Теплотворность различных видов топлива: сравнительный обзор топлива по теплоте сгорания

Отопительное оборудование, системы водоснабжения, внутренние и наружные коммуникации в Саратове и области.

Характеристики различных видов топлива
Статьи — ВСЕ ПРО ОТОПЛЕНИЕ ВАШЕГО ДОМА
Сравнительные характеристики различных видов топлива, используемых в отопительных, нагревательных аппаратах (котлах).

Вид топлива Низшая теплота сгорания
Природный газ (содержание метана CH4 = 82%) 8400 ккал/кубометр
Древесина 3818 ккал/куб
Бурый уголь 5250 ккал/куб
Каменный уголь 7636 ккал/куб
Печное топливо 9333 ккал/куб
Электричество (при применении ТЭН -ов по 100 кВт) 860.5 кВт/час

Применяя приведенные ниже данные можно рассчитать, какое количество различных видов топлива необходимо применить, чтобы получить количества тепла, эквивалентное 1 кубометру природного газа при его использовании.

Вид топлива Количество
Древесина 2.2 кг
Бурый уголь 1.6 кг
Каменный уголь 1.1 кг
Кокс 1.2 кг
Мазут (печное топливо) 0.9 кг
Торф 2.5 кг
Электричество (при применении ТЭН -ов по 100 кВт) 9 кВт/час

Топливо в широком смысле слова — это вещество, способное выделять тепловую энергию при сгорании

Каждый продукт имеет свою удельную теплоту сгорания и выделения определенного тепла.

Виды топлива Удельная теплота сгорания
ккал/кг кДж/кг
Древесина 2960 12400
Торф 2900 12100
Бурый уголь 3100 13000
Каменный уголь 6450 27000
Антрацит 6700 28000
Кокс 7000 29300
Сланец эстонский 2300 9600
Бензин 10500 44000
Керосин 10400 43500
Дизельное топливо 10300 43000
Мазут 9700 40600
Сланцевый мазут 9100 38000
Сжиженный газ 10800 45200
Природный газ* 8000 33500
Сланцевый газ* 3460 14500

соответственно ккал/куб. Метр и кДж/куб. Метр

Теплота сгорания, основная теплотехническая характеристика любого топлива, — количество теплоты, выделяемой при сжигании 1 кг твердого или жидкого топлива и 1 н.м3 газообразного топлива.

Различают высшую и низшую теплоту сгорания

Высшая теплота сгорания топлива включает всю выделившуюся теплоту, включая теплоту конденсации водяного пара, образовавшегося при окислении водорода и испарении влаги топлива.

В промышленности и особенно в быту находит широкое распространение сжиженный газ, получаемый при первичной обработке нефти и попутных нефтяных газов. Выпускают технический пропан (не менее 93% С3 P8 + С3 Н6 ), технический бутан (не менее 93% С4 Н10 + С4 Н8 ) и их смеси.

Мировые геологические запасы газа оцениваются в 140-170 триллионов м³.

Твердое и жидкое топливо состоит из горючей и негорючей частей.

К горючей части топлива относят углерод, водород, кислород, азот и серу. Кислород и азот не горят; их включают в состав горючей массы условно. Поэтому горючую часть топлива называют условно горючей массой. Негорючая часть топлива — балласт — состоит из влаги и золы. Органическую массу топлива составляют углерод, кислород и азот.

Правильная теплота сгорания топлива:

Влажность (содержание влаги) топлива снижает его теплоту сгорания вследствие увеличенного расхода теплоты на испарение влаги и увеличения объема продуктов сгорания (из-за наличия водяного пара).

Теплотворность различных видов топлива: сравнительный обзор топлива по теплоте сгорания

Внимание: Топливо опасное горючее вещество, будьте предельно осторожны в использовании!

 

Теплотворность различных видов топлива: сравнительный обзор топлива по теплоте сгорания

Интернет-магазин «ТЕПЛОВОЗ» Саратов, где можно купить газовый, электрический или дизельный котел отопления, приобрести лучшие тепло агрегаты и товары для монтажа систем отопления, теплого пола, водоснабжения, канализации. У нас продается все для отопления вашего дома.

Магазин предлагает оптовые цены, при приобретении комплекса товаров или полной комплектации различными материалами требующие продолжения строительства и ремонта вашего дома, коттеджа, квартиры. Скидка рассчитана автоматически, после суммы одновременной покупки будет составлять выше 80000 рублей.

Вас, возможно, заинтересуют все следующие товары и сможете добавить хороший комментарий. Особые условия, монтажным организациям и частным монтажникам действуют всегда после регистрации клиента в базе компании. Станьте партнером магазина — экономьте время, средства, хорошее настроение для своих близких.

Доставка продукции по городу Саратов, Энгельс, Татищево производится бесплатно, доставка по городам и населенным пунктам Саратовской области, Аткарск, Сенная, Елшанка, Вольск, Ртищево и другие осуществляется по договоренности сторон.

