1. Твердые, жидкие и газообразные виды топлива

1. Состав топлива

Твердые и жидкие виды топлива состоят из горючих эле­ментов - углерода (С), водорода (Н) и летучей серы , негорючих элементов — кислорода (О) и азота (N), балласта топлива - золы (А) и влаги (W).

Газообразные топлива состоят из горючих и негорючих (N₂, O₂, СО₂) газов и неболь­шого количества водяного пара (Н₂О).

Состав твердого и жидкого топлива может быть задан:

- рабочей массой составляющих элементов

С^р + Н^р + + N^p + О^р + А^р + W^p = 100; (1.1)

горючей массой

С^г + H^г + + N^r + О^г = 100; (1.2)

сухой массой

С ^с + Н^с + + N_c + 0^с + А^с = 100. (1.3)

Элементы топлива в этих формулах заданы в процен­тах на 1 кг массы топлива. Пересчёт элементарного со­става топлива из одной массы в другую производится по формулам, приведённым в табл. 1.1.

Для сланцев состава (С, Н, S_Л, N, О) пересчёт с ра­бочей массы на горючую осуществляется при помощи ко­эффициента

, (1.4)

где — содержание углекислоты карбонатов, %;

— истинная зольность рабочей массы, %;

W ^p — влаж­ность рабочей массы, %.

Истинная зольность рабочей массы определяется по

формуле

(1.5)

где - содержание серы в лабораторной золе в про­центах к массе топлива;

S ^c_с —содержание сульфатной серы в топливе, %.

Величина для ленинград­ских и эстонских сланцев может быть принята рав­ной 2,0, а для каширских — 4,1.

Таблица 1.1

Формулы пересчёта состава топлива

Заданная масса топлива	Коэффициенты для пересчета на массу
	рабочую	горючую	сухую
Рабочая	1
Горючая		1
Сухая			1

Средний элементарный состав смеси двух твердых или жидких топлив, заданных массовыми долями, — пер­вого ( ) и второго ( ) оп­ределяется по уравнениям

(1.6)

где — массовая доля одного из топлив в смеси.

Массовая доля одного из топлив в смеси находится по формуле

= , (1.7)

где — масса одного вида топлива в смеси, кг; — масса второго вида топлива, кг.

Задача 1.1. Определить состав рабочей массы челя­бинского угля марки Б3, если его элементарный состав горючей массы: С ^г = 71,5 %; =5,2 %; = 2,7 %; N ^г = l,7 %; О ^г = 18,9 %, зольность по сухой мас­се = 34 % и влажность рабочая %.

Решение. Зольность рабочей массы топлива опреде­ляем по формуле пересчета из табл. 1.1.

Элементарный состав рабочей массы топлива нахо­дим, пользуясь формулами пересчета из табл. 1.1.

%;

%;

%;

%;

%.

Для проверки точности вычислений просуммируем со­ставляющие элементы рабочей массы топлива:

С^р + Н^р + + N^p + О^р + А^р + W^p = 39,2 + 2,8+ 1,5 + 0,9+ 10,4 + 28,2 + 17= 100%.

Задача 1.2. Определить состав горючей массы кизеловского угля марки Г6, если его элементарный состав рабочей массы: = 52,7%; =3,9%; =4,6%; =0,9%; %; =26,6%; =5%.

Ответ: С^г = 77%; H ^г = 5,7%; S_Л^Г = 6,8%; N ^г =1,3%; О^г = 9,2%.

Задача 1.3. Определить состав рабочей массы донец­кого угля, если его элементарный состав горючей массы: С^г = 75,5%; H ^г =5,5%; S_Л^Г = 4,2%; N ^г =1,6%; О^г=13,2%; зольность по сухой массе A^с=18% и влажность рабочая

Ответ: А^р =15,7%; С^р = 53,8%; H ^г =3,9%; S_Л^Г = 3,0%; N^p = 1,2%; О^р = 9,4%.

Задача 1.4. Определить состав рабочей массы сланца Гдовского месторождения, если его элементарный состав горючей массы: C^г=74%; Н^г=9,5%; S^г_л=5%; N^г=0,3%; O^г=11,2%; A^р=46,1%; W^р=11,3% и (CO₂)_к^р=14,2%.

