Теплотворность различных видов топлива: сравнительный обзор топлива по теплоте сгорания

Сравнительная таблица теплотворности некоторых видов топлива

Обратите внимание на теплотворную способность (удельную теплоту сгорания) различных видов топлива, сравните показатели. Теплотворная способность топлива характеризует количество теплоты, выделяемое при полном сгорании топлива массой 1 кг или объёмом 1 м³ (1 л). Наиболее часто теплотворная способность измеряется в Дж/кг (Дж/м³; Дж/л). Чем выше удельная теплота сгорания топлива, тем меньше его расход. Поэтому теплотворная способность является одной из наиболее значимых характеристик топлива. Зная эти показатели, нужно учитывать их при проектирование котельной на твёрдом топливе.

Удельная теплота сгорания каждого вида топлива зависит:
От его горючих составляющих (углерода, водорода, летучей горючей серы и др.), а также от его влажности и зольности.

Вид топливаЕд. изм.Удельная теплота сгоранияЭквивалент
кКалкВтМДжПриродный газ, м 3Диз. топливо, лМазут, л
Электроэнергия1 кВт/ч8641,03,620,1080,0840,089
Дизельное топливо (солярка)1 л1030011,943,121,2881,062
Мазут1 л970011,240,611,2130,942
Керосин1 л1040012,043,501,3001,0101,072
Нефть1 л1050012,244,001,3131,0191,082
Бензин1 л1050012,244,001,3131,0191,082
Газ природный1 м 380009,333,500,7770,825
Газ сжиженный1 кг1080012,545,201,3501,0491,113
Метан1 м 31195013,850,031,4941,1601,232
Пропан1 м 31088512,645,571,3611,0571,122
Этилен1 м 31147013,348,021,4341,1141,182
Водород1 м 32870033,2120,003,5882,7862,959
Уголь каменный (W=10%)1 кг64507,527,000,8060,6260,665
Уголь бурый (W=30…40%)1 кг31003,612,980,3880,3010,320
Уголь-антрацит1 кг67007,828,050,8380,6500,691
Уголь древесный1 кг65107,527,260,8140,6320,671
Торф (W=40%)1 кг29003,612,100,3630,2820,299
Торф брикеты (W=15%)1 кг42004,917,580,5250,4080,433
Торф крошка1 кг25903,010,840,3240,2510,267
Пеллета древесная1 кг41004,717,170,5130,3980,423
Пеллета из соломы1 кг34654,014,510,4330,3360,357
Пеллета из лузги подсолнуха1 кг43205,018,090,5400,4190,445
Свежесрубленная древесина (W=50. 60%)1 кг19402,28,120,2430,1880,200
Высушенная древесина (W=20%)1 кг34003,914,240,4250,3300,351
Щепа1 кг26103,010,930,3260,2530,269
Опилки1 кг20002,38,370,2500,1940,206
Бумага1 кг39704,616,620,4960,3850,409
Лузга подсолнуха, сои1 кг40604,717,000,5080,3940,419
Лузга рисовая1 кг31803,713,310,3980,3090,328
Костра льняная1 кг38054,415,930,4770,3690,392
Кукуруза-початок (W>10%)1 кг35004,014,650,4380,3400,361
Солома1 кг37504,315,700,4690,3640,387
Хлопчатник-стебли1 кг34704,014,530,4340,3370,358
Виноградная лоза (W=20%)1 кг33453,914,000,4180,3250,345

Связаться с нами:

Пн – Пт 9:00-18:00
Украина
г.Киев ул.Васильковская 37
03022

Теплотворная способность различных видов топлива. Сравнительный анализ

Обратите внимание на теплотворную способность (удельную теплоту сгорания) различных видов топлива, сравните показатели. Теплотворная способность топлива характеризует количество теплоты, выделяемое при полном сгорании топлива массой 1 кг или объёмом 1 м³ (1 л). Наиболее часто теплотворная способность измеряется в Дж/кг (Дж/м³; Дж/л). Чем выше удельная теплота сгорания топлива, тем меньше его расход. Поэтому теплотворная способность является одной из наиболее значимых характеристик топлива.

