Топлива. высшая теплотворная способность

Теплотворная способность различных видов топлива. Сравнительный анализ

(рис. 14.1 – Теплотворная способность топлива)

Обратите внимание на теплотворную способность (удельную теплоту сгорания) различных видов топлива, сравните показатели. Теплотворная способность топлива характеризует количество теплоты, выделяемое при полном сгорании топлива массой 1 кг или объёмом 1 м³ (1 л)

Наиболее часто теплотворная способность измеряется в Дж/кг (Дж/м³; Дж/л). Чем выше удельная теплота сгорания топлива, тем меньше его расход. Поэтому теплотворная способность является одной из наиболее значимых характеристик топлива. Удельная теплота сгорания каждого вида топлива зависит:

• От его горючих составляющих (углерода, водорода, летучей горючей серы и др.).
• От его влажности и зольности.

(рис. 14.2 – Удельная теплота сгорания)

Согласно таблице «Удельная теплота сгорания различных энергоносителей, сравнительный анализ расходов», пропан-бутан (сжиженный углеводородный газ) уступает в экономической выгоде и перспективности использования только природному газу (метану)

Однако следует обратить внимание на тенденцию к неизбежному росту стоимости магистрального газа, которая на сегодняшний день существенно занижена. Аналитики предрекают неминуемую реорганизацию отрасли, которая приведёт к существенному удорожанию природного газа, возможно, даже превысит стоимость дизельного топлива

Таким образом, сжиженный углеводородный газ, стоимость которого практически не изменится, остаётся исключительно перспективным – оптимальным решением для систем автономной газификации.

Сколько топлива потребляет ЖТКО и насколько это дорого

Производители зачастую «стесняются» указывать «аппетиты» своих теплогенераторов. Но мы сможем прикинуть приблизительный расход топлива для жидкотопливного котла отопления самостоятельно. На максимальном режиме горелка потребляет количество дизтоплива, примерно равное её мощности, делённой на 10. То есть, котёл (горелка, если точнее) 20 кВт «скушает» 2 литра «солярки» за час непрерывной работы или 48 в сутки. 20 кВт — этого вполне достаточно для дома площадью 200 м2 в климатических условиях Центральной России. Итак, примем, что 3 месяца в году котёл работает с нагрузкой 75% от максимальной, 3 месяца — 50% и ещё 3 — 25%. Итого получаем 6480 литров за отопительный сезон. Добавим 10% на горячее водоснабжение, получим 7 128 литров или 7,1 м3. Топливного масла потребуется больше, 8,550 литров или 8,5 м3. Нужно понимать, что это очень усреднённые данные, они не учитывают ни уровень исполнения самого котла, ни степень утепления дома. Эффективно теплоизолировав здание снаружи, расход топлива можно уменьшить раза в два, а перейдя на низкотемпературный режим — ещё на четверть.

Про цену топлива говорить не будем, она постоянно меняется и зависит от региона. Чтобы точно просчитать эксплуатационные расходы, нужно найти местных оптовых поставщиков и узнать, в какую сумму обойдётся загрузка того или иного вида топлива в хранилище с учётом транспортных расходов. К слову, в отличие от «солярки», топливное масло не везде и не всегда можно приобрести.

«Газпром Армения» измерила калорийность своего газа и осталась довольна

«Проблем с колорийностью поставляемого в Армению газа нет. Единственная проблема – высокая цена на газ». К такому заключению пришли руководители ряда общественных организаций, участвовавших в измерении калорийности газа вместе с компанией «Газпром Армения».

Председатель общественной организации «Союз потребителей Армении» Армен Погосян и зампред «Защиты прав потребителей» Карен Чилингарян рассказали о своем участии в проведенном компанией «Газпром Армения» обсуждении, о своих предложениях и о том, что участвовали в визите выбранной случайно квартиры, проверяли качество газа.

Согласно результатам мобильной лаборатории компании, калорийность газа составила 8200 ккал. Между тем, по словам Армена Погосяна, он должен быть максимум 7900 ккал. «Опыт показывает, что в некоторых случаях дым бывает без огня», — высказался председатель организации по поводу множества жалоб о низкой калорийности газа .

