Šilumos kiekis, išsiskiriantis visiškai sudeginus vienetinį kuro kiekį, vadinamas kaloringumo verte (Q) arba, kaip kartais vadinama, kaloringumu, arba kaloringumu, kuris yra viena iš pagrindinių kuro charakteristikų.

Dujų šilumingumas paprastai vadinamas 1 m 3, paimtas įprastomis sąlygomis.

Techniniuose skaičiavimuose normalios sąlygos suprantamos kaip dujų būsena esant 0 °C temperatūrai ir esant 760 °C slėgiui. mmHg Art. Pažymimas dujų tūris tokiomis sąlygomis nm 3(normalus kubinis metras).

Atliekant pramoninių dujų matavimus pagal GOST 2923-45, 20 ° C temperatūra ir 760 slėgis laikomi normaliomis sąlygomis. mmHg Art. Dujų tūris nurodytas šiomis sąlygomis, priešingai nm 3 mes paskambinsime m 3 (kubinis metras).

Dujų kaloringumas (Q)) išreikšta kcal/nm e arba viduje kcal / m3.

Suskystintoms dujoms šilumingumas nurodomas 1 kilogramas.

Yra didesnis (Q in) ir mažesnis (Q n) kaloringumas. Apskaičiuojant didžiausią šiluminę vertę, atsižvelgiama į vandens garų kondensacijos šilumą, susidariusią deginant kurą. Apskaičiuojant grynąjį kaloringumą neatsižvelgiama į šilumą, esančią degimo produktų vandens garuose, nes vandens garai nesikondensuoja, o pasišalina kartu su degimo produktais.

Sąvokos Q in ir Q n taikomos tik toms dujoms, kurioms degant išsiskiria vandens garai (šios sąvokos netaikomos anglies monoksidui, kuris degdamas neišskiria vandens garų).

Kai vandens garai kondensuojasi, išsiskiria šiluma, lygi 539 kcal/kg. Be to, kai kondensatas atšaldomas iki 0°C (arba 20°C), šilumos išsiskiria atitinkamai 100 arba 80 kcal/kg.

Iš viso dėl vandens garų kondensacijos šilumos išsiskiria daugiau nei 600 kcal/kg, kuris yra skirtumas tarp dujų bendrosios ir žemiausios šilumingumo vertės. Daugumai dujų, naudojamų miesto dujų tiekimui, šis skirtumas yra 8-10%.

Kai kurių dujų šilumingumo vertės pateiktos lentelėje. 3.

Miesto dujų tiekimui šiuo metu naudojamos dujos, kurių kaloringumas paprastai yra ne mažesnis kaip 3500 kcal / nm 3. Tai paaiškinama tuo, kad miestų sąlygomis dujos vamzdžiais tiekiamos dideliais atstumais. Esant mažam kaloringumo kiekiui, reikia tiekti didelį kiekį. Dėl to neišvengiamai didėja dujotiekių skersmenys ir dėl to didėja investicijos į metalą bei lėšos dujų tinklų statybai, o vėliau ir eksploatacijos kaštai. Reikšmingas mažo kaloringumo dujų trūkumas yra tas, kad dažniausiai jose yra daug anglies monoksido, o tai padidina pavojų naudojant dujas, taip pat aptarnaujant tinklus ir įrenginius.

Dujos, kurių kaloringumas mažesnis nei 3500 kcal/nm 3 dažniausiai naudojamas pramonėje, kur nereikia jo gabenti dideliais atstumais ir lengviau organizuoti deginimą. Miesto dujų tiekimui pageidautina, kad dujų kaloringumas būtų pastovus. Svyravimai, kaip jau nustatėme, leidžiami ne daugiau kaip 10 proc. Didesnis dujų kaloringumo pokytis reikalauja naujo reguliavimo, o kartais ir daugybės vieningų buitinės technikos degiklių pakeitimo, o tai susiję su dideliais sunkumais.

Degiųjų dujų klasifikacija

Miestų ir pramonės įmonių dujų tiekimui naudojamos įvairios degiosios dujos, kurios skiriasi savo kilme, chemine sudėtimi ir fizinėmis savybėmis.

Degiosios dujos pagal kilmę skirstomos į natūralias, arba natūralias, ir dirbtines, gaunamas iš kietojo ir skystojo kuro.

Gamtinės dujos išgaunamos iš grynai dujų telkinių arba naftos telkinių gręžinių kartu su nafta. Naftos telkinių dujos vadinamos susijusiomis dujomis.

Grynų dujų telkinių dujos daugiausia susideda iš metano su nedideliu sunkiųjų angliavandenilių kiekiu. Jiems būdingas sudėties ir kaloringumo pastovumas.

Susijusiose dujose kartu su metanu yra daug sunkiųjų angliavandenilių (propano ir butano). Šių dujų sudėtis ir kaloringumas labai skiriasi.

Dirbtinės dujos gaminamos specialiose dujų gamyklose arba gaunamos kaip šalutinis produktas deginant anglį metalurgijos gamyklose, taip pat naftos perdirbimo gamyklose.

Iš anglies gaminamos dujos mūsų šalyje miesto dujų tiekimui naudojamos labai ribotai, o jų savitasis svoris nuolat mažėja. Tuo pačiu metu didėja suskystintų angliavandenilių dujų, gaunamų iš susijusių naftos dujų dujų ir benzino gamyklose ir naftos perdirbimo gamyklose, gamyba ir suvartojimas naftos perdirbimo metu. Miesto dujoms tiekti naudojamas skystas angliavandenilių dujas daugiausia sudaro propanas ir butanas.

Dujų sudėtis

Dujų rūšis ir jų sudėtis iš esmės nulemia dujų apimtį, dujų tinklo schemą ir skersmenis, dujų degiklių ir atskirų dujotiekio mazgų projektinius sprendimus.

Dujų suvartojimas priklauso nuo kaloringumo, taigi ir nuo dujotiekių skersmenų bei dujų degimo sąlygų. Naudojant dujas pramoniniuose įrenginiuose, didelę reikšmę turi degimo temperatūra ir liepsnos plitimo greitis bei dujinio kuro sudėties pastovumas.Dujų sudėtis, fizikinės ir cheminės savybės pirmiausia priklauso nuo gavimo rūšies ir būdo. dujų.

