Kiekvieną dieną, įjungdami degiklį ant viryklės, mažai žmonių galvoja apie tai, kaip seniai jie pradėjo gaminti dujas. Mūsų šalyje ji pradėta kurti XX a. Prieš tai jis buvo tiesiog rastas išgaunant naftos produktus. Gamtinių dujų kaloringumas yra toks didelis, kad šiandien ši žaliava yra tiesiog nepakeičiama, o jos aukštos kokybės atitikmenys dar nėra sukurti.

Šilumos vertės lentelė padės išsirinkti kurą namų šildymui

Iškastinio kuro savybė

Gamtinės dujos yra svarbus iškastinis kuras, užimantis pirmaujančią vietą daugelio valstybių kuro ir energijos balanse. Siekiant tiekti kurą į miestą ir visokius techninės įmonės vartoti įvairias degias dujas, nes natūralios yra laikomos pavojingomis.

Ekologai mano, kad dujos yra švariausias kuras, deginant jų išsiskiria daug mažiau toksiškos medžiagos nei malkos, anglis, nafta. Šį kurą žmonės naudoja kasdien ir jame yra toks priedas kaip kvapioji medžiaga, jo dedama į įrengtus įrenginius santykiu 16 miligramų 1000 kubinių metrų dujų.

Svarbus medžiagos komponentas yra metanas (maždaug 88–96%), likusi dalis yra kitos cheminės medžiagos:

• butanas;
• Vandenilio sulfidas;
• propanas;
• azotas;
• deguonies.

Šiame vaizdo įraše apžvelgsime anglies vaidmenį:

Metano kiekis natūralus kuras tiesiogiai priklauso nuo jo srities.

Aprašytas kuro tipas susideda iš angliavandenilių ir ne angliavandenilių komponentų. Natūralus iškastinis kuras visų pirma yra metanas, į kurį įeina butanas ir propanas. Be angliavandenilių komponentų, aprašytame iškastiniame kure yra azoto, sieros, helio ir argono. Skystų garų taip pat randama, bet tik dujų ir naftos telkiniuose.

Indėlių rūšys

Pastebimi keli dujų telkinių tipai. Jie skirstomi į šiuos tipus:

• dujos;
• Alyva.

Juos skiriamasis ženklas yra angliavandenilių kiekis. Dujų telkiniuose yra apie 85-90% pateiktos medžiagos, naftos telkiniuose - ne daugiau kaip 50%. Likusius procentus užima tokios medžiagos kaip butanas, propanas ir aliejus.

Didžiulis alyvos gamybos trūkumas yra jos nuplovimas skirtingos rūšies priedų. Siera kaip priemaiša naudojama technikos įmonėse.

Gamtinių dujų suvartojimas

Butanas naudojamas kaip kuras automobilių degalinėse, o organinė medžiaga, vadinama „propanu“, naudojama žiebtuvėlių kurui. Acetilenas yra labai degus ir naudojamas suvirinant ir pjaustant metalą.

Kasdieniniame gyvenime naudojamas iškastinis kuras:

• stulpeliai;
• dujinė viryklė;

Šis kuras yra laikomas ekonomiškiausiu ir nekenksmingiausiu, vienintelis trūkumas yra išmetamųjų teršalų kiekis anglies dvideginis kai sudegė į atmosferą. Visos planetos mokslininkai ieško šilumos energijos pakaitalo.

Kaloringumas

Gamtinių dujų šilumingumas – tai šilumos kiekis, susidarantis pakankamai sudegus kuro vienetui. Degimo metu išsiskiriančios šilumos kiekis nurodomas vienu kubiniu metru, paimtu natūraliomis sąlygomis.

Gamtinių dujų šiluminė talpa matuojama taip:

• kcal / nm 3;
• kcal/m3.

Yra didelė ir maža kaloringumas:

1. Aukštas. Atsižvelgiama į vandens garų šilumą, atsirandančią deginant kurą.
2. Žemas. Jame neatsižvelgiama į vandens garuose esančią šilumą, nes tokie garai nesikondensuoja, o palieka degimo produktus. Dėl vandens garų kaupimosi jis sudaro 540 kcal / kg šilumos kiekį. Be to, kai kondensatas atvėsta, išsiskiria nuo 80 iki šimto kcal / kg šilumos. Apskritai, dėl vandens garų kaupimosi susidaro daugiau nei 600 kcal / kg, tai yra skiriamasis bruožas tarp didelės ir mažos šilumos galios.

Daugumai miesto kuro paskirstymo sistemoje suvartojamų dujų skirtumas yra 10%. Norint miestus aprūpinti dujomis, jų kaloringumas turi būti didesnis nei 3500 kcal/Nm 3 . Tai paaiškinama tuo, kad tiekimas vamzdynu vykdomas dideliais atstumais. Jei kaloringumas mažas, tada jo pasiūla didėja.

Jei gamtinių dujų kaloringumas yra mažesnis nei 3500 kcal / Nm 3, jos dažniau naudojamos pramonėje. Jo nereikia gabenti dideliais atstumais, o deginti tampa daug lengviau. Pagrindiniai pakeitimai kaloringumas dujas reikia dažnai reguliuoti, o kartais ir pakeisti didelis skaičius standartizuoti buitinių jutiklių degikliai, o tai sukelia sunkumų.

Dėl šios situacijos padidėja dujotiekio skersmuo, taip pat brangsta metalas, klojami tinklai ir eksploatacija. Didelis mažo kaloringumo iškastinio kuro trūkumas yra didžiulis anglies monoksido kiekis, todėl pavojaus lygis didėja eksploatuojant kurą ir prižiūrint dujotiekį, taip pat įrangą.