Удельная теплота сгорания каждого вида топлива зависит:

  • От его горючих составляющих (углерода, водорода, летучей горючей серы и др.).
  • От его влажности и зольности.
Таблица 4 – Удельная теплота сгорания различных энергоносителей, сравнительный анализ расходов .
Вид энергоносителяТеплотворная способностьОбъёмная
плотность вещества
(ρ=m/V)
Цена за единицу
условного топлива
Коэфф.
полезного действия
(КПД) системы
отопления, %
Цена за
1 кВт·ч
Реализуемые системы
МДжкВт·ч
(1Мдж=0.278кВт·ч)
Электричество1,0 кВт·ч3,70р. за кВт·ч98%3,78р.Отопление, горячее водоснабжение (ГВС), кондиционирование, приготовление пищи
Метан
(CH4, температура
кипения: -161,6 °C)
39,8 МДж/м³11,1 кВт·ч/м³0,72 кг/м³5,20р. за м³94%0,50р.Отопление, горячее водоснабжение (ГВС), приготовления пищи, резервное и постоянное электроснабжение, автономный септик (канализация), уличные инфракрасные обогреватели, уличные барбекю, камины, бани, дизайнерское освещение
Пропан
(C3H8, температура
кипения: -42.1 °C)
46,34
МДж/кг
23,63
МДж/л
12,88
кВт·ч/кг
6,57
кВт·ч/л
0,51 кг/л18,00р. за л94%2,91р.Отопление, горячее водоснабжение (ГВС), приготовления пищи, резервное и постоянное электроснабжение, автономный септик (канализация), уличные инфракрасные обогреватели, уличные барбекю, камины, бани, дизайнерское освещение
Бутан
C4H10, температура
кипения: -0,5 °C)
47,20
МДж/кг
27,38
МДж/л
13,12
кВт·ч/кг
7,61
кВт·ч/л
0,58 кг/л14,00р. за л94%1,96р.Отопление, горячее водоснабжение (ГВС), приготовления пищи, резервное и постоянное электроснабжение, автономный септик (канализация), уличные инфракрасные обогреватели, уличные барбекю, камины, бани, дизайнерское освещение
Пропан-бутан
(СУГ – сжиженный
углеводородный газ)
46,8
МДж/кг
25,3
МДж/л
13,0
кВт·ч/кг
7,0
кВт·ч/л
0,54 кг/л16,00р. за л94%2,42р.Отопление, горячее водоснабжение (ГВС), приготовления пищи, резервное и постоянное электроснабжение, автономный септик (канализация), уличные инфракрасные обогреватели, уличные барбекю, камины, бани, дизайнерское освещение
Дизельное топливо42,7
МДж/кг
11,9
кВт·ч/кг
0,85 кг/л30,00р. за кг92%2,75р.Отопление (нагрев воды и выработка электричества – очень затратны)
Дрова
(берёзовые, влажность – 12%)
15,0
МДж/кг
4,2
кВт·ч/кг
0,47-0,72 кг/дм³3,00р. за кг90%0,80р.Отопление (неудобно готовить пищу, практически невозможно получать горячую воду)
Каменный уголь22,0
МДж/кг
6,1
кВт·ч/кг
1200-1500 кг/м³7,70р. за кг90%1,40р.Отопление
МАРР газ (смесь сжиженного нефтяного газа – 56% с метилацетилен-пропадиеном – 44%)89,6
МДж/кг
24,9
кВт·ч/м³
0,1137 кг/дм³-р. за м³0%Отопление, горячее водоснабжение (ГВС), приготовления пищи, резервное и постоянное электроснабжение, автономный септик (канализация), уличные инфракрасные обогреватели, уличные барбекю, камины, бани, дизайнерское освещение

Согласно таблице «Удельная теплота сгорания различных энергоносителей, сравнительный анализ расходов», пропан-бутан (сжиженный углеводородный газ) уступает в экономической выгоде и перспективности использования только природному газу (метану). Однако следует обратить внимание на тенденцию к неизбежному росту стоимости магистрального газа, которая на сегодняшний день существенно занижена. Аналитики предрекают неминуемую реорганизацию отрасли, которая приведёт к существенному удорожанию природного газа, возможно, даже превысит стоимость дизельного топлива.

Таким образом, сжиженный углеводородный газ, стоимость которого практически не изменится, остаётся исключительно перспективным – оптимальным решением для систем автономной газификации.

Теплотворность различных видов топлива: сравнительный обзор топлива по теплоте сгорания

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

Многочисленные 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 топливаЦена в рубляхТеплотворная способностьЦена киловатта теплаКПД котла для данного топливаЦена кВт тепла с учетом КПД
Дрова сухие, кг5 руб.3,6 кВт на килограмм1,39 руб.70%1 рубль 98 копеек
Уголь качественный, кг3 руб.7,5 кВт на килограмм0,4 руб.70%57 копеек
Природный газ, м 34,2 руб.9,7 кВт на кубометр0,43 руб.92%47 копеек
Сжиженный газ, литр18 руб.6,4 кВт на литр2,8 руб.92%3 рубля
Дизельное топливо, литр27 руб.10,3 кВт на литр2,6 руб.88%2 рубля 95 копеек
Электричество, кВт2,18 руб.1 кВт2,18 руб.99%2 рубля 20 копеек
Пеллеты, кг6,5 руб.5 кВт на килограмм1,3 руб.70%1 рубль 86 копеек

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.

