калорийность угля в чем измеряется
Как перевести тн угля в Гкал, определение потребности топлива
Как перевести тн угля в Гкал? Перевести тн угля в Гкал не сложно, но для этого давайте сначала определимся с тем, для каких целей нам это необходимо. Существуют как минимум три варианта необходимости в расчете перевода имеющихся запасов угля в Гкал, это:
В любом случае, кроме исследовательских целей, где необходимо знать точную калорийность угля, достаточно знать, что при сгорании 1 кг угля со средней теплотворной способностью выделяется примерно 7000 ккал. Для исследовательских целей необходимо знать ещё и откуда, или из какого месторождения, нами получен уголь.
Следовательно, сожгли 1 тн угля или 1000 кг получили 1000х7000=7 000 000 ккал или 7 Гкал.
Калорийность марок каменных углей.
Для справки: калорийность каменных углей колеблется в пределах 6600—8750 калорий. У Антрацита она достигает 8650 калорий, а вот калорийность бурых углей колеблется от 2000 до 6200 калорий, при этом бурые угли содержат до 40% несгораемого остатка – шлама. При этом антрацит плохо разгорается и горит только при наличии сильной тяги, а вот бурый уголь напротив, хорошо разгорается, но дает мало тепла и быстро прогорает.
Но здесь, и в любом из последующих расчетов, не забывайте, что это тепло выделяемое при сгорании угля. А при отоплении дома, в зависимости от того, где у нас сжигается уголь в печи или котле, тепла вы получить меньше, за счет так называемого КПД (коэффициента полезного действия) отопительного устройства (читайте котла или печи).
Израсходовав 1 т угля на отопление дома с импортным котлом, мы получим приблизительно 6,3 Гкал, а вот с обычной печью всего 4,2 Гкал. Пишу с обычной печью, потому, что существует много конструкций экономных печей, с повышенной теплоотдачей или высоким КПД, но, как правило, они имеют большие размеры и не каждый мастер берется за их кладку. Причина в том, что при неправильной кладке или даже при небольшой неисправности экономной печи, в определенных условиях возможно ухудшение или полное отсутствие тяги. В лучшем случае это приведет к плачу печи, ее стены будут сырые от конденсата, в худшем отсутствие тяги может привести к угоранию хозяев от угарного газа.
Какой запас угля необходимо сделать на зиму?
Теперь остановимся на том, что мы все эти расчеты делаем для того, чтобы знать, какой запас угля необходимо сделать на зиму. В любой литературе, кстати, и у нас на сайте, вы можете прочитать, что например, для отопления дома площадью 60 квадратных метров, вам потребуется приблизительно 6 кВт тепла в час. Переведя кВт в Гкал получим 6х0,86 = 5,16 ккал/час, откуда мы взяли 0,86 почитайте здесь.
Теперь, казалось бы, все просто, зная количество тепла, необходимое на отопление в час, умножаем его на 24 часа и количество отопительных дней. Желающие проверить расчет получат, казалось бы, неправдоподобную цифру. На 6 месячное отопление довольно небольшого домика в 60 квадратных метров нам необходимо потратить 22291,2 Гкал тепла или запасти 22291,2/7000/0,7=3,98 тонны угля. С учетом наличие несгораемого остатка в угле эту цифру необходимо увеличить на процент примесей, в среднем это 0,85 (15% примесей) для каменных углей и 0,6 для бурых. 3,98/0,85=4,68 т каменного угля. Для бурого эта цифра вообще будет астрономической, поскольку тепла он дает почти в 3 раза меньше и содержит очень много негорючей породы.
Коэффициент 0,75 выведен на основании усреднения более точных расчетов, применяемых при определении потребность в условном топливе для получения лимитов на это самое топливо в органах власти промышленными предприятиями (горгазы, регионгазы и т.д.) и естественно официально ни где, кроме собственных расчетов использовать нельзя. Но приведенная выше методика перевода тн угля в Гкал, а затем определения потребности угля для собственных нужд довольно точна.
Конечно, можно привести и полную методику определения потребности в условном топливе, но выполнить такой расчет без ошибок довольно сложно, и в любом случае официальные органы его примут только от организации имеющей разрешение и аттестованных специалистов на выполнение данных расчетов. Да и простому обыватели он кроме потери времени ни чего не даст.
Точный расчет потребности в угле для отопления жилого дома Вы можете сделать в соответствии с приказом Министерства промышленности и энергетики РФ от 11.11.2005 г. № 301 «Методика определения норм выдачи бесплатного пайкового угля для бытовых нужд пенсионерам и другим категориям лиц, проживающим в угледобывающих регионах в домах с печным отоплением и имеющим право на его получение в соответствии с законодательством Российской Федерации». Пример такого расчета с формулами приведен на следующей странице.