Degiosios dujos – tai mechaniniai įvairių dujų mišiniai<как го­рючих, так и негорючих.

Degiąją dujinio kuro dalį sudaro: vandenilis (H 2) - dujos be spalvos, skonio ir kvapo, jų žemesnis kaloringumas yra 2579 kcal / nm 3 \ metanas (CH 4) - bespalvės, beskonės ir bekvapės dujos, yra pagrindinė degioji gamtinių dujų dalis, jos mažesnė kaloringumas 8555 kcal / nm 3; anglies monoksidas (CO) – bespalvės, beskonės ir bekvapės dujos, gaunamos nevisiškai sudegus bet kokiam kurui, labai toksiškos, žemesnio kaloringumo 3018 kcal / nm 3; sunkieji angliavandeniliai (C p N t), Pagal šį pavadinimą<и формулой обозначается целый ряд углеводородов (этан - С2Н 6 , пропан - С 3 Нв, бутан- С4Н 10 и др.), низшая теплотворная способность этих газов колеблется от 15226 до 34890 kcal/nm*.

Į nedegią dujinio kuro dalį įeina: anglies dioksidas (CO 2), deguonis (O 2) ir azotas (N 2).

Nedegioji dujų dalis vadinama balastu. Gamtinės dujos pasižymi dideliu šilumingumu ir visišku anglies monoksido nebuvimu. Tuo pačiu metu daugelyje telkinių, daugiausia dujų ir naftos, yra labai toksiškų (ir ėsdinančių dujų) – vandenilio sulfido (H 2 S). Daugumoje dirbtinių anglies dujų yra daug labai toksiškų dujų – anglies monoksido (CO). Oksido buvimas dujose anglis ir kitos toksinės medžiagos yra labai nepageidautinos, nes jos apsunkina eksploatacinių darbų atlikimą ir padidina pavojų naudojant dujas. Be pagrindinių komponentų, dujų sudėtyje yra įvairių priemaišų, kurių konkreti vertė procentais yra nereikšminga.Tačiau, atsižvelgiant į tai, kad tūkstančiai ir net milijonai kubinių metrų dujų, bendras priemaišų kiekis pasiekia reikšmingą vertę.Daugelis priemaišų iškrenta į dujotiekius, o tai galiausiai lemia jų sumažėjimą. pralaidumas, o kartais iki visiško dujų srauto nutraukimo. Todėl projektuojant dujotiekius reikia atsižvelgti į dujose esančias priemaišas, taip pat eksploatacijos metu.

Priemaišų kiekis ir sudėtis priklauso nuo dujų gamybos ar išgavimo būdo ir jų gryninimo laipsnio. Žalingiausios priemaišos yra dulkės, derva, naftalenas, drėgmė ir sieros junginiai.

Dulkių atsiranda dujose gamybos (išgavimo) metu arba dujas transportuojant vamzdynais. Derva yra terminio kuro skilimo produktas ir yra kartu su daugeliu dirbtinių dujų. Dujose esant dulkėms, derva prisideda prie dervos ir purvo kamščių susidarymo ir užsikimšimų dujotiekiuose.

Naftalenas dažniausiai randamas dirbtinėse anglies dujose. Esant žemai temperatūrai, naftalenas nusėda vamzdžiuose ir kartu su kitomis kietomis ir skystomis priemaišomis sumažina dujotiekių srauto plotą.

Drėgmės garų pavidalu yra beveik visose natūraliose ir dirbtinėse dujose. Į gamtines dujas patenka pačiame dujų lauke dėl dujų sąlyčio su vandens paviršiumi, o dirbtinės dujos gamybos procese prisotinamos vandeniu.Dujose dideli kiekiai drėgmės nepageidautina, nes sumažina kaloringumą. Be to, jos turi didelę garavimo šiluminę galią, drėgmė degant dujoms kartu su degimo produktais išneša į atmosferą didelį šilumos kiekį.Didelis drėgmės kiekis dujose taip pat nepageidautinas, nes kondensuojantis dujos atšaldomos „judant per vamzdžius, gali susidaryti vandens kamščiai dujotiekyje (apatiniuose taškuose), kuriuos reikia pašalinti. Tam reikia įrengti specialius kondensato rinktuvus ir juos išsiurbti.

Sieros junginiai, kaip jau minėta, apima vandenilio sulfidą, taip pat anglies disulfidą, merkaptaną ir tt Šie junginiai ne tik neigiamai veikia žmonių sveikatą, bet ir sukelia didelę vamzdžių koroziją.

Kitos kenksmingos priemaišos yra amoniako ir cianido junginiai, kurių daugiausia yra anglies dujose. Amoniako ir cianido junginių buvimas padidina vamzdžių metalo koroziją.

Anglies dioksido ir azoto buvimas degiosiose dujose taip pat yra nepageidautinas. Šios dujos nedalyvauja degimo procese, nes yra balastas, mažinantis šiluminę vertę, todėl didėja dujotiekių skersmuo ir mažėja ekonominis dujinio kuro naudojimo efektyvumas.

Miesto dujų tiekimui naudojamų dujų sudėtis turi atitikti GOST 6542-50 reikalavimus (1 lentelė).

1 lentelė

Žymiausių šalies telkinių gamtinių dujų sudėties vidutinės vertės pateiktos lentelėje. 2.

Iš dujų telkinių (sausas)

Dujų kaloringumas

Šilumos kiekis, išsiskiriantis visiškai sudeginus vienetinį kuro kiekį, vadinamas kaloringumo verte (Q) arba, kaip kartais vadinama, kaloringumu, arba kaloringumu, kuris yra viena iš pagrindinių kuro charakteristikų.

Dujų šilumingumas paprastai vadinamas 1 m 3, paimtas įprastomis sąlygomis.

Techniniuose skaičiavimuose normalios sąlygos suprantamos kaip dujų būsena esant 0 °C temperatūrai ir esant 760 °C slėgiui. mmHg Art. Pažymimas dujų tūris tokiomis sąlygomis nm 3(normalus kubinis metras).