Обращаем Ваше внимание, данный сайт носит исключительно информационный характер, ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями статьи 437 (2) Гражданского кодекса Российской Федерации.

Адрес склада интернет-магазина «ТЕПЛОВОЗ» — Саратовская область, город Саратов. Телефон консультанта 8(8452) 46-76-34 | 25-85-95

  • Теплотворность различных видов топлива: сравнительный обзор топлива по теплоте сгорания
  • Теплотворность различных видов топлива: сравнительный обзор топлива по теплоте сгорания
  • Теплотворность различных видов топлива: сравнительный обзор топлива по теплоте сгорания
  • Теплотворность различных видов топлива: сравнительный обзор топлива по теплоте сгорания
  • Теплотворность различных видов топлива: сравнительный обзор топлива по теплоте сгорания
  • Теплотворность различных видов топлива: сравнительный обзор топлива по теплоте сгорания
  • Теплотворность различных видов топлива: сравнительный обзор топлива по теплоте сгорания

Источник: http://www.kasskad.ru/harakteristiki-razlichnyh-vidov-topliva.html

Топливо. Виды и классификация топлив

По определению Д.И. Менделеева, «топливом называется горючее вещество, умышленно сжигаемое для получения теплоты».

Повышение мировых цен на традиционные источники энергии, политическая и экономическая нестабильность в странах, являющихся основными поставщиками нефти и газа на мировые рынки, заставляют ведущие страны искать другие виды источников энергии.

Эволюция конструкции двигателя внутреннего сгорания должна подчиняться современным требованиям норм охраны окружающей среды. Эти требования касаются как самих двигателей, так и применяемых в них топлив. Развитие топлив идет по следующим направлениям: совершенствование технологии переработки нефти; поиск новых добавок к топливам; применение альтернативных топлив.

Теплотворность различных видов топлива: сравнительный обзор топлива по теплоте сгорания

Топливо должно отвечать следующим основным требованиям: при сгорании выделять возможно большее количество теплоты, сравнительно легко загораться, быть широко распространенным в природе, доступным для разработки, дешевым при использовании, сохранять свои свойства во время хранения. Очень важно, чтобы в процессе сгорания топлива не выделялись вещества, представляющие опасность для окружающей среды. Этим требованиям наиболее полно отвечают вещества органического происхождения: нефть, природные газы, ископаемые угли, дрова, горючие сланцы, торф (табл. 1).

Таблица 1. Общая классификация топлив

Агрегатное состояние Происхождение топлива
Естественное Искусственное
Жидкое Нефть Бензин, керосин, дизельное топливо, мазут, спирт, бензол, смолы (каменноугольная, торфяная, сланцевая) и др.
Газообразное Природный и нефтепромысловый газ Генераторный, водяной, светильный, коксовый, полукоксовый, доменный, нефтеперерабатывающих заводов и другие газы
Твердое Ископаемые угли, горючие сланцы, торф, дрова Каменноугольные кокс и полукокс, брикетированное и пылевидное топливо, древесный уголь и др.

Топливо состоит из горючей и негорючей частей. Горючая часть топлива представляет собой совокупность различных органических соединений, в которые входят углерод, водород, кислород, азот, сера. Негорючая часть (балласт) состоит из минеральных примесей, включающих золу и влагу.

Углерод С — основная горючая часть топлива, с увеличением его содержания тепловая ценность топлива повышается. Для различных топлив содержание углерода составляет от 50 до 97 %.

Водород Н является второй по значимости горючей составляющей топлива. Содержание водорода в топливе достигает 25 %. Однако при сгорании водорода выделяется в 4 раза больше теплоты, чем при сгорании углерода.

Кислород О, входящий в состав топлива, не горит и не выделяет теплоты, поэтому является внутренним балластом топлива. Его содержание в зависимости от вида топлива колеблется в широких пределах: от 0,5 до 43 %.

Азот N не горит и так же, как кислород, является внутренним балластом топлива. Содержание его в жидком и твердом видах топлива невелико и составляет 0,5…1,5 %.

Сера S, при сгорании которой выделяется определенное количество теплоты, является весьма нежелательной составной частью топлива, так как продукты ее сгорания — сернистый SO2 и серный SО3 ангидриды — вызывают сильную газовую или жидкостную коррозию металлических поверхностей. Содержание серы в твердом топливе достигает 8 %, в нефти — от 0,1 до 4 %.

Зола А представляет собой негорючий твердый компонент, количество которого определяют после полного сгорания топлива. Она является нежелательной и даже вредной примесью, так как в ее присутствии усиливаются абразивные износы, усложняется эксплуатация котельных установок и т.д. Топливо с высоким содержанием золы имеет низкую теплоту сгорания и воспламенения.

Влага W является весьма нежелательной примесью, так как, отбирая часть теплоты на испарение, снижает теплоту и температуру сгорания топлива, усложняет эксплуатацию установок (особенно в зимнее время), способствует коррозии и т.д.

