Dom » Poslovne ideje » organsko gorivo. Tekuće gorivo i njegove karakteristike Razvrstavanje goriva prema načinu proizvodnje

organsko gorivo. Tekuće gorivo i njegove karakteristike Razvrstavanje goriva prema načinu proizvodnje

Gorivo- Riječ je o zapaljivim tvarima koje pri izgaranju oslobađaju značajnu količinu topline koja se izravno koristi u tehnološkim procesima ili se pretvaraju u druge oblike energije. To uključuje minerale organskog podrijetla - ugljen, zapaljive plinove, uljni škriljac, naftu, treset, kao i drvni i biljni otpad.

U nuklearnoj energiji koristi se koncept nuklearnog goriva- tvar čije se jezgre dijele pod djelovanjem neutrona, a oslobađaju energiju uglavnom u obliku kinetičke energije fisijskih fragmenata jezgri i neutrona.

Konvencionalno kemijsko gorivo, za razliku od nuklearnog, naziva se organskim, a to je trenutno glavni izvor topline.

Za analizu toplinskih karakteristika goriva, određivanje sastava plinova i druge proračune potrebno je poznavati kemijsku strukturu svake vrste goriva. Organski dio krutih i tekućih goriva sastoji se od velikog broja složenih kemijskih spojeva, koji uglavnom uključuju pet kemijskih elemenata: ugljik S, vodik N, kisik O, sumpor S i dušik N. Osim toga, gorivo sadrži mineralne nečistoće A i vlage W koji zajedno predstavljaju vanjski balast goriva.

Kemijski sastav krutih, tekućih i plinovitih goriva ne određuje se brojem spojeva, već ukupnom masom kemijskih elemenata (u postotku po 1 kg ili 1 kubičnom metru goriva), t.j. odrediti elementarni sastav goriva. Postoje tri glavna elementarna sastava goriva:

1) radna masa goriva C+H+O+N+S+A+W=100%;

2) suha težina goriva C+H+O+N+A=100%;

3) zapaljiva masa goriva C+ H+O+N=100%.

Radnom masom smatra se masa goriva u obliku u kojem ulazi u poduzeće.

Ako se gorivo zagrije na 102-105ºS, tada će vlaga ispariti, a zatim će se dobiti suha masa goriva. Naziv zapaljive mase je uvjetan; budući da sadrži dušik i kisik nisu zapaljivi elementi i čine unutarnji balast goriva. Dušik i kisik doprinose procesu izgaranja goriva.

Gorivi elementi su ugljik, vodik i sumpor.. Ugljik je glavni, zapaljivi element goriva. Ima visoku ogrjevnu vrijednost (33.600 kJ/kg) i čini glavninu radne mase goriva (50-75% za kruta goriva i 80-85% za loživo ulje). Vodik ima visoku kalorijsku vrijednost (oko 130 000 kJ/kg), ali je njegova količina u krutim gorivima mala ( N= 2-6%) i nešto više u tekućini (oko 10%). Time je kalorijska vrijednost tekućih goriva veća od krutih.

Sumpor ima nisku ogrjevnu vrijednost (9000 kJ/kg). Njegov sadržaj u gorivima je nizak ( S\u003d 0,2-4%), stoga se sumpor, kao zapaljiva komponenta, ne cijeni.

Prisutnost sumpornih oksida u produktima izgaranja u određenim koncentracijama opasna je za organizme i biljke i zahtijeva određene mjere i sredstva za njegovo hvatanje ili raspršivanje u atmosferi.

VRSTE GORIVA. KLASIFIKACIJA GORIVA

Prema definiciji D. I. Mendelejeva, "gorivo je zapaljiva tvar koja se namjerno sagorijeva da bi se proizvela toplina."

Trenutno pojam "gorivo" obuhvaća sve materijale koji služe kao izvor energije (na primjer, nuklearno gorivo).

Gorivo prema porijeklu dijeli se na:

Prirodna goriva (ugljen, treset, nafta, uljni škriljac, drvo itd.)

Umjetno gorivo (motorno gorivo, generatorski plin, koks, briketi itd.).

Prema agregatnom stanju dijeli se na kruta, tekuća i plinovita goriva, a prema namjeni pri korištenju dijeli se na energetska, tehnološka i kućanska. Najviši zahtjevi vrijede za energetska goriva, dok se minimalni zahtjevi odnose na goriva za kućanstvo.

Čvrsto gorivo - drvna i biljna masa, treset, škriljac, mrki ugljen, ugljen.