Atliekant pramoninių dujų matavimus pagal GOST 2923-45, 20 ° C temperatūra ir 760 slėgis laikomi normaliomis sąlygomis. mmHg Art. Dujų tūris nurodytas šiomis sąlygomis, priešingai nm 3 mes paskambinsime m 3 (kubinis metras).

Dujų kaloringumas (Q)) išreikšta kcal/nm e arba viduje kcal / m3.

Suskystintoms dujoms šilumingumas nurodomas 1 kilogramas.

Yra didesnis (Q in) ir mažesnis (Q n) kaloringumas. Apskaičiuojant didžiausią šiluminę vertę, atsižvelgiama į vandens garų kondensacijos šilumą, susidariusią deginant kurą. Apskaičiuojant grynąjį kaloringumą neatsižvelgiama į šilumą, esančią degimo produktų vandens garuose, nes vandens garai nesikondensuoja, o pasišalina kartu su degimo produktais.

Sąvokos Q in ir Q n taikomos tik toms dujoms, kurioms degant išsiskiria vandens garai (šios sąvokos netaikomos anglies monoksidui, kuris degdamas neišskiria vandens garų).

Kai vandens garai kondensuojasi, išsiskiria šiluma, lygi 539 kcal/kg. Be to, kai kondensatas atšaldomas iki 0°C (arba 20°C), šilumos išsiskiria atitinkamai 100 arba 80 kcal/kg.

Iš viso dėl vandens garų kondensacijos šilumos išsiskiria daugiau nei 600 kcal/kg, kuris yra skirtumas tarp dujų bendrosios ir žemiausios šilumingumo vertės. Daugumai dujų, naudojamų miesto dujų tiekimui, šis skirtumas yra 8-10%.

Kai kurių dujų šilumingumo vertės pateiktos lentelėje. 3.

Miesto dujų tiekimui šiuo metu naudojamos dujos, kurių kaloringumas paprastai yra ne mažesnis kaip 3500 kcal / nm 3. Tai paaiškinama tuo, kad miestų sąlygomis dujos vamzdžiais tiekiamos dideliais atstumais. Esant mažam kaloringumo kiekiui, reikia tiekti didelį kiekį. Dėl to neišvengiamai didėja dujotiekių skersmenys ir dėl to didėja investicijos į metalą bei lėšos dujų tinklų statybai, o vėliau ir eksploatacijos kaštai. Reikšmingas mažo kaloringumo dujų trūkumas yra tas, kad dažniausiai jose yra daug anglies monoksido, o tai padidina pavojų naudojant dujas, taip pat aptarnaujant tinklus ir įrenginius.

Dujos, kurių kaloringumas mažesnis nei 3500 kcal/nm 3 dažniausiai naudojamas pramonėje, kur nereikia jo gabenti dideliais atstumais ir lengviau organizuoti deginimą. Miesto dujų tiekimui pageidautina, kad dujų kaloringumas būtų pastovus. Svyravimai, kaip jau nustatėme, leidžiami ne daugiau kaip 10 proc. Didesnis dujų kaloringumo pokytis reikalauja naujo reguliavimo, o kartais ir daugybės vieningų buitinės technikos degiklių pakeitimo, o tai susiję su dideliais sunkumais.

Degimo šilumą lemia degiosios medžiagos cheminė sudėtis. Degioje medžiagoje esantys cheminiai elementai žymimi priimtais simboliais SU , H , O , N , S, o pelenai ir vanduo yra simboliai A ir W atitinkamai.

Enciklopedinis „YouTube“.

• 1 / 5

  Degimo šilumą galima susieti su degiųjų medžiagų darbine mase Q P (\displaystyle Q^(P)), ty į degią medžiagą, kurios pavidalu ji patenka į vartotoją; į sausąsias medžiagas Q C (\displaystyle Q^(C)); prie degiosios medžiagos masės Q Γ (\displaystyle Q^(\Gamma )) ty į degią medžiagą, kurioje nėra drėgmės ir pelenų.

  Išskirti aukščiau ( Q B (\displaystyle Q_(B))) ir žemesnė ( Q H (\displaystyle Q_(H))) degimo šiluma.

  Pagal didesnė kaloringumas suprasti šilumos kiekį, kuris išsiskiria visiškai sudegus medžiagai, įskaitant vandens garų kondensacijos šilumą aušinant degimo produktams.

  Grynasis kaloringumas atitinka šilumos kiekį, kuris išsiskiria visiško degimo metu, neatsižvelgiant į vandens garų kondensacijos šilumą. Taip pat vadinama vandens garų kondensacijos šiluma latentinė garavimo šiluma (kondensacija).

  Mažesnė ir didesnė kaloringumas yra susiję su santykiu: Q B = Q H + k (W + 9 H) (\rodymo stilius Q_(B) = Q_(H)+k(W+9H)),

  čia k yra koeficientas, lygus 25 kJ/kg (6 kcal/kg); W - vandens kiekis degiojoje medžiagoje, % (pagal masę); H – vandenilio kiekis degiojoje medžiagoje, % (pagal masę).

  Degimo šilumos skaičiavimas

  Taigi didesnė šilumingumas yra šilumos kiekis, išsiskiriantis visiškai sudegus degiosios medžiagos masės ar tūrio vienetui (dujoms) ir degimo produktus atvėsinant iki rasos taško temperatūros. Šilumos inžinerijos skaičiavimuose didžiausias šilumingumas laikomas 100 %. Latentinė dujų degimo šiluma yra šiluma, kuri išsiskiria kondensuojantis degimo produktuose esantiems vandens garams. Teoriškai jis gali siekti 11 proc.

