Топливом может быть названо любое вещество, способное при горении (окислении) выделять значительное количество теплоты. По определению, данному Д. И. Менделеевым, «топливом называется горючее вещество, умышленно сжигаемое для получения тепла».
В таблицах ниже представлены основные характеристики различных видов топлив: состав, низшая теплота сгорания, зольность, влажность и т. д.
Примерный состав и теплотехнические характеристики горючей массы твердого топлива
| Топливо | Состав горючей массы, % | Выход летучих веществ, VГ, % |
Низшая теплота сгорания, МДж/кг |
Жаро- производи- тельность, tmax, °С |
RO2 max* продуктов сгорания, % |
||||
| CГ | SГ | HГ | OГ | NГ | |||||
| Дрова | 51 | — | 6,1 | 42,2 | 0,6 | 85 | 19 | 1980 | 20,5 |
| Торф | 58 | 0,3 | 6 | 33,6 | 2,5 | 70 | 8,12 | 2050 | 19,5 |
| Горючий сланец | 60—75 | 4—13 | 7—10 | 12—17 | 0,3—1,2 | 80—90 | 7,66 | 2120 | 16,7 |
| Бурый уголь | 64—78 | 0,3—6 | 3,8—6,3 | 15,26 | 0,6—1,6 | 40—60 | 27 | — | 19,5 |
| Каменный уголь | 75—90 | 0,5—6 | 4—6 | 2—13 | 1-2,7 | 9—50 | 33 | 2130 | 18,72 |
| Полуантрацит | 90—94 | 0,5—3 | 3—4 | 2—5 | 1 | 6—9 | 34 | 2130 | 19,32 |
| Антрацит | 93—94 | 2—3 | 2 | 1—2 | 1 | 3—4 | 33 | 2130 | 20,2 |
* — RO2 = CO2 + SO2
Характеристики жидких топлив, получаемых из нефти
| Топливо | Состав горючей массы, % | Зольность сухого топлива, AС, % |
Влага рабочего топлива, WР, % |
Низшая теплота сгорания рабочего топлива, МДж/кг |
|||
| Углерод CГ | Водород HГ | Сера SГ | Кислород и азот OГ + NГ |
||||
| Бензин | 85 | 14,9 | 0,05 | 0,05 | 0 | 0 | 43,8 |
| Керосин | 86 | 13,7 | 0,2 | 0,1 | 0 | 0 | 43,0 |
| Дизельное | 86,3 | 13,3 | 0,3 | 0,1 | Следы | Следы | 42,4 |
| Солярное | 86,5 | 12,8 | 0,3 | 0,4 | 0,02 | Следы | 42,0 |
| Моторное | 86,5 | 12,6 | 0,4 | 0,5 | 0,05 | 1,5 | 41,5 |
| Мазут малосернистый | 86,5 | 12,5 | 0,5 | 0,5 | 0,1 | 1,0 | 41,3 |
| Мазут сернистый | 85 | 11,8 | 2,5 | 0,7 | 0,15 | 1,0 | 40,2 |
| Мазут многосернистый | 84 | 11,5 | 3,5 | 0,5 | 0,1 | 1,0 | 40,0 |
Топливо в том виде, в каком оно поступает для сжигания в топки или в двигатели внутреннего сгорания, называется рабочим.
Название «горючей массы» носит условный характер, т. к. действительно горючими ее элементами являются только углерод, водород и сера. Горючую массу можно характеризовать как топливо, не содержащее золы и в абсолютно сухом состоянии.
Зольность топлива. Золой называют твердый негорючий остаток, остающийся после сжигания топлива в атмосфере воздуха. Зола может быть в виде сыпучей масы с плотностью в среднем 600 кг/м3 и в виде сплавленный пластин и кусков, называемых шлаками, с плотностью до 800 кг/м3.
Влажность топлива определяется по ГОСТ 11014-2001 высушиванием навески при 105 — 110 °С. Максимальная влажность достигает 50% и более и определяет экономическую целесообразность использования данного топлива. Влага снижает температуру в топке и увеличивает обхем дымовых газов.
Для превращения 1 кг воды в пар комнатной температуры нужно затратить 2,5 МДж теплоты.
Состав и теплота сгорания горючих газов
| Наименование газа | Состав сухого газа, % по объему | Низшая теплота сгорания сухого газа Qнс, МДж/м3 |
|||||||
| CH4 | H2 | CO | CnHm | O2 | CO2 | H2C | N2 | ||
| Природный | 94,9 | — | — | 3,8 | — | 0,4 | — | 0,9 | 36,7 |
| Коксовый (очищенный) | 22,5 | 57,5 | 6,8 | 1,9 | 0,8 | 2,3 | 0,4 | 7,8 | 16,6 |
| Доменный | 0,3 | 2,7 | 28 | — | — | 10,2 | 0,3 | 58,5 | 4,0 |
| Сжиженный (ориентировочно) | 4 | Пропан 79, этан 6, изобутан 11 | 88,5 | ||||||
Низшей теплотой сгорания рабочего топлива называют теплоту, выделяемую при полном сгорании 1 кг топлива, за вычетом теплоты, затраченной на испарение как влаги, содержащейся в топливе, так и влаги, образующейся от сгорания водорода.
Высшей теплотой сгорания рабочего топлива называю теплоту, выделяемую при полном сгорании 1 кг топлива, считая, что образующиеся при сгорании водяные пары конденсируются.
Источник: Основы энергетики : учебник / Г. Ф. Быстрицкий. — 2-е изд., испр. и доп. — М. :КНОРУС, 2011. — 352 с.