Tekuće gorivo - proizvodi prerade nafte (loživo ulje).

Plinovito gorivo - prirodni plin; plin koji nastaje tijekom prerade nafte, kao i bioplin.

Nuklearno gorivo - fisijske (radioaktivne) tvari (uran, plutonij).

Fosilno gorivo, tj. ugljen, nafta, prirodni plin, čine veliku većinu ukupne potrošnje energije. Nastanak fosilnih goriva rezultat je toplinskih, mehaničkih i bioloških učinaka tijekom mnogih stoljeća na ostatke flore i faune taložene u svim geološkim formacijama. Sva su ta goriva na bazi ugljika, a energija se iz njih oslobađa prvenstveno stvaranjem ugljičnog dioksida.

KRUTO GORIVO. GLAVNE KARAKTERISTIKE

kruto gorivo . Fosilna kruta goriva (osim škriljevca) su produkt razgradnje organske tvari biljaka. Najmlađi od njih - treset - je gusta masa , nastala od raspadnutih ostataka močvarnog bilja. Sljedeći u "dobu" su mrki ugljen- zemljana ili crna homogena masa, koja se tijekom duljeg skladištenja na zraku djelomično oksidira („pretroši“) i mrvi se u prah. Zatim dolaze ugljeni, koji u pravilu imaju povećanu čvrstoću i manju poroznost. Organska masa najstarijeg od njih - antracita - pretrpjela je najveće promjene i sastoji se od 93% ugljika. Antracit ima visoku tvrdoću.

Svjetske geološke rezerve ugljena, izražene u standardnom gorivu, procjenjuju se na 14.000 milijardi tona, od čega je polovica pouzdana (Azija - 63%, Amerika - 27%). Sjedinjene Američke Države i Rusija imaju najveće rezerve ugljena. Značajne rezerve su dostupne u Njemačkoj, Engleskoj, Kini, Ukrajini i Kazahstanu.

Cjelokupna količina ugljena može se predstaviti kao kocka sa stranicom od 21 km, iz koje osoba godišnje povuče "kocku" sa stranom od 1,8 km. Pri ovoj stopi potrošnje, ugljen će trajati oko 1000 godina. Ali ugljen je teško, nezgodno gorivo koje ima puno mineralnih nečistoća, što otežava njegovu upotrebu. Njegove su rezerve raspoređene krajnje neravnomjerno. Najpoznatija ležišta ugljena: Donbas (zalihe ugljena 128 milijardi tona), Pechora (210 milijardi tona), Karaganda (50 milijardi tona), Ekibastuz (10 milijardi tona), Kuznetsk (600 milijardi tona), Kansk-Achinsk (600 milijardi tona) ). Irkutsk (70 milijardi tona) bazeni. Najveća svjetska nalazišta ugljena su Tungusskoye (2300 milijardi tona - više od 15% svjetskih rezervi) i Lenskoye (1800 milijardi tona - gotovo 13% svjetskih rezervi).

Eksploatacija ugljena se vrši rudarskom metodom (od dubine od stotine metara do nekoliko kilometara) ili u obliku površinskog kopanja. Već u fazi eksploatacije i transporta ugljena, koristeći napredne tehnologije, moguće je postići smanjenje gubitaka u transportu. Smanjenje sadržaja pepela i vlage u otpremljenom ugljenu.

Obnovljivo kruto gorivo je drvo. Njegov je udio u energetskoj bilanci svijeta danas iznimno mali, ali se u nekim regijama drvo (a češće i njegov otpad) koristi i kao gorivo.

Kao kruto gorivo mogu se koristiti i briketi - mehanička mješavina sitnih ugljena i treseta s vezivom (bitumen i sl.), komprimirana pod tlakom do 100 MPa u posebnim prešama.

TEKUĆE GORIVO. GLAVNE KARAKTERISTIKE

Tekuće gorivo. Gotovo sva tekuća goriva još uvijek se dobivaju rafiniranjem nafte. Nafta, tekuće fosilno gorivo, smeđa je tekućina koja sadrži plinovite i hlapljive ugljikovodike u otopini. Ima osebujan smolasti miris. Tijekom destilacije ulja dobiva se niz proizvoda od velike tehničke važnosti: benzin, kerozin, ulja za podmazivanje, kao i vazelin, koji se koristi u medicini i parfumeriji.

