- Удельная теплота сгорания топлива и горючих материалов
- Газовое топливо
- Состав и характеристики топлив
- Теплотворная способность различных видов топлива. Сравнительный анализ
- Газы горючие природные по ГОСТ 22667-82( CT СЭВ 3359-81). Высшая и низшая теплота сгорания и относительная плотность по воздуху компонентов сухого природного газа при 0 °С и 20 °С и 101,325 кПа
Удельная теплота сгорания топлива и горючих материалов
В таблицах представлена массовая удельная теплота сгорания топлива (жидкого, твердого и газообразного) и некоторых других горючих материалов. Рассмотрено такое топливо, как: уголь, дрова, кокс, торф, керосин, нефть, спирт, бензин, природный газ и т. д.
При экзотермической реакции окисления топлива его химическая энергия переходит в тепловую с выделением определенного количества теплоты. Образующуюся тепловую энергию принято называть теплотой сгорания топлива.
Она зависит от его химического состава, влажности и является основным показателем топлива. Теплота сгорания топлива, отнесенная на 1 кг массы или 1 м3 объема образует массовую или объемную удельную теплоты сгорания.
Удельной теплотой сгорания топлива называется количество теплоты, выделяемое при полном сгорании единицы массы или объема твердого, жидкого или газообразного топлива. В Международной системе единиц эта величина измеряется в Дж/кг или Дж/м3.
Удельную теплоту сгорания топлива можно определить экспериментально или вычислить аналитически.
Экспериментальные методы определения теплотворной способности основаны на практическом измерении количества теплоты, выделившейся при горении топлива, например в калориметре с термостатом и бомбой для сжигания.
Для топлива с известным химическим составом удельную теплоту сгорания можно определить по формуле Менделеева.
Различают высшую и низшую удельные теплоты сгорания.
Высшая теплота сгорания равна максимальному количеству теплоты, выделяемому при полном сгорании топлива, с учетом тепла затраченного на испарение влаги, содержащейся в топливе.
Низшая теплота сгорания меньше значения высшей на величину теплоты конденсации водяного пара, который образуется из влаги топлива и водорода органической массы, превращающегося при горении в воду.
Для определения показателей качества топлива, а также в теплотехнических расчетах обычно используют низшую удельную теплоту сгорания, которая является важнейшей тепловой и эксплуатационной характеристикой топлива и приведена в таблицах ниже.
Удельная теплота сгорания твердого топлива (угля, дров, торфа, кокса)
В таблице представлены значения удельной теплоты сгорания сухого твердого топлива в размерности МДж/кг. Топливо в таблице расположено по названию в алфавитном порядке.
Наибольшей теплотворной способностью из рассмотренных твердых видов топлива обладает коксующийся уголь — его удельная теплота сгорания равна 36,3 МДж/кг (или в единицах СИ 36,3·106 Дж/кг). Кроме того высокая теплота сгорания свойственна каменному углю, антрациту, древесному углю и углю бурому.
К топливам с низкой энергоэффективностью можно отнести древесину, дрова, порох, фрезторф, горючие сланцы. Например, удельная теплота сгорания дров составляет 8,4…12,5, а пороха — всего 3,8 МДж/кг.