Degimo metu išsiskirianti šiluma, neviršijanti 3500 kcal/nm 3, dažniausiai naudojama pramoninės gamybos, kur nebūtina jo pernešti dideliu atstumu ir lengvai formuoti degimą.

5. ŠILUMINIS DEGIMO BALANSAS

Apsvarstykite dujinio, skystojo ir kietojo kuro degimo proceso šilumos balanso skaičiavimo metodus. Skaičiavimas sumažinamas iki šių problemų sprendimo.

· Kuro degimo šilumos (šilumos) nustatymas.

· Teorinės degimo temperatūros nustatymas.

5.1. DEGIMO ŠILUMAS

Chemines reakcijas lydi šilumos išsiskyrimas arba sugėrimas. Kai išsiskiria šiluma, reakcija vadinama egzotermine, o kai ji absorbuojama – endotermine. Visos degimo reakcijos yra egzoterminės, o degimo produktai yra egzoterminiai junginiai.

Kurso metu išsiskiria (arba absorbuojamas). cheminė reakcijašiluma vadinama reakcijos šiluma. Egzoterminėse reakcijose jis teigiamas, endoterminėse – neigiamas. Degimo reakciją visada lydi šilumos išsiskyrimas. Degimo šiluma Q g(J / mol) yra šilumos kiekis, išsiskiriantis visiškai sudegus vienam moliui medžiagos ir paverčiant degią medžiagą visiško degimo produktais. Molis yra pagrindinis medžiagos kiekio SI vienetas. Vienas molis – tai toks medžiagos kiekis, kuriame yra tiek dalelių (atomų, molekulių ir kt.), kiek atomų yra 12 g anglies-12 izotopo. Medžiagos kiekio, lygaus 1 moliui (molekulinė arba molinė masė), masė skaitiniu požiūriu sutampa su tam tikros medžiagos santykine molekuline mase.

Pavyzdžiui, deguonies (O 2 ) santykinė molekulinė masė yra 32, anglies dioksido (CO 2 ) yra 44, o atitinkamos molekulinės masės būtų M=32 g/mol ir M=44 g/mol. Taigi viename molyje deguonies yra 32 gramai šios medžiagos, o viename molyje CO 2 – 44 gramai anglies dioksido.

Techniniuose skaičiavimuose dažnai naudojama ne degimo šiluma Q g, ir degalų šilumingumas K(J / kg arba J / m 3). Medžiagos kaloringumas – tai šilumos kiekis, kuris išsiskiria visiškai sudegus 1 kg arba 1 m 3 medžiagos. Skystoms ir kietoms medžiagoms skaičiuojama 1 kg, o dujinėms medžiagoms - 1 m 3.

Žinios apie degimo šilumą ir kuro šilumingumą būtinos, norint apskaičiuoti degimo ar sprogimo temperatūrą, sprogimo slėgį, liepsnos plitimo greitį ir kitas charakteristikas. Kuro kaloringumas nustatomas arba eksperimentiniu būdu, arba skaičiuojant. Eksperimentiškai nustatant kaloringumą, kalorimetrine bomba deginama tam tikra kietojo arba skystojo kuro masė, o dujinio kuro atveju – dujų kalorimetre. Šie prietaisai matuoja bendrą šilumą K 0, išsiskiriantis deginant kuro svėrimo pavyzdį m. Kaloringumas Q g randama pagal formulę

Ryšys tarp degimo šilumos ir
kuro kaloringumas

Norint nustatyti ryšį tarp degimo šilumos ir medžiagos šilumingumo, reikia užrašyti cheminės degimo reakcijos lygtį.

Visiško anglies degimo produktas yra anglies dioksidas:

C + O 2 → CO 2.

Visiško vandenilio degimo produktas yra vanduo:

2H 2 + O 2 → 2H 2 O.

Visiško sieros degimo produktas yra sieros dioksidas:

S + O 2 → SO 2.

Tuo pačiu metu azotas, halogenidai ir kiti nedegūs elementai išsiskiria laisva forma.

degiųjų dujų

Kaip pavyzdį apskaičiuosime metano CH 4 šiluminę vertę, kurios degimo šiluma lygi Q g=882.6 .

Apibrėžkime molekulinė masė metanas pagal jo cheminė formulė(CH 4):

М=1∙12+4∙1=16 g/mol.

Nustatykite 1 kg metano kaloringumo vertę:

Raskime 1 kg metano tūrį, žinodami jo tankį ρ=0,717 kg/m 3 normaliomis sąlygomis:

.

Nustatykite 1 m 3 metano šiluminę vertę:

Bet kokių degiųjų dujų šilumingumas nustatomas panašiai. Daugelio įprastų medžiagų kaloringumas ir kaloringumas buvo išmatuoti labai tiksliai ir pateikiami atitinkamoje informacinėje literatūroje. Čia yra kai kurių kaloringumo lentelė dujinių medžiagų(5.1 lentelė). Vertė Kšioje lentelėje jis pateikiamas MJ / m 3 ir kcal / m 3, nes 1 kcal = 4,1868 kJ dažnai naudojamas kaip šilumos vienetas.

5.1 lentelė

Dujinio kuro kaloringumas

Medžiaga			Acetilenas
K

degus skystis arba kietas

Kaip pavyzdį apskaičiuosime etilo alkoholio C 2 H 5 OH šiluminę vertę, kuriai degimo šiluma Q g= 1373,3 kJ/mol.

