Балласт в топливе резко влияет на его теплоту сгорания прежде всего вследствие снижения доли горючих компонентов. По-иному отражается присутствие балласта на жаропроизводительности топлива.
Основная причина снижения теплоты сгорания забалластированного топлива — уменьшение количества горючего в единице топлива — никак
не сказывается на его жаропроизводительности, так как при этом в равной степени снижается и объем нагреваемых продуктов сгорания. Иными словами, жаропроизводительности 1 кг; 0,5 кг и 1 г углерода, естественно, равны. Жаропроизводительность топлива из-за присутствия в нем балласта несколько снижается в результате дополнительного уменьшения тепла продуктов сгорания в связи с расходом тепла на испарение балластирующей топливо влаги, а также на нагрев водяного пара, образующегося при испарении влаги топлива.
Содержание в топливе небольшого количества влаги мало отражается на его жаропроизводительности, поскольку расход тепла на испарение 1% влаги, содержащейся в 1 кг топлива, составляет всего 6 ккал, а объем водяного пара, образующегося при испарении 1% влаги по массе, равен менее 0,01 м3 (0,01-18:22,4), т. е. совершенно ничтожен по сравнению с объемом продуктов сгорания, образующихся при сжигании 1 кг топлива в воздухе.
Данные, приведенные в табл. 41, иллюстрируют весьма малое снижение жаропроизводительности каменного угля при увеличении в нем балласта (влаги) на несколько процентов.
Таблица 41
Зависимость низшей теплоты сгорания и жаропроизводительности каменного угля от содержания в нем влаги
|
Иная картина вырисовывается при содержании в топливе большого количества балласта, переходящего в продукты сгорания. В этом случае жаропроизводительность топлива, изменяясь в меньшей степени, чем его теплота сгорания, все же значительно снижается. В табл. 42 показано уменьшение теплоты сгорания и жаропроизводительности бурых углей с теплотой сгорания горючей массы ~6900 ккал/кг при увеличении содержания влаги с 26 до 55%.
Таблица 42
Теплота сгорания и жаропроизводительность бурых углей с различным содержанием влаги
Месторождение |
% |
АР, % |
0Р VH |
‘max |
||
Ккал/кг |
% |
°С |
% |
|||
Артемов ское |
26 |
17 |
3600 |
100 |
1870 |
100 |
Ангренское |
36 |
10 |
3380′ |
94 |
1800 |
96 |
Днепровское |
55 |
22 |
1800 |
50 |
1400 |
65 |
Аналогично влияет на жаропроизводительность газообразного топлива содержание в нем балласта: N2 и С02. Небольшое содержание балласта порядка нескольких процентов весьма мало сказывается на жаропроизводительности газа.
Однако с увеличением содержания балласта в газе и уменьшением доли горючих компонентов в продуктах сгорания все в большей степе-
89
Ни доминируют N2 и С02, поступающие из сжигаемого газообразного" топлива. В соответствии с этим существенно снижается и жаропроизводительность газа. Так, при содержании в водяном газе 10% (N2+C02) его жаропроизводительность равна около 2200°С, т. е. весьма высокая. А жаропроизводительность доменного газа, содержйщего около 70% (N2+CO2), —всего лишь 1500°С, т. е. иа 700° ниже.
Следовательно, жаропроизводительность забалластированных видов топлива снижается настолько, что их применение в высокотемпературных технологических процессах становится нецелесообразным.
Жаропроизводительность положена в основу энергетической классификации топлива. Она позволяет оценить эффективность использования различных видов топлива в высоко — и низкотемпературных процессах (см. табл. 153).
На основе жаропроизводительности топлива можно весьма просто определить располагаемое тепло продуктов сгорания и подсчитать потери тепла с уходящими газами. Методика этих расчетов изложена в гл. VIII.
На основе жаропроизводительности можно легко подсчитать также теоретическую температуру горения с учетом эндотермического процесса диссоциации продуктов сгорания при высокой температуре (см. гл. IX).
Жаропроизводительность углеводородного топлива в значительной; степени влияет на скорость распространения пламени.