Қатты отынның жануы жайлы

Пән: Электротехника
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 10 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасының ғылым және білім министрлігі

Семей қаласының Шәкәрім атындағы мемлекеттік университеті

СӨЖ

Тақырыбы : «Қатты отынның жануы. »

Орындаған: Аманжолов Қ. С

Тексерген: Шалаганова А. Н

Семей қ. 2015 ж.

Мазмұны

Кіріспе

1 Негізгі бөлім

1. 1 Отын туралы ұғым және отындардың топтасуы (классификациясы) .

1. 2 Отындардың құрамы.

1. 3 Отындардың жылутехникалық сипаттамалары

1. 4 Отындардың жануындағы жылулығы.

Қорытынды

Қолданылған әдебиеттер тізімі

Кіріспе

Отынның ең маңызды сипаттамасы болып, оның жануындагы меншікті жылулыгы есептеледі. Отынның жануындагы меншікті жылулыгы (Дж/кг) деп, қатты, суйық немесе газ туріндегі (әдеттегі физикалыц жагдайы)
отындардыц толық жану кезінде бөлінген жылулық мөлшерінің, оның массасына қатынасын айтады.

Отындарды пайдалану сипатына байланысты, шартты түрде -энергетикалық жэне технологиялық болып бөлінеді. Энергетикалық отындарды, жылулықты жэне электроэнергиясын алу үшін, жылу энергетикалық қондырғыларда қолданады; технологиялық отындар - балқытатын және қыздырғыш пештерде, жағуда, қүрғатқышта және басқа қондырғыларда пайдаланады, ал сонымен, қатар әртүрлі жасанды отын түрлерін (кокс, жартылай кокс, генератор газы және т. б) химиялық өңдеуден өткізеді. Отынды, пайдаланудың жыйын нақты энерготехнологиялық тэсілдерін кеңінен қолданудағы, оның мәні, қатты отынды алдын-ала өңдеу арқылы (көмірді жэне тақта тасты), арнаулы технологиялық қондырғыларда жартылай коксты алу мақсатымен және тақта тастың майын алып, оны энергетикалық отын ретінде пайдалануы және газды химиялық өндірістің шикізаты ретінде пайдалану немесе газ турбиналы қондырғыларға отын ретінде пайдалану тэсілдерін қолданады.

1 Негізгі бөлім

1. 1 Отын туралы ұғым және отындардың топтасуы (классификациясы) .

Отындар - табиғи және жасанды болуы мүмкін, сонымен бірге табиғи отындар, органикалық және органикалық емес (мысалы, ядро отындары) болып бөлінеді.

Атом энергетикасының дамуымен, ядролық отынды кеңінен пайдалануда: 235U, 238, және 239Рu. Осы, ауыр элементтердің ядросының нейтрондарының әрекетінен ажыратылуы және ол кезде жылулық түрінде, едәуір энергияны бөліп шығаруын қолданады. Оны бу өндіруші, арнаулы қондырғыларда, бу генераторында пайдаланады. Қазіргі кезде ең кеңінен қолданылатыны, тез ажыратылатын жылулы баяу нейтронмен 233U, 238U жэне оның туындысы 239Рu, арнаулы қондырғыларда аз қолданылады.

1. 2 Отындардың құрамы.

Әрбір, органикалық отынның қүраушысы (компаненттері) болып, жанғыш элементтері және жанбай қалған қалдықтар немесе балластар жатады.
Органикалық қатты және сұйық отындардың жанғыш элементтеріне мыналар жатады: көмірқышқыл газы С, сутегі Н және органикалық күкірттер Sор жэне колченданды жанғыш SК, оттегімен О жэне азотпен N құрылатын күрделі химиялық қосылыстар. Осы отындардың баллас тасын күл А және ылғал W құрайды.
Отын құрамдарын пайызбен анықтайды. Отынның сол түріндегісі, олар тұтынушыларға қалай түсуін жүмысшы массасымен сипатталады (6. 1 сурет) .
Отын элементтеріне жататын құрамына, жүмысшы массасына (жұмысшы отынға), оның белгілеріне индекс «Р» жалғанады:

CP + HP + Ор + SРjh+k + Ар + Wp = 100%. (6. 1)

Отын құрамын, оның жүмысшы массасы бойьшша әдетте, қазандық агрегаттардың өндірістік пештерді және басқаларының жылулық есептері кезінде пайдаланады.