Nustatykite etilo alkoholio molekulinę masę pagal jo cheminę formulę (C 2 H 5 OH):

М = 2∙12 + 5∙1 + 1∙16 + 1∙1 = 46 g/mol.

Nustatykite 1 kg etilo alkoholio kaloringumo vertę:

Bet kokių skystų ir kietų degiųjų medžiagų šilumingumas nustatomas panašiai. Lentelėje. 5.2 ir 5.3 rodo kaloringumo vertes K(MJ/kg ir kcal/kg) kai kurioms skystoms ir kietoms medžiagoms.

5.2 lentelė

Skysto kuro kaloringumas

Medžiaga		Metilo alkoholis	Etanolis			Mazutas, alyva
K

5.3 lentelė

Kietojo kuro kaloringumas

Medžiaga		mediena šviežia	mediena sausa	Rudos anglys	Durpės sausos	Antracitas, koksas
K

Mendelejevo formulė

Jei kuro šilumingumas nežinomas, jį galima apskaičiuoti naudojant D.I. pasiūlytą empirinę formulę. Mendelejevas. Norėdami tai padaryti, turite žinoti elementinę degalų sudėtį (lygiavertę degalų formulę), ty šių elementų procentinę dalį:

deguonis (O);

Vandenilis (H);

Anglis (C);

siera (S);

Pelenai (A);

Vanduo (W).

Kuro degimo produktų visada yra vandens garai, susidaro tiek dėl drėgmės degaluose, tiek degant vandeniliui. Degimo atliekos iš pramonės įmonės iškeliauja aukštesnėje nei rasos taško temperatūroje. Todėl šiluma, kuri išsiskiria kondensuojantis vandens garams, negali būti naudingai panaudota ir į ją neturėtų būti atsižvelgiama atliekant šiluminius skaičiavimus.

Skaičiavimui paprastai naudojama grynoji kaloringumas. Q n kuro, kuriame atsižvelgiama į šilumos nuostolius su vandens garais. Kietojo ir skystojo kuro atveju vertė Q n(MJ / kg) apytiksliai nustatomas pagal Mendelejevo formulę:

Q n=0.339+1.025+0.1085 – 0.1085 – 0.025, (5.1)

kur skliausteliuose nurodomas atitinkamų degalų sudėties elementų kiekis procentais (masės %).

Šioje formulėje atsižvelgiama į egzoterminio anglies, vandenilio ir sieros degimo reakcijų šilumą (su pliuso ženklu). Deguonis, kuris yra kuro dalis, iš dalies pakeičia ore esantį deguonį, todėl atitinkamas terminas (5.1) formulėje imamas su minuso ženklu. Drėgmei išgaravus, sunaudojama šiluma, todėl atitinkamas terminas, kuriame yra W, taip pat imamas su minuso ženklu.

Palyginus skirtingų kuro rūšių (mediena, durpės, anglis, nafta) skaičiuojamuosius ir eksperimentinius duomenis, paaiškėjo, kad skaičiuojant pagal Mendelejevo formulę (5.1) gaunama paklaida ne didesnė kaip 10 proc.

Grynasis kaloringumas Q n(MJ / m 3) sausų degiųjų dujų galima pakankamai tiksliai apskaičiuoti kaip atskirų komponentų šilumingumo sandaugų ir jų procento 1 m 3 dujinio kuro sumą.

Q n= 0,108[Н 2 ] + 0,126 [СО] + 0,358 [CH 4 ] + 0,5 [С 2 Н 2 ] + 0,234 [Н 2 S ]…, (5,2)

kur skliausteliuose nurodomas atitinkamų dujų kiekis procentais (tūrio proc.) mišinyje.

Vidutinė gamtinių dujų šilumingumas yra apie 53,6 MJ/m 3 . Dirbtinai pagamintose degiosiose dujose CH 4 metano kiekis yra nereikšmingas. Pagrindiniai degūs komponentai yra vandenilis H2 ir anglies monoksidas CO. Pavyzdžiui, kokso krosnies dujose H 2 kiekis siekia (55 ÷ 60)%, o tokių dujų grynasis kaloringumas siekia 17,6 MJ/m 3 . Generatoriaus dujose CO kiekis ~ 30 % ir H 2 ~ 15 %, o generatoriaus dujų grynasis šilumingumas Q n= (5,2÷6,5) MJ/m 3 . Aukštakrosnių dujose CO ir H 2 kiekis yra mažesnis; dydžio Q n= (4,0÷4,2) MJ/m 3 .

Apsvarstykite pavyzdžius, kaip apskaičiuoti medžiagų šiluminę vertę naudojant Mendelejevo formulę.

Nustatykime anglies, kurios elementinė sudėtis pateikta lentelėje, šiluminę vertę. 5.4.

5.4 lentelė

Elementari kompozicija anglis

Pakeiskime pateiktą skirtuke. 5.4 duomenys Mendelejevo formulėje (5.1) (azotas N ir pelenai A neįtraukti į šią formulę, nes jie yra inertinės medžiagos ir nedalyvauja degimo reakcijoje):

Q n=0,339∙37,2+1,025∙2,6+0,1085∙0,6–0,1085∙12–0,025∙40=13,04 MJ/kg.

