Содержание
- 2. Перечень вопросов 1. Классификация топлив 2. Характеристики топлив 3. Физика горения 4. Особенности сжигания топлив
- 3. Классификация топлив
- 4. Энергетическое топливо − это горючие вещества, которые экономически целесообразно использовать для получения тепловой и электрической энергии.
- 6. Характеристики топлив
- 7. Основной характеристикой топлива является его химический состав, который выражается в процентах от общей массы или объема
- 8. В зависимости от содержания балластных элементов в топливе и общей массы топлива, элементарный состав в справочниках
- 9. Основными элементами газообразного топлива являются предельные углеводороды непредельные углеводороды водород оксид углерода диоксид углерода сероводород водяной
- 10. Для твердого и жидкого топлив все расчеты, производимые в процессе горения топлива, необходимо выполнять с элементарным
- 11. Летучие вещества – это газообразные продукты, выделяемые из твердого и жидкого топлива в диапазоне температур 150–800º
- 12. Физика горения
- 13. ГорениеГорение топливаГорение топлива – химическая реакция соединенияГорение топлива – химическая реакция соединения горючих элементов топливаГорение топлива
- 14. Процесс горенияПроцесс горения может протекать с разной скоростью – от медленного до мгновенного. Медленное горениеПроцесс горения
- 15. ГорениеГорение – это в основном химический процесс, т.к. в результате его протекания происходит качественные изменения состава
- 16. Время протекания физических процессов состоит из времени, необходимого для смешивания топливаВремя протекания физических процессов состоит из
- 17. Особенности сжигания топлив
- 18. Горение газообразного топлива Минимальная температураМинимальная температура при которой происходит воспламенениеМинимальная температура при которой происходит воспламенение смеси,
- 19. Диффузионное горениеДиффузионное горение происходит в процессе смешивания горючего газаДиффузионное горение происходит в процессе смешивания горючего газа
- 21. Газовые горелки можно классифицировать по двум критериям. Первый зависит от того, каким образом в горелку подаётся
- 23. В горелке с естественной тягой воздуха используется принцип инжекции, т.е. часть воздуха подсасывается из атмосферы за
- 24. В вентиляторных горелках подача воздуха осуществляется напорными вентиляторами. Эти вентиляторы обеспечивают более или менее постоянные напор
- 25. Предшествующее смешиванию процентное содержание можно разделить на следующие группы: Газовые горелки с частичным предварительным смешиванием (например,
- 26. В диффузионных горелках образование и горение газовоздушной смеси происходят более или менее одновременно. Для того, чтобы
- 27. Горение жидкого топлива Основным жидким топливом, используемым в теплоэнергетике и промышленной теплотехнике является мазутявляется мазут. В
- 28. Температура жидкого горючего, при которой пары над его поверхностью образуют с воздухом смесь, способную воспламениться при
- 29. Картину возникновения химического недожога можно представить следующим образом. Парообразные углеводороды при движении внутри конусообразного факела до
- 30. Таким образом, исследования горения жидких горючих со свободной поверхности показали, что: 1) горение жидких топлив происходит
- 31. Имея в виду, что горение жидких топлив происходит в паровой фазе процесс горения капли жидкого горючего
- 32. Горение твердого топлива Процесс горения состоит из следующих стадий: 1) подсушка топлива) подсушка топлива и нагревание
- 33. ИНТЕРЕСНО
- 35. Самые больше запасы нефти по последним оценкам находятся в Венесуэле – порядка трёхсот миллиардов баррелей, ~18%
- 36. Структура потребления традиционных энергоресурсов в мире
- 37. Динамика мирового потребления ПЭР в 20-м – начале 21-го вв. с прогнозом до 2020 г., в
- 38. Структура мирового производства электроэнергии на 2008 год
- 40. Скачать презентацию
Перечень вопросов
1. Классификация топлив
2. Характеристики топлив
3. Физика горения
4. Особенности сжигания топлив
Перечень вопросов
1. Классификация топлив
2. Характеристики топлив
3. Физика горения
4. Особенности сжигания топлив
Классификация топлив
Классификация топлив
Энергетическое топливо − это горючие вещества, которые экономически целесообразно использовать для
Энергетическое топливо − это горючие вещества, которые экономически целесообразно использовать для
По органическому составу и агрегатному состоянию топливо подразделяется на твердое, жидкое и газообразное. Эти топлива могут быть естественными и искусственными.