Примеси (золу и влагу) принято подразделять на внешние и внутренние. Первые попадают в топливо из окружающей среды при его добыче, транспортировке или хранении, а вторые входят в его химический состав.

Топливо, которое поступает к потребителю в естественном состоянии и содержит, кроме горючей части, золу и влагу, называется рабочим. Для определения сухой массы топлива его высушивают при температуре 105 °С для удаления влаги.

Состав газообразных топлив весьма разнообразен. Горючая часть его включает водород Н, окись углерода СО, метан СН4 и другие газообразные углеводороды (CnHm) с числом углеводородных атомов до 4 включительно.

Тепловую ценность газообразного топлива представляют метан и более тяжелые углеводороды. Окись углерода при сгорании выделяет незначительное количество тепла.

Балластную часть газообразных топлив составляют негорючие газы, такие как азот N, углекислый СО3 и сернистый SО2, кислород О и пары воды Н2O. Теплота сгорания топлива является его основной качественной характеристикой.

Для характеристики различных видов топлив служит удельная теплота сгорания — количество теплоты, выделяемое при полном сгорании единицы массы (кДж/кг).

Для газообразных топлив применяется объемная теплота сгорания — количество теплоты, выделяемой при полном сгорании единицы объема (кДж/м3). Газообразное топливо оценивают также по молярной теплоте сгорания, т.е. по количеству теплоты, выделяемой при полном сгорании одного моля газа (кДж/моль).

Теплоту сгорания жидкого и твердого топлива вычисляют по формуле Д.И. Менделеева. Высшее удельное количество теплоты сгорания определяют по формуле

Теплотворность различных видов топлива: сравнительный обзор топлива по теплоте сгорания

Низшее (рабочее) удельное количество теплоты сгорания топлива определяют по формуле

Теплотворность различных видов топлива: сравнительный обзор топлива по теплоте сгорания

В формулах (1) и (2) содержание химических элементов выражается в процентах.

Низшая, или рабочая, теплота сгорания Qн — это теплота сгорания, получаемая в практических условиях.

Вычитаемое 25(9H + W) в формуле (2) представляет собой удельное количество теплоты, которое затрачивается на превращение в пар влаги, выделяющейся при сгорании топлива.

Пар уносится с продуктами сгорания в атмосферу (9Н — число массовых частей воды, образующихся при сгорании одной массовой части водорода; Н, W — содержание в топливе соответственно водорода и воды, %).

В выражении (2) принято, что дымовые газы охлаждаются до +20 °С, оставаясь в газо- и парообразном состояниях. Значит, 1 кг пара при выносе в атмосферу будет забирать 2671 – (100 – 20) × 2,0096 = 2512 кДж/кг, где 2671 кДж/кг — количество теплоты, затрачиваемой на испарение 1 кг воды, (100 – 20) — условный перепад температуры паров воды, °С; 2,0096 кДж/(кг · град) — теплоемкость паров воды.

Читайте также:  Глубинные насосы для скважины: топ-10 лучших + критерии выбора оборудования

В автотрактротных двигателях продукты сгорания отводят из цилиндров при температурах, значительно более высоких, чем температура конденсации паров воды. Поэтому рабочей теплотой сгорания бензинов и других жидких топлив считают величину Qн. Количество теплоты, выделяемое при сгорании топлива, зависит от химического состава, а следовательно, от содержания в нем углерода и водорода.

Наибольшая массовая теплота сгорания водорода составляет 121 100 кДж/кг, углерода — 34 100 кДж/кг, поэтому парафиновые углеводороды с большим содержанием водорода имеют большую массовую теплоту сгорания по сравнению с ароматическими, содержащими меньше водорода. Объемная же теплота сгорания меньше у парафиновых углеводородов и больше у нафтеновых и ароматических, так как у них выше плотность.

Теплоту сгорания нефтепродуктов (кДж/кг) с достаточной степенью точности можно определить по формуле

Теплотворность различных видов топлива: сравнительный обзор топлива по теплоте сгорания

где К — коэффициент, зависящий от плотности нефтепродукта при 20 °С и определяемый по справочной таблице; 20 — относительная плотность нефтепродукта при 20 °С.

Основной характеристикой газообразных топлив является объемная теплота сгорания (кДж/м3), которая определяется делением молярного количества теплоты сгорания на объем 1 киломоля газа. 1 киломоль любого газа при нормальных условиях (0 °С и 760 мм рт. ст.) занимает объем 22,4 м3.

Высшее объемное количество теплоты сгорания газообразного топлива в расчете на сухую массу может быть определено по формуле

Теплотворность различных видов топлива: сравнительный обзор топлива по теплоте сгорания

а ее низшее объемное количество —

Теплотворность различных видов топлива: сравнительный обзор топлива по теплоте сгорания

Объемное количество теплоты сгорания рабочей массы газообразного топлива, содержащего водяные пары, вычисляют по формулам

Теплотворность различных видов топлива: сравнительный обзор топлива по теплоте сгорания

или

Теплотворность различных видов топлива: сравнительный обзор топлива по теплоте сгорания

где 0,805 — масса 1 м3 водяного пара, кг; W — содержание влаги в 1 м3 газа, кг.