| Антрацит | 26,8…34,8 |
| Древесные гранулы (пиллеты) | 18,5 |
| Дрова сухие | 8,4…11 |
| Дрова березовые сухие | 12,5 |
| Кокс газовый | 26,9 |
| Кокс доменный | 30,4 |
| Полукокс | 27,3 |
| Порох | 3,8 |
| Сланец | 4,6…9 |
| Сланцы горючие | 5,9…15 |
| Твердое ракетное топливо | 4,2…10,5 |
| Торф | 16,3 |
| Торф волокнистый | 21,8 |
| Торф фрезерный | 8,1…10,5 |
| Торфяная крошка | 10,8 |
| Уголь бурый | 13…25 |
| Уголь бурый (брикеты) | 20,2 |
| Уголь бурый (пыль) | 25 |
| Уголь донецкий | 19,7…24 |
| Уголь древесный | 31,5…34,4 |
| Уголь каменный | 27 |
| Уголь коксующийся | 36,3 |
| Уголь кузнецкий | 22,8…25,1 |
| Уголь челябинский | 12,8 |
| Уголь экибастузский | 16,7 |
| Фрезторф | 8,1 |
| Шлак | 27,5 |
Удельная теплота сгорания жидкого топлива (спирта, бензина, керосина, нефти)
Приведена таблица удельной теплоты сгорания жидкого топлива и некоторых других органических жидкостей. Следует отметить, что высоким тепловыделением при сгорании отличаются такие топлива, как: бензин, авиационный керосин, дизельное топливо и нефть.
Удельная теплота сгорания спирта и ацетона существенно ниже традиционных моторных топлив. Кроме того, относительно низким значением теплоты сгорания обладает жидкое ракетное топливо и этиленгликоль — при полном сгорании 1 кг этих углеводородов выделится количество теплоты, равное 9,2 и 13,3 МДж, соответственно.
| Ацетон | 31,4 |
| Бензин А-72 (ГОСТ 2084-67) | 44,2 |
| Бензин авиационный Б-70 (ГОСТ 1012-72) | 44,1 |
| Бензин АИ-93 (ГОСТ 2084-67) | 43,6 |
| Бензол | 40,6 |
| Дизельное топливо зимнее (ГОСТ 305-73) | 43,6 |
| Дизельное топливо летнее (ГОСТ 305-73) | 43,4 |
| Жидкое ракетное топливо (керосин + жидкий кислород) | 9,2 |
| Керосин авиационный | 42,9 |
| Керосин осветительный (ГОСТ 4753-68) | 43,7 |
| Ксилол | 43,2 |
| Мазут высокосернистый | 39 |
| Мазут малосернистый | 40,5 |
| Мазут низкосернистый | 41,7 |
| Мазут сернистый | 39,6 |
| Метиловый спирт (метанол) | 21,1 |
| н-Бутиловый спирт | 36,8 |
| Нефть | 43,5…46 |
| Нефть метановая | 21,5 |
| Толуол | 40,9 |
| Уайт-спирит (ГОСТ 313452) | 44 |
| Этиленгликоль | 13,3 |
| Этиловый спирт (этанол) | 30,6 |
Удельная теплота сгорания газообразного топлива и горючих газов
Представлена таблица удельной теплоты сгорания газообразного топлива и некоторых других горючих газов в размерности МДж/кг. Из рассмотренных газов наибольшей массовой удельной теплотой сгорания отличается водород.
При полном сгорании одного килограмма этого газа выделится 119,83 МДж тепла.
Также высокой теплотворной способностью обладает такое топливо, как природный газ — удельная теплота сгорания природного газа равна 41…49 МДж/кг (у чистого метана 50 МДж/кг).
| 1-Бутен | 45,3 |
| Аммиак | 18,6 |
| Ацетилен | 48,3 |
| Водород | 119,83 |
| Водород, смесь с метаном (50% H2 и 50% CH4 по массе) | 85 |
| Водород, смесь с метаном и оксидом углерода (33-33-33% по массе) | 60 |
| Водород, смесь с оксидом углерода (50% H2 50% CO2 по массе) | 65 |
| Газ доменных печей | 3 |
| Газ коксовых печей | 38,5 |
| Газ сжиженный углеводородный СУГ (пропан-бутан) | 43,8 |
| Изобутан | 45,6 |
| Метан | 50 |
| н-Бутан | 45,7 |
| н-Гексан | 45,1 |
| н-Пентан | 45,4 |
| Попутный газ | 40,6…43 |
| Природный газ | 41…49 |
| Пропадиен | 46,3 |
| Пропан | 46,3 |
| Пропилен | 45,8 |
| Пропилен, смесь с водородом и окисью углерода (90%-9%-1% по массе) | 52 |
| Этан | 47,5 |
| Этилен | 47,2 |
Удельная теплота сгорания некоторых горючих материалов
Приведена таблица удельной теплоты сгорания некоторых горючих материалов (стройматериалы, древесина, бумага, пластик, солома, резина и т. д.). Следует отметить материалы с высоким тепловыделением при сгорании. К таким материалам можно отнести: каучук различных типов, пенополистирол (пенопласт), полипропилен и полиэтилен.