  Praktiškai neįmanoma atvėsinti degimo produktų iki visiško kondensacijos, todėl įvedama grynojo kaloringumo (QHp) sąvoka, kuri gaunama iš didesnės šilumingumo atėmus vandens garų garavimo šilumą, kurią abu yra medžiaga ir susidaro jai degant. 1 kg vandens garų išgarinimui sunaudojama 2514 kJ/kg (600 kcal/kg). Grynasis kaloringumas nustatomas pagal formules (kJ / kg arba kcal / kg):

  QHP = QBP − 2514 ⋅ ((9 AG + WP) / 100) (\displaystyle Q_(H)^(P) = Q_(B)^(P)-2514\cdot ((9H^(P)+W^) (P))/100))(kietiems)

  QHP = QBP − 600 ⋅ ((9 AG + WP) / 100) (\displaystyle Q_(H)^(P) = Q_(B)^(P)-600\cdot ((9H^(P)+W^) (P))/100))(skystai medžiagai), kur:

  2514 - garavimo šiluma esant 0 °C ir atmosferos slėgiui, kJ/kg;

  H P (\displaystyle H^(P)) ir W P (\displaystyle W^(P))- vandenilio ir vandens garų kiekis darbiniame kure, %;

  9 yra koeficientas, rodantis, kad deginant 1 kg vandenilio kartu su deguonimi susidaro 9 kg vandens.

  Šilumingumas yra svarbiausia kuro charakteristika, nes pagal ją nustatomas šilumos kiekis, gaunamas sudeginant 1 kg kietojo ar skystojo kuro arba 1 m³ dujinio kuro kJ/kg (kcal/kg). 1 kcal = 4,1868 arba 4,19 kJ.

  Kiekvienos medžiagos grynasis kaloringumas nustatomas eksperimentiškai ir yra pamatinė vertė. Jis taip pat gali būti nustatytas kietoms ir skystoms medžiagoms, kurių elementinė sudėtis žinoma, apskaičiuojant pagal D. I. Mendelejevo formulę, kJ / kg arba kcal / kg:

  QHP = 339 ⋅ CP + 1256 ⋅ AG − 109 ⋅ (OP − SLP) − 25,14 ⋅ (9 ⋅ AG + WP) (\displaystyle Q_(H)^(P) = 339\cdot C^(P)+1256\ cdot H^(P)-109\cdot (O^(P)-S_(L)^(P))-25,14\cdot (9\cdot H^(P)+W^(P)))

  QHP = 81 ⋅ CP + 246 ⋅ AG − 26 ⋅ (OP + SLP) − 6 ⋅ WP (\displaystyle Q_(H)^(P) = 81\cdot C^(P)+246\cdot H^(P) -26\cdot (O^(P)+S_(L)^(P))-6\cdot W^(P)), kur:

  C P (\displaystyle C_(P)), H P (\displaystyle H_(P)), O P (\displaystyle O_(P)), S L P (\displaystyle S_(L)^(P)), W P (\displaystyle W_(P))- anglies, vandenilio, deguonies, lakiosios sieros ir drėgmės kiekis darbinėje degalų masėje (masės procentais).

  Palyginamiesiems skaičiavimams naudojamas vadinamasis įprastinis kuras, kurio savitoji degimo šiluma lygi 29308 kJ / kg (7000 kcal / kg).

  Rusijoje šiluminiai skaičiavimai (pavyzdžiui, šilumos apkrovos apskaičiavimas, siekiant nustatyti patalpos sprogimo ir gaisro pavojaus kategoriją) dažniausiai atliekami pagal mažiausią šiluminę vertę, JAV, Didžiojoje Britanijoje, Prancūzijoje - pagal aukščiausią. . Jungtinėje Karalystėje ir JAV, prieš įvedant metrinę sistemą, specifinės šildymo vertės buvo matuojamos Didžiosios Britanijos šiluminiais vienetais (BTU) už svarą (lb) (1 Btu/lb = 2,326 kJ/kg).

  Medžiagos ir medžiagos	Grynasis kaloringumas Q H P (\displaystyle Q_(H)^(P)), MJ/kg
  Benzinas	41,87
  Žibalas	43,54
  Popierius: knygos, žurnalai	13,4
  Mediena (barai W = 14 %)	13,8
  Natūrali guma	44,73
  Polivinilchlorido linoleumas	14,31
  Guma	33,52
  kuokštelinis pluoštas	13,8
  Polietilenas	47,14
  Putų polistirolas	41,6
  Medvilnė atlaisvinta	15,7
  Plastmasinis	41,87

  Lentelėse pateikiama kuro (skysto, kieto ir dujinio) ir kai kurių kitų degiųjų medžiagų savitoji degimo šiluma. Atsižvelgiama į tokį kurą kaip: anglis, malkos, koksas, durpės, žibalas, nafta, alkoholis, benzinas, gamtinės dujos ir kt.

  Lentelių sąrašas:

  Egzoterminėje kuro oksidacijos reakcijoje jo cheminė energija paverčiama šilumine energija, išskiriant tam tikrą šilumos kiekį. Gauta šiluminė energija vadinama kuro degimo šiluma. Tai priklauso nuo jo cheminės sudėties, drėgmės ir yra pagrindinis. Degalų šilumingumas, nurodytas 1 kg masės arba 1 m 3 tūrio, sudaro masės arba tūrinį specifinį šilumingumą.
  

  Savitoji kuro degimo šiluma – tai šilumos kiekis, išsiskiriantis visiškai sudegus kietojo, skystojo ar dujinio kuro masės ar tūrio vienetui. Tarptautinėje vienetų sistemoje ši vertė matuojama J / kg arba J / m 3.

  Kuro savitoji degimo šiluma gali būti nustatyta eksperimentiškai arba apskaičiuota analitiškai. Eksperimentiniai kaloringumo nustatymo metodai yra pagrįsti praktiniu kuro degimo metu išsiskiriančios šilumos kiekio matavimu, pavyzdžiui, kalorimetre su termostatu ir degimo bomba. Žinomos cheminės sudėties kuro specifinę degimo šilumą galima nustatyti pagal Mendelejevo formulę.

  Yra didesnė ir mažesnė savitoji degimo šiluma. Bendrasis šilumingumas yra lygus maksimaliam šilumos kiekiui, išsiskiriančiam visiško kuro degimo metu, atsižvelgiant į šilumą, sunaudotą kuro drėgmei išgaruoti. Mažesnė šilumingumas yra mažesnis už didesnę vertę kondensacijos šilumos, kuri susidaro iš kuro drėgmės ir organinės masės vandenilio, kuris degdamas virsta vandeniu, verte.