Решение. Истинную зольность рабочей массы топлива определяем по (1.5):

Для пересчета состава топлива с горючей массы на рабочую находим коэффициент пересчета из (1.4)

Тогда:

С^р=С^гk=74∙0,302=22,3%;

Н^р=Н^гk=9,5∙0,302=2,9%;

S^р_л=S^г_лk=5∙0,302=1,5%;

N^p=N^гk=0,3∙0,302=0,1%;

O^p=O^гk=11,2∙0,302=3,4%.

Проверим точность вычисления:

С^р+Н^р+ S^р_л+N^p+O^p+А^р_и +W^р +(CO₂)_к^р=

=22,3+2,9+1,5+0,13,4+44,3+11,3+14,2= 100%.

Задача 1.5. В топке котельного агрегата сжигается смесь, состоящая из 2∙10³ кг донецкого угля марки Д состава: С^р₁=56,3%; Н^р₁=4,1%; (S^р_л)₁=3,1%; N^р₁=1,2%; О^р₁=9,9%; А^р₁=12,4%; W^р₁=13% и 3∙10³ кг донецкого угля марки Г состава: С^р₂=62,1%; Н^р₂=4,2%; (S^р_л)₂=3,3%; N^р₂=1,2%; О^р₂=6,4%; А^р₂=15,8%; W^р₁=7%. Определить элементарный состав рабочей смеси.

Решение. Массовую долю одного из топлив в смеси определяем по (1.7)

b₁=B₁/(B₁+B₂)=2000/(2000+3000)=0,4.

Элементарный состав рабочей смеси находим по (1,6):

С^р_см= b₁ С^р₁+(1- b₁) С^р₂=0,4∙56,3+0,6∙62,1=59,8%;

Н^р_см= b₁ Н^р₁+(1- b₁) Н^р₂=0,4∙4,1+0,6∙4,2=4,2%;

(S^р_л)_см= b₁ (S^р_л)₁ +(1- b₁) (S^р_л)₂= 0,4∙3,1+0,6∙3,3=3,2%;

N^р_см= b₁ N^р₁+(1- b₁) N^р₂=0,4∙1,2+0,6∙1,2=1,2%;

О^р_см= b₁ О^р₁+(1- b₁) О^р₂=0,4∙9,9+0,6∙6,4=7,8%;

А^р_см= b₁ А^р₁+(1- b₁) А^р₂=0,4∙12,4+0,6∙15,8=14,4%;

W^р_см= b₁ W^р₁+(1- b₁) W^р₂=0,4∙13+0,6∙7=9,4%.

Проверим точность вычислений

С^р_см +Н^р_см+(S^р_л)_см +N^р_см +О^р_см +А^р_см +W^р_см=59,8+4,2+3,2+1,2+7,8+14,4+9,4=100%

Задача 1.6. В топке котельного агрегата сжигается смесь, состоящая из 400кг каменного угля состава С^р₁=57%; Н^р₁=3,4%; (S^р_л)₁=0,8%; N^р₁=0,9%; О^р₁=5,4%; А^р₁=25%; W^р₁=7,5% и 600кг каменного угля состава: С^р₂=52,7%; Н^р₂=3,9%; (S^р_л)₂=4,6%; N^р₂=0,9%; О^р₂=6,3%; А^р₂=26,6%; W^р₁=5%. Определить элементарный состав рабочей смеси.

Ответ: С^р_см =54,4%; Н^р_см=3,7%; (S^р_л)_см =3,1%; N^р_см =0,9%; О^р_см =5,9%; А^р_см =26%; W^р_см=6%.

Задача 1.7. Определить состав горючей массы сланца Эстонского месторождения, если элементарный состав рабочей массы:

С^р =24,1%; Н^р=3,1%; S^р_л =1,6%; N^р =0,1%; О^р=3,7%; А^р_и =40%; W^р=13%; (СО₂)^р_к14,4%.

Ответ: С^г =74%; Н^г=9,5%; S^г_л =4,9%; N^г =0,3%; О^г=11,3%.