| Бумага | 17,6 |
| Дерматин | 21,5 |
| Древесина (бруски влажностью 14 %) | 13,8 |
| Древесина в штабелях | 16,6 |
| Древесина дубовая | 19,9 |
| Древесина еловая | 20,3 |
| Древесина зеленая | 6,3 |
| Древесина сосновая | 20,9 |
| Капрон | 31,1 |
| Карболитовые изделия | 26,9 |
| Картон | 16,5 |
| Каучук бутадиенстирольный СКС-30АР | 43,9 |
| Каучук натуральный | 44,8 |
| Каучук синтетический | 40,2 |
| Каучук СКС | 43,9 |
| Каучук хлоропреновый | 28 |
| Линолеум поливинилхлоридный | 14,3 |
| Линолеум поливинилхлоридный двухслойный | 17,9 |
| Линолеум поливинилхлоридный на войлочной основе | 16,6 |
| Линолеум поливинилхлоридный на теплой основе | 17,6 |
| Линолеум поливинилхлоридный на тканевой основе | 20,3 |
| Линолеум резиновый (релин) | 27,2 |
| Парафин твердый | 11,2 |
| Пенопласт ПХВ-1 | 19,5 |
| Пенопласт ФС-7 | 24,4 |
| Пенопласт ФФ | 31,4 |
| Пенополистирол ПСБ-С | 41,6 |
| Пенополиуретан | 24,3 |
| Плита древесноволокнистая | 20,9 |
| Поливинилхлорид (ПВХ) | 20,7 |
| Поликарбонат | 31 |
| Полипропилен | 45,7 |
| Полистирол | 39 |
| Полиэтилен высокого давления | 47 |
| Полиэтилен низкого давления | 46,7 |
| Резина | 33,5 |
| Рубероид | 29,5 |
| Сажа канальная | 28,3 |
| Сено | 16,7 |
| Солома | 17 |
| Стекло органическое (оргстекло) | 27,7 |
| Текстолит | 20,9 |
| Толь | 16 |
| Тротил | 15 |
| Хлопок | 17,5 |
| Целлюлоза | 16,4 |
| Шерсть и шерстяные волокна | 23,1 |
Источники:
- Абрютин А. А. и др. Тепловой расчет котлов. Нормативный метод.
- ГОСТ 147-2013 Топливо твердое минеральное. Определение высшей теплоты сгорания и расчет низшей теплоты сгорания.
- ГОСТ 21261-91 Нефтепродукты. Метод определения высшей теплоты сгорания и вычисление низшей теплоты сгорания.
- ГОСТ 22667-82 Газы горючие природные. Расчетный метод определения теплоты сгорания, относительной плотности и числа Воббе.
- ГОСТ 31369-2008 Газ природный. Вычисление теплоты сгорания, плотности, относительной плотности и числа Воббе на основе компонентного состава.
- Земский Г. Т. Огнеопасные свойства неорганических и органических материалов: справочник М.: ВНИИПО, 2016 — 970 с.
Источник: http://thermalinfo.ru/eto-interesno/udelnaya-teplota-sgoraniya-topliva-i-goryuchih-materialov
Газовое топливо
Котлы типа ДЕ потребляют от 71 до 75 м3 природного газа на получение одной тонны пара. Стоимость газа в России на сентябрь 2008г. составляет 2,44 рубля за кубометр. Следовательно, тонна пара будет стоить 71 × 2,44 = 173 руб 24 коп. Реальная стоимость тонны пара на заводах составляет для котлов ДЕ составляет не менее 189 рублей за тонну пара.