  Nustatyti kuro kokybės rodiklius, taip pat atlikti šilumos inžinerinius skaičiavimus paprastai naudoja mažiausią savitąją degimo šilumą, kuri yra svarbiausia kuro šiluminė ir eksploatacinė charakteristika, pateikta toliau pateiktose lentelėse.

  Savitoji kietojo kuro (anglies, malkų, durpių, kokso) degimo šiluma

  Lentelėje pateiktos sauso kietojo kuro savitosios degimo šilumos vertės MJ/kg. Lentelėje degalai išdėstyti pagal pavadinimą abėcėlės tvarka.

  Iš nagrinėjamo kietojo kuro didžiausią šiluminę vertę turi koksinės anglys - jos savitoji degimo šiluma yra 36,3 MJ/kg (arba 36,3·10 6 J/kg SI vienetais). Be to, didelis kaloringumas būdingas anglims, antracitui, medžio anglims ir rudosioms anglims.

  Žemo energetinio efektyvumo degalai yra mediena, malkos, parakas, šaldiklis, skalūnai. Pavyzdžiui, malkų savitoji degimo šiluma yra 8,4 ... 12,5, o parako - tik 3,8 MJ / kg.

  Savitoji kietojo kuro (anglies, malkų, durpių, kokso) degimo šiluma

  Kuro
  Antracitas	26,8…34,8
  Medienos granulės (granulės)	18,5
  Malkos sausos	8,4…11
  Sausos beržinės malkos	12,5
  dujų koksas	26,9
  aukštakrosnių koksas	30,4
  puskokso	27,3
  Milteliai	3,8
  Šiferis	4,6…9
  Naftos skalūnai	5,9…15
  Kietas raketinis kuras	4,2…10,5
  Durpės	16,3
  pluoštinės durpės	21,8
  Frezavimo durpės	8,1…10,5
  Durpių trupiniai	10,8
  Rudos anglys	13…25
  Rudosios anglies (briketai)	20,2
  Rudosios anglies (dulkės)	25
  Donecko anglis	19,7…24
  anglis	31,5…34,4
  Anglis	27
  Koksinės anglys	36,3
  Kuznecko anglis	22,8…25,1
  Čeliabinsko anglis	12,8
  Ekibastuzo anglis	16,7
  freztorf	8,1
  Šlakas	27,5

  Savitoji skystojo kuro (alkoholio, benzino, žibalo, alyvos) degimo šiluma

  Pateikta skystojo kuro ir kai kurių kitų organinių skysčių savitosios degimo šilumos lentelė. Pažymėtina, kad tokiems degalams kaip benzinas, dyzelinas ir alyva pasižymi dideliu šilumos išsiskyrimu degimo metu.

  Savitoji alkoholio ir acetono degimo šiluma yra žymiai mažesnė nei tradicinių variklių kuro. Be to, skystas raketinis kuras turi santykinai mažą šiluminę vertę ir visiškai sudegus 1 kg šių angliavandenilių išsiskirs atitinkamai 9,2 ir 13,3 MJ šilumos.

  Savitoji skystojo kuro (alkoholio, benzino, žibalo, alyvos) degimo šiluma

  Kuro	Savitoji degimo šiluma, MJ/kg
  Acetonas	31,4
  Benzinas A-72 (GOST 2084-67)	44,2
  Aviacinis benzinas B-70 (GOST 1012-72)	44,1
  Benzinas AI-93 (GOST 2084-67)	43,6
  Benzenas	40,6
  Žieminis dyzelinis kuras (GOST 305-73)	43,6
  Vasarinis dyzelinis kuras (GOST 305-73)	43,4
  Skystas raketinis kuras (žibalas + skystas deguonis)	9,2
  Aviacinis žibalas	42,9
  Apšvietimo žibalas (GOST 4753-68)	43,7
  ksilenas	43,2
  Daug sieros turintis mazutas	39
  Mažai sieros turintis mazutas	40,5
  Mažai sieros turintis mazutas	41,7
  Sieringas mazutas	39,6
  Metilo alkoholis (metanolis)	21,1
  n-butilo alkoholis	36,8
  Alyva	43,5…46
  Naftos metanas	21,5
  Toluenas	40,9
  Vaitspiritas (GOST 313452)	44
  etilenglikolis	13,3
  Etilo alkoholis (etanolis)	30,6

  Savitoji dujinio kuro ir degiųjų dujų degimo šiluma

  Pateikiama dujinio kuro ir kai kurių kitų degiųjų dujų savitosios degimo šilumos lentelė, matmenimis MJ/kg. Iš nagrinėjamų dujų skiriasi didžiausios masės savitoji degimo šiluma. Visiškai sudegus vienam kilogramui šių dujų išsiskirs 119,83 MJ šilumos. Taip pat toks kuras, kaip gamtinės dujos, turi aukštą šiluminę vertę – specifinė gamtinių dujų degimo šiluma yra 41...49 MJ/kg (grynai 50 MJ/kg).

  Dujinio kuro ir degiųjų dujų (vandenilio, gamtinių dujų, metano) savitoji degimo šiluma

  Kuro	Savitoji degimo šiluma, MJ/kg
  1-butenas	45,3
  Amoniakas	18,6
  Acetilenas	48,3
  Vandenilis	119,83
  Vandenilis, mišinys su metanu (50 % H 2 ir 50 % CH 4 pagal masę)	85
  Vandenilis, mišinys su metanu ir anglies monoksidu (33-33-33 % masės)	60
  Vandenilis, mišinys su anglies monoksidu (50 % H 2 50 % CO 2 pagal masę)	65
  Aukštakrosnių dujos	3
  kokso krosnies dujinės	38,5
  SND suskystintos angliavandenilio dujos (propanas-butanas)	43,8
  Izobutanas	45,6
  Metanas	50
  n-butanas	45,7
  n-heksanas	45,1
  n-pentanas	45,4
  Susijusios dujos	40,6…43
  Gamtinių dujų	41…49
  Propadien	46,3
  Propanas	46,3
  Propilenas	45,8
  Propilenas, mišinys su vandeniliu ir anglies monoksidu (90–9–1 % masės)	52
  Etanas	47,5
  Etilenas	47,2

  Kai kurių degiųjų medžiagų savitoji degimo šiluma

  Pateikiama kai kurių degiųjų medžiagų (medžio, popieriaus, plastiko, šiaudų, gumos ir kt.) savitos degimo šilumos lentelė. Reikėtų pažymėti medžiagas, turinčias didelį šilumos išsiskyrimą degimo metu. Tokios medžiagos yra: įvairių rūšių guma, putų polistirenas (polistirenas), polipropilenas ir polietilenas.

