Общая характеристика котельного агрегата, котельной установки. Элементы, входящие в состав котельного агрегата. Тракты котла. Состав и параметры продуктов сгорания. Тепловой баланс котла, страница 9

Сера в твердом топливе содержится в трех видах: органическая , колчеданная  и сульфатная  (в виде FeSO₄, MgSO₄, CaSO₄ и т. п.). Органическая и колчеданная сера составляют так называемую горючую летучую серу , которая при сгорании 1 кг серы выделяет 10475 Дж теплоты. Сульфатная сера в горении не участвует и попадает в шлак.

Наличие серы в топливе нежелательно, даже вредно, так как при ее сгорании образуется сернистый ангидрид, взаимодействующий с водяными парами с образованием серной кислоты, вызывающей сернокислотную коррозию хвостовых поверхностей котла и отрицательно воздействующей на живые организмы и растительность.

Зола непосредственно в топливе не содержится, а образуется при его сгорании из содержащихся в нем минеральных примесей. Количественной характеристикой минеральных примесей в топливе является зольность (, %), которую определяют лабораторным путем по весу остатка от сжигания 1 г топлива.

Зола является нежелательным продуктом, так как, оседая на поверхности нагрева котлоагрегата, ухудшает передачу теплоты, вследствие чего снижается КПД котлоагрегата, а также затрудняется эксплуатация котельной установки.

Характеристика золы определяется ее химическим составом  и  температурой  плавления  минеральной  части. Зола, имеющая температуру начала жидкоплавкого состояния менее 1200 °С, называется легкоплавкой, от 1200 °С до 1425 °С - среднеплавкой, а выше 1425 °С - тугоплавкой.

Влага, содержащаяся в топливе, также является нежелательным балластом, так как она уменьшает долю горючих частей в единице массы или объема топлива.

Влага не только ухудшает качество топлива, но и, превращаясь при горении в пар, отнимает часть теплоты сгоревшего топлива, которая теряется с уходящими газами.

Влагу, содержащуюся в топливе, принято разделять на внешнюю и гигроскопическую.

Если из топлива удалить внешнюю и гигроскопическую влагу (путем нагрева топлива до 105 °С), то останется масса топлива, называемая сухой. Состав ее также задается в процентах:

.

Если известен рабочий состав топлива, то нетрудно определить и состав сухой массы. Например, для углерода формула для пересчета будет выглядеть следующим образом:

.

Иногда состав топлива задают без учета золы и влаги, называя его составом горючей массы, хотя входящие в этот состав О и N являются негорючими элементами.

Состав горючей массы топлива, %, можно записать в виде:

.

Пересчет элементарного состава одной массы топлива на другую производится при помощи коэффициентов, значения которых приведены в табл. 4.1.

Таблица 4.1

Коэффициенты пересчета элементарного состава массы топлива

Заданная масса топлива	Искомая масса топлива
	рабочая	сухая	горючая
Рабочая	1
Сухая		1
Горючая			1

При нагреве твердого топлива без доступа воздуха до высокой температуры оно распадается на летучие вещества и твердый остаток – кокс (состоящий из углерода и золы). Выход летучих в процентах на сухое беззольное состояние определяется путем прокаливания 1 г топлива в закрытом тигле при температуре 850 ± 10 °С в течение 7 минут.

Выход летучих обозначают . Его величина имеет существенное значение при проектировании и эксплуатации топочных устройств.

Чем больше выход летучих, тем легче зажечь топливо и поддерживать устойчивое горение. Большой выход летучих (85 – 90 %) определяет хорошую горючесть древесины, в то время как у антрацитов выход летучих низок (3 – 4 %).

Важнейшей характеристикой топлива служит его теплота сгорания, под которой понимается количество теплоты, выделяющееся при полном сгорании единицы массы (кДж/кг) или объема (кДж/м³) топлива.

При сгорании топлива содержащаяся в нем влага переходит в газообразное состояние – водяной пар, на что тратится часть теплоты, выделившейся при горении топлива. В зависимости от того, в каком состоянии – жидком или газообразном – находится вода в продуктах сгорания после их охлаждения, различают теплоту сгорания высшую  и низшую .