Nustatykime, kiek malkų reikia pašildyti 50 litrų vandens nuo 10 °C iki 100 °C, jei šildymui išleidžiama 5% degimo metu išsiskiriančios šilumos, ir vandens šiluminę talpą. Su\u003d 1 kcal / (kg ∙ laipsnių) arba 4,1868 kJ / (kg ∙ laipsnių). Malkų elementinė sudėtis pateikta lentelėje. 5.5:

5.5 lentelė

Elementari malkų kompozicija

	Raskime malkų kaloringumą pagal Mendelejevo formulę (5.1): Q n=0,339∙43+1,025∙7–0,1085∙41–0,025∙7= 17,12 MJ/kg. Nustatykite šilumos kiekį, sunaudojamą vandens šildymui deginant 1 kg malkų (atsižvelgiant į tai, kad 5% degimo metu išsiskiriančios šilumos (a = 0,05) sunaudojama jai šildyti): K 2=a Q n=0,05 17,12 = 0,86 MJ/kg. Nustatykite malkų kiekį, reikalingą 50 litrų vandens pašildyti nuo 10°C iki 100°C: kilogramas. Taigi vandeniui pašildyti reikia apie 22 kg malkų.

Kas yra kuras?

Tai vienas komponentas arba medžiagų mišinys, galintis chemiškai transformuotis, susijusius su šilumos išsiskyrimu. Skirtingi tipai kuras skiriasi kiekybiniu juose esančio oksidatoriaus kiekiu, kuris naudojamas šiluminei energijai išlaisvinti.

AT plačiąja prasme kuras yra energijos nešiklis, tai yra potenciali potencialios energijos rūšis.

klasifikacija

Šiuo metu kuras pagal agregacijos būseną skirstomas į skystą, kietą, dujinį.

Iki sunkaus natūrali išvaizda apima akmenį ir malkas, antracitą. Briketai, koksas, termoantracitas yra dirbtinės atmainos kietojo kuro.

Skysčiams priskiriamos medžiagos, kuriose yra organinės kilmės medžiagų. Pagrindiniai jų komponentai yra: deguonis, anglis, azotas, vandenilis, siera. Dirbtinis skystas kuras bus įvairios dervos, mazutas.

Tai įvairių dujų mišinys: etileno, metano, propano, butano. Be jų, dujiniame kure yra anglies dvideginio ir smalkės, vandenilio sulfidas, azotas, vandens garai, deguonis.

Kuro indikatoriai

Pagrindinis degimo rodiklis. Termochemijoje nagrinėjama šilumingumo nustatymo formulė. paskirstyti" etaloninis kuras“, o tai reiškia 1 kilogramo antracito kaloringumo vertę.

Buitinė šildymo alyva skirta deginti mažos galios šildymo įrenginiuose, kurie yra gyvenamosiose patalpose, šilumos generatoriuose, naudojamuose Žemdirbystė pašarams džiovinti, konservuoti.

Savitoji kuro degimo šiluma yra tokia vertė, kuri parodo šilumos kiekį, susidarantį visiškai sudeginus 1 m 3 tūrio arba vieno kilogramo masės kurą.

Norint išmatuoti šią vertę, naudojami J / kg, J / m 3, kalorijos / m 3. Degimo šilumai nustatyti naudokite kalorimetrijos metodą.

Su padidėjimu specifinė šiluma kuro degimo, savitosios kuro sąnaudos mažėja, o koeficientas naudingas veiksmas išlieka ta pati vertė.

Medžiagų degimo šiluma – tai energijos kiekis, išsiskiriantis oksiduojant kietą, skystą, dujinę medžiagą.

Jį lemia cheminė sudėtis, taip pat degiosios medžiagos agregacijos būsena.

Degimo produktų savybės

Didesnė ir mažesnė kaloringumas siejamas su vandens agregacijos būkle medžiagose, gautose sudegus kurą.

Bendrasis kaloringumas yra šilumos kiekis, išsiskiriantis visiškai sudegus medžiagai. Į šią vertę įeina vandens garų kondensacijos šiluma.

Mažesnė darbinė šilumingumas yra vertė, atitinkanti šilumos išsiskyrimą degimo metu, neatsižvelgiant į vandens garų kondensacijos šilumą.

Latentinė kondensacijos šiluma yra vandens garų kondensacijos energijos vertė.

Matematinis santykis

Didesnis ir mažesnis kaloringumas yra susiję su tokiu ryšiu:

Q B = Q H + k (W + 9 H)

čia W yra vandens kiekis degiojoje medžiagoje masės (%);

H – vandenilio kiekis (masės procentais) degiojoje medžiagoje;

k - koeficientas 6 kcal/kg

Skaičiavimo metodai

Didesnis ir mažesnis kaloringumas nustatomas dviem pagrindiniais metodais: skaičiuojamuoju ir eksperimentiniu.

Eksperimentiniams skaičiavimams naudojami kalorimetrai. Pirmiausia jame sudeginamas kuro mėginys. Šiluma, kuri tokiu atveju išsiskirs, visiškai sugeriama vandens. Turint idėją apie vandens masę, galima nustatyti jo degimo šilumos vertę keičiant jo temperatūrą.

Ši technika laikoma paprasta ir efektyvi, ji reikalauja tik techninės analizės duomenų žinių.

Skaičiavimo metodu didžiausia ir mažiausia kaloringumas apskaičiuojamas pagal Mendelejevo formulę.

Q p H = 339 C p + 1 030 H p -109 (O p - S p) - 25 W p (kJ / kg)

Atsižvelgiama į anglies, deguonies, vandenilio, vandens garų, sieros kiekį darbinėje kompozicijoje (procentais). Šilumos kiekis degimo metu nustatomas atsižvelgiant į etaloninį kurą.

Dujų degimo šiluma leidžia atlikti preliminarius skaičiavimus, nustatyti tam tikros rūšies kuro naudojimo efektyvumą.