Теплоту сгорания определяют также опытным путем, сжигая определенное количество топлива в специальных приборах (калориметрах). Теплоту сгорания оценивают по повышению температуры воды в калориметре.

Для сравнения топлив введено понятие «условное топливо». За единицу такого топлива принято топливо, которое при полном сгорании 1 кг или 1 м3 выделяет 29307,6 кДж.

Чтобы перевести любое топливо в условное и потом сравнить его с другими, нужно теплоту сгорания данного топлива разделить на теплоту сгорания условного топлива.

Полученное число представляет собой калорийный эквивалент данного топлива и показывает, во сколько раз реальное топливо выделяет больше или меньше теплоты по сравнению с условным (табл. 1).

Таблица 1

Теплота сгорания и калорийные эквиваленты различных видов топлива

Вид топлива Теплота сгорания, Дж/кг Калорийный эквивалент
Условное топливо (донецкий каменный уголь) 29 307 1,00
Антрацит 30 230 1,03
Бурый уголь 14 235 0,49
Торф 13 440 0,46
Дрова 12 560 0,43
Нефть 41 867 1,42
Мазут 41 448 1,40
Бензин автомобильный 43 960 1,50
Дизельное топливо 42 500 1,45
Керосин 42 900 1,46

2. Классификация топлив и их краткая характеристика

Жидкое топливо производится преимущественно двумя способами: физическим и химическим. Первый протекает без нарушения структуры углеводородов, второй — с изменением ее. Физический способ, или прямая перегонка нефти, представляет собой процесс разделения ее на отдельные фракции, отличающиеся температурой кипения.

Для этого нефть нагревают в нефтеперегонных установках до температуры 300…380 °С, а образовавшиеся пары отбирают и конденсируют по частям в колоннах. В результате перегонки получают топливные дистилляты и остаток, называемый мазутом, который может быть использован для химической переработки или получения смазочных масел.

Легкокипящие фракции в паровой фазе достигают верха колонны и вместе с испарившимся оросителем отводятся из колонны в конденсатор — газоотделитель.

Более тяжелые топливные фракции отводят из колонны через холодильники и отбирают дистилляты: бензиновый (40…200 °С), керосиновый (140…300 °С), газойлевый (230…330 °С), соляровый (280…380 °С) и в остатке — мазут.

Жидкие топлива подразделяются на:

  • карбюраторные (авиационные и автомобильные);
  • реактивные;
  • топлива для дизелей — дизельные топлива (зимние, летние, арктические), моторное топливо, соляровое масло;
  • котельные (мазут флотский, топочный мазут).

Карбюраторные топлива состоят из низко- и среднекипящих фракций нефти (фракции, выкипающие при температурах 35…200 °С) и легких продуктов вторичной переработки. В качестве топлив для карбюраторных двигателей используются также сжиженные углеводородные газы.

Топлива для авиационных карбюраторных двигателей представляют собой смесь бензиновых фракций каталитического крекинга и риформинга (фракции, выкипающие при температурах 40…180 °С), алкилата и других высокооктановых компонентов с добавкой антидетонационных и антиокислительных присадок.

Выпускаются авиационные бензины марок Б-100/130, Б-95/130, Б-91/115 (в числителе — октановое число, в знаменателе — сортность на богатой смеси). Октановое число определяется по моторному методу.

Сортность — это тоже октановое число, оно оценивает прирост мощности по сравнению с чистым изооктаном.

Реактивные топлива (авиационные керосины) получают, как правило, прямой перегонкой нефти (фракции, выкипающие при температурах 200…300 °С). Выпускаются топлива для летательных аппаратов с дозвуковой скоростью полета (Т-1, Т-2, ТС-1) и для сверхзвуковых самолетов (Т-6, Т-8).

В реактивном двигателе процесс сгорания топлива происходит иначе, чем в двигателях внутреннего сгорания. В реактивном двигателе топливо подается непрерывно, сгорание происходит в потоке воздуха, двигающегося со скоростью 135 м/с. Поэтому главными факторами для нормальной работы являются скорость и полнота сгорания топлива.

Дизельные топлива, применяемые в двигателях с воспламенением от сжатия, подразделяются на три группы:

  • для быстроходных дизелей (ДЗ, ДЛ, ДС);
  • для автотракторных, судовых дизелей (А, С);
  • для среднеоборотных дизелей (ДТ, ДМ).

Дизельные топлива состоят из средних фракций нефти, перегоняющихся в пределах 180…350 °С, легких газойлей каталитического и термического крекинга и гидрокрекинга.

Источник: https://extxe.com/11791/toplivo-vidy-i-klassifikacija-topliv/

Особенности теплотворной способности различных видов горючего

Различные виды топлива обладают разными характеристиками. Это зависит от теплотворной способности и количества тепла, выделяющегося при полном выгорании топлива. Например, относительная теплота сгорания водорода влияет на его расходование. Теплотворная способность определяется с помощью таблиц. В них указываются сравнительные анализы расхода разных энергоресурсов.