Котлы типа ДКВР потребляют от 103 до 118 м3 природного газа на получение одной тонны пара. Минимальная расчетная стоимость тонны пара для этих котлов составляет 103 × 2,44 = 251 руб 32 коп. Реальная же стоимость пара по заводам составляет не менее 290 рублей за тонну.
Как рассчитать максимальный расход природного газа на паровой котел ДЕ-25? Это техническая характеристика котла. 1840 кубиков в час. Но можно и расчитать. 25 тонн (25 тыс кг) надо умножить на разность энтальпий пара и воды (666,9-105) и всё это разделить на к.п.д котла 92,8% и теплоту сгорания газа. 8300. и все
Искуственные горючие газы являются топливом местного значения, поскольку имеют значительно меньшую теплоту сгорания. Основными горючими элементами их являются окись углерода СО и водород Н2. Эти газы используют в пределах того производства, где они получаются в качестве топлива технологических и энергетических установок.
Все природные и искусственные горючие газы являются взрывоопасными, способны воспламеняться на открытом огне или искре. Различают нижний и верхний предел взрываемости газа, т.е. наибольшую и наименьшую процентную его концентрацию в воздухе.
Нижний предел взрываемости природных газов колеблется от 3% до 6%, а верхний – от 12% до 16%. Все горючие газы способны вызывать отравление организма человека.
Основными отравляющими веществами горючих газов являются: окись углерода СО, сероводород H2S, аммиак NH3.
Природные горючие газы, так и искусственные бесцветны (невидимы), не имеют запаха, что делает их опасными при проникновении во внутреннее помещение котельной через неплотности газопроводной арматуры. Во избежание отравления горючие газы следует обрабатывать одорантом – веществом с неприятным запахом.
Для промышленных целей окись углерода получают путём газификации твёрдого топлива, т. е. превращения его в газообразное топливо. Так можно получить окись углерода из любого твёрдого топлива — ископаемых углей, торфа, дров и т. д.
Процесс газификации твердого топлива показан на лабораторном опыте (рис.1). Заполнив тугоплавкую трубку кусочками древесного угля, сильно нагреем её и будем пропускать кислород из газометра.
Выходящие из трубки газы пропустим через промывалку с известковой водой и затем подожжём. Известковая вода мутится, газ горит синеватым пламенем.
Это указывает на наличие двуокиси СО2 и окиси углерода СО в продуктах реакции.
Образование этих веществ можно объяснить тем, что при соприкосновении кислорода с раскалённым углем последний сначала окисляется в двуокись углерода: С + О2 = СО2
Затем, проходя через раскалённый уголь, углекислый газ частично восстанавливается им до окиси углерода: СО2 + С = 2СО
Рис. 1. Получение окиси углерода (лабораторный опыт).
В промышленных условиях газификацию твёрдого топлива осуществляют в печах, называемых газогенераторами.
Образующаяся смесь газов называется генераторным газом.
Устройство генератора газа показано на рисунке. Он представляет собой стальной цилиндр высотой около 5 м и диаметром примерно 3,5 м, футерованный внутри огнеупорным кирпичом. Сверху газогенератор загружается топливом; снизу через колосниковую решётку вентилятором подаётся воздух или водяной пар.
Кислород воздуха реагирует с углеродом топлива, образуя углекислый газ, который, поднимаясь вверх через слой раскалённого топлива, восстанавливается углеродом до окиси углерода.
Если в генератор вдувать только воздух, то получается газ, который в своём составе содержит окись углерода и азот воздуха (а также некоторое количество СО2 и других примесей) . Такой генераторный газ называется воздушным газом.