Отынды топтастыру үшін (классификация), оның жалпы қасиеттерін зерттейді, осыған байланысты - құргақ жангыш отын массасы ұғымьн қолданады. Осы, шартты отын массаларына сәйкес, индекс «С» жэне «Г» белгілейді. Отын массасында, толық ылғал болмаган кездегісін, құрғақ деп атайды да мына теңдеумен шешеді:
CC + HC + SСjh+k + OC+NC+AC=100%. (6. 2)

Жанғыш құрамды, яғни, сусыз және күлсіз отын массасы, ондағы көміртегі, сутегі және жанғыш күкірттен басқа, олар шартты түрде қосылады да, мына теңдеумен шешіледі:

СГ + НГ + SГіһ+к + ОГ + NГ = 100%. (6. 3)

Жанғыш массалар болып, отынның, өте тұрақты қүрамы ғана
саналады. Егер, отынның жанғыш массасы құрамынан, колчеданды
күкіртті (SГ K) алып тастаса, онда отынның органикалық массасын
былай анықтайды:

С° + Н° + 00 + N0 ор+к =100% (6. 4)

Отын құрамының бір массасынан, отынның басқа түріне қайта есептеуін, көбейткіштердің көмегімен жүргізеді.

Отынньщ берілген массасы Массаларын қайта есептеуге арналған Әрбір элемент, күрделі элементтердің қосылысы жэне отын қүрамына кіруіне байланысты, оның жылутехникалық қасиетін анықтайды.

1. 3 Отындардың жылутехникалық сипаттамалары.

Отынның негізгі элементтерінің, жылутехникалық сипаттамаларын қарастыралық.
Көміртегі - отынның жанушы бөлігінің бас құраушысы болады. Көміртегінің жануының меншікті жылулығы - 33, 65 МДж/кг. Отынның жанғыш массасы бойьнша көміртегінің құрамының құалуы: отын және шымтезекте 50. . 58%; қоңыр және тас көмірде 60 . . . 75%; нашар көмір және антрациттер 88 . . . 93%; тақта таста 60 . . . 75%; мазутта 86 . . . 88%.
Сондықтан, қатты отынның геологиялық жасына байланысты, көміртектенуі көбейген сайын, ол оның, оның құрамындағы көміртегі ұлғаяды. Отындағы көміртегінің құрамы көп болуынан, оның тұтануы қиындау және жануы қысқа болады.
Сутегі - отынның жануға қажетті құраушысы. Оның жанудағы меншікті жылулығы (-142 МДж/кг немесе 10, 8 МДж/м3) көміртегінің жануынан, меншікті жылулығы 4, 2 есе көп. Қатты отындардың жасына байланысты сутегінің құрамы азаяды. Отындағы сутегі мөлшерінің, едәуір барболуынан, смолалы қоспалардың жану кезінде, бөліну спектар болып, созылған түтінді жалын береді де, жанғыш массадағы сутегінің мөлшерін құрайды: мазутта -10, 0 . . . 10, 5%, отында жэне шымтезекте - 6 . . . 6, 2%; қоңыр және тас көмірде- 4 . . . 6%; антрацитте - 2, 0 . . . 2, 4%.

Күкірттің қатты отын құрамындағысы - органикалық SОР, колчеданды S K және сульфатты SK болып бөлінеді, яғни SОр+SK+SK+SC. Органикалық күкірт және колчеданды жанғыш немесе ұшпалы күкіртті құрайды, яғни Sор + SК = SЛ.