В зависимости от расположения месторождения добычи топлива от источника потребления топлива разделяют местное (месторождение вблизи источника потребления) и дальнепривозное.
Характеристики топлив
Характеристики топлив
Основной характеристикой топлива является его химический состав, который выражается в процентах
Основной характеристикой топлива является его химический состав, который выражается в процентах
Основными элементами твердого и жидкого топлива является углерод C , водород H, сера S , кислород O , азот N , минеральные примеси А, влага W. Эти элементы по-разному участвуют в процессе горения, выделяя различное количество тепла при его сжигании.
C, H и S – составляют горючую массу топлива.
О и N – составляют внутренний балласт топлива.
А и W – внешний балласт топлива.
В зависимости от содержания балластных элементов в топливе и общей массы
В зависимости от содержания балластных элементов в топливе и общей массы
состав на рабочую массу, когда присутствуют все элементы:
на сухую массу:
на горючую массу:
Основными элементами газообразного топлива являются
предельные углеводороды
непредельные углеводороды
водород
оксид углерода
диоксид
Основными элементами газообразного топлива являются
предельные углеводороды
непредельные углеводороды
водород
оксид углерода
диоксид
сероводород
водяной пар
кислород
азот
Состав газовой смеси
Для твердого и жидкого топлив все расчеты, производимые в процессе горения
Для твердого и жидкого топлив все расчеты, производимые в процессе горения
Влажность топлива – количество воды (влаги), присутствующее в топливе и отнесенное к массе топлива. Она зависит от связи с органическим материалом топлива и подразделяется на внешнюю влагу (поверхностная влага и капиллярная) и внутреннюю, входящую в коллоидные частицы топлива и гидратные соединения (CaSO4∙2H2O, MgSO2∙2H2O).
Внутренняя влага не удаляется из топлива при внешнем подогреве, а лишь при прокаливании (при 102º С и выше). Внешняя влага удаляется при температурах < 98° С.
Зольность топлива – характеристика, которая устанавливает количество минеральных примесей в топливе, которое не участвует в процессе горения.
Летучие вещества – это газообразные продукты, выделяемые из твердого и жидкого
Летучие вещества – это газообразные продукты, выделяемые из твердого и жидкого
Высшая теплота сгорания топлива – общее количество тепла, выделяемое при сгорании 1 кг твердого или жидкого топлива (или 1 м3 газообразного) с учетом превращения водяных паров выделяемых продуктов сгорания в жидкость. Эта теплота не учитывает тепло, затрачиваемое на процесс парообразования .
Низшая теплота сгорания топлива – определяется путем вычитания из высшей теплоты сгорания теплоты, пошедшей на процесс парообразования.
Физика горения
Физика горения
ГорениеГорение топливаГорение топлива – химическая реакция соединенияГорение топлива – химическая реакция
ГорениеГорение топливаГорение топлива – химическая реакция соединенияГорение топлива – химическая реакция
Процессы горения разделяют на 2 группы:
1). гомогенное горение горение – горение горение – горение газообразных горючих (характеризуется системой "газ+газ");
2). гетерогенное горение горение – горение горение – горение твердых и жидких горючих (характеризуется системой "твердое тело горение – горение твердых и жидких горючих (характеризуется системой "твердое тело+газ" или "жидкость+газ").
Процесс горенияПроцесс горения может протекать с разной скоростью – от медленного
Процесс горенияПроцесс горения может протекать с разной скоростью – от медленного
ГорениеГорение – это в основном химический процесс, т.к. в результате его
ГорениеГорение – это в основном химический процесс, т.к. в результате его
Время горенияВремя горения топлива складывается из времени протекания физических (τфиз) и химических процессов (τхим):
τгор = τфиз + τхим .