Kilmės ypatybės

Norint suprasti, kiek šilumos išsiskiria deginant tam tikrą kurą, reikia turėti supratimą apie jo kilmę.

Gamtoje yra skirtingi variantai kietasis kuras, kuris skiriasi savo sudėtimi ir savybėmis.

Jo formavimas atliekamas keliais etapais. Pirmiausia susidaro durpės, po to gaunama rudoji ir kietoji anglys, tada susidaro antracitas. Pagrindiniai kietojo kuro susidarymo šaltiniai yra lapai, mediena ir spygliai. Augalų dalis miršta, patekusi į orą, sunaikina grybai, susidaro durpės. Jo sankaupa virsta ruda mase, tada gaunamos rudos dujos.

At aukštas spaudimas ir temperatūros, rudos dujos virsta anglimi, tada kuras kaupiasi antracito pavidalu.

Be organinių medžiagų, kure yra ir papildomo balasto. Organinė dalis yra ta dalis, iš kurios susidarė organinės medžiagos: vandenilis, anglis, azotas, deguonis. Be šių cheminių elementų, jame yra balasto: drėgmės, pelenų.

Krosnies technologija apima darbinės, sausos ir degiosios sudegusio kuro masės paskirstymą. Darbinė masė vadinama pradinės formos kuru, tiekiama vartotojui. Sausas svoris yra kompozicija, kurioje nėra vandens.

Junginys

Vertingiausi komponentai yra anglis ir vandenilis.

Šie elementai randami bet kokio tipo kure. Durpėse ir medienoje anglies procentas siekia 58 procentus, kietosiose ir rudosiose anglyse – 80%, antracite siekia 95 procentus masės. Priklausomai nuo šio rodiklio, keičiasi kuro degimo metu išsiskiriančios šilumos kiekis. Vandenilis yra antras pagal svarbą bet kurio kuro elementas. Susilietus su deguonimi, susidaro drėgmė, kuri žymiai sumažina bet kokio kuro šiluminę vertę.

Jo procentas svyruoja nuo 3,8 skalūnuose iki 11 mazute. Deguonis, kuris yra kuro dalis, veikia kaip balastas.

Jis negeneruoja šilumos cheminis elementas, todėl neigiamai veikia degimo šilumos vertę. Azoto, esančio laisvoje arba surišta forma degimo produktuose, laikomas kenksmingomis priemaišomis, todėl jo kiekis yra aiškiai ribojamas.

Siera į degalų sudėtį įtraukta sulfatų, sulfidų, taip pat sieros dioksido dujų pavidalu. Kai hidratuojamas, sieros oksidai sudaro sieros rūgštį, kuri sunaikina katilo įranga, neigiamai veikia augmeniją ir gyvus organizmus.

Štai kodėl siera yra cheminis elementas, kurio buvimas natūraliame kure yra labai nepageidautinas. Patekę į darbo patalpą sieros junginiai smarkiai apnuodija dirbantį personalą.

Priklausomai nuo jų kilmės, yra trys pelenų rūšys:

• pirminis;
• antrinis;
• tretinis.

Pirminė forma susidaro iš augaluose esančių mineralinių medžiagų. Antriniai pelenai susidaro, kai formavimosi metu smėlis ir žemė patenka į augalų liekanas.

Tretiniai pelenai yra kuro dalis gavybos, sandėliavimo ir transportavimo procese. Esant dideliam pelenų nusėdimui, sumažėja šilumos perdavimas ant katilo bloko šildymo paviršiaus, sumažėja šilumos perdavimo vandeniui iš dujų kiekis. Puiki suma pelenai neigiamai veikia katilo darbą.

Pagaliau

Didelę įtaką bet kokios rūšies kuro degimo procesui daro lakiųjų. Kuo didesnė jų galia, tuo didesnis bus liepsnos priekio tūris. Pavyzdžiui, anglys, durpės lengvai užsidega, procesą lydi nežymūs šilumos nuostoliai. Pašalinus lakias priemaišas likusiame kokse yra tik mineralinių ir anglies junginių. Priklausomai nuo kuro savybių, šilumos kiekis labai skiriasi.

Priklausomai nuo cheminės sudėties, išskiriami trys kietojo kuro susidarymo etapai: durpės, lignitas, anglis.

Natūrali mediena naudojama mažose katilinėse. Dažniausiai naudojamos medžio drožlės, pjuvenos, plokštės, žievė, pačios malkos naudojamos nedideliais kiekiais. Priklausomai nuo medienos rūšies, išsiskiriančios šilumos kiekis labai skiriasi.

Mažėjant kaloringumo vertei, malkos įgyja tam tikrų privalumų: greitas degumas, minimalus pelenų kiekis, nelieka sieros pėdsakų.

Patikima informacija apie natūralaus ar sintetinio kuro sudėtį, jų kaloringumą yra puikus būdas atlikti termocheminius skaičiavimus.

Šiuo metu yra reali galimybė identifikuoti tuos pagrindinius kietojo, dujinio, skystojo kuro variantus, kurie konkrečioje situacijoje taps efektyviausiais ir nebrangiausiais naudoti.

Šilumos kiekis, išsiskiriantis visiškai sudeginus vienetinį kuro kiekį, vadinamas kaloringumo verte (Q) arba, kaip kartais vadinama, kaloringumu, arba kaloringumu, kuris yra viena iš pagrindinių kuro charakteristikų.

Dujų šilumingumas paprastai vadinamas 1 m 3, paimtas įprastomis sąlygomis.