Если же в генератор с раскалённым углем вдувать водяной пар, то в результате реакции образуются окись углерода и водород: С + Н2О = СO + Н2
Эта смесь газов называется водяным газом. Водяной газ обладает более высокой теплотворной способностью, чем воздушный, так как в его состав наряду с окисью углерода входит и второй горючий газ — водород. Водяной газ (синтез газ), один из продуктов газификациии топлив.
Водяной газ состоит главным образом из СО (40%) и Н2 (50%). Водяной газ – это топливо (теплота сгорания 10 500 кДж/м3, или 2730 ккал/мг) и одновременно сырье для синтеза метилового спирта.
Водяной газ, однако, нельзя получать продолжительное время, так как реакция образования его эндотермическая (с поглощением теплоты), и поэтому топливо в генераторе остывает.
Чтобы поддерживать уголь в раскалённом состоянии, вдувание водяного пара в генератор чередуют с вдуванием воздуха, кислород которого, как известно, реагирует с топливом с выделением тепла.
В последнее время для газификации топлива стали широко применять парокислородное дутьё. Одновременное продувание через слой топлива водяного пара и кислорода позволяет вести процесс непрерывно, значительно повышать производительность генератора и получать газ с высоким содержанием водорода и окиси углерода.
Современные газогенераторы — это мощные аппараты непрерывного действия.
Чтобы при подаче топлива в газогенератор горючие и ядовитые газы не проникали в атмосферу, загрузочный барабан делают двойным.
В то время как топливо поступает в одно отделение барабана, из другого отделения топливо высыпается в генератор; при вращении барабана эти процессы повторяются, генератор же всё время остаётся изолированным от атмосферы.
Равномерное распределение топлива в генераторе осуществляется при помощи конуса, который может устанавливаться на различной высоте. Когда его опускают, уголь ложится ближе к центру генератора, когда конус поднимают, уголь отбрасывается ближе к стенкам генератора.
Удаление золы из газогенератора механизировано. Колосниковая решётка, имеющая конусовидную форму, медленно вращается электродвигателем. При этом зола смещается к стенкам генератора и особыми приспособлениями сбрасывается в зольный ящик, откуда периодически удаляется.
Первые газовые фонари зажглись в Санкт-Петербурге на Аптекарском острове в 1819 году. Газ, который применялся, получали путем газификации каменного угля. Он назывался светильным газом.
Великий русский учёный Д. И. Менделеев (1834-1907) впервые высказал идею о том, что газификацию каменного угля можно производить непосредственно под землёй, не поднимая его наружу. Царское правительство не оценило этого предложения Менделеева.
Идею подземной газификации горячо поддержал В. И. Ленин. Он назвал её «одной из великих побед техники». Подземную газификацию осуществило впервые Советское государство. Уже до Великой Отечественной войны в Советском Союзе работали подземные генераторы в Донецком и Подмосковном угольных бассейнах.
Представление об одном из способов подземной газификации даёт рисунок 3. В угольный пласт прокладывают две скважины, которые внизу соединяют каналом.
Уголь поджигают в таком канале у одной из скважин и подают туда дутьё.
Продукты горения, двигаясь по каналу, взаимодействуют с раскалённым углем, в результате чего образуется горючий газ как и в обычном генераторе. Газ выходит на поверхность через вторую скважину.
Генераторный газ широко применяется для обогрева промышленных печей — металлургических, коксовых и в качестве топлива в автомобилях (рис. 4).
Рис. 3. Схема подземной газификации каменного угля.
Из водорода и окиси углерода водяного газа синтезируют ряд органических продуктов, например жидкое топливо. Синтетическое жидкое топливо – горючее (в основном бензин), получаемое синтезом из окиси углерода и водорода при 150-170 гр Цельсия и давлении 0,7 – 20 МН/м2 (200 кгс/см2), в присутствии катализатора (никель, железо, кобальт).
Первое производство синтетического жидкого топлива организовано в Германии во время 2й Мировой войны в связи с нехваткой нефти. Широкого распространения синтетическое жидкое топливо не получило из-за его высокой стоимости. Водяной газ используют для производства водорода.