  Kai kurių degiųjų medžiagų savitoji degimo šiluma

  Kuro	Savitoji degimo šiluma, MJ/kg
  Popierius	17,6
  Oda	21,5
  Mediena (barai, kurių drėgnis 14%)	13,8
  Mediena rietuvėse	16,6
  ąžuolas	19,9
  Eglės mediena	20,3
  medžio žalia	6,3
  Pušies mediena	20,9
  Kapronas	31,1
  Karbolito gaminiai	26,9
  Kartonas	16,5
  Stirolo-butadieno kaučiukas SKS-30AR	43,9
  Natūrali guma	44,8
  Sintetinė guma	40,2
  Guminis SCS	43,9
  Chloropreno guma	28
  Polivinilchlorido linoleumas	14,3
  Dviejų sluoksnių polivinilchlorido linoleumas	17,9
  Linoleumo polivinilchloridas veltinio pagrindu	16,6
  Linoleumo polivinilchloridas šiltu pagrindu	17,6
  Linoleumo polivinilchloridas audinio pagrindu	20,3
  Linoleumo guma (relin)	27,2
  Parafino kieta	11,2
  Polifoam PVC-1	19,5
  Polifoam FS-7	24,4
  Polyfoam FF	31,4
  Putų polistirenas PSB-S	41,6
  poliuretano putos	24,3
  medienos plaušų plokštės	20,9
  Polivinilchloridas (PVC)	20,7
  Polikarbonatas	31
  Polipropilenas	45,7
  Polistirenas	39
  Didelio tankio polietilenas	47
  Žemo slėgio polietilenas	46,7
  Guma	33,5
  Ruberoidas	29,5
  Suodžių kanalas	28,3
  Šienas	16,7
  Šiaudai	17
  Organinis stiklas (plexiglass)	27,7
  Tekstolitas	20,9
  Tol	16
  TNT	15
  Medvilnė	17,5
  Celiuliozė	16,4
  Vilna ir vilnos pluoštai	23,1

  Šaltiniai:

  1. GOST 147-2013 Kietasis mineralinis kuras. Didesnio šilumingumo nustatymas ir mažesnio šilumingumo apskaičiavimas.
  2. GOST 21261-91 Naftos produktai. Bendrojo šilumingumo nustatymo ir mažojo šilumingumo apskaičiavimo metodas.
  3. GOST 22667-82 Degiosios gamtinės dujos. Skaičiavimo metodas šilumingumo, santykinio tankio ir Wobbe skaičiui nustatyti.
  4. GOST 31369-2008 Gamtinės dujos. Šilumingumo, tankio, santykinio tankio ir Wobbe skaičiaus apskaičiavimas pagal komponentų sudėtį.
  5. Zemsky G. T. Neorganinių ir organinių medžiagų degumo savybės: žinynas M.: VNIIPO, 2016 - 970 p.

  Dujinis kuras skirstomas į natūralų ir dirbtinį ir yra degiųjų ir nedegių dujų mišinys, kuriame yra tam tikras vandens garų kiekis, o kartais ir dulkės bei dervos. Dujų kuro kiekis išreiškiamas kubiniais metrais įprastomis sąlygomis (760 mm Hg ir 0 ° C), o sudėtis išreiškiama tūrio procentais. Pagal kuro sudėtį supraskite jo sausos dujinės dalies sudėtį.

  gamtinių dujų kuro

  Labiausiai paplitęs dujinis kuras yra gamtinės dujos, kurios turi aukštą šiluminę vertę. Gamtinių dujų pagrindas yra metanas, kurio kiekis yra 76,7-98%. Kiti dujiniai angliavandenilių junginiai yra gamtinių dujų dalis nuo 0,1 iki 4,5%.

  Suskystintos dujos yra naftos perdirbimo produktas – jas daugiausia sudaro propano ir butano mišinys.

  Gamtinės dujos (CNG, NG): metano CH4 daugiau nei 90%, etano C2 H5 mažiau nei 4%, propano C3 H8 mažiau nei 1%

  Suskystintos dujos (SND): propanas C3 H8 daugiau nei 65 %, butanas C4 H10 mažiau nei 35 %

  Degiosios dujos yra: vandenilis H 2, metanas CH 4, kiti angliavandenilių junginiai C m H n, vandenilio sulfidas H 2 S ir nedegios dujos, anglies dioksidas CO2, deguonis O 2, azotas N 2 ir nedidelis kiekis vandens garų H 2 O. Indeksai m ir P C ir H apibūdina įvairių angliavandenilių junginius, pavyzdžiui, metanui CH 4 t = 1 ir n= 4, etanui С 2 Н b t = 2 ir n= b ir tt

  Sauso dujinio kuro sudėtis (tūrio procentais):

  
  CO + H 2 + 2 C m H n + H 2 S + CO 2 + O 2 + N 2 = 100 %.

  Sauso dujinio kuro – balasto – nedegioji dalis yra azotas N ir anglies dioksidas CO 2 .

  Šlapio dujinio kuro sudėtis išreiškiama taip:

  CO + H 2 + Σ C m H n + H 2 S + CO 2 + O 2 + N 2 + H 2 O \u003d 100%.

  Degimo šiluma, kJ / m (kcal / m 3), 1 m 3 grynų sausų dujų normaliomis sąlygomis nustatoma taip:

  Q n s \u003d 0,01,

  kur Qco, Q n 2, Q su m n n Q n 2 s. - atskirų dujų, sudarančių mišinį, degimo šilumą, kJ / m 3 (kcal / m 3); CO, H 2, Cm H n , H 2 S - komponentai, sudarantys dujų mišinį, tūrio proc.