Techniniuose skaičiavimuose normalios sąlygos suprantamos kaip dujų būsena esant 0 °C temperatūrai ir esant 760 °C slėgiui. mmHg Art. Pažymimas dujų tūris tokiomis sąlygomis nm 3(normalus kubinis metras).

Atliekant pramoninių dujų matavimus pagal GOST 2923-45, 20 ° C temperatūra ir 760 slėgis laikomos normaliomis sąlygomis. mmHg Art. Dujų tūris nurodytas šiomis sąlygomis, priešingai nm 3 mes paskambinsime m 3 (kubinis metras).

Dujų kaloringumas (Q)) išreikšta kcal/nm e arba viduje kcal/m3.

Suskystintoms dujoms šilumingumas nurodomas 1 kilogramas.

Yra didesnis (Q in) ir mažesnis (Q n) kaloringumas. Apskaičiuojant didžiausią šiluminę vertę, atsižvelgiama į vandens garų kondensacijos šilumą, susidariusią deginant kurą. Apskaičiuojant žemiausią šiluminę vertę, neatsižvelgiama į šilumą, esančią degimo produktų vandens garuose, nes vandens garai nesikondensuoja, o pašalinami kartu su degimo produktais.

Sąvokos Q in ir Q n taikomos tik toms dujoms, kurioms degant išsiskiria vandens garai (šios sąvokos netaikomos anglies monoksidui, kuris degdamas neišskiria vandens garų).

Kai vandens garai kondensuojasi, išsiskiria šiluma, lygi 539 kcal/kg. Be to, kai kondensatas atšaldomas iki 0°C (arba 20°C), šilumos išsiskiria atitinkamai 100 arba 80 kcal/kg.

Iš viso dėl vandens garų kondensacijos šilumos išsiskiria daugiau nei 600 kcal/kg, kuris yra skirtumas tarp dujų bendrosios ir žemiausios šilumingumo vertės. Daugumai dujų, naudojamų miesto dujų tiekimui, šis skirtumas yra 8-10%.

Kai kurių dujų šilumingumo vertės pateiktos lentelėje. 3.

Miesto dujų tiekimui šiuo metu naudojamos dujos, kurių kaloringumas paprastai yra ne mažesnis kaip 3500 kcal / nm 3. Tai paaiškinama tuo, kad miestų sąlygomis dujos vamzdžiais tiekiamos dideliais atstumais. Esant mažam kaloringumo kiekiui, reikia tiekti didelį kiekį. Dėl to neišvengiamai didėja dujotiekių skersmenys ir dėl to didėja investicijos į metalą bei lėšos dujų tinklų statybai, o vėliau ir eksploatacijos kaštai. Reikšmingas mažo kaloringumo dujų trūkumas yra tas, kad dažniausiai jose yra reikšminga suma anglies monoksido, kuris padidina pavojų naudojant dujas, taip pat aptarnaujant tinklus ir įrenginius.

Dujos, kurių kaloringumas mažesnis nei 3500 kcal/nm 3 dažniausiai naudojamas pramonėje, kur nereikia jo gabenti dideliais atstumais ir lengviau organizuoti deginimą. Miesto dujų tiekimui pageidautina, kad dujų kaloringumas būtų pastovus. Svyravimai, kaip jau nustatėme, leidžiami ne daugiau kaip 10 proc. Didelis pokytis Dujų šilumingumas reikalauja naujo sureguliavimo, o kartais ir daugybės vieningų buitinių prietaisų degiklių pakeitimo, o tai susiję su dideliais sunkumais.

Degiųjų dujų klasifikacija

Miestų dujų tiekimui ir pramonės įmonės naudojamos įvairios degiosios dujos, kurios skiriasi savo kilme, chemine sudėtimi ir fizinėmis savybėmis.

Degiosios dujos pagal kilmę skirstomos į natūralias, arba natūralias, ir dirbtines, gaunamas iš kietojo ir skystojo kuro.

gamtines dujas išgaunamas iš grynų dujų telkinių gręžinių arba naftos telkinių kartu su nafta. Naftos telkinių dujos vadinamos susijusiomis dujomis.

Grynų dujų telkinių dujos daugiausia susideda iš metano su nedideliu sunkiųjų angliavandenilių kiekiu. Jiems būdingas sudėties ir kaloringumo pastovumas.

Susijusiose dujose kartu su metanu yra daug sunkiųjų angliavandenilių (propano ir butano). Šių dujų sudėtis ir kaloringumas labai skiriasi.

Dirbtinės dujos gaminamos ant specialių dujų gamyklos- arba gaunamas kaip šalutinis produktas deginant anglį metalurgijos įmonėse, taip pat naftos perdirbimo gamyklose.

Iš anglies gaminamos dujos mūsų šalyje miesto dujų tiekimui naudojamos labai ribotai, o jų savitasis svoris nuolat mažėja. Tuo pačiu metu didėja suskystintų angliavandenilių dujų, gaunamų iš susijusių naftos dujų dujų ir benzino gamyklose ir naftos perdirbimo gamyklose, gamyba ir suvartojimas naftos perdirbimo metu. Skystis angliavandenilių dujos naudojami miesto dujų tiekimui, daugiausia sudaryti iš propano ir butano.

Dujų sudėtis

Dujų rūšis ir jų sudėtis iš esmės nulemia dujų apimtį, dujų tinklo schemą ir skersmenis, dujų degiklių ir atskirų dujotiekio mazgų projektinius sprendimus.