Для этого водяной газ в смеси с водяным паром нагревают в присутствии катализатора и в результате получают водород дополнительно к уже имеющемуся в водяном газе: СО+Н2О=СО2+Н2
Из полученной смеси удаляют двуокись углерода, растворяя её в воде под давлением. Водород применяют для синтеза аммиака и для других целей.
Источник: http://www.sergey-osetrov.narod.ru/Projects/Boiler/GAS_FUEL.htm
Состав и характеристики топлив
Топливом может быть названо любое вещество, способное при горении (окислении) выделять значительное количество теплоты. По определению, данному Д. И. Менделеевым, «топливом называется горючее вещество, умышленно сжигаемое для получения тепла».
В таблицах ниже представлены основные характеристики различных видов топлив: состав, низшая теплота сгорания, зольность, влажность и т. д.
Примерный состав и теплотехнические характеристики горючей массы твердого топлива
| Топливо | Состав горючей массы, % | Выходлетучихвеществ,VГ, % | Низшаятеплотасгорания,МДж/кг | Жаро-производи-тельность,tmax, °С | RO2 max*продуктовсгорания, % | ||||
| CГ | SГ | HГ | OГ | NГ | |||||
| Дрова | 51 | — | 6,1 | 42,2 | 0,6 | 85 | 19 | 1980 | 20,5 |
| Торф | 58 | 0,3 | 6 | 33,6 | 2,5 | 70 | 8,12 | 2050 | 19,5 |
| Горючий сланец | 60—75 | 4—13 | 7—10 | 12—17 | 0,3—1,2 | 80—90 | 7,66 | 2120 | 16,7 |
| Бурый уголь | 64—78 | 0,3—6 | 3,8—6,3 | 15,26 | 0,6—1,6 | 40—60 | 27 | — | 19,5 |
| Каменный уголь | 75—90 | 0,5—6 | 4—6 | 2—13 | 1-2,7 | 9—50 | 33 | 2130 | 18,72 |
| Полуантрацит | 90—94 | 0,5—3 | 3—4 | 2—5 | 1 | 6—9 | 34 | 2130 | 19,32 |
| Антрацит | 93—94 | 2—3 | 2 | 1—2 | 1 | 3—4 | 33 | 2130 | 20,2 |
* — RO2 = CO2 + SO2
Характеристики жидких топлив, получаемых из нефти
| Топливо | Состав горючей массы, % | Зольность сухого топлива, AС, % | Влага рабочего топлива, WР, % | Низшая теплота сгорания рабочего топлива, МДж/кг | |||
| Углерод CГ | Водород HГ | Сера SГ | Кислороди азотOГ + NГ | ||||
| Бензин | 85 | 14,9 | 0,05 | 0,05 | 0 | 0 | 43,8 |
| Керосин | 86 | 13,7 | 0,2 | 0,1 | 0 | 0 | 43,0 |
| Дизельное | 86,3 | 13,3 | 0,3 | 0,1 | Следы | Следы | 42,4 |
| Солярное | 86,5 | 12,8 | 0,3 | 0,4 | 0,02 | Следы | 42,0 |
| Моторное | 86,5 | 12,6 | 0,4 | 0,5 | 0,05 | 1,5 | 41,5 |
| Мазут малосернистый | 86,5 | 12,5 | 0,5 | 0,5 | 0,1 | 1,0 | 41,3 |
| Мазут сернистый | 85 | 11,8 | 2,5 | 0,7 | 0,15 | 1,0 | 40,2 |
| Мазут многосернистый | 84 | 11,5 | 3,5 | 0,5 | 0,1 | 1,0 | 40,0 |
Топливо в том виде, в каком оно поступает для сжигания в топки или в двигатели внутреннего сгорания, называется рабочим.
Название «горючей массы» носит условный характер, т. к. действительно горючими ее элементами являются только углерод, водород и сера. Горючую массу можно характеризовать как топливо, не содержащее золы и в абсолютно сухом состоянии.