«Мы выдвинули два требования: во-первых, чтобы визит был совершен в случайную квартиру, неожиданно для жильцов. Во-вторых, чтобы был взят газовый баллон и отправлен на экспертизу заграницей. Второе требование было отклонено на основании того, что стоит это дорого, также есть технические проблемы», — сказал Погосян.

«Качество газа нас удовлетворяет. Дело в том, что в нашу страну газ импортируется дешевле, чем, к примеру, в Грузию, но жители нашей страны платят больше. Дело в этом, а не в калорийности», — сказал Чилингарян.

Журналисты поставили под сомнение результаты измерения калорийности газа. В частности, они поинтересовались, могли ли эксперты, действующие под контролем компании, придти к заключению, противоречащему точки зрения данной компании. Сомнения уместны, заявил Армен Погосян, однако в Армении мобильная лаборатория есть только у «Газпрома Армения».

Ранее основатель инициативы «Внутринациональное освободительное движение» Ваган Мартиросян выразил мнение , что при помощи трех «чудо-устройств», каждое из которых стоит 350 тысяч долларов, компания «Газпром Армения» может снизить калорийность газа, более того, смешивая метан с азотом, компания увеличивает его объемы».

7.1 Идеальный газ

Значениетеплотысгоранияидеальногогаза, рассчитанноенаосновезначенийобъемнойдоли
компонентов, длятемпературысгоранияt₁смесиизвестногосостава, измеренныхпритемпературеt₂и
давлениир₂, вычисляютпоформуле

где

-значениеидеальной (высшейилинизшей) объемнойтеплотысгораниясмеси;

R-универсальнаягазоваяпостоянная (равная 8,314510 Дж·моль-1·К-1, ();

Т₂= (t₂ + 273,15) -абсолютнаятемпература, К.

Формула (8) представляетсобойметодвычисленияобъемнойтеплотысгораниясогласноее определению. Приальтернативномметодеприменяютформулу

где

-значениеидеальной (высшейилинизшей) объемнойтеплотысгоранияj-гокомпонента.

Дляудобствазначениядляразличныхстандартныхусловийсгоранияиизмеренийприведены
в (), чтобыпользовательмогизбежатьнеобходимостииспользованиязначенийв качествеисходнойточкивычисления.

Числовыезначения, полученныелюбымизэтихметодов, будутиметьрасхождениенеболее
0,01 МДж·кг-1, котороесоответствуетточностисовременногоуровнятехники.

Способы определения

Брутто и нетто

В 1972 г. Зволински и Уилхойт определили «брутто» и «нетто» значения теплоты сгорания. По общему определению продукты являются наиболее стабильными соединениями, например, H₂O (l), Br₂(л), я₂(s) и H₂ТАК₄(л). В сетевом определении продукты — это продукты, полученные при сжигании компаунда в открытом пламени, например H₂O (г) Br₂(г) я₂(g) и SO₂(грамм). В обоих определениях продуктами для C, F, Cl и N являются CO.₂(г) HF (г) Cl₂(g) и N₂(g) соответственно.

Более высокая теплотворная способность

Более высокое значение нагрева (ВГЧ; полная энергия , верхнее значение нагрева , теплотворность GCV , или более высокое значение теплотворной ; ВГС ) указывает верхний предел доступной тепловой энергии , вырабатываемой с помощью полного сгорания топлива. Он измеряется как единица энергии на единицу массы или объема вещества. HHV определяется путем приведения всех продуктов сгорания к исходной температуре перед сгоранием и, в частности, конденсации любого образующегося пара. Для таких измерений часто используется стандартная температура 25 ° C (77 ° F; 298 K). Это то же самое, что и термодинамическая теплота сгорания, поскольку изменение энтальпии для реакции предполагает общую температуру соединений до и после сгорания, и в этом случае вода, полученная при сгорании, конденсируется в жидкость. Чем выше значение нагрева учитывает скрытую теплоту парообразования из воды в продуктах сгорания, и является полезным при вычислении значения нагрева для топлива , где конденсации продуктов реакции является практичной (например, в газовом топливе котла , используемый для космического тепла) . Другими словами, HHV предполагает, что весь водный компонент находится в жидком состоянии в конце сгорания (в продукте сгорания) и что тепло, выделяемое при температурах ниже 150 ° C (302 ° F), может быть использовано.