Dujų suvartojimas priklauso nuo kaloringumo, taigi ir nuo dujotiekių skersmenų bei dujų degimo sąlygų. Naudojant dujas pramoniniuose įrenginiuose, degimo temperatūra ir liepsnos plitimo greitis bei sudėties pastovumas yra labai svarbūs. dujinis kuras Dujų sudėtis, taip pat fizikines chemines savybes jos pirmiausia priklauso nuo dujų rūšies ir gavimo būdo.

Degiosios dujos yra mechaniniai įvairių dujų mišiniai<как го­рючих, так и негорючих.

Degiąją dujinio kuro dalį sudaro: vandenilis (H 2) - dujos be spalvos, skonio ir kvapo, jų žemesnė kaloringumas yra 2579 kcal / nm 3 \ metanas (CH 4) - bespalvės, beskonės ir bekvapės dujos, yra pagrindinė degioji gamtinių dujų dalis, jos mažesnė kaloringumas 8555 kcal / nm 3; anglies monoksidas (CO) – bespalvės, beskonės ir bekvapės dujos, gaunamos nevisiškai sudegus bet kokiam kurui, labai toksiškos, žemesnio kaloringumo 3018 kcal / nm 3; sunkieji angliavandeniliai (C p N t),Šiuo vardu<и формулой обозначается целый ряд углеводородов (этан - С2Н 6 , пропан - С 3 Нв, бутан- С4Н 10 и др.), низшая теплотворная способность этих газов колеблется от 15226 до 34890 kcal/nm*.

Į nedegią dujinio kuro dalį įeina: anglies dioksidas (CO 2), deguonis (O 2) ir azotas (N 2).

Nedegioji dujų dalis vadinama balastu. Gamtinės dujos pasižymi dideliu šilumingumu ir visišku anglies monoksido nebuvimu. Tuo pačiu metu daugelyje telkinių, daugiausia dujų ir naftos, yra labai toksiškų (ir ėsdinančių dujų) – vandenilio sulfido (H 2 S). Daugumoje dirbtinių anglies dujų yra daug labai toksiškų dujų – anglies monoksido (CO). Oksido buvimas dujose anglis ir kitos toksinės medžiagos yra labai nepageidautinos, nes jos apsunkina eksploatacinių darbų gamybą ir padidina pavojų naudojant dujas. Be pagrindinių komponentų, dujų sudėtis apima įvairias priemaišas, kurių konkreti vertė procentais yra nereikšminga.Tačiau, atsižvelgiant į tai, kad tūkstančiai ir net milijonai kubinių metrų dujų, bendras priemaišų kiekis pasiekia didelę vertę.Daugelis priemaišų iškrenta į dujotiekius, o tai galiausiai lemia jų sumažėjimą. pralaidumas, o kartais iki visiško dujų srauto nutraukimo.Todėl projektuojant dujotiekius reikia atsižvelgti į dujose esančias priemaišas, taip pat eksploatacijos metu.

Priemaišų kiekis ir sudėtis priklauso nuo dujų gamybos ar išgavimo būdo ir jų gryninimo laipsnio. Kenksmingiausios priemaišos yra dulkės, derva, naftalenas, drėgmė ir sieros junginiai.

Dulkių atsiranda dujose gamybos (išgavimo) metu arba dujas transportuojant vamzdynais. Derva yra terminio kuro skilimo produktas ir lydi daugelį dirbtinių dujų. Dujose esant dulkėms, derva prisideda prie dervos ir purvo kamščių susidarymo ir užsikimšimų dujotiekiuose.

Naftalenas dažniausiai randamas dirbtinėse anglies dujose. Esant žemai temperatūrai, naftalenas nusėda vamzdžiuose ir kartu su kitomis kietomis ir skystomis priemaišomis sumažina dujotiekių srauto plotą.

Drėgmės garų pavidalu yra beveik visose natūraliose ir dirbtinėse dujose. Į gamtines dujas patenka pačiame dujų lauke dėl dujų sąlyčio su vandens paviršiumi, o dirbtinės dujos gamybos procese yra prisotinamos vandeniu. Didelis drėgmės buvimas dujose yra nepageidautinas, nes sumažina kaloringumą. Be to, jis turi didelę šiluminę garavimo talpą, drėgmė degant dujoms kartu su degimo produktais išneša į atmosferą didelį šilumos kiekį.Didelis drėgmės kiekis dujose taip pat nepageidautinas, nes dujoms kondensuojantis yra aušinamas, kai „judėdamas vamzdžiais, jis gali sukurti vandens kamščius dujotiekyje (apatiniuose taškuose), kuriuos reikia pašalinti. Tam reikia įrengti specialius kondensato rinktuvus ir juos išsiurbti.

Sieros junginiai, kaip jau minėta, apima vandenilio sulfidą, taip pat anglies disulfidą, merkaptaną ir tt Šie junginiai ne tik neigiamai veikia žmonių sveikatą, bet ir sukelia didelę vamzdžių koroziją.

Kitos kenksmingos priemaišos yra amoniako ir cianido junginiai, kurių daugiausia yra anglies dujose. Amoniako ir cianido junginių buvimas padidina vamzdžių metalo koroziją.

Anglies dioksido ir azoto buvimas degiosiose dujose taip pat yra nepageidautinas. Šios dujos nedalyvauja degimo procese, nes yra balastas, mažinantis šiluminę vertę, todėl padidėja dujotiekių skersmuo ir sumažėja ekonominis dujinio kuro naudojimo efektyvumas.

Miesto dujų tiekimui naudojamų dujų sudėtis turi atitikti GOST 6542-50 reikalavimus (1 lentelė).