Время протекания физических процессов состоит из времени, необходимого для смешивания топливаВремя
Время протекания физических процессов состоит из времени, необходимого для смешивания топливаВремя
τфиз = τсм + τн .
Время горения (τгор) определяется скоростью наиболее медленного процесса.
Особенности сжигания топлив
Особенности сжигания топлив
Горение газообразного топлива
Минимальная температураМинимальная температура при которой происходит воспламенениеМинимальная температура при
Горение газообразного топлива
Минимальная температураМинимальная температура при которой происходит воспламенениеМинимальная температура при
Горючий газГорючий газ в смеси с окислителемГорючий газ в смеси с окислителем сгорает в факеле. Различают два метода сжигания газаГорючий газ в смеси с окислителем сгорает в факеле. Различают два метода сжигания газа в факеле – кинетический и диффузионный. При кинетическом сжигании до начала горенияГорючий газ в смеси с окислителем сгорает в факеле. Различают два метода сжигания газа в факеле – кинетический и диффузионный. При кинетическом сжигании до начала горения газГорючий газ в смеси с окислителем сгорает в факеле. Различают два метода сжигания газа в факеле – кинетический и диффузионный. При кинетическом сжигании до начала горения газ предварительно смешивается с окислителемГорючий газ в смеси с окислителем сгорает в факеле. Различают два метода сжигания газа в факеле – кинетический и диффузионный. При кинетическом сжигании до начала горения газ предварительно смешивается с окислителем. ГазГорючий газ в смеси с окислителем сгорает в факеле. Различают два метода сжигания газа в факеле – кинетический и диффузионный. При кинетическом сжигании до начала горения газ предварительно смешивается с окислителем. Газ и окислительГорючий газ в смеси с окислителем сгорает в факеле. Различают два метода сжигания газа в факеле – кинетический и диффузионный. При кинетическом сжигании до начала горения газ предварительно смешивается с окислителем. Газ и окислитель подаются сначала в смешивающее устройство горелки. ГорениеГорючий газ в смеси с окислителем сгорает в факеле. Различают два метода сжигания газа в факеле – кинетический и диффузионный. При кинетическом сжигании до начала горения газ предварительно смешивается с окислителем. Газ и окислитель подаются сначала в смешивающее устройство горелки. Горение смеси осуществляется вне пределов смесителя. При этом скорость горенияГорючий газ в смеси с окислителем сгорает в факеле. Различают два метода сжигания газа в факеле – кинетический и диффузионный. При кинетическом сжигании до начала горения газ предварительно смешивается с окислителем. Газ и окислитель подаются сначала в смешивающее устройство горелки. Горение смеси осуществляется вне пределов смесителя. При этом скорость горения не должна превышать скорости химических реакцийГорючий газ в смеси с окислителем сгорает в факеле. Различают два метода сжигания газа в факеле – кинетический и диффузионный. При кинетическом сжигании до начала горения газ предварительно смешивается с окислителем. Газ и окислитель подаются сначала в смешивающее устройство горелки. Горение смеси осуществляется вне пределов смесителя. При этом скорость горения не должна превышать скорости химических реакций горения τгор =τхим.
Диффузионное горениеДиффузионное горение происходит в процессе смешивания горючего газаДиффузионное горение происходит
Диффузионное горениеДиффузионное горение происходит в процессе смешивания горючего газаДиффузионное горение происходит
Кроме этого существует смешанное (диффузионно-кинетическое) горениеКроме этого существует смешанное (диффузионно-кинетическое) горение. При этом газКроме этого существует смешанное (диффузионно-кинетическое) горение. При этом газ предварительно смешивается с некоторым количеством воздухаКроме этого существует смешанное (диффузионно-кинетическое) горение. При этом газ предварительно смешивается с некоторым количеством воздуха, затем полученная смесь поступает в рабочий объем, где отдельно подается остальная часть воздуха.
Газовые горелки можно классифицировать по двум критериям.
Первый зависит от того, каким образом
Газовые горелки можно классифицировать по двум критериям.
Первый зависит от того, каким образом
Горелки с естественной тягой (инжекционные);
Горелки с форсированной тягой;
Горелки с принудительной подачей воздуха (вентиляторные).
В горелке с естественной тягой воздуха используется принцип инжекции, т.е. часть
В горелке с естественной тягой воздуха используется принцип инжекции, т.е. часть
Как правило, в горелках с естественной тягой поток воздуха, попадаемый в горелку по принципу инжекции (первичный воздух), достигает не более 50% от того значения, которое необходимо для достижения идеального горения. Поэтому требуется наличие дополнительного количества воздуха в камере сгорания (вторичный воздух).
В горелках с форсированной тягой для обеспечения постоянства рабочих условий и безопасного (с точки зрения санитарно-гигиенических норм) горения применяется вентилятор, который обеспечивает подачу необходимого для горения воздуха в закрытую камеру сгорания. При этом количество первичного воздуха может достигать 100% от того значения, которое необходимо для идеального горения.
Первые две категории горелок, как правило, применяются в бытовых напольных и настенных котлах.
В вентиляторных горелках подача воздуха осуществляется напорными вентиляторами. Эти вентиляторы обеспечивают более или
В вентиляторных горелках подача воздуха осуществляется напорными вентиляторами. Эти вентиляторы обеспечивают более или
Использование вентиляторов позволяет добиться:
широкой области регулирования;
использования вентиляторных горелок с газоплотными теплогенераторами с высоким КПД;
оптимального смешивания топлива и воздуха;
низкого избытка воздуха и (как следствие) высокое КПД горения.
Предшествующее смешиванию процентное содержание можно разделить на следующие группы:
Газовые горелки с
Предшествующее смешиванию процентное содержание можно разделить на следующие группы:
Газовые горелки с
Газовые горелки с полным предварительным смешиванием (100%);
Диффузионные горелки.
В первых двух случаях смешивание газа и воздуха частично или полностью происходит до того, как смесь попадет в камеру сгорания. Поэтому горелки с форсированной тягой являются также и горелками с предварительным смешиванием.
Предварительное смешивание дает более быструю реакцию окисления, вследствие чего пламя у таких горелок короче. Кроме того, при постоянно устойчивом соотношении газ-воздух горение происходит тише.
В диффузионных горелках образование и горение газовоздушной смеси происходят более или
В диффузионных горелках образование и горение газовоздушной смеси происходят более или
Горелки с принудительной тягой могут
относится к типу горелок с
предварительным смешиванием, и к типу
диффузионных горелок.
Горение жидкого топлива
Основным жидким топливом, используемым в теплоэнергетике и промышленной теплотехнике
Горение жидкого топлива
Основным жидким топливом, используемым в теплоэнергетике и промышленной теплотехнике
При зажигании жидкого горючего, имеющего свободную поверхность, загорается его пар, содержащийся в пространстве над поверхностью, образуя горящий факел. За счет тепла, излучаемого факелом, испарение резко увеличивается. При установившемся режиме теплообмена между факелом и зеркалом жидкости количество испаряющегося, а следовательно, и сгорающего горючего достигает максимального значения и далее остается постоянным во времени.
Температура жидкого горючего, при которой пары над его поверхностью образуют с
Температура жидкого горючего, при которой пары над его поверхностью образуют с
Поскольку жидкие горючие сгорают в паровой фазе, то при установившемся режиме скорость горения определяется скоростью испарения жидкости с ее зеркала.
Картину возникновения химического недожога можно представить следующим образом.
Парообразные углеводороды при движении
Картину возникновения химического недожога можно представить следующим образом.
Парообразные углеводороды при движении
Свечение пламени обусловливается нахождением в нем частиц свободного углерода. Последние, раскалившись за счет выделяемого при горении тепла, излучают более или менее яркий свет.
Часть свободного углерода не успевает сгорать и в виде сажи уносится продуктами сгорания, образуя коптящий факел.
Таким образом, исследования горения жидких горючих со свободной поверхности показали, что:
1)
Таким образом, исследования горения жидких горючих со свободной поверхности показали, что:
1)
2) скорость горения жидких горючих со свободной поверхности растет с увеличением температуры их подогрева, с переходом к горючим с большей интенсивностью излучения зоны горения, меньшей теплотой парообразования и теплоемкостью и не зависит от величины и формы зеркала испарения;
3) интенсивность излучения зоны горения на зеркало испарения, горящего со свободной поверхности жидкого горючего, зависит только от его физико-химических свойств и является характерной константой для каждого жидкого горючего;
4) горению жидких горючих со свободной поверхности присущ повышенный химический недожог, величина которого характерна для каждого горючего.
Имея в виду, что горение жидких топлив происходит в паровой фазе
Имея в виду, что горение жидких топлив происходит в паровой фазе
Капля жидкого топлива окружена атмосферой, насыщенной парами этого горючего. Вблизи от капли по сферической поверхности устанавливается зона горения. Химическое реагирование смеси паров жидкого топлива с окислителем происходит весьма быстро, поэтому зона горения весьма тонка. Скорость горения определяется наиболее медленной стадией — скоростью испарения горючего.
В пространстве между каплей и зоной горения находятся пары жидкого топлива и продукты горения. В пространстве вне зоны горения — воздух и продукты сгорания.
В зону горения изнутри диффундируют пары топлива, а снаружи — кислород. Здесь эти компоненты смеси вступают в химическую реакцию, которая сопровождается выделением тепла. Из зоны горения тепло переносится наружу и к капле, а продукты сгорания диффундируют в окружающее пространство и в пространство между зоной горения и каплей.
По мере выгорания капли из-за уменьшения поверхности общее испарение уменьшается, зона горения суживается и исчезает при полном выгорании капли.
Горение твердого топлива
Процесс горения состоит из следующих стадий:
1) подсушка топлива)
Горение твердого топлива
Процесс горения состоит из следующих стадий:
1) подсушка топлива)
2) воспламенение) воспламенение летучих веществ и их выгорание;
3) нагревание кокса) нагревание кокса до воспламенения;
4) выгорание горючих веществ) выгорание горючих веществ из кокса.
Эти стадии иногда частично накладываются одна на другую.
Выход летучих веществВыход летучих веществ у различных топливВыход летучих веществ у различных топлив начинается при различных температурахВыход летучих веществ у различных топлив начинается при различных температурах: у торфаВыход летучих веществ у различных топлив начинается при различных температурах: у торфа при 550-660К, у бурых углейВыход летучих веществ у различных топлив начинается при различных температурах: у торфа при 550-660К, у бурых углей при 690-710К, у тощих углейВыход летучих веществ у различных топлив начинается при различных температурах: у торфа при 550-660К, у бурых углей при 690-710К, у тощих углей и антрацита при 1050-1070К.
ИНТЕРЕСНО
ИНТЕРЕСНО
Самые больше запасы нефти по последним оценкам находятся в Венесуэле –
Самые больше запасы нефти по последним оценкам находятся в Венесуэле –
Не по рангу много газа у Катара – ~25%. Также не вошёл в таблицу Туркменистан с ~18%. ОАЭ, Венесуэла, Нигерия и Алжир оценочно обладают по ~5-6% мировых объёмов природного газа.
Структура потребления традиционных энергоресурсов в мире
Структура потребления традиционных энергоресурсов в мире
Динамика мирового потребления ПЭР в 20-м – начале 21-го вв. с
Динамика мирового потребления ПЭР в 20-м – начале 21-го вв. с
Структура мирового производства электроэнергии на 2008 год
Структура мирового производства электроэнергии на 2008 год