Низкая теплотворная способность

Нижняя теплотворная способность (LHV; низшая теплотворная способность ; NCV или более низкая теплотворная способность ; LCV ) — еще одна мера доступной тепловой энергии, производимой при сгорании топлива, и измеряется как единица энергии на единицу массы или объема вещества. В отличие от HHV, LHV учитывает потери энергии, такие как энергия, используемая для испарения воды, хотя его точное определение не согласовано однозначно. Одно определение — просто вычесть теплоту испарения воды из более высокой теплотворной способности. Это рассматривает любую образовавшуюся H ₂ O как пар. Таким образом, энергия, необходимая для испарения воды, не выделяется в виде тепла.

Расчеты LHV предполагают, что водный компонент процесса сгорания находится в парообразном состоянии в конце сгорания, в отличие от более высокой теплотворной способности (HHV) (также известной как высшая теплотворная способность или брутто CV ), которая предполагает, что вся вода в процессе сгорания процесс находится в жидком состоянии после процесса сгорания.

Другое определение LHV — это количество тепла, выделяемого при охлаждении продуктов до 150 ° C (302 ° F). Это означает , что скрытая теплота парообразования из воды и других продуктов реакции не восстанавливается. Это полезно при сравнении видов топлива, в которых конденсация продуктов сгорания нецелесообразна или тепло при температуре ниже 150 ° C (302 ° F) невозможно использовать.

Одно определение более низкой теплотворной способности, принятое Американским институтом нефти (API), использует стандартную температуру 60 ° F ( 15+5 ⁄ 9  ° C).

Другое определение, используемое Ассоциацией поставщиков газоперерабатывающих предприятий (GPSA) и первоначально используемое API (данные, собранные для исследовательского проекта API 44), — это энтальпия всех продуктов сгорания за вычетом энтальпии топлива при эталонной температуре (использовался исследовательский проект API 44. 25 ° C. В настоящее время GPSA использует 60 ° F) минус энтальпия стехиометрического кислорода (O ₂ ) при эталонной температуре, минус теплота испарения паросодержащих продуктов сгорания.

Определение, в котором все продукты сгорания возвращаются к эталонной температуре, легче рассчитать исходя из более высокой теплотворной способности, чем при использовании других определений, и фактически даст несколько иной ответ.

Брутто теплотворная способность

Полная теплотворная способность учитывает воду в выхлопе, уходящую в виде пара, как и LHV, но полная теплотворная способность также включает жидкую воду в топливе перед сгоранием

Это значение важно для таких видов топлива, как древесина или уголь , которые обычно содержат некоторое количество воды перед сжиганием.

5.1 Идеальный газ

Значениемолярнойтеплотысгоранияидеальногогаза, определяемоеисходяиззначениймолярнойдоликомпонентовсмесиизвестногосостава, притемпературеt₁вычисляютпоформуле

где

-значениеидеальнойтеплотысгораниясмеси (высшейилинизшей);

х_j-молярнаядоля
j-гокомпонента;

-значениеидеальнойтеплотысгорания
j-гокомпонента (высшейилинизшей).

Числовыезначениядляt₁ = 25°Сприведеныв (); значениядля ()_sвзяты изоригинальныхлитературныхисточников, приведенныхвБиблиографии, азначениядля ()₁получаютспомощьюпринятогозначениястандартнойэнтальпиииспаренияводыпри 25°С ().

Значениядлядругихтемператур (t₁ = 20°С, 15°Си°С) такжеприведеныв. Этизначениябылиопределеныиззначенийдля 25°Свсоответствиисметодами, описаннымив ().

Примечание 11 -Значениянезависятотдавления, следовательно, стандартноедавлениесгоранияp₁неотноситсякслучаюидеальногогаза, иегоисключаютизпринятойноменклатуры.