Читайте также:  Тёплый пол под линолеум: пошаговый инструктаж по укладке пленочной ИК системы

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.

Сравнение различных видов топлива

При сравнении затрат на отопление будем исходить из условия что котел находится в работе примерно 50% общего времени, а отопительный сезон длится 7 месяцев.

Ориентировочно, для отопления 10 кв. м (до 30 куб. м) утепленного помещения требуется примерно 1 кВт мощности.

Следовательно, для площади 1000 кв. м потребуется котел мощностью примерно 100 кВт.

Если бы котел работал непрерывно, то в месяц понадобилось бы:

100 кВт х 24 часа х 30 дней = 72 000 кВт/час.

Принимая во внимание, что котел будет работать примерно 50% всего времени (или на половину максимальной мощности), делим 72 000 кВт/час на 2 и получаем 36 000 кВт/час.

Это затраты в среднестатический месяц отопительного сезона.

Умножаем на 7 месяцев отопительного сезона, и получаем 252 000 кВт/час.

В зависимости от различных факторов (наружная температура, утепление стен и т.п.) эта цифра может изменяться как в большую, так и в меньшую сторону.

При этом важно, чтобы в расчетах (по стоимости отопления) использовались одинаковые принципы, независимо от вида топлива, что позволяет произвести корректное сравнение затрат на отопление при использовании различных видов топлива.

Пеллетные котлы

Эксплуатационные затраты на отопление.
Теплотворная способность пеллет равна 5 кВт/час на 1 кг (4500 Ккал/кг). Стоимость 1 кг гранул 6,0 руб. Для получения 1 кВт/час тепловой энергии потребляется примерно 0,2кг. (в зависимости от КПД котла и т.д.). Таким образом стоимость получения 1 кВт/час тепловой энергии при сжигании гранул равна 1,2 руб. Теперь умножаем затраты энергии за сезон (252 000 кВт/час) на стоимость 1 кВт/час при использовании гранул (1,2 руб.) и получаем затраты на отопление за весь отопительный сезон 302 400 руб.

Котлы, работающие на угле.

Эксплуатационные затраты (затраты на уголь). Стоимость угля для отопления (вторая категория) составляет примерно 5 руб. за 1 кг. Для получения 1 кВт/час тепловой энергии расходуется примерно 0,25 кг/час угля (вторая категория). Таким образом стоимость получения 1 кВт/час тепловой энергии при сжигании угля равна 1,25 руб. Умножаем (252 000 кВт/час) на стоимость 1 кВт/час (1,25 руб.) =315 000 руб./сезон.

Котлы, работающие на дровах.

Эксплуатационные затраты (затраты на дрова). Назвать точную стоимость “дров” практически невозможно. Существует масса факторов, влияющих на этот параметр, среди которых, порода дерева, влажность, колотые дрова или нет и т.д. Средняя стоимость колотых дров составляет 2 000 руб. за 1 кубометр. Масса 1 кубометра дров равна примерно 650 кг. Т.е., 1 кг дров в среднем стоит около 3 руб. Для получения 1 кВт/час тепловой энергии расходуется примерно 0,4 кг/час дров. Таким образом стоимость получения 1 кВт/час тепловой энергии при сжигании дров равна примерно 1,2 руб. Умножаем полученную стоимость киловатта (1,20 руб.) на затраты энергии за сезон (252 000 кВт/час) и получаем результат: 302 400 руб.

Котлы на газе пропан-бутан.

Эксплуатационные затраты на отопление. Для производства тепловой энергии в 1 кВт/час потребляется 0,0843 кг сжиженного газа (не учитывая КПД установки). КПД котельной установки – 92%. Таким образом, для производства тепловой энергии в 1 кВт/час потребляется примерно 0,1 кг сжиженного газа. Стоимость 1 кг сжиженного газа равна примерно 18 руб (стоимость 1 л. – 9 руб х Плотность – 0,517кг/л). Т.е. 1 кВт/час в этом случае стоит 1,8 руб. Теперь умножаем затраты энергии за сезон (252 000 кВт/час) на стоимость 1 кВт/час при использовании сжиженного газа (1,8 руб.) и получаем затраты на отопление за весь отопительный сезон 453 600 руб.

Жидкотопливные котлы (котлы на солярке, дизтопливе).