Зольность топлива. Золой называют твердый негорючий остаток, остающийся после сжигания топлива в атмосфере воздуха. Зола может быть в виде сыпучей масы с плотностью в среднем 600 кг/м3 и в виде сплавленный пластин и кусков, называемых шлаками, с плотностью до 800 кг/м3.
Влажность топлива определяется по ГОСТ 11014-2001 высушиванием навески при 105 — 110 °С. Максимальная влажность достигает 50% и более и определяет экономическую целесообразность использования данного топлива. Влага снижает температуру в топке и увеличивает обхем дымовых газов.
Для превращения 1 кг воды в пар комнатной температуры нужно затратить 2,5 МДж теплоты.
Состав и теплота сгорания горючих газов
| Наименование газа | Состав сухого газа, % по объему | Низшаятеплотасгораниясухого газаQнс, МДж/м3 | |||||||
| CH4 | H2 | CO | CnHm | O2 | CO2 | H2C | N2 | ||
| Природный | 94,9 | — | — | 3,8 | — | 0,4 | — | 0,9 | 36,7 |
| Коксовый (очищенный) | 22,5 | 57,5 | 6,8 | 1,9 | 0,8 | 2,3 | 0,4 | 7,8 | 16,6 |
| Доменный | 0,3 | 2,7 | 28 | — | — | 10,2 | 0,3 | 58,5 | 4,0 |
| Сжиженный (ориентировочно) | 4 | Пропан 79, этан 6, изобутан 11 | 88,5 |
Низшей теплотой сгорания рабочего топлива называют теплоту, выделяемую при полном сгорании 1 кг топлива, за вычетом теплоты, затраченной на испарение как влаги, содержащейся в топливе, так и влаги, образующейся от сгорания водорода.
Высшей теплотой сгорания рабочего топлива называю теплоту, выделяемую при полном сгорании 1 кг топлива, считая, что образующиеся при сгорании водяные пары конденсируются.
Источник: Основы энергетики : учебник / Г. Ф. Быстрицкий. — 2-е изд., испр. и доп. — М. :КНОРУС, 2011. — 352 с.
Источник: https://energoworld.ru/library/sostav-i-harakteristiki-topliv/
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.
| Таблица 4 – Удельная теплота сгорания различных энергоносителей, сравнительный анализ расходов. | |||||||||
| Вид энергоносителя | Теплотворная способность | Объёмнаяплотность вещества(ρ=m/V) | Цена за единицуусловного топлива | Коэфф.полезного действия (КПД) системыотопления, % | Цена за1 кВт·ч | Реализуемые системы | |||
| МДж | кВт·ч | ||||||||
| (1Мдж=0.278кВт·ч) | |||||||||
| Электричество | – | 1,0 кВт·ч | – | 3,70р. за кВт·ч | 98% | 3,78р. | Отопление, горячее водоснабжение (ГВС), кондиционирование, приготовление пищи | ||
| Метан(CH4, температуракипения: -161,6 °C) | 39,8 МДж/м³ | 11,1 кВт·ч/м³ | 0,72 кг/м³ | 5,20р. за м³ | 94% | 0,50р. | Отопление, горячее водоснабжение (ГВС), приготовления пищи, резервное и постоянное электроснабжение, автономный септик (канализация), уличные инфракрасные обогреватели, уличные барбекю, камины, бани, дизайнерское освещение | ||
| Пропан(C3H8, температуракипения: -42.1 °C) | 46,34МДж/кг | 23,63МДж/л | 12,88кВт·ч/кг | 6,57кВт·ч/л | 0,51 кг/л | 18,00р. за л | 94% | 2,91р. | Отопление, горячее водоснабжение (ГВС), приготовления пищи, резервное и постоянное электроснабжение, автономный септик (канализация), уличные инфракрасные обогреватели, уличные барбекю, камины, бани, дизайнерское освещение |