Теплотворность различных видов топлива: сравнительный обзор топлива по теплоте сгоранияГорючих имеется огромное количество. каждое из которых имеет свои минусы и плюсы

Сравнительные таблицы

С помощью табличек сравнения возможно объяснить, почему разные энергоресурсы обладают различной теплотворной способностью. Например, такие как:

  • электричество;
  • метан;
  • бутан;
  • пропан;
  • пропан-бутан;
  • солярка;
  • дрова;
  • торф;
  • каменный уголь;
  • смеси сжиженных газов.

Теплотворность различных видов топлива: сравнительный обзор топлива по теплоте сгоранияПропан – один из популярных видов горючегоЧитать подробнее: торфяные брикеты для отопления.

Таблицы могут продемонстрировать не только, например, удельную теплоту сгорания дизельного топлива. В сводки сравнительных анализов вписывают ещё и другие показатели: теплотворные способности, объёмные плотности веществ, цену за одну часть условного питания, коэффициент полезного действия отопительных систем, стоимость одного киловатта за час.

В этом видео вы узнаете о работе топлива:

Цены на топливо

Благодаря сводкам сравнительного анализа определяют перспективу использования метана или солярки. Цена газа в централизованном газопроводе имеет склонность к повышению.

Она может оказаться выше даже дизельного топлива.

Именно поэтому стоимость сжиженного углеводородного газа почти не поменяется, а его использование останется единственным решением при установке независимой системы газификации.

Существует несколько видов наименования горюче-смазочных материалов (ГСМ): твёрдого, жидкого, газообразного и некоторых других легковоспламеняющихся материалов, в которых при тепловыделяющей реакции закисления ГСМ его химическая теплоэнергия переходит в температурное излучение.

Выделяющаяся теплоэнергия называется теплотворностью различных видов топлива при полном выгорании любого легкогорючего вещества. Её зависимость от химсостава и влажности является основным показателем питания.

Термическая восприимчивость

Определение ОТС топлива производится экспериментальным способом или при помощи аналитического вычисления. Экспериментальное определение термической восприимчивости производится опытным путём установления объёма тепла, отделившегося при выгорании топлива в хранителе тепла с термостатом и бомбочкой для сжигания.

При необходимости определения по таблице удельной теплоты сгорания топлива сначала вычисления производят по формулам Менделеева. Существуют высшая и низшая степени ОТС топлива. При самой большой относительной теплоте выделяется большое количество тепла при выгорании любого топлива. При этом учитывается тепло, потраченное на выпаривание воды, находившейся в горючем.

При низшей степени выгорания ОТС составляет меньшее значение, чем в высшей степени, так как при этом испарина выделяется меньше. Испарение возникает из воды и водорода при горении топлива. Чтобы определить свойства топлива, в инженерных расчётах принимается во внимание низшая относительная теплота сгорания, являющаяся важным параметром горючего.

В таблицы удельной теплоты сгорания твёрдого горючего вносят следующие компоненты: уголь, дрова, торф, кокс. В них вносятся величины ОТС твёрдого легкогорючего материала.

Названия топлива в таблицы вписывают по алфавиту. Из всех твёрдых форм ГСМ самой большой теплоотдающей способностью обладают коксующийся, каменный, бурый и древесный угли, а также антрацит.

К топливу низкой продуктивности относятся:

  • древесина;
  • дрова;
  • порох;
  • торф;
  • возгораемые сланцы.

Это интересно: дрова для камина какие лучше.

В ведомости жидкого ГСМ заносят показатели спирта, бензина, керосина, нефти. Удельная теплота сгорания водорода, а также разных форм горючего выделяется при безусловном выгорании одного килограмма, одного метра кубического или одного литра. Чаще всего такие физические свойства измеряются в единицах измерения работы, энергии и количества выделяемой теплоты.

В зависимости от того, до какой степени высока ОТС ГСМ, таким будет его расходование.

Такая правомочность имеет самый значимый параметр горючего, и это необходимо учитывать при проектировке бойлерных установок на топливе разных видов.

Теплотворная способность зависит от влажности и зольности, а также от возгораемых ингредиентов, таких как углерод, водород, летучая горючая сера.

УТ (удельная теплота) выгорания спирта и ацетона намного ниже классического моторного ГСМ и она равняется 31,4 МДж/кг, у мазута этот показатель колеблется в пределах 39-41,7 МДж/кг. Показатель УТ сгорания природного газа 41-49 МДж/кг. Одна ккал (килокалория) равна 0,0041868 МДж.

Читайте также:  Ремонт стиральной машины lg своими руками: устраняем поломки

Калорийность горючего различных видов отличается друг от друга по УТ выгорания. Чем больше тепла отдаёт любое вещество, тем больше его теплообмен. Этот процесс называется ещё и теплоотдачей. В теплоотдаче принимают участие жидкости, газы и жёсткие частицы.