Күкіртті сульфат жануға қатыспайды да, күл құрамына кіреді. Күкірттің жануынан меншікті жылулығы SO2=9, 05 МДж/кг. Күлдегі күкірттің жалпы құрамы көп емес (2 . . . 3%), бірақ, қоңыр көмірде 7 . . . 8% дейін жетеді, ал тақта таста - 15% дейін. Сұйық отында (мазутта), ол еркін жағдайда кездеседі және органикалық қоспалар түрінде кездеседі; оның қүрамы 3% дейін жетеді. Табиғи газдарда, күкірт практика түрінде кездеспейді. Отындағы күкірт, зиянды қоспаға жатады, себебі оның жануындағы продуктылар SO2 жэне SО3 қазандық агрегаттар мен басқа аппаратуралардың, металды беттерінде тотықтануын туғызады; одан басқа, түтінді газдармен атмосфераға түсуінен қоршаған ауаны былғайды.

Оттегі - отынның жанбайтын массасына жатады. Ол, отынның химиялық қоспаларының, кейбір жанғыш компоненттерінде (мысалы, сутегімен) болады, сондықтан, отынның жанғыш массасын азайтады, яғни, отын жарым-жартылай құнсызданады.

Азот жануға қатыспайды да, ол және отынның инертті бөлігі болады. Азот, оттегімен бірге отынның ішкі балластын қүрайды.
Оттың күлдері - қатты жанбайтын қалдығы, толық жанғаннан кейінгі алынатын отынның минералды қапдығы. Ол ылғал сияқты, отынның сыртқы балластына жатады. Күлдер, отынның минералды қалдықтарының тотықтануы және ажыратылу нәтижесінде пайда болады. Көп жағдайларда, қазбалы қатты отындардың күлінде, негізгі төрт компоненттен тұрады: SiO2, А12Оз, FеО, СаО және азғантай мөлшерде МgО, К2О- сілтілер мен хлоридтер болады.
Күлдер құрамында немесе жанбайтын қатты қалдықтарда, қоңыр және тас көмірдің жанғаннан кейінгі (отынның жұмысшы массасынан пайызбен алғанда) - 5 . . . 25%, шым тезекте 5 . . . 7%, отында 0, 6%, мазутта 0, 3%, тақта таста 40 . . . 60% дейін құрайды.

Қатты отындарды жағу кезінде, күлдердің қасиеті маңызды мәнінде болады, оның абразивтілігі және балқығыштығының температуралық көрсеткіші белгілі болады. Күлдің бастапқы деформациялық температурасы T1 бастапқы жұмсаруы T2, бастапқы сұйық балқу жағдайы T3 және күлдердің бастапқы сұйық ағу жағдайы T0 белгіленеді.

Күлдің, бастапқы сүйықбалқу жағдайындағы температурасы: Tз<1350°С - жеңіл балқығышты, T3=1350 . . . 1450°С - орташа балқы-ғыштығы жэне T3 >1450°С - зорға балқығышты.

Көп мөлшерлі күлдің болуынан, қазандық агрегаттарды пайдалану қиындайды. Егер, күл жеңіл балқығыш болса, онда, қазандықтың қыздыру бетінің суықтау жерлері, жабысқақ болады және оның, жұмысының нормалы режимін бұзады.

Ылғал балласты қоспа болады, себебі бастапқы отынның жылулық құндылығын кемітеді. Одан басқа, отынның жану кезіндегі бөлінетін жылулық бөлігі, ылғалды буландыруға жұмсалады.

Қатты отындардың маңызды жылутехникалық сипаттамасы болып, ұшпалы заттар және кокс жатады. ұшпалы заттар деп- сол газ түріндегі және бу туріндегі өнімдер, олардың шығуы - қыздыру кезіндегі, ауалы - құрғақ отынның 1г массасыныц 850°С температурасы кезіндегі, ауа кірмейтіндей 7 минут ішінде бөлініп шығуын айтады.