Эксплуатационные затраты на отопление. Стоимость 1 литра солярки для котлов примерно 18 руб. (зависит от объема закупки, причем незначительно, а от предлагаемой «технической» солярки по 15руб./л. вылетают дорогостоящие горелки за 3 месяца). Для получения 1 кВт/час тепловой энергии потребляется примерно 0,1 литр солярки (в зависимости от КПД котла и т.д.). Т.е. 1 кВт/час стоит примерно 1,8 руб. Теперь умножаем затраты энергии за сезон (252 000 кВт/час) на стоимость 1 кВт/час при использовании солярки (1,8 руб.) и получаем затраты на отопление за весь отопительный сезон 453 600 руб.

Электрические котлы.

Эксплуатационные затраты на отопление. Для получения тепловой энергии в 1 кВт /час потребляется примерно 1,03 кВт/часа электроэнергии.
Стоимость 1 кВт/час электроэнергии для: а) частных лиц 2,66 руб., если потребление превышает 50кВт на человека в месяц, б) организаций 3,30 (при превышении лимита стоимость за кВт возрастает). Таким образом, стоимость получения 1 кВт/часа тепловой энергии при электроотоплении равна:
а) 2,74 руб.,
б) 3,40 руб.
Теперь умножаем затраты энергии за сезон (252 000 кВт/час) на стоимость 1 кВт/час при использовании электрического котла (а) 2,74 руб., б) 3,40 руб.) и получаем затраты на отопление за весь отопительный сезон:
а) для частных лиц – 690 480 руб.,
б) для организаций – 856 800 руб.

Виды топлива для твердотопливных котлов и сравнительная таблица их теплотворной способности

Характеристики топлива для отопительных котлов довольно значительно различаются. Правильный выбор топлива помогает экономить средства и сохранить оборудование работоспособным.

Характеристики топлива для отопительных котлов довольно значительно различаются. Правильный выбор топлива помогает экономить средства и сохранить оборудование работоспособным.

Основные виды топлива для твердотопливных котлов:

Дрова – пиленые или колотые куски дерева, предназначенные для сжигания в печах, каминах и др для получения тепла, жара и света.

Содержание влаги должно быть как можно меньшим.

Каминные дрова имеют длину около 25 – 33 см.

Приоритетная характеристика дрова для каминов и печей – их теплотворная способность, длительность горения и комфорт при использовании (картина пламени, запах).

Для отопительных целей важно, чтобы тепловыделение происходило медленнее, но более продолжительное время.

Для отопительных целей лучше всего подходят все дрова из лиственных пород, в тч дуб, ясень, береза, лещина, тис, боярышник.

Особенности горения дров разных пород древесины:

– дрова из бука, березы, ясеня, лещины трудно растапливать, но они могут гореть сырыми, потому что имеют небольшую влажность, причем дрова из всех этих пород деревьев, кроме бука, легко раскалываются;

– ольха и осина сгорают без образования сажи и даже выжигают ее из дымохода;

– березовые дрова хороши для тепла, но при недостатке воздуха в топке, горят дымно и образуют деготь (березовую смолу), который оседает на стенках трубы;

– сосновые дрова горят жарче еловых из-за большего содержания смолы, с искрением при резком повышении температуры;

– дуб и граб обладают лучшей теплоотдачей при горении, но плохо раскалываются;

– дрова из груши и яблони легко раскалываются и хорошо горят;

– дрова из пород средней твердости, легко колоть;

– кедр дает долго тлеющие угли;

– дрова из вишни и вяза при горении дымят;

– дрова из платана легко растапливаются, но тяжело колются;

– дрова хвойных пород имеют низкую теплотворную способность, дымят и искрят, способствуя образованию смолистых отложений в трубе, но легко колются и растапливаются;

– тополь и липа хорошо горят, сильно искрят и очень быстро прогорают.

Показатель теплотворной способности дров разных пород древесины сильно изменяется, что влечет колебания плотности древесины и колебания в пересчетных коэффициентах кубометр => складометр.

Таблица со средними значениями теплотворной способности на 1 складометр дров.

Дрова из лиственницы

1 складометр сухой древесины лиственных деревьев заменяет 200 – 210 л жидкого топлива или 200 – 210 м³ природного газа.

Пеллеты (топливные гранулы) – это прессованное под высоким давлением натуральное сырье растительного происхождения в форме цилиндрических гранул стандартного размера.

Сырьем для их производства является кора, опилки, щепа и другие отходы лесозаготовки, и отходы сельского хозяйства (лузга подсолнечника, солома, некондиционный лен и др), а также органические упаковочные материалы, картонная тара и тд.

Процесс производства пеллет состоит из этапов: дробления, сушки и грануляции.

Сырье измельчается до состояния муки, затем тщательно высушивается и сжимается в гранулы стандартного размера при помощи специального оборудования – гранулятора.

