М. Б.РАВИЧ

Топливо, по образному выражению В. И. Ленина[1], — это хлеб про­мышленности. С развитием промышленности, транспорта и механизи­рованного сельского хозяйства потребность в топливе стремительно воз­растает.

Мировые запасы топлива оцениваются в 12 800 млрд. т условного топлива (т у. т.), т. е. топлива с теплотой сгорания 7000 ккал/кг. Из этого количества около 11200 млрд. т составляют ресурсы угля, 740 млрд. т — нефти и 630 млрд. т — естественного газа.

Если исключить из этих ресурсов топливо, залегающее на большой глубине, а также тонкие пласты угля, разработка которых неэффектив­на, то извлекаемые прогнозные запасы топлива оцениваются в 3800 млрд. т у. т., из которых на долю угля приходится 2900, нефти 370 и газа 500 млрд. т у. т. [1, 2]. По некоторым прогнозам запасы мине­рального топлива существенно выше, при этом ресурсы извлекаемого жидкого топлива, содержащегося в битуминозных песках и сланцах, по ряду оценок превышают запасы нефти.

В 1900 г. в мире было добыто менее 1 млрд. т топлива в пересчете на условное, а в 1975 г. — около 9 млрд. т. К концу столетия добыча топлива, по-видимому,- возрастет до 20—25 млрд. т в год.

Коренные изменения произошли в структуре мирового топливного баланса. В 1900 г. прочно доминировал уголь. На его долю приходи­лось более 77%’добываемого топлива, далее следовали дрова — около 18%, а доля углеводородного топлива — нефти и природного газа — не превышала 4%. В современном топливном балансе на долю нефти и газа приходится около 65%.

Увеличение потребления топлива, в особенности углеводородного, привело к тому, что все промышленно развитые зарубежные страны вынуждены импортировать «хлеб для промышленности». Так, США ввозят около 15% потребляемого топлива, страны Западной Европы — до 70%, Япония —около 90%. В 1970 г. страны ЕЭС, Япония и США импортировали 1,3 млрд. т условного топлива, прогнозируется, что им­порт топлива в эти страны возрастет к 1985 г. до 4 млрд. т.

Топливная промышленность дореволюционной России была слабо развита, и 30% потребляемого угля ввозилось из Англии. В результате обширных геологоразведочных работ, проведенных в нашей стране, от­крыты месторождения угля, нефти и газа.

В 1913 г. в России добывалось топлива в 9 раз меньше, чем в Ве­ликобритании, Франции и на территории, занимаемой ныне ФРГ. А те­перь в СССР добывают примерно в 3 раза больше горючего, чем в этих трех странах вместе взятых. Соотношение изменилось более чем в 25 раз!

Топливная промышленность обеспечивает страну горючим и вносит весомый вклад в экспортный баланс. В 1974 г. СССР поставил в страны СЭВ и другие государства 212 млн. т у. т., в том числе 116 млн. т нефти и нефтепродуктов, 26 млн. т каменного угля и антрацита. Экспортирова­но около 14% добытого топлива в пересчете на условное. Импортиро­вано 31 млн. т у. т., или 2% [4]. Доля топлива в 1974 г. составила около 25% в структуре экспорта.

Создание мощной высокомеханизированной топливной промышлен­ности потребовало весьма крупных капиталовложений. На протяжении многих лет на ее развитие расходовалось около 20% всех капиталовло­жений в индустрию. Большие средства направлялись также в метал­лургию и машиностроение с целью расширения производства машин, механизмов и труб для топливной промышленности.

Для обеспечения страны топливом огромное значение имеет повыше­ние эффективности его использования. В этой области имеются крупные резервы, так как наряду с установками, работающими с весьма высоки­ми КПД, нередко превышающими 90%, действует большой парк про­мышленных печей, котлов и сушил, КПД которых можно существенно повысить с привлечением капиталовложений значительно меньших по» сравнению с необходимыми для добычи эквивалентного количества топлива.

Повышение эффективности использования топлива имеет первосте­пенное значение также для решения другой важнейшей проблемы со­временности — уменьшения загрязнения воздушного бассейна.

Взаимосвязь этих вопросов обусловлена тем, что при повышении КПД использования топлива особое внимание уделяют обеспечению полноты сгорания. Это позволяет попутно устранить или уменьшить загрязнение воздушного бассейна токсичной окисью углерода, углеводо­родами, в том числе канцерогенным бензпиреном, сажей и другими вредными выбросами.

Кроме того, со снижением расхода топлива вследствие повышения КПД его использования естественно уменьшается и количество продук­тов сгорания, содержащих окислы серы и азота, т. е. вредные компо­ненты, не принадлежащие к числу продуктов неполного сгорания.

В предлагаемой книге изложены основные свойства топлива и раз­работанная автором упрощенная методика теплотехнических расчетов^ позволяющая установить потери тепла и эффективность применения топлива на основе обобщенных характеристик, не прибегая к замерам расхода топлива, его анализу и определению теплоты сгорания.

Упрощенная методика теплотехнических расчетов и определения эф­фективности использования топлива, изложенная в монографии «Топ­ливо и эффективность его использования», выпущенной в свет изда­тельством «Наука» в 1971 г., прошла проверку временем и широко при­меняется на практике.

Материалы этой книги и методы* рассмотренные в ней, положены в основу данного издания. Дополнительно рассмотрено также разграни­чение оптимальных областей применения различных видов топлива и энергии, вовлечение в топливный баланс страны неиспользуемых ресур­сов горючего, повышение эффективности использования топлива. Об­суждены вопросы защиты воздушного бассейна в результате предот­вращения образования сажи, окиси углерода, бензпирена и окислов азота.

В книгу включены данные о топливном балансе страны до 1975 г. и о плане добычи топлива в десятой пятилетке в соответствии с основ­ными направлениями развития народного хозяйства СССР на 1976— 1980 годы, утвержденными XXV съездом КПСС.

Автор выражает глубокую благодарность академику Узбекской Ака­демии наук Н. В. Лаврову, профессорам А. И. Михайлову и Б. М. Та — рееву, кандидатам технических наук А. Д. Лихачеву и Н. Ф. Малову, инженеру Н. И. Москвину за ценные советы и помощь в подготовке ру­кописи к изданию.