  1 m3 sausų gamtinių dujų degimo šiluma normaliomis sąlygomis daugumoje buitinių laukų yra 33,29 - 35,87 MJ / m3 (7946 - 8560 kcal / m3). Dujinio kuro charakteristikos pateiktos 1 lentelėje.

  Pavyzdys. Nustatykite šios sudėties gamtinių dujų žemiausią šiluminę vertę (įprastomis sąlygomis):

  H2S = 1 %; CH4 = 76,7 %; C2H6 = 4,5 %; C3H8 = 1,7 %; C4H10 = 0,8 %; C5H12 = 0,6 %.

  Į (26) formulę pakeitę 1 lentelėje pateiktas dujų charakteristikas, gauname:

  Q ns \u003d 0,01 \u003d 33981 kJ / m 3 arba

  Q ns \u003d 0,01 (5585,1 + 8555 76,7 + 15 226 4,5 + 21 795 1,7 + 28 338 0,8 + 34 890 0,6) \u003d 8109 kcal.

  1 lentelė. Dujinio kuro charakteristikos

  Dujos	Paskyrimas	Degimo šiluma Q n s
  		KJ/m3	kcal/m3
  Vandenilis	H,	10820	2579
  smalkės	TAIP	12640	3018
  Vandenilio sulfidas	H2S	23450	5585
  Metanas	CH 4	35850	8555
  Etanas	C 2 H 6	63 850	15226
  Propanas	C3H8	91300	21795
  Butanas	C 4 H 10	118700	22338
  Pentanas	C 5 H 12	146200	34890
  Etilenas	C 2 H 4	59200	14107
  Propilenas	C3H6	85980	20541
  Butilenas	C 4 H 8	113 400	27111
  Benzenas	C 6 H 6	140400	33528

  Vienai tonai garo pagaminti DE tipo katilai sunaudoja nuo 71 iki 75 m3 gamtinių dujų. Dujų kaina Rusijoje 2008 m. rugsėjo mėn yra 2,44 rubliai už kubinį metrą. Vadinasi, tona garo kainuos 71 × 2,44 = 173 rubliai 24 kapeikos. Tikroji tonos garo kaina gamyklose yra DE katilams mažiausiai 189 rubliai už toną garo.

  DKVR tipo katilai vienai tonai garo pagaminti sunaudoja nuo 103 iki 118 m3 gamtinių dujų. Minimali apskaičiuota šių katilų tonos garo kaina yra 103 × 2,44 = 251 rublis 32 kapeikos. Tikroji garo kaina augalams yra mažiausiai 290 rublių už toną.

  Kaip apskaičiuoti maksimalų gamtinių dujų suvartojimą garo katilui DE-25? Tai yra katilo specifikacija. 1840 kubų per valandą. Bet jūs taip pat galite apskaičiuoti. 25 tonas (25 tūkst. kg) reikia padauginti iš skirtumo tarp garo ir vandens entalpijų (666,9-105) ir visa tai padalinti iš katilo naudingumo koeficiento 92,8% ir dujų degimo šilumos. 8300. ir viskas

  Dirbtinis dujinis kuras

  Dirbtinės degiosios dujos yra vietinis kuras, nes jos turi daug mažesnę šiluminę vertę. Pagrindiniai jų degieji elementai yra anglies monoksidas CO ir vandenilis H2. Šios dujos naudojamos gamybos ribose, kur jos gaunamos kaip kuras technologinėms ir elektrinėms.

  Visos natūralios ir dirbtinės degiosios dujos yra sprogios, gali užsidegti nuo atviros liepsnos ar kibirkšties. Yra apatinė ir viršutinė dujų sprogumo ribos, t.y. didžiausia ir mažiausia procentinė koncentracija ore. Apatinė gamtinių dujų sprogumo riba svyruoja nuo 3% iki 6%, o viršutinė - nuo 12% iki 16%. Visos degiosios dujos gali sukelti žmogaus kūno apsinuodijimą. Pagrindinės degiųjų dujų toksinės medžiagos yra: anglies monoksidas CO, vandenilio sulfidas H2S, amoniakas NH3.

  Natūralios degiosios dujos, kaip ir dirbtinės, yra bespalvės (nematomos), bekvapės, todėl per dujotiekio jungiamųjų detalių nesandarumus prasiskverbusios į katilinės vidų yra pavojingos. Norint išvengti apsinuodijimo, degias dujas reikia apdoroti kvapiąja medžiaga – nemalonaus kvapo medžiaga.

  Anglies monoksido CO gavimas pramonėje dujofikuojant kietąjį kurą

  Pramoniniais tikslais anglies monoksidas gaunamas dujofikuojant kietąjį kurą, t.y., paverčiant jį dujiniu kuru. Taigi anglies monoksidą galite gauti iš bet kokio kietojo kuro – iškastinės anglies, durpių, malkų ir kt.

  Kietojo kuro dujinimo procesas parodytas laboratoriniu eksperimentu (1 pav.). Užpildę ugniai atsparų vamzdelį anglies gabalėliais, jį stipriai įkaitinsime ir leisime deguoniui išeiti iš dujų matuoklio. Leiskite dujoms, išeinančioms iš vamzdžio, pereiti per kalkių vandens plovyklą ir padegti. Kalkių vanduo tampa drumstas, dujos dega melsva liepsna. Tai rodo, kad reakcijos produktuose yra CO2 dioksido ir anglies monoksido CO.

  Šių medžiagų susidarymą galima paaiškinti tuo, kad kai deguonis liečiasi su karštomis anglimis, pastaroji pirmiausia oksiduojasi į anglies dioksidą: C + O 2 \u003d CO 2

  Tada, praeinant per karštą anglį, anglies dioksidas iš dalies redukuojamas į anglies monoksidą: CO 2 + C \u003d 2CO

  Ryžiai. 1. Anglies monoksido gavimas (laboratorinė patirtis).

  Pramoninėmis sąlygomis kietojo kuro dujofikavimas atliekamas krosnyse, vadinamose dujų generatoriais.

  Gautas dujų mišinys vadinamas gamintojo dujomis.