Источник: https://kaminguru.com/kotel/sposobnosti-razlichnyh-vidov-gorjuchego.html

Выбор топлива для отопления — что дешевле?

Как определиться с видом топлива для отопительного котла? Давайте просто посчитаем.

Теплотворность различных видов топлива: сравнительный обзор топлива по теплоте сгоранияМногочисленные рекламные заявления продавцов отопительной техники и многостраничные споры на просторах интернета, о небывалой экономичности использования тех или иных котлов отопления, на том или ином виде топлива, привели к желанию взять в руки карандаш, открыть справочники, обзвонить продавцов топлива и, наконец, окончательно разобраться — сколько стоит отопление на разных видах топлива?

За основу расчетов была взята теплотворная способность — удельная теплота сгорания килограмма топлива. Теплотворная способность килограммов была переведена в удобные, общепринятые торговые единицы для разных видов топлива, литры, кубометры и те же килограммы.

Цена киловатта тепла, которое   можно выделить при сжигании конкретного вида топлива, получилась говорящей сама за себя. Но ведь отопительные котлы на разных видах топлива имеют и разный КПД.

Самым низким КПД обладают котлы на твердом топливе, газовые котлы — самым высоким, котлы на дизельном топливе приближаются к газовым.

Поэтому были взяты усредненные параметры  разных видов отопительных котлов и была рассчитана цена киловатта получаемого тепла, с учетом КПД. Предлагаю и Вам посмотреть на таблицу, в которой были сведены результаты расчетов.

Они получились вполне ожидаемыми для меня, но очевидно противоречащими популярным стереотипам и заявлениям хитроумных маркетологов:

Сравнение разных видов топлива в ценах сентября 2014г.

 Вид топлива Цена в рублях Теплотворная способность Цена киловатта тепла КПД котла для данного топлива Цена кВт тепла с учетом КПД
 Дрова сухие, кг 5 руб. 3,6 кВт на килограмм 1,39 руб. 70% 1 рубль 98 копеек
 Уголь качественный, кг 3 руб.  7,5 кВт на килограмм 0,4 руб.  70% 57 копеек
 Природный газ, м3 4,2 руб. 9,7 кВт на кубометр 0,43 руб. 92% 47 копеек
 Сжиженный газ, литр 18 руб.  6,4 кВт на литр 2,8 руб. 92% 3 рубля
 Дизельное топливо, литр 27 руб. 10,3 кВт на литр 2,6 руб.  88% 2 рубля 95 копеек
 Электричество, кВт 2,18 руб.  1 кВт 2,18 руб.  99% 2 рубля 20 копеек
 Пеллеты, кг 6,5 руб.  5 кВт на килограмм 1,3 руб. 70% 1 рубль 86 копеек

Теплотворность различных видов топлива: сравнительный обзор топлива по теплоте сгорания

 Итак, наш хит-парад стоимости киловатта:

  • Самым дорогим видом топлива оказался сжиженный газ — 3 рубля за киловатт.
  • Второе место, с очень маленьким отставанием от лидера, занимает дизельное топливо — 2,95 рубля за киловатт.
  • Замыкает тройку лидеров электричество — 2,2 рубля.
  • На четвертое место выходят сухие березовые дрова — 1,98 рубль.
  • Дровам дышат в спину древесные гранулы (пелетты) — 1,86 рубль.
  • Качественный сортовой уголь неожиданно обходит по стоимости природный газ с ценой в 57 копеек.
  • И замыкает список, занимая почетное место лидера экономии, наше достояние — природный газ, с ценой 47 копеек! Та-даа!

Теперь, когда стоимость энергоносителя для отопления известна, дополним ее ориентировочной стоимостью котельного оборудования и для примера возьмем самую популярную мощность 24 киловатта:

  • Для сжиженного газа, котел и газгольдер: 350-550 тысяч рублей.
  • Для дизельного топлива, котел и топливная емкость: 90-150 тысяч рублей. 
  • Электрический котел: 20-35 тысяч рублей.
  • Твердотопливный котел: 30-50 тысяч рублей.
  • Пеллетный котел: 200 тысяч рублей.
  • Котел на природном газе: 25-60 тысяч рублей.

 Выводы:

 Установка котла для сжиженного газа с газгольдером — абсолютно бессмысленная экономически, очевидно невыгодная затея, по сути — маркетинговый обман потребителя.

Помимо стоимости и срока окупаемости в несколько столетий, требуется еще колоссальное проведение земляных работ, выполнение требований по месту установки, вывоз нескольких камазов грунта, завоз нескольких камазов песка для засыпки, обеспечение нормального испарения сжиженного газа зимой при температурах ниже -20,  периодическая откачка газового конденсата из газголдера и так далее, и так далее…

  • Если нет природного газа, а возиться с твердым топливом неохота, то вполне уместной будет установка дизельного котла, или электрического, если позволяет выделенная мощность.
  • И однозначно уместной будет установка электрического котла в небольшом доме с хорошей теплоизоляцией.
  •  Также Вам может быть интересно:
  • Настенные газовые комбинированные котлы
  •  Примеры монтажа отопительных систем

Источник: http://www.teplomir-nsk.ru/informatsiya/65-vybor-topliva-dlya-otopleniya

Виды и состав топлива. Теплота сгорания. Условное топливо и тепловой зквивалент

' Топливом называются существующие в природе или получаемые искусственно горючие вещества, используемые для выработки тепловой энергии. Как источник тепловой энергии топливо является основой экономики народного хозяйства.