Во время грануляции, сопровождающейся повышением температуры материала, содержащийся в нем полимер лигнин, содержащийся в клетках растительного сырья, плотно склеивает измельченные частицы. Химические связующие примеси не используются.

На выходе получается легкое, недорогое, удобное в хранении и абсолютно безопасное топливо, альтернативное традиционным видам топлива (уголь, торф, дрова, природный газ).

Гранулятор пресса придает пеллетам форму.

Пеллеты – современный универсальный вид биотоплива, по эффективности применения равноценный каменному углю.

– полученные путем переработки кругляка твердых и мягких пород деревьев;

– полученные путем переработки соломы;

– полученные переработки подсолнечниковой шелухи;

– полученные путем переработки початков и стебля кукурузы;

– экологически чистое , соответствующее зеленой технологии топливо, произведенное из безвредных для человека и окружающей среды материалов, подлежащих утилизации: в 10-50 раз ниже эмиссия углекислого газа (СО2) в окружающую среду, в 15-20 раз меньше образование золы, чем при сжигании угля;

– неограниченное производств, в тч из древесины низкого качества,

– меньшая стоимость, в сравнении с ценой угля, жидкого топлива или дров,

– удобство транспортировки, как в фасованных пакетах, так и россыпью, и разгрузки через рукава с возможностью автоматизации процесса;

Читайте также:  Нагреватели воды: полная классификация и сравнительный обзор всех типов водогреев

– не требуют больших складских площадей и могут храниться на открытом воздухе, не разбухая, без гниения,

– при хранении не самовоспламеняются,

– не требуют дополнительной обработки перед применением, не хуже газа или угля.

– большая теплотворная способность, чем опилки и щепа, в 1,5 раз больше, чем у дров,

– при сжигании 1,9 т пеллет выделяется примерно такое же количество тепла, что при сжигании 1 т мазута, при стоимости пеллет на внутреннем рынке в 3 раза дешевле, то есть обогрев пеллетами на 40% дешевле мазута;

– почти полное сгорание с минимальным количеством шлаков, что снижает частоту чистки котла можно производить намного реже,

– возможна автоматизация загрузки пеллет в топку в промышленных условиях,

– регулировка бытовых нагревательных устройств, работающих на пеллетах, регулируются в автоматическом режиме,

– малая волатильность цены, тк цена внутренняя,

– котлы на пеллетах работают дольше, нуждаются в меньшем обслуживании и более экономичны,

– для отопления жилых домов путем сжигания в печах, каминах и котлах,

– для обеспечения теплом и электроэнергией промышленных объектов и небольших населенных пунктов (с использованием крупных гранул с высоким содержанием древесной коры.

Спрос на это альтернативное топливо и на оборудование для его производства и сжигания постоянно возрастает.

Сравнительные характеристики видов топлива

Углекислый газ
кг/ГДж

Гранулы из соломы

«0» означает, что при сжигании продукта количество выделяемого СО2 не превышает объема, который образуется при естественном разложении, а количество других вредных выбросов ничтожно мало.

  1. Измерение теплоты сгорания в Ккал/кг. 1 калория – это количество тепла необходимое для нагрева 1 г воды на 1 о С. 4,500 Кал/кг ( 4,500 Кал/кг ) – теплота сгорания 1 кг топлива в Кал.
  2. Измерение теплоты сгорания в МДж/кг. Системная международная тепловая единица. 1 Калория = 4,19 Джоуля, 4,500 Ккал/кг * 4,19 Дж = 18,855 МДж/кг – теплота сгорания 1 кг топлива в Джоулях.
  3. Измерение теплоты сгорания в Квт*час. 5,238 Квт* час/ кг – теплота сгорания 1 кг топлива, измеренная в «электротехнических единицах». Количество энергии выделямое в секеунду (то есть тепловая мощность) = 18.855.000 Дж (см. пункт 2 ) /3600 сек = 5238 Дж/сек = 5,238 Квт*час.

Таблица 1. Теплоотдача пеллет и альтернативных источников энергии

Стандарты производства пеллет:

– в США: Standard Regulations & Standards for Pellets in the US: The PFI (pellet), которым разрешено производство пеллет сортов Премиум и Стандарт. Премиум, который составляет около 95% производимых в США пеллет, – не более 1 % золы, а Стандарт- не более 3 %. Премиум может применяться для отопления любых зданий. Сорт Стандарт содержит больший объем коры или сельскохозяйственных отходов. Стандарты определяют также плотность, размеры пеллет, влажность, содержание пыли и других веществ.

– в Германии : DIN 51731, в Австрии : ONORM M-7135, в Великобритания : The British BioGen Code of Practice for biofuel (pellets), в Швейцария : SN 166000, в Швеция :SS 187120.