Ұшпалы заттарды алып кеткеннен кейінгі, пайда болуын, кокс деп атайды (16. 1 сурет) . Ұшпалы заттардың қүрамына кіретіндері - жанғыш газдар СО, Н2, СmНn және жанбайтын СО2, N2, O2, Н2О және басқалар.
Шымтезектен ұшпалы заттардың шыға бастауы - 100°С температура шамасында; қоңыр және майлы көмірде - 150 . . . 170 С, тақта таста - 230°С; жұқа көмір үшін және антрацитте - шамамен -400 және 1100 . . . 1200°С кезінде бітеді.
Ұшпалы заттардың мөлшері (шығуы) және олардың құрамы пайда болуымен және жану процессінің дамуына үлкен әсерін тигізеді. Олардың, көп шығуы кезінде отын тез тұтанады және жану кезінде, ұзын жарқыраған жарық тілді жалынды береді. Ұшпалы заттардың мөлшерінің азаюынан, тұлынуы, ең жоғарғы температура кезінде өтеді, ал жалын өзінің түрін жоғалтады да, жалыны айқындала түседі. Коксты қалдық құрамына-көміртек және отын күлі кіреді. Коксты қалдықтар түріне байланысты, отынның бірігу және бірікпеу қасиеттері болып ажыратылады.

Бірікпеуші қасиеті-ұнтақты түріндегі коксты береді, бірігетін қасиеті - мықты қалдықты түріндегі коксты береді. Кокс, металлургия үшін, құнды технологиялық отын болып есептеледі. Бірігуші кокстағы отындар, жеңіл балқығыш элеменггерді көрсетеді де, қыздыру кезінде, сұйық жағдайға өтеді. Отынның бірігушілігі көмірді кокстау мүмкіндігін және оны желтартқышты торда жағу тәсілдерімен анықтайды.

Газ түріндегі отындардың элементарлы құрамы, қатты және сұйық отындар құрамынан, едәуір айырмашылығы бар.

Газ түріндегі отындардың есептелінуінде, механикалық қоспадағы жанғыш құрамында СО, О2, N2 және Н2О болады. Сулы будың қоспаларын, парциалды қысым кезінде, оның температураларымен анықтайды. Газ түріндегі отын құрамы - пайызбен, көлемі бойынша беріледі және барлық есептеулерінде 1м3 жүргізеді.

1. 4 Отындардың жануындағы жылулығы.

Отынның жану жылулығын, элементарлы құрамдары нәтижесінде немесе экспериментті жолмен талдау арқылы анықтауға бола-ды. Отынның жоғарғы және төменгі жану жылулыгы деп ажыратады. Жогаргы Qbp жану жылулыгы деп, отынның ылгалының булануы мен ылгалдыгын, еркін және байланысты сутегініц жану кезінде алынган жылулық шығынын есепке алмай анықтауын айтады.
Төменгі Qbp жану жылулығы деп, ылғалдың булану процессіндегі жылулық шығынын есепке ала отырып, анықтауын айтады. Отынның жұмысшы массасының жануындағы төменгі және жоғарғы меншікті жылулығы арасындағы байланыс теңдеуі, мына түрінде жазылады:
qHP= qBP - 0, 025(9HP + WP) = <pВР - 0, 225HP-0, 025 WP, (16. 5) мұндағы 0, 225НР және 0, 025 Wp отыннан (Wp, %) ылғалдың булануына және сутегінің (Hp, %), жану кезіндегі алынған ылғалға сәйкес жұмсалған жылудың санды мөлшері, МДж.

Қатты және сұйық отындардың жүмысшы массасының жануындағы төменгі жылулығын (МДж) шамамен Д. И. Менделеевтің формуласы бойынша анықтауға болады:

qHp=0, 339Ср+1, 25Hр-0, 109(Oр-Sлр) -0, 225HP-0, 025 W, (6. 6) немесе
qHp = 0, 339 Ср + 1, 03HP - 0, 109(OР-SЛР) - 0, 025 WP (6. 7)
Әртүрлі отындардың шығынын өзара салыстыру үшін, «Шартты отын» деген ұғымды қолданады, оның жануындағы меншікті жылулығын qус=29, 33 МДж тең деп қабылдайды. Шартты отынды қайта есептеу үшін, сол отын шығынын өлшемсіз коэффициентке көбейту қажет:
Э = днр /29, 33, (6. 8) немесе Вус = В QHP/Qус, (6. 9)

мұндағы В нақтылы отын шығыны; QHP -оның жанудағы жылулығы.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.