  Dujų generatoriaus įtaisas parodytas paveikslėlyje. Tai plieninis cilindras, kurio aukštis yra apie 5 m ir maždaug 3,5 skersmens m, viduje išklotos ugniai atspariomis plytomis. Iš viršaus dujų generatorius pakraunamas kuru; Iš apačios oras arba vandens garai tiekiami ventiliatoriumi per groteles.

  

  Ore esantis deguonis reaguoja su kuro anglimi, sudarydamas anglies dioksidą, kuris, pakilęs per karšto kuro sluoksnį, anglies redukuoja į anglies monoksidą.

  Jei į generatorių pučiamas tik oras, gaunamos dujos, kurių sudėtyje yra anglies monoksido ir oro azoto (taip pat tam tikro CO 2 ir kitų priemaišų). Šios generatoriaus dujos vadinamos oro dujomis.

  Jei karštomis anglimis į generatorių pučiami vandens garai, reakcijos metu susidaro anglies monoksidas ir vandenilis: C + H 2 O \u003d CO + H 2

  Šis dujų mišinys vadinamas vandens dujomis. Vandens dujos turi didesnę kaloringumo vertę nei oro dujos, nes jų sudėtyje kartu su anglies monoksidu taip pat yra antrųjų degiųjų dujų - vandenilio. Vandens dujos (sintezės dujos), vienas iš kuro dujinimo produktų. Vandens dujas daugiausia sudaro CO (40 %) ir H2 (50 %). Vandens dujos yra kuras (kaloringumas 10 500 kJ/m3, arba 2730 kcal/mg) ir kartu žaliava metanolio sintezei. Tačiau vandens dujų negalima gauti ilgą laiką, nes jų susidarymo reakcija yra endoterminė (sugeriant šilumą), todėl kuras generatoriuje atvėsta. Siekiant išlaikyti anglį karštoje būsenoje, vandens garų įpurškimas į generatorių kaitaliojamas su oro įpurškimu, kurio deguonis, kaip žinoma, reaguoja su kuru, išskirdamas šilumą.

  Pastaruoju metu garų ir deguonies pūtimas buvo plačiai naudojamas kurui dujofikuoti. Vienu metu per kuro sluoksnį pučiant vandens garus ir deguonį, procesą galima vykdyti nepertraukiamai, žymiai padidinti generatoriaus našumą ir gauti dujas su dideliu vandenilio ir anglies monoksido kiekiu.

  Šiuolaikiniai dujų generatoriai yra galingi nuolatinio veikimo įtaisai.

  Kad, tiekiant kurą į dujų generatorių, į atmosferą nepatektų degios ir toksiškos dujos, pakrovimo būgnas yra dvigubas. Kol kuras patenka į vieną būgno skyrių, degalai iš kito skyriaus pilami į generatorių; kai būgnas sukasi, šie procesai kartojasi, o generatorius visą laiką lieka izoliuotas nuo atmosferos. Vienodas kuro paskirstymas generatoriuje atliekamas naudojant kūgį, kuris gali būti montuojamas skirtinguose aukščiuose. Ją nuleidus, anglis guli arčiau generatoriaus centro, o pakėlus kūgį – anglis metama arčiau generatoriaus sienelių.

  Pelenų šalinimas iš dujų generatoriaus mechanizuotas. Kūgio formos groteles lėtai suka elektros variklis. Tokiu atveju pelenai išstumiami į generatoriaus sieneles ir specialiais įtaisais metami į pelenų dėžę, iš kur periodiškai pašalinami.

  Pirmosios dujinės lempos buvo uždegtos Sankt Peterburge Aptekarsky saloje 1819 m. Naudotos dujos buvo gautos dujofikuojant anglį. Jis buvo vadinamas lengvosiomis dujomis.

  
  

  Didysis rusų mokslininkas D. I. Mendelejevas (1834-1907) pirmasis išsakė mintį, kad anglį dujofikuoti galima tiesiai po žeme, jos neiškeliant. Caro valdžia Mendelejevo pasiūlymo neįvertino.

  Požeminio dujofikavimo idėją šiltai palaikė V. I. Leninas. Jis tai pavadino „vienu didžiausių technologijų triumfų“. Sovietų valstybė pirmą kartą atliko požeminį dujofikavimą. Jau prieš Didįjį Tėvynės karą Sovietų Sąjungos Donecko ir Maskvos srities anglies baseinuose veikė požeminiai generatoriai.

  3 paveiksle pateikiamas vaizdas apie vieną iš požeminio dujofikavimo būdų.Anglies siūlėje yra pakloti du šuliniai, kurie apačioje sujungti kanalu. Tokiame kanale prie vieno šulinio padegama anglys ir ten tiekiama sprogdinimas. Degimo produktai, judantys palei kanalą, sąveikauja su karštomis anglimis, todėl susidaro degiosios dujos, kaip ir įprastame generatoriuje. Dujos patenka į paviršių per antrąjį šulinį.

  Generatoriaus dujos plačiai naudojamos pramoninių krosnių šildymui – metalurginėms, kokso ir kaip kuras automobiliuose (4 pav.).

  
  

  Ryžiai. 3. Anglies požeminio dujofikavimo schema.

  Nemažai organinių produktų, tokių kaip skystasis kuras, yra sintetinami iš vandenilio ir vandens dujų anglies monoksido. Sintetinis skystasis kuras – kuras (daugiausia benzinas), gaunamas sintezės būdu iš anglies monoksido ir vandenilio esant 150-170 laipsnių Celsijaus temperatūrai ir 0,7-20 MN/m2 (200 kgf/cm2) slėgiui, esant katalizatoriui (nikeliui, geležis, kobaltas). Pirmoji sintetinio skystojo kuro gamyba buvo organizuota Vokietijoje Antrojo pasaulinio karo metais dėl naftos trūkumo. Sintetinis skystasis kuras nebuvo plačiai paplitęs dėl savo brangumo. Vandeniui gaminti naudojamos vandens dujos. Norėdami tai padaryti, vandens dujos mišinyje su vandens garais kaitinamos dalyvaujant katalizatoriui ir dėl to gaunamas vandenilis, be jau esančio vandens dujose: CO + H 2 O \u003d CO 2 + H 2