Основные европейские стандарты качества топливных гранул

3 в зависимости от вида и содержания минеральных веществ.

Используется показатель «насыпная плотность», который составляет около 800-1 000 кг/м 3 .

Виды и сорта угля

Уголь классифицируется по многим параметрам (география добычи, химический состав), но с «бытовой» точки зрения достаточно знать маркировку и возможности использования.

Используется следующая система обозначений угля: Сорт = (марка) + (класс крупности).

Кроме основных марок, есть 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:

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.

Процесс горения угля.

Уголь состоит из 2 х горючих компонентов: летучие вещества и твердый (коксовый) остаток

На 1 м этапе горения выделяются летучие вещества; при избытке кислорода они быстро сгорают, давая длинное пламя, но малое количество тепла.

На 2 м этапе 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 Б, 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 черный дым

Для эффективного сжигания такого угля процесс должен постоянно контролироваться.

Уголь марок СС, Т, 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.

Сравнительная таблица теплотворности некоторых видов топлива

Теплотворная способность топлива характеризует количество теплоты, выделяемое при полном сгорании топлива массой 1 кг или объемом 1 м³ (1 л).

Наиболее часто теплотворная способность измеряется в Дж/кг (Дж/м³; Дж/л).

Чем выше удельная теплота сгорания топлива, тем меньше его расход.

Удельная теплота сгорания каждого вида топлива зависит:

– от его горючих составляющих (углерода, водорода, летучей горючей серы и др.);

Виды топлива для твердотопливных котлов и сравнительная таблица их теплотворной способности

Экология потребления.Мотор:Характеристики топлива для отопительных котлов довольно значительно различаются. Правильный выбор топлива помогает экономить средства и сохранить оборудование работоспособным.

Характеристики топлива для отопительных котлов довольно значительно различаются. Правильный выбор топлива помогает экономить средства и сохранить оборудование работоспособным.

Основные виды топлива для твердотопливных котлов:

– Пеллеты (топливные гранулы)

Дрова

Дрова – пиленые или колотые куски дерева, предназначенные для сжигания в печах, каминах и др для получения тепла, жара и света.

Содержание влаги должно быть как можно меньшим.

Каминные дрова имеют длину около 25 – 33 см.

Приоритетная характеристика дрова для каминов и печей – их теплотворная способность, длительность горения и комфорт при использовании (картина пламени, запах).

Для отопительных целей важно, чтобы тепловыделение происходило медленнее, но более продолжительное время.

Для отопительных целей лучше всего подходят все дрова из лиственных пород, в тчдуб, ясень, береза, лещина, тис, боярышник.

Особенности горения дров разных пород древесины:

– дрова из бука, березы, ясеня, лещины трудно растапливать, но они могут гореть сырыми, потому что имеют небольшую влажность, причем дрова из всех этих пород деревьев, кроме бука, легко раскалываются;

– ольха и осина сгорают без образования сажи и даже выжигают ее из дымохода;

– березовые дрова хороши для тепла, но при недостатке воздуха в топке, горят дымно и образуют деготь (березовую смолу), который оседает на стенках трубы;

– сосновые дрова горят жарче еловых из-за большего содержания смолы, с искрением при резком повышении температуры;

– дуб и граб обладают лучшей теплоотдачей при горении, но плохо раскалываются;

– дрова из груши и яблони легко раскалываются и хорошо горят;

– дрова из пород средней твердости, легко колоть;

– кедр дает долго тлеющие угли;

– дрова из вишни и вяза при горении дымят;

– дрова из платана легко растапливаются, но тяжело колются;

– дрова хвойных пород имеют низкую теплотворную способность, дымят и искрят, способствуя образованию смолистых отложений в трубе, но легко колются и растапливаются;

– тополь и липа хорошо горят, сильно искрят и очень быстро прогорают.

Показатель теплотворной способности дров разных пород древесины сильно изменяется, что влечет колебания плотности древесины и колебания в пересчетных коэффициентах кубометр => складометр.

Таблица со средними значениями теплотворной способности на 1 складометр дров.

Дрова из лиственницы

1 складометр сухой древесины лиственных деревьев заменяет 200 – 210 л жидкого топлива или 200 – 210 м³ природного газа.

Пеллеты

Пеллеты (топливные гранулы) – это прессованное под высоким давлением натуральное сырье растительного происхождения в форме цилиндрических гранул стандартного размера.

Сырьем для их производства является кора, опилки, щепа и другие отходы лесозаготовки, и отходы сельского хозяйства (лузга подсолнечника, солома, некондиционный лен и др), а также органические упаковочные материалы, картонная тара и тд.