1 lentelė

Žymiausių šalies telkinių gamtinių dujų sudėties vidutinės vertės pateiktos lentelėje. 2.

Iš dujų telkinių (sausas)

Vakarų Ukraina. . .	81,2	7,5	4,5	3,7	2,5	- .	0,1	0,5	0,735
Šebelinskoje ..............................	92,9	4,5	0,8	0,6	0,6	____ .	0,1	0,5	0,603
Stavropolio sritis. .	98,6	0,4	0,14	0,06		-	0,1	0,7	0,561
Krasnodaro sritis. .	92,9		0,5	-	0,5	_	0,01	0,09	0,595
Saratovas ...................................	93,4	2,1	0,8	0,4	0,3	Pėdsakai	0,3	2,7	0,576
Gazlis, Bucharos sritis	96,7		0,35	0,4"			0,1	0,45	0,575
Iš naftos ir dujų telkinių (susiję)
Romashkino ...................................			18,5	6,2	4,7		0,1	11,5	1,07
				7,4	4,6	____	Pėdsakai		1,112	__ .
Tuymazy ...................................			18,4	6,8	4,6	____	0,1	7,1	1,062	-
Peleninis......		23,5		9,3	3,5	____	0,2	4,5	1,132	-
Paryškintas..............................................				2,5		. ___ .		1,5	0,721	-
„Syzran-oil“ ...................................	31,9	23,9 -	5,9	2,7	0,8	1,7	1,6	31,5	0,932	-
Išimėjus ..............................	42,4		20,5	7,2	3,1	2,8			1,040	_
Andidžanas. ...........................	66,5	16,6	9,4	3,1	3,1	0,03	0,2	4,17	0,801 ;

Dujų kaloringumas

Šilumos kiekis, išsiskiriantis visiškai sudeginus vienetinį kuro kiekį, vadinamas kaloringumo verte (Q) arba, kaip kartais vadinama, kaloringumu, arba kaloringumu, kuris yra viena iš pagrindinių kuro charakteristikų.

Dujų šilumingumas paprastai vadinamas 1 m 3, paimtas įprastomis sąlygomis.

Techniniuose skaičiavimuose normalios sąlygos suprantamos kaip dujų būsena esant 0 °C temperatūrai ir esant 760 °C slėgiui. mmHg Art. Pažymimas dujų tūris tokiomis sąlygomis nm 3(normalus kubinis metras).

Atliekant pramoninių dujų matavimus pagal GOST 2923-45, 20 ° C temperatūra ir 760 slėgis laikomos normaliomis sąlygomis. mmHg Art. Dujų tūris nurodytas šiomis sąlygomis, priešingai nm 3 mes paskambinsime m 3 (kubinis metras).

Dujų kaloringumas (Q)) išreikšta kcal/nm e arba viduje kcal/m3.

Suskystintoms dujoms šilumingumas nurodomas 1 kilogramas.

Yra didesnis (Q in) ir mažesnis (Q n) kaloringumas. Apskaičiuojant didžiausią šiluminę vertę, atsižvelgiama į vandens garų kondensacijos šilumą, susidariusią deginant kurą. Apskaičiuojant žemiausią šiluminę vertę, neatsižvelgiama į šilumą, esančią degimo produktų vandens garuose, nes vandens garai nesikondensuoja, o pašalinami kartu su degimo produktais.

Sąvokos Q in ir Q n taikomos tik toms dujoms, kurioms degant išsiskiria vandens garai (šios sąvokos netaikomos anglies monoksidui, kuris degdamas neišskiria vandens garų).

Kai vandens garai kondensuojasi, išsiskiria šiluma, lygi 539 kcal/kg. Be to, kai kondensatas atšaldomas iki 0°C (arba 20°C), šilumos išsiskiria atitinkamai 100 arba 80 kcal/kg.

Iš viso dėl vandens garų kondensacijos šilumos išsiskiria daugiau nei 600 kcal/kg, kuris yra skirtumas tarp dujų bendrosios ir žemiausios šilumingumo vertės. Daugumai dujų, naudojamų miesto dujų tiekimui, šis skirtumas yra 8-10%.

Kai kurių dujų šilumingumo vertės pateiktos lentelėje. 3.

Miesto dujų tiekimui šiuo metu naudojamos dujos, kurių kaloringumas paprastai yra ne mažesnis kaip 3500 kcal / nm 3. Tai paaiškinama tuo, kad miestų sąlygomis dujos vamzdžiais tiekiamos dideliais atstumais. Esant mažam kaloringumo kiekiui, reikia tiekti didelį kiekį. Dėl to neišvengiamai didėja dujotiekių skersmenys ir dėl to didėja investicijos į metalą bei lėšos dujų tinklų statybai, o vėliau ir eksploatacijos kaštai. Reikšmingas mažo kaloringumo dujų trūkumas yra tas, kad dažniausiai jose yra daug anglies monoksido, o tai padidina pavojų naudojant dujas, taip pat aptarnaujant tinklus ir įrenginius.

Dujos, kurių kaloringumas mažesnis nei 3500 kcal/nm 3 dažniausiai naudojamas pramonėje, kur nereikia jo gabenti dideliais atstumais ir lengviau organizuoti deginimą. Miesto dujų tiekimui pageidautina, kad dujų kaloringumas būtų pastovus. Svyravimai, kaip jau nustatėme, leidžiami ne daugiau kaip 10 proc. Didesnis dujų šilumingumo pokytis reikalauja naujo reguliavimo, o kartais ir daugybės vieningų buitinės technikos degiklių pakeitimo, o tai susiję su dideliais sunkumais.