Для специалистов предприятий интересующихся в расчете годовой потребности в тепле и топливе, самостоятельно можете изучить следующие документы:
— Методика определения потребности в топливе Москва, 2003г, Госстрой 12.08.03
— МДК 4-05.2004 «Методика определения потребности в топливе, электрической энергии и воде при производстве и передаче тепловой энергии и теплоносителей в системах коммунального теплоснабжения» (Госстрой РФ 2004 год) или добро пожаловать к нам, расчет недорогой, выполним быстро и точно. Все вопросу по телефону 8-918-581-1861 (Юрий Олегович) или по электронной почте указанной на страничке контакты.
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 м 3 объема образует массовую или объемную удельную теплоты сгорания.
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 36,3·10 6 Дж/кг). Кроме того высокая теплота сгорания свойственна каменному углю, антрациту, древесному углю и углю бурому.
| 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.
| 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).
| 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.
| 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 |
Уголь для отопления: виды, характеристики, сравнение, расход угля на отопление
Отопление углем — один из достаточно бюджетных способов отопления при отсутствии централизованного газопровода. Однако чтобы топливо выполняло свои функции, его необходимо правильно выбрать.
Виды угля и его характеристики
При выборе большую роль играет разновидность угля — от этого зависят его характеристики и сфера применения.
Происхождение и основные свойства угля
Рассмотрим ключевые свойства угля подробнее.
Особенности происхождения угля
Прежде, чем говорить о характеристиках, следует затронуть тему происхождения топлива. В природе большинство растений и животных после гибели начинают гнить. Образовавшаяся масса служит топливом для роста других растений и грибов.
Однако под действием некоторых факторов естественный процесс разложения может замедляться. Масса, которая должна перегнить, накапливается в почве. Таким образом появляется торф.
Торф тысячелетиями находится в почве под огромным давлением, постепенно передвигаясь вглубь земли. Постепенно он избавляется от воды и сторонних примесей, превращаясь в бурый уголь. На большей глубине он образует каменный уголь, а в недрах земли — антрацит.
Последний не содержит никаких сторонних примесей. Он считается самым чистым углем, поэтому широко используется в промышленности. Однако добыча антрацита довольно сложна.
Калорийность или теплота сгорания
Минерал используется для отопления потому, что при горении выделяет большое количество тепла. В этом и является его основное предназначение. Количество тепловой энергии, которое он выделяет при сгорании, называется «теплотой сгорания» иди «калорийностью». Она выражается в калориях.
Калорийность угля измеряется количеством теплоты, которое выделяется при полном сгорании 1 килограмма топлива. При этом стоит учитывать, что чистых минералов в природе не существует. В угле есть сторонние примеси, в том числе вода. В результате часть тепла тратится не на обогрев, а на испарение влаги.
Поэтому была введена следующая классификация калорийности:
Зольность
Зольность угля — это показатель процентного содержания золы от общей массы угля, которая появляется после полного сгорания топлива. Характеристика показывает степень минерализации, показывает, как много в угле минеральных примесей. Зольность позволяет показать, насколько топливо чистое.
Этот показатель зависит от того, под влиянием каких факторов формировался уголь, на какой глубине он был обнаружен.
Все минеральные добавки, которые учитываются при расчете показателя зольности, делятся на:
Зольность напрямую влияет на количество выделяемого тепла. Чем выше этот показатель, тем ниже будет тепловой эффект от сгорания.
Влажность
В процессе образования угла торф впитывает в себя большое количество влаги. Под высоким давлением часть воды испаряется. Но так или иначе любой уголь, даже самый чистый антрацит, содержит в своем составе воду. Ее количество и оценивают при вычислении показателя влажности.
Поверхностная влажность характеризует показатель воды, которая остается на поверхности угля. Она легко выпаривается после просушивания минерала под прямыми солнечными лучами. Оставшаяся влага характеризует максимальную влагоемкость. Она зависит от сорта угля, условий его формирования.
Влажность напрямую влияет на качество топлива. Чем этот показатель больше, тем больше тепла будет тратиться на испарение воды и соответственно меньше — на обогрев. Помимо этого повышенная влага влияет на повышенную слипаемость и смерзаемость угля.
Маркировка и фракции
Маркировкой обозначают сорт топлива. Вид угля напрямую влияет на калорийность, слипаемость и прочие характеристики. Одно топливо используется в энергетической сфере, другое — для отопления домов.
В основном в маркировке используются буквы «А» — антрацит, «Д» — длиннопламенный, «СС» — слабоспекающийся.
Свойства и характеристики угля
Уголь — это горючая осадочная порода растительного происхождения, состоящая в основном из углерода и ряда других химических элементов. Состав угля зависит от возраста и условий углефикации: самый молодой — бурый уголь, затем идет каменный уголь, старше всех антрацит. По мере старения происходило концентрирование углерода и уменьшение содержания летучих составляющих, в частности, влаги. Так, бурый уголь имеет влажность 30–40%, более 50% летучих компонентов, у антрацита оба показателя составляют 5–7%. Влажность каменного угля, составляет 12–16%, количество летучих компонентов около 40%.