Процесс производства пеллет состоит из этапов: дробления, сушки и грануляции.

Сырье измельчается до состояния муки, затем тщательно высушивается и сжимается в гранулы стандартного размера при помощи специального оборудования – гранулятора.

Во время грануляции, сопровождающейся повышением температуры материала, содержащийся в нем полимер лигнин, содержащийся в клетках растительного сырья,плотно склеивает измельченные частицы. Химические связующие примеси не используются.

На выходе получается легкое, недорогое, удобное в хранении и абсолютно безопасное топливо, альтернативное традиционным видам топлива (уголь, торф, дрова, природный газ).

Гранулятор пресса придает пеллетам форму.

Пеллеты – современный универсальный вид биотоплива, по эффективности применения равноценный каменному углю.

Читайте также:  Устройство и принцип работы двухконтурного газового котла отопления

– полученные путем переработки кругляка твердых и мягких пород деревьев;

– полученные путем переработки соломы;

– полученные переработки подсолнечниковой шелухи;

– полученные путем переработки початков и стебля кукурузы;

– экологически чистое , соответствующее зеленой технологии топливо, произведенное из безвредных для человека и окружающей среды материалов, подлежащих утилизации: в 10-50 раз ниже эмиссия углекислого газа (СО2) в окружающую среду, в 15-20 раз меньше образование золы, чем при сжигании угля;

– неограниченное производств, в тч из древесины низкого качества,

– меньшая стоимость, в сравнении с ценой угля, жидкого топлива или дров,

– удобство транспортировки, как в фасованных пакетах, так и россыпью, и разгрузки через рукава с возможностью автоматизации процесса;

– не требуют больших складских площадей и могут храниться на открытом воздухе, не разбухая, без гниения,

– при хранении не самовоспламеняются,

– не требуют дополнительной обработки перед применением, не хуже газа или угля.

– большая теплотворная способность, чем опилки и щепа, в 1,5 раз больше, чем у дров,

– при сжигании 1,9 т пеллет выделяется примерно такое же количество тепла, что при сжигании 1 т мазута, при стоимости пеллет на внутреннем рынке в 3 раза дешевле, то есть обогрев пеллетами на 40% дешевле мазута;

– почти полное сгорание с минимальным количеством шлаков, что снижает частоту чистки котла можно производить намного реже,

– возможна автоматизация загрузки пеллет в топку в промышленных условиях,

– регулировка бытовых нагревательных устройств, работающих на пеллетах, регулируются в автоматическом режиме,

– малая волатильность цены, тк цена внутренняя,

– котлы на пеллетах работают дольше, нуждаются в меньшем обслуживании и более экономичны,

– для отопления жилых домов путем сжигания в печах, каминах и котлах,

– для обеспечения теплом и электроэнергией промышленных объектов и небольших населенных пунктов (с использованием крупных гранул с высоким содержанием древесной коры.

Спрос на это альтернативное топливо и на оборудование для его производства и сжигания постоянно возрастает.

Сравнительные характеристики видов топлива

Углекислый газ
кг/ГДж

Гранулы из соломы

«0» означает, что при сжигании продукта количество выделяемого СО2 не превышает объема, который образуется при естественном разложении, а количество других вредных выбросов ничтожно мало.

  1. Измерение теплоты сгорания в Ккал/кг. 1 калория – это количество тепла необходимое для нагрева 1 г воды на 1оС. 4,500 Кал/кг ( 4,500 Кал/кг ) – теплота сгорания 1 кг топлива в Кал.
  2. Измерение теплоты сгорания в МДж/кг. Системная международная тепловая единица. 1 Калория = 4,19 Джоуля, 4,500 Ккал/кг * 4,19 Дж = 18,855 МДж/кг – теплота сгорания 1 кг топлива в Джоулях.
  3. Измерение теплоты сгорания в Квт*час. 5,238 Квт* час/ кг – теплота сгорания 1 кг топлива, измеренная в «электротехнических единицах». Количество энергии выделямое в секеунду (то есть тепловая мощность) = 18.855.000 Дж (см. пункт 2 ) /3600 сек = 5238 Дж/сек = 5,238 Квт*час.

Таблица 1. Теплоотдача пеллет и альтернативных источников энергии

Стандарты производства пеллет:

– в США: Standard Regulations & Standards for Pellets in the US: The PFI (pellet), которым разрешено производство пеллет сортов Премиум и Стандарт. Премиум, который составляет около 95% производимых в США пеллет, – не более 1 % золы, а Стандарт- не более 3 %. Премиум может применяться для отопления любых зданий. Сорт Стандарт содержит больший объем коры или сельскохозяйственных отходов. Стандарты определяют также плотность, размеры пеллет, влажность, содержание пыли и других веществ.