| БутанC4H10, температуракипения: -0,5 °C) | 47,20МДж/кг | 27,38МДж/л | 13,12кВт·ч/кг | 7,61кВт·ч/л | 0,58 кг/л | 14,00р. за л | 94% | 1,96р. | Отопление, горячее водоснабжение (ГВС), приготовления пищи, резервное и постоянное электроснабжение, автономный септик (канализация), уличные инфракрасные обогреватели, уличные барбекю, камины, бани, дизайнерское освещение |
| Пропан-бутан(СУГ – сжиженный углеводородный газ) | 46,8МДж/кг | 25,3МДж/л | 13,0кВт·ч/кг | 7,0кВт·ч/л | 0,54 кг/л | 16,00р. за л | 94% | 2,42р. | Отопление, горячее водоснабжение (ГВС), приготовления пищи, резервное и постоянное электроснабжение, автономный септик (канализация), уличные инфракрасные обогреватели, уличные барбекю, камины, бани, дизайнерское освещение |
| Дизельное топливо | 42,7МДж/кг | 11,9кВт·ч/кг | 0,85 кг/л | 30,00р. за кг | 92% | 2,75р. | Отопление (нагрев воды и выработка электричества – очень затратны) | ||
| Дрова(берёзовые, влажность – 12%) | 15,0МДж/кг | 4,2кВт·ч/кг | 0,47-0,72 кг/дм³ | 3,00р. за кг | 90% | 0,80р. | Отопление (неудобно готовить пищу, практически невозможно получать горячую воду) | ||
| Каменный уголь | 22,0МДж/кг | 6,1кВт·ч/кг | 1200-1500 кг/м³ | 7,70р. за кг | 90% | 1,40р. | Отопление | ||
| МАРР газ (смесь сжиженного нефтяного газа – 56% с метилацетилен-пропадиеном – 44%) | 89,6МДж/кг | 24,9кВт·ч/м³ | 0,1137 кг/дм³ | -р. за м³ | 0% | Отопление, горячее водоснабжение (ГВС), приготовления пищи, резервное и постоянное электроснабжение, автономный септик (канализация), уличные инфракрасные обогреватели, уличные барбекю, камины, бани, дизайнерское освещение |
(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.
Источник: http://antonio-merloni.ru/teplotvornaja-sposobnost-razlichnyh-vidov-topliva
Газы горючие природные по ГОСТ 22667-82( CT СЭВ 3359-81). Высшая и низшая теплота сгорания и относительная плотность по воздуху компонентов сухого природного газа при 0 °С и 20 °С и 101,325 кПа
Навигация по справочнику TehTab.ru: главная страница / / Техническая информация / / Физический справочник / / Тепловые величины, включая температуры кипения, плавления, пламени и т.д …… / / Удельная теплота сгорания (теплотворная способность). Высшая и низшая теплота сгорания.
Потребность в кислороде. / / Газы горючие природные по ГОСТ 22667-82( CT СЭВ 3359-81). Высшая и низшая теплота сгорания и относительная плотность по воздуху компонентов сухого природного газа при 0 °С и 20 °С и 101,325 кПа
| Газы горючие природные по ГОСТ 22667-82( CT СЭВ 3359-81). Высшая и низшая теплота сгорания (МДж/м3 и ккал/м3) и относительная плотность по воздуху компонентов сухого природного газа при 0 °С и 101,325 кПа / Высшая и низшая теплота сгорания и относительная плотность по воздуху компонентов сухого природного газа при 20 °С и 101,325 кПа Таблица 1 Высшая и низшая теплота сгорания и относительная плотность компонентов сухого природного газа при 0 °С и 101,325 кПа
Таблица 2 Высшая и низшая теплотасгорания и относительная плотность компонентов сухого природного газапри 20 °Си 101,325 кПа
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Источник: https://tehtab.ru/Guide/GuidePhysics/GuidePhysicsHeatAndTemperature/ComnustionEnergy/NaturalBurningGasesHeat/