Sirova nafta se zagrijava na 300-370 °C, nakon čega se dobivene pare raspršuju u frakcije koje kondenziraju na različitim temperaturama tª: ukapljeni plin (prinos oko 1%), benzin (oko 15%, tª=30 - 180°C) . Kerozin (oko 17%, tª=120 - 135°S), dizel (oko 18%, tª=180 - 350°S). Tekući ostatak s početnim vrelištem od 330-350°C naziva se loživo ulje. Gorivo ulje, kao i motorno gorivo, složena je mješavina ugljikovodika, koja uglavnom uključuje ugljik (84-86%) i vodik (10-12%).

Lož ulje dobiveno iz nafte s brojnih polja može sadržavati dosta sumpora (do 4,3%), što uvelike otežava zaštitu opreme i okoliš kada je spaljeno.

Udio pepela loživog ulja ne smije biti veći od 0,14%, a udio vode ne smije biti veći od 1,5%. Sastav pepela uključuje spojeve vanadija, nikla, željeza i drugih metala, pa se često koristi kao sirovina za dobivanje, na primjer, vanadija.

U kotlovima kotlovnica i elektrana obično se sagorijeva loživo ulje, u kućnim instalacijama grijanja - loživo ulje za kućanstvo (mješavina srednjih frakcija).

Svjetske geološke rezerve nafte procjenjuju se na 200 milijardi tona, od čega 53 milijarde tona. predstavljaju pouzdane rezerve. Više od polovice svih dokazanih rezervi nafte nalazi se u zemljama Bliskog i Bliskog istoka. U zemljama zapadne Europe, gdje postoje visoko razvijene industrije, koncentrirane su relativno male rezerve nafte. Istražene rezerve nafte stalno se povećavaju. Povećanje se događa uglavnom zbog morskih polica. Stoga su sve procjene rezervi nafte dostupne u literaturi uvjetne i karakteriziraju samo red veličine.

Ukupne zalihe nafte u svijetu manje su od rezervi ugljena. Ali ulje je upotrebljivije gorivo. Pogotovo u revidiranom obliku. Nakon podizanja kroz bušotinu, nafta se potrošačima šalje uglavnom naftovodima, željeznicama ili tankerima. Stoga transportna komponenta ima značajan udio u cijeni nafte.

PLINSKO GORIVO. GLAVNE KARAKTERISTIKE

Plinovito gorivo. Plinovita goriva prvenstveno uključuju prirodni plin. To je plin proizveden iz čistih plinskih polja, pripadajući plin naftna polja, kondenzat poljski plin, rudnički metan itd. Njegova glavna komponenta je metan CH 4; osim toga, plin iz različitih polja sadrži male količine dušika N 2 , viših ugljikovodika SnNm , ugljičnog dioksida CO 2 . Tijekom vađenja prirodnog plina pročišćava se od sumpornih spojeva, ali dio njih (uglavnom sumporovodik) može ostati.

Pri vađenju nafte oslobađa se takozvani povezani plin, koji sadrži manje metana od prirodnog plina, ali više ugljikovodika te stoga oslobađa više topline tijekom izgaranja.

U industriji, a posebno u svakodnevnom životu, široku je primjenu ukapljeni plin dobiven primarnom preradom nafte i pripadajućih naftnih plinova. Proizvode tehnički propan (najmanje 93% C 3 H 8 + C 3 H 6), tehnički butan (najmanje 93 % C 4 H 10 + C 4 H 8) i njihove mješavine.

Svjetske geološke rezerve plina procjenjuju se na 140-170 bilijuna m³.

Prirodni plin se nalazi u ležištima, koja su "kupole" vodonepropusnog sloja (tip gline), ispod kojeg se plin, koji se sastoji uglavnom od metana CH 4, nalazi pod pritiskom u poroznom mediju (pješčenjak). Na izlazu iz bušotine, plin se čisti od suspenzije pijeska, kapljica kondenzata i drugih inkluzija i dovodi u magistralni plinovod promjera 0,5 - 1,5 m i duljine od nekoliko tisuća kilometara. Tlak plina u plinovodu održava se na 5 MPa pomoću kompresora instaliranih svakih 100-150 m. Kompresori se okreću plinske turbine trošenje plina. Ukupna potrošnja plina za održavanje tlaka u plinovodu iznosi 10-12% od ukupne pumpane. Stoga je transport plinovitog goriva vrlo energetski intenzivan.