– в Германии : DIN 51731, в Австрии : ONORM M-7135, в Великобритания : The British BioGen Code of Practice for biofuel (pellets), в Швейцария : SN 166000, в Швеция :SS 187120.

Основные европейские стандарты качества топливных гранул

Насыпная масса (кг/м3)

Теплота сгорания (МДж/кг)

Закрепитель, связующие материалы (%)

* «нет» – не означает величины, это может быть, нет сведений, не определено, нет точной величины и т.д.

Топливные брикеты

Топливные брикеты – это спрессованные отходы деревообработки (стружка, щепа), отходы сельского хозяйства (солома, шелуха семечки подсолнуха, гречихи), а также торфа.

Связующее вещество – натуральный полимер лигнин. Химические связующие примеси не используются.

Топливные брикеты активно используются для отопления частных домов в различных типах топок (печах), дровяных котлах, каминах, при приготовлении еды на гриле.

Преимущества топливных брикетов:

– экологически чистый продукт, материалом которого в полном объеме является природное сырье, а

– не поддаются воздействию грибков,

– горят дольше, чем дрова в 2-4 раза,

– удобно хранить и использовать.

– высокая сопоставимая с каменным углем теплотворность, в среднем в 2 раза больше, в сравнении с обычными дровами,

– постоянная температура на каждом этапе горения за счет ровного пламени,

– содержание золы после сгорания – 1-3%. Для сравнения: содержание золы после сгорания каменного угля – 30-40%, дров- 8 -16%, щепы- 11-18%,

– современные твердотопливные котлы на брикетах можно чистить не чаще 1 раз в год,

– золу можно использовать, как экологически чистое удобрение,

– угарный газ не выделяется и другие вредные вещества не образуются,

– затраты на отопления ниже, чем в случае использования каменного угля или дров.

Типы топливных брикетов:

– RUF-брикеты – в форме набольшего кирпичика прямоугольной формы,

– NESTRO-брикеты – брикет цилиндрической формы, иногда с радиальным отверстием внутри,

– Pini&Kay-брикеты – брикет, имеющий 4, 6 или 8 граней с продольным радиальным отверстием внутри.

Уголь

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:

– бурый уголь – самый молодой,

– антрацит – самый возрастной.

По мере старения происходила концентрация углерода и снижение содержания летучих составляющих, в частности, влаги.

Бурый уголь имеет влажность 30-40%, более 50% летучих компонентов, у антрацита эти 2 показателя составляют 5-7%.

Влажность каменного угля- 12-16%, количество летучих компонентов – около 40%.

Уголь также содержит различные негорючие золообразующие добавки, «породу».

Зола загрязняет окружающую среду и спекается в шлак на колосниках, что затрудняет горение угля.

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%).

Вредным компонентом угля также является сера, в процессе сгорания которой образуются окислы, которые в воздухе превращаются в серную кислоту.

Удельная теплота сгорания (угольного концентрата)

Удельная теплота сгорания угля

Реальные цифры могут существенно отличаться.

Кузбасский каменный уголь – 5000-5500 ккал/кг. .

Плотность угля 1 – 1,7 (каменный уголь – 1,3-1,4) г/см3 в зависимости от вида и содержания минеральных веществ.

Используется показатель «насыпная плотность», который составляет около 800-1 000 кг/м3.

Виды и сорта угля

Уголь классифицируется по многим параметрам (география добычи, химический состав), но с «бытовой» точки зрения достаточно знать маркировку и возможности использования.

Используется следующая система обозначений угля: Сорт = (марка) + (класс крупности).

Кроме основных марок, есть 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:

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.

Процесс горения угля

Уголь состоит из 2х горючих компонентов: летучие вещества и твердый (коксовый) остаток

На 1м этапе горения выделяются летучие вещества; при избытке кислорода они быстро сгорают, давая длинное пламя, но малое количество тепла.

На 2м этапе 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 Б, 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 черный дым

Для эффективного сжигания такого угля процесс должен постоянно контролироваться.

Уголь марок СС, Т, 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.

Сравнительная таблица теплотворности некоторых видов топлива

Теплотворная способность топлива характеризует количество теплоты, выделяемое при полном сгорании топлива массой 1 кг или объемом 1 м³ (1 л).

Наиболее часто теплотворная способность измеряется в Дж/кг (Дж/м³; Дж/л).

Чем выше удельная теплота сгорания топлива, тем меньше его расход.

Удельная теплота сгорания каждого вида топлива зависит:

– от его горючих составляющих (углерода, водорода, летучей горючей серы и др.);

Ссылка на основную публикацию