1. Энергетическое топливо и его классификация.

Энергетическим топливом называются горючие вещества, которые экономически целесообразны использовать для получения в промышленных целях больших количеств тепла. Основными его видами являются органические топлива: торф, горючие сланцы, угли, природный газ, продукты переработки нефти.

По способу получения различают природные и искусственные топлива. К природным относятся натуральные топлива: уголь, сланцы, торф, нефть, природные газы. Из твердых топлив к искусственным относятся: кокс, брикеты угля, древесный уголь; из жидких – мазут, бензин, керосин, соляровое масло, дизельное топливо; из газовых - газы доменный, генераторный, коксовый, подземной газификации.

Характеристики и состав твердого топлива, в том числе выход летучих, спекаемость кокса, оказывают сильное влияние на процесс горения угля. С увеличением выхода летучих и содержания в них более реакционноспособных газов воспламенение топлива становится легче, а кокс благодаря большей пористости получается более реакционноспособным.

По этим свойствам каменные угли классифицируют. Ископаемые угли подразделяют на три основных типа: бурые, каменные угли и антрацит.

Бурые угли. К бурым углям марки Б относят угли неспекающимся коксам и высоким выходам летучих, обычно более 40%, и с высшей теплотой сгорания рабочей массы без зольного угля

Бурые угли характеризуются высокой гигроскопической и в большинстве случаев высокой общей влажностью, пониженной содержанием углерода и повышенным содержанием кислорода по сравнению с каменными углями. Вследствие сильной балластированности золой (А^р=15 – 25%) и влагой (W^р=20 – 35%) низшая теплота сгорания бурых углей пониженная Q_н^р=10,5-15,9 МДж/кг. По содержанию влаги бурые угли разделены на три группы: Б1 – с содержанием влаги W^р>40%; Б2 – W^р=30-40%; Б3 – W^р<30%. Эти угли на воздухе легко теряют влагу и механическую прочность, превращаясь в мелочь, и склонны к самовозгоранию.

Каменные угли. К каменным углям относят угли с высшей теплотой сгорания рабочей массы беззольного угля

и с выходом летучих более 9%. Основная масса их спекается. Часть их с выходом летучих больше 42-45% (длиннопламенные) и менее 17% (тощие) не спекается.

Каменные угли обладают относительно меньшим балластом: А^р=5-15%, W^р=5-10% и более высокой теплотой сгорания Q_н^р=23-27,23 МДж/кг.

Характеристика каменных углей

Марка углей	Обозначение	Выход летучих веществ на горючую массу, %	Характеристика нелетучего остатка
Длиннопламенный	Д	36 и более	От порошкообразного до слабоспекшегося
Газовый	Г	35 и более	Спекшийся
Газовый жирный	ГЖ	Более 31 (до 37)	То же
Жирный	Ж	24 - 37	«
Коксовый жирный	КЖ	25 - 33	«
Коксовый	К	17 - 33	«
Отощенный спекающийся	ОС	14 - 27	«
Тощий	Т	9 - 17	От порошкообразного до слабоспекшегося
Слабоспекающийся	СС	17-37	От порошкообразного до слабоспекшегося

Угли с высокой степенью углефикации (С^г=90–93%), с малым выходом летучих (V^г=2–9%) и с теплотой сгорания Q_б<34,7 МДж/кг, несколько меньшей, чем у тощих углей, относят к антрацитам.

С увеличением степени углефикации топлива выход летучих веществ уменьшается. Это происходит в основном из-за уменьшения содержания кислорода, что обуславливает увеличение теплоты сгорания на горючую массу.

Угли спекающихся марок К, а также в значительной части марок КЖ и ОС, Г и ГЖ используются для коксохимической переработки. Энергетическими являются топлива марок АШ, Т и Д, бурые угли, отходы обогащения коксующих углей.

Классификация углей по размеру кусков

Наименование	Обозначение	Размер кусков, мм.	Наименование	Обозначение	Размер кусков, мм.
Плита	П	Более 100	Семячко	С	6-13
Крупный	К	50-100	Штыб	Ш	Менее 6
Орех	О	25-50	Рядовой	Р	Не ограничен
Мелкий	М	13-25

Торф. Торф является химически и геологически наиболее молодым ископаемым твердым топливом и обладает высоким выходом летучих (V^г=70%), высокой влажностью (W^р=40-50%), умеренной зольностью (А^с=5-10%), низкой теплотой сгорания Q_н^р=8,38-10,47 МДж/кг. Как наиболее дешевый по добыче широко применяется фрезерный торф.

Сланцы. Зольность сланцев очень большая и доходит до А^р=50-60%, влажность также повышенная W^р=15-20%. Вследствие большого балласта их теплота сгорания низкая Q_н^р=5,87-10 МДж/кг при высокой теплоте сгорания горючей массы Q_н^г=27,2-33,5МДж/кг. Высокое содержание водорода в горючей массе Н^г=7,5-9,5% обуславливает большой выход летучих у сланцев и их легкую воспламеняемость.

Мазут. Из жидких топлив в энергетике используется мазут трех марок – 40, 100 и 200. Марка определяется предельной вязкостью, составляющей при 80 С для мазута 40 - 8,0; для мазута 100 - 15,5; для мазута 200 - 6,5-9,5 град.усл.вязкости (УВ) при 100С.

В мазуте содержится углерода 84-86% и водорода 11-12%, содержание влаги не превышает 3-4%, а золы 0,5%. Мазут имеет высокую теплоту сгорания Q_н^р=39,38-40,2 МДж/кг.

По содержанию серы различают малосернистый мазут S^р<0,5%, сернистый - S^р до 2% и высокосернистый S^р до 3,5%; по вязкости – маловязкий и высоковязкий, содержащий смолистые вещества и парафин. Наиболее вязкие сорта мазута имеют температуру застывания 25-35С. В связи с этим при сжигании применяется предварительный нагрев вязких мазутов до температуры 80-120С.

Природный газ. Природные газы представляют собой смесь углеводородов, сероводорода и инертных газов: азота и углекислоты. Основной горючей составляющей природных газов является метан (от 80 до 98%), что обуславливает их высокую теплоту сгорания. Содержание инертных газов: 0,1-0,3% СО₂ и 1-14% N₂.

Теплота сгорания сухого природного газа Q_н^с=33,52-35,61 МДж/м³.

Природный газ в первую очередь расходуют на коммунальные нужды. Поэтому тепловые электростанции несут роль буфера, сглаживающего небаланс между поступлением газа и его расходованием на коммунальные нужды. Этот небаланс особенно увеличивается в зимнее время. В летнее время ряд электростанций работает на природном газе, а зимой на резервном топливе – угольной пыли или мазуте.

Как основное (единственное) топливо газ используется только на электростанциях, расположенных в непосредственной близости от газового месторождения.