V U posljednje vrijeme Na nizu se mjesta sve više koristi bioplin, produkt anaerobne fermentacije (fermentacije) organskog otpada (stajskog gnoja, biljnih ostataka, smeća, kanalizacije i dr.). U Kini već radi više od milijun tvornica bioplina na raznim vrstama otpada (prema UNESCO-u, do 7 milijuna). U Japanu su izvori bioplina odlagališta prethodno sortiranog kućnog otpada. "Tvornica", kapaciteta do 10-20 m³ plina dnevno. Osigurava gorivo za malu elektranu snage 716 kW.

Anaerobna digestija otpada iz velikih stočarskih kompleksa omogućuje rješavanje izuzetno akutnog problema onečišćenja okoliša tekućim otpadom pretvaranjem u bioplin (oko 1 kubični metar dnevno po jedinici goveda) i visokokvalitetna gnojiva.

Vrlo perspektivni pogled Gorivo, koje ima tri puta veću specifičnu energetsku intenzivnost u odnosu na naftu, je vodik, znanstveni i eksperimentalni rad na pronalaženju isplativih načina industrijske transformacije koji se trenutno aktivno provodi kako kod nas tako i u inozemstvu. Rezerve vodika su neiscrpne i nisu povezane ni s jednom regijom planeta. Vodik u vezanom stanju nalazi se u molekulama vode (H 2 O). Pri sagorijevanju nastaje voda koja ne zagađuje okoliš. Vodik se prikladno skladišti, distribuira kroz cjevovode i transportira po niskoj cijeni.

Trenutno se vodik uglavnom dobiva iz prirodnog plina, au bliskoj budućnosti bit će moguće dobiti ga u procesu rasplinjavanja ugljena. Za dobivanje kemijske energije vodika također se koristi proces elektrolize. Potonja metoda ima značajnu prednost, jer dovodi do obogaćivanja kisika u okolišu. Široka upotreba vodikovog goriva može riješiti tri hitna problema:

Smanjite potrošnju organskog i nuklearnog goriva;

Zadovoljiti rastuće energetske potrebe;

Smanjite onečišćenje okoliša.

NUKLEARNO GORIVO. KLASIFIKACIJA I PRIMJENA

Nuklearno gorivo. Jedina prirodna vrsta nuklearnog goriva su teške jezgre urana i torija. Energija u obliku topline oslobađa se pod djelovanjem sporih neutrona tijekom cijepanja izotopa 235 U, koji čini 1/140 dijela u prirodnom uranu. Kao sirovine mogu se koristiti 238 U i 239 Th, koji se, zračenjem neutronima, pretvaraju u novo nuklearno gorivo - 239 Pu odnosno 239 U. Prilikom cijepanja svih jezgri sadržanih u 1 kg urana oslobađa se energija 2 10 7 kWh, što odgovara 2,5 tisuća tona visokokvalitetnog kamenog ugljena ogrjevne vrijednosti 35 MJ/kg (8373 kcal/kg).

Nuklearno gorivo je podijeljeno u dvije vrste:

Prirodni uran, koji sadrži fisijske jezgre 235 U, kao i sirovine 238 U, sposobne za stvaranje plutonija 239 Pu nakon hvatanja neutrona;

Sekundarno gorivo koje se ne pojavljuje u prirodi, uključujući 239 Pu dobiveno iz goriva prve vrste, kao i izotope 233 U koji nastaju tijekom hvatanja neutrona od strane 232 Th jezgre torija.

Po kemijski sastav, nuklearno gorivo može biti:

Metal, uključujući legure;

Oksid (na primjer, UO 2);

Karbid (npr. PuC 1-x)

nitrida

Miješano (PuO 2 + UO 2)

Primjena. Nuklearno gorivo se koristi u nuklearnih reaktora, gdje se obično nalazi u hermetički zatvorenim gorivnim elementima (TVEL) u obliku peleta veličine nekoliko centimetara.

Nuklearno gorivo podliježe visokim zahtjevima za kemijsku kompatibilnost s oblogama gorivih šipki, mora imati dovoljnu temperaturu taljenja i isparavanja, dobru toplinsku vodljivost, malo povećanje volumena tijekom neutronskog zračenja i proizvodnost.

Metalni uran se relativno rijetko koristi kao nuklearno gorivo. Njegova maksimalna temperatura ograničena je na 660 °C. Na toj temperaturi dolazi do faznog prijelaza u kojem se mijenja kristalna struktura urana. Fazni prijelaz je popraćen povećanjem volumena urana, što može dovesti do uništenja omotača gorivnog elementa. Uz produljeno zračenje u temperaturnom rasponu od 200-500°C, uran je podložan rastu zračenja. Ovaj fenomen je da je ozračena uranova šipka izdužena. Eksperimentalno je uočeno povećanje duljine uranovog štapa za jedan i pol puta.