Топливно-энергетическая промышленность как базовая отрасль тяжелой индустрии страны способствует решению как производственных, так и социальных народнохозяйственных задач.

Теплота, выделяемая при сгорании топлива, применяется в производственных процессах, для отопления, приготовления пищи и т. д.; значительная часть теплоты расходуется на получение механической и электрической энергии.

Топливо содержит также большое количество попутных веществ, использование которых дает большой экономический эффект. Более 90% потребляемого топлива органического происхождения, главной составной частью которого является углерод.

Промышленное топливо по происхождению подразделяется на естественное и искусственное, а по агрегатному состоянию на твердое, жидкое и газообразное. Естественным называется топливо, используемое в том виде, в каком оно находится в природе: твердое.

— ископаемые угли (бурые, каменные и антрациты), горючие сланцы, торф, дрова, отходы сельского хозяйства; жидкое — нефть; газообразное — газы природные и сопутствующие при добыче нефти и других полезных ископаемых.

Топливо получают главным образом в результате переработки естественного топлива: твердое — каменноугольный кокс, древесный уголь, полукокс, торфяной кокс, брикеты и др.; жидкое— бензин, керосин, дизельное топливо, мазут и др.

; газообразное— газы коксовый, светильный, крекинговый, доменный, генераторный (воздушный, водяной или смешанный) и др.

Агрегатное состояние Топливо естественное Топливо искусственное
Газообразное Природный и нефте-промысловый газы Газы (генераторный, водяной, светильный, коксовый, нефте перерабатывающих заводов)
Жидкое Нефть Бензин, керосин, дизельное топливо, смазочное масло, спирт, различные смолы
Твердое Ископаемые угли, горючие сланцы, торф, дрова Каменноугольный кокс, брикетированное и пылевидное топливо, древесный уголь

Органическое топливо в основном содержит углерод (С), водород (Н), кислород (О), азот (N) и серу (S). При сгорании тепло выделяют углерод и водород. Кислород и азот при сгорании не выделяют тепло и представляют собой внутренний балласт топлива. Сера является вредной примесью; она дает мало тепла и образует токсичные кислотные оксиды — S02 и S03.

Кроме того, в каждом топливе, помимо органической части, содержится еще определенное количество минеральных примесей (при сгорании они образуют золу и воду, представляющих собой внешний балласт топлива). Балластом газообразного топлива являются кислород, азот, пары воды, диоксид углерода и другие негорючие газы.

Содержание внутреннего и внешнего балласта в различных видах топлива колеблется от доли процента до десятков процентов.

  • По элементному составу все существующие виды топлива подразделяются на три основных класса:
  • Ø I — состоящие из углерода (все виды кокса и древесный уголь);
  • Ø II—состоящие из углерода и водорода (нефть, продукты нефтепереработки, газообразные углеводороды и др.);
  • Ø III— состоящие из углерода, водорода и кисло­рода (ископаемый уголь, торф, дрова, брикеты, гене­раторный, смешанный и другие газы.

Количество выделяемого тепла при сгорании топлива зависит от его химического состава: чем выше содержание углерода и водорода в топливе и ниже содержание балласта, тем больше теплота сгорания. Поэтому при расчетах теплоты сгорания рассматривают рабочую, сухую и горючую массы топлива.

Рабочая масса топлива состоит из органической части, а также золы и воды, сухая же масса не содержит воды и состоит из органической части и золы. Сухая масса отличается от рабочей количеством воды, содержащейся в топливе. Горючая масса топлива не содержит ни воды, ни золы и состоит только из органической части.

При необходимости производят пересчет одною вида топлива в другой с помощью расчетных коэффициентов.

Одной из наиболее важных характеристик топлива, определяющих его тепловую ценность, является удельная теплота сгорания (Q), представляющая собой количество теплоты, выделяемой при полном сгорании I кг (твердого и жидкого) или 1 м3 (газообразного) топлива. Количество теплоты измеряют в калориях или джоулях (1 кал = = 4,1867 Дж, 1 ккал = 4,1867 кДж).

При поставках топлива в сопроводительном документе теплоту сгорания подставляют либо к рабочей массе (QР), либо к горючей (QГ). Различают высшую и низшую теплоту сгорания топлива. Высшая теплота сгорания (Qв) получается при наличии в продуктах сгорания топлива воды (содержащейся з топливе и образующейся в результате окисления водорода) в капельно-жидком состоянии, т.е.