Кроме основных компонентов, уголь содержит различные негорючие золообразующие добавки, «породу». Зола загрязняет окружающую среду и спекается в шлак на колосниках, что затрудняет горение угля. Кроме того, наличие породы уменьшает удельную теплоту сгорания угля. В зависимости от сорта и условий добычи количество минеральных веществ различается очень сильно, зольность каменного угля около 15% (10–20%).
Еще один вредный компонент угля — сера. В процессе сгорания серы образуются окислы, которые в атмосфере превращаются в серную кислоту. Содержание серы в угле, который мы поставляем покупателям через сеть своих представителей, около 0,5%, это весьма низкое значение, значит, экологию Вашего дома удастся сохранить.
Основной показатель любого топлива — удельная теплота сгорания. Для угля этот показатель составляет:
| Вид угля | Удельная теплота сгорания угля | |
| кДж/кг | ккал/кг | |
| Бурый | 14 700 | 3 500 |
| Каменный | 29 300 | 7 000 |
| Антрацит | 31 000 | 7 400 |
Виды и сорта угля
Уголь классифицируется по многим параметрам (география добычи, химический состав), но с «бытовой» точки зрения, покупая уголь для использования в печах, достаточно разобраться в маркировке и возможности использования в Термороботе.
По степени углефикации выделяют три вида угля: бурый, каменный и антрацит. Используют следующую систему обозначений угля: Сорт = (марка) + (класс крупности).
| Бурые | Б | |
| Каменные | Длиннопламенные | Д |
| Газовые | Г | |
| Жирные | Ж | |
| Коксовые | К | |
| Отощенно-спекающиеся | ОС | |
| Слабоспекающийся | СС | |
| Тощие | Т | |
| Антрациты | А | |
Кроме основных марок, приведенных в таблице, выделяют также промежуточные марки каменного угля: ДГ (длиннопламенно-газовые), ГЖ (газовые жирные), КЖ (коксовые жирные), ПА (полуантрациты), бурые угли также делятся по группам.
Коксующиеся марки угля (Г, кокс, Ж, К, ОС) в теплоэнергетике практически не используются, так как они являются дефицитным сырьем для коксохимической промышленности.
По классу крупности (размеру кусков, фракции) сортовой каменный уголь подразделяется на:
| П | Плитный | более 100 мм |
| К | Крупный | 50-100 мм |
| О | Орех | 26-50 мм |
| М | Мелкий | 13-25 мм |
| С | Семечко | 6-13 мм |
| Ш | Штыб | менее 6 мм |
| Р | Рядовой | не ограниченный размерами |
Кроме сортового угля в продаже присутствуют совмещенные фракции и отсевы (ПК, КО, ОМ, МС, СШ, МСШ, ОМСШ). Размер угля определяют исходя из меньшего значения самой мелкой фракции и большего значения самой крупной фракции, указанных в названии марки угля.
Например, фракция ОМ (М — 13–25, О — 25-50) составляет 13–50 мм.
Кроме указанных сортов угля в продаже можно встретить угольные брикеты, которые прессуют из низкообогащенного угольного шлама.
Как горит уголь
Уголь состоит из двух горючих компонентов: летучие вещества и твердый (коксовый) остаток.
На первом этапе горения выделяются летучие вещества; при избытке кислорода они быстро сгорают, давая длинное пламя, но малое количество тепла.
После этого выгорает коксовый остаток; интенсивность его горения и температура воспламенения зависит от степени углефикации, то есть, от вида угля (бурый, каменный, антрацит).
Чем выше степень углефикации (самая высокая она у антрацита), тем выше температура воспламенения и теплота сгорания, но ниже интенсивность горения.
Уголь марок Д, Г
Из-за высокого содержания летучих веществ такой уголь быстро разгорается и быстро сгорает. Уголь этих марок доступен и пригоден практически для всех видов котлов, однако для полного сгорания этот уголь должен подаваться маленькими порциями, чтобы выделяющиеся летучие вещества успевали полностью соединяться с кислородом воздуха. Полное сгорание угля характеризуется желтым пламенем и прозрачными дымовыми газами; неполное сгорание летучих веществ дает багровое пламя и чёрный дым.
Для эффективного сжигания такого угля процесс должен постоянно контролироваться, такой режим работы реализован в автоматической котельной Терморобот.
Уголь марок А
Разжечь его труднее, зато он горит долго и выделяет намного больше тепла. Уголь можно загружать большими партиями, так как в них горит преимущественно коксовый остаток, нет массового выделения летучих веществ. Очень важен режим поддува, так как при недостатке воздуха горение происходит медленно, возможно его прекращение, либо, напротив, чрезмерное повышение температуры, приводящее к уносу тепла и прогоранию котла.