Экономика ядерной энергетики: Основы технологии и экономики производства ядерного топлива. 3-е изд. - Синев Н.М.
Скачать (прямая ссылка):
Содержащийся в горючей массе кислород снижает теплоту
* Термин иведен Д. И. Менделеевым.
Таблица 3.1. Содержание углерода, водорода, серы и кислорода в горючей массе н теплотворная способность единицы рабочей массы различных видов органического топлива
Содержание, %
Теплотворная
способность, ккал/кг
Топливо
с
H2
S '
O2
высшая QP в
низшая QP
H
Зольность в рабочей массе, %
Дрова
50
6
0,0
42
2870
2440
•^0,6
Торф (фрезерный)
54—63
6
0,3
33
2470
2030
-6,0
Сланец
60—75
7-Ю
4,0
12—18
2760
2630
39—40
Бурый уголь подмосковный
60—80
4-6
1—6
19—27
2830
2510
23—27
Бурый уголь канско-ачнн-ский
70—72
5
0,3—0,8
До 23
3200—4100
3000—3500
7—12
Антрацит
92—98
2
0,3—3
1—2
6600
6500
-13
Каменный уголь:
кузнецкий
78—90
4-6
0,3—0,8
2—13
5800—6900
5700—6800
1 — 12
донецкий
76—89
4,2—5,5
3—5
2—12
5300—6500
5200—6400
17
экибастузский
75—80
4,3—5,2
1,2-1,8
12—16
3000—4600
2800—4510
>20 (до 55)
Природный газ
75
25
0,0*
0
9500 (ккал/н. мэ)
8300—8500 (ккал/н. м3)
0
Бензин
85
15
0,15
0
11 300
10 500
0
Мазут малосернистый**
До 88
11 — 12
0,5
0—0,2
10 500
9500
0,1—0,4
* В природном газе некоторых месторождений содержится сера главным образом в виде героводорода (например, в оренбургском газе —до 5%).
** Сернистый топочный мазут содержит 0,5—2% серы, высокосернистый — 2—3,5%.
сгорания топлива [примерно на 26 ккал/кг (~0,1 МДж/кг) на 1 % содержания кислорода]. Высокое содержание кислорода имеют дрова (до 42%), торф (до 33%), сланцы (до 18%), бурые угли (19—27 %)• Связанный азот, входящий в состав сложных органических соединений, также требует затрат тепла на образование его оксидов. Содержание азота в рабочей массе колеблется: у твердого топлива от 0,6 % (дрова) до 2,5 % (в некоторых видах углей и торфа), у нефти от 0,03 до 0,3 %, у различных видов газообразного топлива от 0 до 75 %• В процессе горения азот топлива переходит в дымовые газы, но при высоких температурах в топках или камерах сгорания азот частично окисляется, образуя весьма вредные для здоровья токсичные оксиды, загрязняющие атмосферу. Наряду с азотом наиболее вредной примесью в горючей массе топлива является сера (органическая, колчеданная или пиритная и сульфитная). И хотя при сгорании 1 % горючей серы, содержащейся в 1 кг топлива, выделяется 26 ккал (0,1 МДж) тепла, получающийся сернистый ангидрид (SO2), а также SO3 губительно действуют на металлические поверхности и растительность. В целях уменьшения вредного влияния сернистых газов создаются установки для снижения содержания серы в топливе, по очистке дымовых газов от сернистых соединений, а для их наибольшего рассеяния в атмосфере сооружаются дымовые трубы (высотой 180—500 м).
На рис. 3.1 показан блок тепловой конденсационной электростанции мощностью 2400 МВт, работающей на угле.
Сжигание высоковлажного топлива резко снижает теплоту его сгорания и жаропроизводительность. Высокую влажность имеют торф (дот50%), бурые угли (17—50%), дрова (до 40%), сланцы (15—20%). Бурые канско-ачинские угли малосернисты и ма-лозольны, но содержат в рабочей массе до 23 % кислорода, 30— 40 % влаги, низшая теплота сгорания их составляет 3000— 3500 ккал/кг (12,6—14,7 МДж/кг), а жаропроизводительность — до 1840 °С. У подмосковных бурых углей в рабочей массе содержится около 56 % балласта.
Большой недостаток многих твердых видов топлива — повышенная зольность. У бурых углей она достигает 15—35 % их сухой рабочей массы, у каменных углей (кузнецких) — 15—18 %, У экибастузских — до 55 %, а у сланцев — 40—60 %.
На жаропроизводительность резко влияет наличие балласта. Максимальная жаропроизводительность природного газа и мазута составляет ~2100°С, газообразного водорода ~2235 °С, антрацита ~2190°С, кузнецкого угля — 13000C, бурого угля (подмосковного) ~ 1700 °С, торфа и дров -~830—875 °С.
При сжигании органического топлива непрерывно расходуется кислород воздуха и при этом непрерывно должны отводиться в атмосферу продукты сгорания и несгоревшие продукты рабочей массы. Поскольку главными компонентами горючей массы органического топлива всех видов являются углерод и водород, то и состав отходящих дымовых газов при полном сгорании в основ-74
Рис. 3.1. Поперечный разрез по главному корпусу ГРЭС-2400 (8 турбинХЗОО МВт), работающей на пылеугольном топливе, с центральным расположением бункерного отделения:
/--турбоагрегат типа К-300-240 мощностью 300 МВт с параметрами пара 240 ата (24,0 МПа) н 580/565 °С; 2 — коидеисатиый иасос; 3 — бус-терный насос; 4 — подогреватели низкого давления; 5— слнвной иасос; 6—электрогенератор; 7, 8 — подогреватели сетевой воды (основной и пнковой); 9 — конденсаторы; 10 — фильтры и насос установки для обессоливання конденсата; // — кран грузоподъемностью 75/20 т; 12 — котлоагрегат паропроизводительностью 950 т/ч с параметрами пара 255 ата (25,5 МПа) н 585/570 °С: 13 — регенеративный воздухоподогреватель; 14 — шаровая барабанная мельница производительностью 50 т/ч (по углю AUI); /5 — мельничный вентилятор первичного воздуха; 16 — вентилятор первичного воздуха; 17 — питатель сырого угля; 18 — питатель пылн; 19 — сепаратор пыли; 20 — циклон пылевой; 21 — устройство непрерывного шлакоудаления; 22 — дутьевой вентилятор; 23 — дымонасос; 24 — золоуловители (четырехпольные электрофильтры); 25 — шиек угольной пыли; 26 — конвейеры топливоподачи; 27 — дымовая труба; 28 — распределительное устройство электрофильтров; 29 — рас-en пределительное устройство собственного расхода