с учетом теплоты конденсации водяного пара. Низшая (полезная) теплота сгорания (Qн) определяется при наличии в продуктах сгорания топлива водяного пара, т.е. без учета теплоты его конденсации. Таким образом, он является разностью Qв — Qн2о, где Qн2о — теплота конденсации водяного пара, входящего в продукты сгорания.

Чем выше содержание в топливе воды и водорода, тем больше разница между выс­шей и низшей теплотой сгорания топлива. Все основные теплотехнические расчеты ведутся по показателям низшей теплоты сгорания топлива на рабочую массе.

Однако в ряде случаев в стандартах или в другой документации встречаются значения высшей теплоты сгорания топлива на горючую массу (Qвг ) и показатели теплоты сгорания топлива на горючую массу по «бомбе» (Qбг ).

  1. Qбг характеризует суммарную теплоту сгорания:
  2. -горючей части топлива;
  3. — теплоты парообразования при сгорании во­дорода;
  4. -теплоты при кислотообразовании.
  5. Qбг определяют экспериментально — сжиганием определенного количества топлива в колориметрическом сосуде (бомбе) в атмосфере кислорода.
Читайте также:  Заправка бытовых газовых баллонов: технические требования к баллонам и нормы наполнения

Кроме экспериментальных способов оценку теплоты сгорания производят расчетным путем по формулам на основании данных элементного состава топлива. Чаще всего для расчета низшей теплоты сгорания топлива на рабочую массу пользуются формулой Д. И. Менделеева:

  • Qнр = 81С + 244 Н—26 (О—S) — 6W ккал/кг
  • где, коэффициенты при элементах показывают количество тепла, выделяемого ими при сгорании;
  • 6 — количество тепла, затрачиваемого на превращение в пар 1 г воды.
  • Теплоту сгорания газообразного топлива определяют как сумму теплоты, получаемых от сгорания отдельных составляющих фракций топлива.
  • Условное топливо и тепловой эквивалент

Каждый вид топлива имеет различную теплоту сгорания, так как обладает разным элементным составом, физическими и химическими свойствами.

Для удобства сопоставления различных видов топлива, замены одного вида топлива другим и т. д. установлено понятие «условное топливо».

Теплота сгорания такого эталона условно принята для твердого и жидкого топлива равной 29307 кДж/кг и для газообразного —29,307 кДж/м3 (соответственно 7000 ккал/кг и 7000 ккал/м3).

В настоящее время составление заявок на топливо, учет его расходов и запасов ведутся в единицах условного топлива. Для пересчета массы условного топлива в натуральное и наоборот применяют тепловой эквивалент, представляющий собой отношение низшей теплоты сгорания данного натурального топлива к теплоте сгорания условного топлива.

  1. Различают калорийный (Экал) и технический (Этех) топливные эквиваленты.
  2. Калорийный эквивалент определяют по формуле:
  3. Экал =QH P/29307
  4. Экал =QH P/7000
  5. где Qнр и Qнр — теплота сгорания топлива соответственно в кДж/кг и ккал/кг.
  6. Значительно реже при расчетах различных видов топлива, применяемых в котельных установках, пользуются техническим эквивалентом:
  7. Этех= Экал =QH P/29307 hУ

Где hу — к.п.д. котельной установки при сжигании данного топлива.

Пересчет массы натурального топлива (Мн) в условное (Му) производится умножением его массы на тепловой эквивалент: Му = Мн Экал.

В табл.8.1 приведены значения теплоты сгорания и калорийных эквивалентов для некоторых наиболее распространенных видов топлива.

Таблица 8.1

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник: https://studopedia.ru/5_128196_vidi-i-sostav-topliva-teplota-sgoraniya-uslovnoe-toplivo-i-teplovoy-zkvivalent.html

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.

Удельная теплота сгорания твердого топлива (угля, дров, торфа, кокса)

Топливо
Удельная теплота сгорания, 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.

Удельная теплота сгорания жидкого топлива (спирта, бензина, керосина, нефти)

Топливо
Удельная теплота сгорания, МДж/кг
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).

Удельная теплота сгорания газообразного топлива и горючих газов (водород, природный газ, метан)

Топливо
Удельная теплота сгорания, 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.

Удельная теплота сгорания некоторых горючих материалов

Топливо
Удельная теплота сгорания, МДж/кг
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:

  1. Абрютин А. А. и др. Тепловой расчет котлов. Нормативный метод.
  2. ГОСТ 147-2013 Топливо твердое минеральное. Определение высшей теплоты сгорания и расчет низшей теплоты сгорания.
  3. ГОСТ 21261-91 Нефтепродукты. Метод определения высшей теплоты сгорания и вычисление низшей теплоты сгорания.
  4. ГОСТ 22667-82 Газы горючие природные. Расчетный метод определения теплоты сгорания, относительной плотности и числа Воббе.
  5. ГОСТ 31369-2008 Газ природный. Вычисление теплоты сгорания, плотности, относительной плотности и числа Воббе на основе компонентного состава.
  6. 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

Ссылка на основную публикацию