Состав топлива
Топливо состоит из горючей и негорючей частей.
Горючая часть
Представляет собой совокупность различных органических соединений, в которые входят:
-
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;
Кислород, 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 твёрдом видах топлива невелико и составляет 0,5…1,5%.
-
Сера S.
При её сгорании выделяется определённое количество теплоты. Является весьма нежелательной составной частью топлива, так как продукты её сгорания – сернистый SO2 и серный SО3 ангидриды – вызывают сильную газовую или жидкостную коррозию металлических поверхностей. Содержание серы в твёрдом топливе достигает 8%, в нефти – от 0,1 до 4%.
Негорючая часть (балласт)
Состоит из минеральных примесей, включающих золу и влагу.
-
Зола А:
Представляет собой негорючий твёрдый компонент, количество которого определяют после полного сгорания топлива. Она является нежелательной и даже вредной примесью, так как в её 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.
Газообразные топлива
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. В зависимости от величины теплоты сгорания различают: высокосортное топливо (с высокой теплотой сгорания) и низкосортное топливо.