Примечание 12 -Значениемолярнойтеплотысгоранияидеальногогазаилигазовойсмесиопределяетсявнастоящемстандартекакположительноечисло. Значения, приведенныев, численноравнызначениямстандартныхмолярныхэнтальпийсгорания, которыеобычновыражаютввидеотрицательныхвеличин ().

Теплота сгорания (теплотворная способность, калорийность)

Теплота сгорания (теплотворная способность, калорийность) — кол-во теплоты, выделяющееся при полном сгорании
топлива; измеряется в джоулях или калориях. Т. с., отнесённая к единице массы
или объёма топлива, наз. уд. Т. с.: для её измерения пользуются методами калориметрии. Т. с. определяется хим. составом топлива. Содержащиеся в топливе хим. элементы
обозначаются принятыми символами-С, H, О, N, S, а зола и вода-символами
А и W соответственно. Если вода, содержащаяся в топливе и образовавшаяся при
сгорании водорода топлива, присутствует в конечных продуктах сгорания в виде
жидкости, то кол-во выделившейся теплоты характеризует высшую Т. с. (Q_в);
если же вода присутствует в виде пара, то Т. с. наз. низшей (Q_н).
Низшая и высшая Т. с. связаны соотношением Q_в= Q_н
+ k(W + 9H), где k = 25 кДж/кг (6 ккал/кг).

Т. с., отнесённая к рабочей
массе топлива (Qp), может быть рассчитана по эмпирич. ф-лам,
напр. по ф-ле Менделеева: Qp = 81 Ср + 300 Нр-26
(Op-S_лp)-6 (9HP + WP),
где S_лp — содержание в рабочей массе топлива летучей серы.
Для сравнит. расчётов широко пользуются т. н. условным топливом с уд. Т. с.
29308 кДж/кг (7000 ккал/кг), что в 4,87 раза ниже уд. Т. с. водорода (142868
кДж/кг). В табл. приведены значения Q_нp (МДж/кг)
и ж а р о п р о и з в о д и т е л ь н о с т и T_а — температуры,
достигаемой при полном сгорании топлива в воздухе, Наряду
с природным органич. топливом в совр. технике (напр., в ракетах) широко применяют
особые виды топлива, для к-рых значения Qp_н
существенно выше, чем для природных топлив.

* Теплота сгорания природного
газа дана в МДж/м3.

к библиотеке  
к оглавлению  
FAQ по эфирной физике  
ТОЭЭ  
ТЭЦ  
ТПОИ  
ТИ  

Знаете ли Вы, что только в 1990-х доплеровские измерения радиотелескопами показали скорость Маринова для CMB (космического микроволнового излучения), которую он открыл в 1974. Естественно, о Маринове никто не хотел вспоминать. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

Пропан-бутан и топливные гранулы: как ими отапливать

Принцип работы отопительной системы с пропаном-бутаном основывается на использовании резервуара для хранения СУГ – газгольдера, располагающегося обычно под землей в нескольких метрах от дома. Помимо этого, применяется газовый котел, который, собственно, и преобразовывает газ в тепловую энергию. Для полного газоснабжения дома достаточно один-два раза в год заправлять газгольдер. Подробно об этом читайте в статье: автономное отопление пропан бутаном.

Преимущества автономной газификации:

• независимое газоснабжение;
• высокий КПД;
• низкая частота заправки;
• теплый дом в любое время;
• горячая вода.

Больше статей нашего блога по этой теме найдете здесь.

Преимущества СУГ и газгольдера не стоит отрицать

Задаваясь вопросом, что дороже – киловатт пропана бутана или пеллеты, нужно понимать специфику применения топливных гранул. Для их сгорания используются специальные твердотопливные котлы, которые способны сами регулировать подачу топлива и выделение тепловой энергии. Конечно, такое оборудование стоит немало (от 150 000 руб.), однако, эффективность его на порядок больше, чем у обычной печи. Некоторые модели позволяют обеспечить не только комфортные условия в помещении, но и организовать горячее водоснабжение.

Теплотворная способность — кокс

Теплотворная способность кокса — 6000 — 7000 ккал / кг.
 

Теплотворная способность кокса составляет около 27300 — 29400 кДж / кг. Крупность кусков его должна быть не менее 25 мм.
 

