовый - К, коксовый второй – К
2
, отощенный
спекающийся – ОС, слабоспекающийся – СС, тощий – Т.
Теплота сгорания. Одной из основных характеристик любого вида топлива является
теплота сгорания, т.е. то количество теплоты, которое может быть получено при полном
сгорании единицы массы или объема топлива. Полным сгоранием называется такое, при
котором горючие компоненты топлива С, Н и S полностью окисляются кислородом.
Теплоту сгорания твердого и жидкого топлива относят к 1 кг, а газового – к 1 м
3
при
нормальных условиях.
Различают низшую и высшую теплоту сгорания. В высшую теплоту сгорания входит
количество теплоты, которое может быть выделено при конденсации водяных паров,
находящихся в продуктах сгорания топлива.
При известном элементарном составе твердого и жидкого топлив теплоту их сгорания
(кДж/кг) определяют по эмпирическим формулам, предложенной Д.И.Менделеевым: