Презентация Топливо и его свойства онлайн

Содержание слайда:

Содержание слайда: Что такое топливо Топливом называют химические вещества или смеси веществ, способные в результате физико-химических преобразований выделять тепловую энергию В зависимости от происхождения и вида реакции энергетические топлива подразделяются на: органическое природное (естественное), органическое искусственное и ядерное Органическое, естественное и искусственное топливо при горении выделяет тепловую энергию за счет химических реакций окисления Ядерное топливо – это химическое вещество, способное выделять тепловую энергию в результате ядерных преобразований - цепной реакции деления ядер радиоактивных веществ (урана-235 и др.)

Содержание слайда: Газообразное топливо (природный, попутный и искусственный газы) углеводороды: метана СН4; этана С2Н6; пропана С3Н8; бутана С4Н10; пентана С5Н12; этилена С2Н4; бутилена С4Н8, бензола С6Н6; гексана С6Н14 и др.; оксиды углерода: угарного газа СО; углекислого газа СО2; азот N2; сероводород Н2S; водород Н2; кислород О2. В природном газе больше всего метана (8098 %) и нет угарного газа, кислорода, водорода, сероводорода В искусственных газах чаще всего находится угарный газ, водород, азот, но совсем мало углеводородов

Содержание слайда: Характеристики газообразных топлив

Содержание слайда: Характеристики газообразных топлив (продолжение) Плотность газообразных топлив меньше, чем плотность воздуха. Это способствует быстрому перемешиванию его в воздухе. При повышении температуры плотность газов уменьшается, поэтому более холодные струи воздуха легко проникают в увеличивающиеся объемы газообразных топлив. Все это способствует лучшему воспламенению и горению газообразных топлив В попутном газе метана меньше 4080 %, иногда до 93 %, однако в нем встречается сероводород

Содержание слайда: Жидкие топлива Жидкие топлива - бензин, керосин, солярка, мазут и другие сжиженные горючие вещества. Все они являются продуктами переработки нефти. Нефть состоит из смеси парафиновых (метановых), нафтеновых и реже ароматических углеводородов с общим содержанием углерода 8287 % и водорода – 11,514,5 %. Помимо этого в нефти содержится 45 % примесей: кислород в составе нафтеновой кислоты, сера, азот, смолистые и асфальтовые вещества. Спутниками нефти являются нефтяной газ и вода. Парафиновая нефть содержит 62 % и более твердых углеводородов

Содержание слайда:

Содержание слайда: Характеристика мазутов

Содержание слайда: Горение жидких топлив Жидкое топливо всегда воспламеняется и горит в паровой фазе. Этому способствует низкая температура испарения и вспышки углеводородов, как основных составляющих мазутов, а также распыливание жидкого топлива через форсунки в виде мелких капель. В остальном процесс горения парообразной смеси с окислителем во многом похож на горение газообразного топлива.

Содержание слайда: Твердые топлива Твердые топлива это угли (каменные, бурые, тощие, антрациты), древесина, торф, горючие сланцы. Угли делятся на три вида в зависимости от основных генетических признаков (табл.), которые в свою очередь объединяются в технологические марки, группы и подгруппы. На выбор способа сжигания твердого топлива влияют следующие физико-химические свойства: состав органической и минеральной массы сырого топлива, количество и химический состав золы, влажность, содержание летучих в топливе, теплота сгорания и др..

Содержание слайда:

Содержание слайда: Характеристика ископаемых углей

Содержание слайда: Физико-химический состав топлива

Содержание слайда: Особенности твердого топлива, поступающего на ТЭС

Содержание слайда: Физико-химические характеристики топлива Основными характеристиками любого топлива - удельная теплота сгорания, плотность, взрывоопасность, содержание токсичных веществ (сера, ванадий и др.), а также теплофизические свойства (теплоемкость, теплопроводность). Дополнительно: для газообразных топлив - предельную концентрацию газа в воздухе при взрыве. для жидких топлив - вязкость, температуры: вспышки, воспламенения и самовоспламенения, застывания. для твердых топлив - состав органической и минеральной частей, зольность, влажность, содержание горючих летучих, абразивность и размолоспособность

Содержание слайда: Удельная теплота сгорания топлива Это количество тепла, которое может выделить 1 кг твердого или жидкого топлива или 1 м3 природного газа Оценка происходит по низшей теплоте сгорания на рабочую массу топлива Теплота сгорания обычно определяется экспериментально на основе испытаний в калориметрической бомбе. Однако приближенно удельная теплота сгорания может быть определена с помощью эмпирических формул Д.И.Менделеева По величине удельной теплоты сгорания определяется расход топлива необходимый для производства энергетической нагрузки.

Содержание слайда: Плотность Массовая содержание вещества в единице объема Плотность также характеризует массовый (или объемный) расход топлива Твердое топливо - неоднородная структура, состоящая из твердого материала, пронизанного порами, трещинами и пространством между кусками топлива. Поэтому для них имеет значение несколько величин плотности Действительная плотность - масса одного куска топлива без объема пор и трещин Кажущаяся это плотность одного куска с учетом объемов пор и трещин внутри куска Насыпная плотность учитывает массу и объем, занимаемый твердым телом, порами, трещинами и пространством между кусками и частицами

Содержание слайда: Взрывоопасность топлива Взрывоопасность это возможность быстрого почти мгновенного воспламенения и сгорания горючих веществ. Взрывоопасность определяется содержанием в топливе газовой составляющей. Для газообразных топлив большое значение имеет концентрационный предел взрываемости горючих газов с воздухом. Углеводородные топлива (природный газ и нефтепродукты) тем более взрывоопасны, чем больше атомов углерода находится в молекуле углеводорода. У твердых топлив взрывоопасность определяется содержанием горючих летучих в топливе. Считается, что при Vr 10 % твердое топливо взрывоопасно

Содержание слайда: Вязкость топлива Вязкость характеризует силы внутреннего трения, действующие между слоями жидкости при ее движении и зависит от скорости движения одного слоя относительно другого, а также от размеров частиц или молекул, из которых и состоит жидкое топливо. При прокачке вязких жидких топлив затрачиваются большие усилия, что увеличивает затраты на собственные нужды. Жидкие топлива с большей вязкостью распыляются из форсунок крупными каплями, которые хуже горят и до конца не догорают (увеличиваются потери с недожегом топлива). В расчетах используется динамическая , Па с, и кинематическая , м2/с, вязкости, связь между которыми описывается выражением = .

Содержание слайда: Температура вспышки и воспламенения жидких топлив Температура вспышки и воспламенения жидких топлив характеризует взрывоопасность и, связанную с ней, пожароопасность топлив. Температура вспышки это температура, при достижении которой из топлива выделяется столько паров, что смесь их с воздухом создает взрывоопасную концентрацию. Температура вспышки для мазутов колеблется в пределах от 600С до 2400С. Температура воспламенения выше температуры вспышки на 60-700С. При температуре самовоспламенения мазут начинает гореть самопроизвольно, без розжига пламенем. Для мазутов такая температура находится в пределах 500-6000С.

Содержание слайда: Содержание токсичных веществ и Температура застывания Содержание токсичных веществ в топливе влияет на загрязнение окружающей среды. При массовых выбросах дымовых газов на тепловых электростанциях предельно допустимые выбросы вредных веществ зависят от содержания токсичных веществ в топливе. Температура застывания это температура, при которой мазут теряет свою текучесть. Температура застывания зависит от содержания в мазутах асфальтосмолистых веществ и высокомолекулярных углеводородов

Содержание слайда: Органическая часть твердых топлив Органическая часть твердых топлив в зависимости от стадии углефикации выстраиваются в ряд: древесина, торф, бурый уголь, каменный уголь и антрацит. Элементарный состав видов топлива этого ряда характеризуется увеличением содержания углерода и уменьшением кислорода. Содержание водорода и, особенно, азота практически не изменяется

Содержание слайда: Минеральная часть твердых топлив Минеральная часть твердых топлив, поступающих на ТЭС, состоит из: глинистых материалов (алюмосиликаты Al2O3 2SiO2 2H2O и др.); кремнезема (кварц) SiO2; карбонатов СаСО3, МgСО3, FеСО3; сульфидов FeS2, СаS; сульфатов СаSО4, МgSО4, FеSО4; оксидов железа FеО, Fе2О3, Fе3О4; солей калия и натрия KCl, NaCl, фосфаты и др.; шпатов (например, К2О Al2O3 6SiO2); доломита СаМg(СО3)2 ; так называемых малых отходов и др. При всем многообразии состава минеральных веществ, для большей части топлива 95…98% из их балласта составляют алюмосиликаты, карбонаты и сульфаты.

Содержание слайда: Зольность твердого топлива Зольность определяется его минеральной частью. Существуют технологии, позволяющие обогащать топливо органической частью, т.е. снижать до минимума (до 25 %) зольность, что повышает качество твердого топлива и улучшает условия эксплуатации оборудования ТЭС. В процессе горения минеральная примесь балластирует горючую массу, образуя твердую или жидкую золу А, которая снижает теплотворную способность топлива. Участвуя в химических преобразованиях, она в то же время не создает теплового эффекта. Тем не менее, зольность топлива, поступающего на ТЭС России достаточно высокая до 30 % и более.

Содержание слайда: Влажность топлива Влажность топлива снижает тепловую экономичность котла. При горении топлива часть выделяющейся теплоты затрачивается на испарение влаги и разложение ее на водород и кислород. Эта теплота расходуется сразу же, как только топливо попадает в зону горения. Поэтому влага особенно неблагоприятно влияет на воспламенение горючих веществ. В процессе горения водород и кислород реагируют с образованием водяных паров, создавая теплоту. Однако полные потери тепла в начальной стадии (на испарение воды) это не компенсирует. Влаги в дымовых газах создает условия для появления коррозии. Поэтому температура уходящих газов на выходе из котельной установки должна быть выше температуры точки росы (конденсации). Влажность топлива создает проблемы и в системах топливо- и пылеприготовления, когда из-за влаги теряется подвижность топлива, происходит налипание на внутренних частях оборудование и замазывание различных каналов.

Содержание слайда: Содержание горючих летучих газов в твердом топливе Содержание горючих летучих газов в твердом топливе определяет возможность быстрого воспламенения топлив. По интенсивности воспламенения топлива различают на низкореакционные, средне- и высокореакционные. Низкореакционными считаются топлива с содержанием летучих менее 710 %. К таким топливам относится антрацитовый штыб (АШ), у которого Vr  5 %. Такое топливо приходится сжигать с добавкой другого топлива мазута или природного газа.

Содержание слайда: Абразивность Абразивность - способность частиц при движении истирать конструктивные материалы трубопроводов и другие детали. В наибольшей степени от абразивности страдают элементы мельниц. Поэтому и параметром абразивности выбрана зависимость, учитывающая потерю массы мелющих элементов отнесенную к работе А, затраченной на привод мельницы. Коэффициент абразивности, г/кВт ч, принимается выражение: Коэффициент абразивности изменяется от 0,17 (канско-ачинский БУ) до 3,0 (донецкий АШ). Абразивность топлив зависит от твердости и прочности его органических и минеральных составляющих. Абразивность топлив повышается при увеличении содержания в минеральной части пирита, песка, а также при угловатой форме частиц.

Содержание слайда: Размолоспособность топлив Размолоспособность характеризуются энергозатратами при размоле топлива, и зависят от прочности топлива и от необходимой степени измельчения пыли. Коэффициент размолоспособности топлива равен , где А, Аэт – работы, затраченные на размол исследуемого и эталонного топлив соответственно при одинаковой тонине помола. Исходный материал также должен иметь одинаковые условия: крупность кусков топлива при размоле 1,253,2 мм и топливо должно быть одинаково просушено. Тонина помола определяется при просеивании остатком на сите с ячейкой в 90 мкм (R90)

Содержание слайда: Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт) Благодарю за внимание Ефимов Николай Николаевич – проф., д.т.н., зав каф. ТЭС