Dr inż. Maciej Chorzelski

KOTŁY NA PALIWA

STAŁE, CIEKŁE i GAZOWE

PALIWO – dowolny materiał (substancja) który przy spalaniu wydziela odpowiednią ilość ciepła.

PALIWO dla kotłów – substancja j.w. ale której

spalanie jest opłacalne, czyli koszt zakupu, transportu, przechowywania spalania i utylizacji produktów spalania odniesiony do jednostki energii uzyskiwanej z paliwa będzie ≤ kosztom dla innych substancji (dostępność paliwa zawiera cena; zawsze mamy porównanie z innymi paliwami).

KOCIOŁ – zespół urządzeń służących do zamiany

energii chemicznej zawartej w paliwie w energię cieplną i do przekazania tej energii do „nośnika ciepła” (woda , para wodna, olej etc.).

Aby koszt tej zamiany był najniższy zamiana ta musi być jak najbardziej sprawna. Podobnie z przekazywaniem energii cieplnej do nośnika.

·         Jeśli nie ma reakcji spalania ale inne reakcje dające energię cieplną to:

-          reaktor chemiczny;

-          reaktor jądrowy;

-          „kocioł” elektryczny.

·         Jeśli odzysk ciepła z innych procesów to:

-          kocioł odzysknicowy (szczególny przypadek to wytwornica pary – energetyka jądrowa).

SPALANIE – (w uproszczeniu) szybka egzotermiczna (wydzielająca ciepło) reakcja utleniania, charakteryzująca się zdolnością do propagacji w przestrzeni. Objawia się występowaniem płomienia, któremu zwykle towarzyszy wydzielanie się ciepła i światła (świecenie płomienia).

Spalanie odbywa się w atmosferze powietrza.

PALIWO musi zawierać związki, spalające się w takich warunkach. Są to:

·         węgiel pierwiastkowy;

·         związki węgla i wodoru;

·         siarka i jej związki.

Paliwa:

·         stałe;

·         ciekłe;

·         gazowe.

Paliwa stałe – kopalne:

·       torf;

·         węgiel brunatny;

·         węgiel kamienny;

·       antracyt.

Paliwa stałe – odnawialne:

·         drewno i jego odpady;

·         słoma;

·         ziarno etc.

Śmieci:

- odpady komunalne;

- odpady inne, w tym niebezpieczne (np. biomedyczne).

Paliwa ciekłe - ropopochodne:

-            benzyna (nie stosowana w kotłach);

-            oleje opałowe (od lekkich do ciężkich);

-            mazut;

-            gudron;

-            emulsje wodno – olejowe (np. ze stacji paliw; wody zęzowe na statkach etc.);

-            zużyte oleje i smary.

Paliwa syntetyczne (z węgla: II wojna światowa, RPA).

Paliwa odnawialne (biopaliwa): alkohol; oleje roślinne.

Paliwa gazowe:

-          gaz ziemny;

-          gaz ziemny zaazotowany;

-          propan, butan, propan + butan;

-          biogaz (metan);

-          inne węglowodory (odpady z rafinerii lub innych procesów np. gaz czadnicowy, wielkopiecowy etc.);

-          wodór (odnawialny) – podobno paliwo przyszłości.

Skład paliw:

CIEPŁO SPALANIA – Qrc – ilość ciepła uzyskana z zupełnego i całkowitego spalenia paliwa (w bombie kalorymetrycznej, w tlenie) po doprowadzeniu spalin i pozostałości po spaleniu do temperatury początkowej i po wykropleniu pary wodnej zawartej w spalinach

[kJ/kg; kJ/Nm3].

WARTOŚĆ OPAŁOWA – Qrw – j.w. ale bez wykroplenia pary wodnej.

Qrw=Qrc-6(Wr+9H...