Излишне высокая влажность кокса также приводит к снижению теплотворной способности кокса со всеми дальнейшими последствиями; однако следует отметить, что содержание влаги в коксе в пределах до 5 — 7 % не вызывает дополнительного расхода тепла в домне, так как влага удаляется за счет теряющегося тепла отходящих колошниковых газов. Таким образом требование о пониженной влаге для металлургического кокса определяется, главным образом, транспортными расходами. Снижение содержания влаги до необходимых пределов может быть достигнуто правильной организацией тушения кокса.
 

Ввиду предварительного удаления летучих веществ кокс сгорает почти без пламени, что делает его особенно пригодным для выплавки металлов из руд. Теплотворная способность кокса равна приблизительно 8000 ккал / кг.
 

Большая зольность кокса значительно удорожает выплавку чугуна, уменьшая производительность доменных печей. Повышение зольности приводит к снижению содержания углерода и теплотворной способности кокса и увеличивает расход его, а также вызывает повышенный расход, известняка на ошлакование золы. Последнее в свою очередь увеличивает расход кокса, так как для плавки дополнительных количеств шлаков требуется дополнительный расход тепла. По опытным данным каждый 1 % повышения золы в коксе увеличивает на 2Мз % расход кокса. Иногда зола может содержать также и полезные при доменной плавке компоненты. Так, содержание в золе железа повышает выход чугуна и. Железные руды Кривого Рога бедны глиноземом, поэтому содержание последнего в золе донецких коксов облегчает процесс шлакования в доменной печи.
 

В доменных печах применяют кокс, имеющий средний диаметр кусков больше 25 мм. Для других целей, например, для газификации, используют кокс, имеющий куски размером 10 — 25 мм. Теплотворная способность кокса должна составлять 31400 — 33500 кдж / кг. Кокс должен обладать большой скоростью горения или так называемой горючестью и достаточно высокой реакционной способностью, которая определяется скоростью восстановления двуокиси углерода углеродом кокса. Обычно эти два качества сопутствуют друг другу и зависят не только от состава кокса, но и от его пористости. Последнее обстоятельство объясняется тем, что процессы горения и восстановления СС2 являются гетерогенными и увеличение пористости приводит к увеличению поверхности контакта между реагирующими фазами.
 

Кокс получается из каменного угля при прокаливании его в специальных печах без доступа воздуха. Этот процесс называют коксованием. При коксовании угля удаляются летучие вещества. Теплотворная способность кокса составляет 6500 — 7000 ккал / кг.
 

Кроме непосредственного потребления каменного угля в качестве топлива, громадное количество его расходуется для выработки необходимого металлургии кокса. Последний получают сильным нагреванием каменного угля без доступа воздуха. В результате из угля выделяются различные летучие продукты, а в печах остается серо-черная спекшаяся масса кокса. Ввиду предварительного удаления летучих веществ кокс сгорает почти без пламени, что делает его особенно пригодным для выплавки металлов из руд. Теплотворная способность кокса составляет около 8000 ккал / кг.
 

Кроме непосредственного потребления каменного угля в качестве топлива значительные его количества расходуются для выработки необходимого металлургии кокса. Последний получают сильным нагреванием каменного угля без доступа воздуха. В результате из угля выделяются различные летучие продукты, а в печах остается серо-черная спекшаяся масса кокса, выход которого составляет 60 — 70 % от массы взятого угля. Ввиду предварительного удаления летучих веществ кокс сгорает почти без пламени, что делает его особенно пригодным для выплавки металлов из руд. Теплотворная способность кокса равна приблизительно 8000 ккал / кг.
 

Кроме непосредственного потребления каменного угля в качестве топлива, гррмадное количество его расходуется для выработки необходимого металлургии кокса. Последний получают сильным нагреванием каменного угля без доступа воздуха. В результате из угля выделяются различные летучие продукты, а в печах остается серо-черная спекшаяся масса кокса. Ввиду предварительного удаления летучих веществ кокс сгорает почти без. Теплотворная способность кокса составляет около 33 5 МДж / кг.
 

От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.