Korištenje metalnog urana, osobito na temperaturama iznad 500 °C, otežano je zbog njegovog bubrenja. Nakon nuklearne fisije nastaju dva fisijska fragmenta čiji je ukupni volumen veći od volumena atoma urana (plutonija). Dio atoma – fisijskih fragmenata su atomi plina (kripton, ksenon itd.). Atomi plina nakupljaju se u porama urana i stvaraju unutarnji tlak koji raste s porastom temperature. Zbog promjene volumena atoma u procesu fisije i povećanja unutarnjeg tlaka plinova, uran i druga nuklearna goriva počinju bubriti. Bubrenje se shvaća kao relativna promjena volumena nuklearnog goriva povezana s nuklearnom fisijom.

Bubrenje ovisi o izgaranju i temperaturi gorivih šipki. Broj fisijskih fragmenata raste s izgaranjem, a unutarnji tlak plina raste s izgaranjem i temperaturom. Bubrenje nuklearnog goriva može dovesti do uništenja omotača gorivnog elementa. Nuklearno gorivo je manje sklono bubrenju ako ima visoku razinu mehanička svojstva. Metalni uran jednostavno se ne odnosi na takve materijale. Stoga korištenje metalnog urana kao nuklearnog goriva ograničava izgaranje, što je jedna od glavnih procjena ekonomije nuklearne energije.

Otpornost na zračenje i mehanička svojstva goriva poboljšavaju se nakon legiranja urana, tijekom kojeg se uranu dodaju male količine molibdena, aluminija i drugih metala. Doping aditivi smanjuju broj fisijskih neutrona po hvatanju neutrona nuklearnim gorivom. Stoga se dodaci legure uranu obično biraju od materijala koji slabo apsorbiraju neutrone.

Dobra nuklearna goriva uključuju neke vatrostalne spojeve urana: okside, karbide i intermetalne spojeve. Najviše korištena keramika - uran dioksid UO 2 . Njegova točka taljenja je 2800 ° C, gustoća - 10,2 t / m 3. Uranov dioksid nema faznih prijelaza i manje je sklon bubrenju od uranovih legura. To vam omogućuje povećanje izgaranja do nekoliko posto. Uranov dioksid ne stupa u interakciju s cirkonijem, niobijem, nehrđajućim čelikom i drugim materijalima na visokim temperaturama. Glavni nedostatak keramike je niska toplinska vodljivost - 4,5 kJ/(m·K), što ograničava specifičnu snagu reaktora u smislu temperature taljenja. Dakle, maksimalna gustoća toplinskog toka u VVER reaktorima koji rade na uran-dioksidu ne prelazi 1,4 10 3 kW/m 2 , dok maksimalna temperatura u gorivim šipkama doseže 2200 °C. Osim toga, vruća keramika je vrlo krhka i može popucati.

Plutonij je metal niskog taljenja. Talište mu je 640 °C. Plutonij ima loša plastična svojstva, pa ga je gotovo nemoguće strojno obrađivati. Tehnologija proizvodnje gorivih šipki dodatno je komplicirana toksičnošću plutonija. Za pripremu nuklearnog goriva obično se koristi plutonijev dioksid, mješavina plutonijevih karbida s uranovim karbidima, te legure plutonija s metalima.

Disperzijska goriva imaju visoku toplinsku vodljivost i mehanička svojstva, pri čemu su male čestice UO 2 , UC, PuO 2 i drugih spojeva urana i plutonija heterogeno smještene u metalnu matricu od aluminija, molibdena, nehrđajućeg čelika itd. Materijal matrice određuje otpornost na zračenje i toplinska vodljivost disperzijskog goriva.gorivo. Primjerice, disperzijsko gorivo Prve NPP sastojalo se od čestica legure urana s 9% molibdena ispunjenih magnezijem.

UVJETNO GORIVO

Konvencionalno gorivo. Različite vrste energetskih resursa imaju različitu kvalitetu, koju karakterizira energetski intenzitet goriva. Specifični energetski intenzitet je količina energije po jedinici mase fizičkog tijela nekog energetskog resursa.

Za usporedbu različitih vrsta goriva, ukupno računovodstvo njegove rezerve, procjenjujući učinkovitost korištenja energetskih resursa, uspoređujući pokazatelje uređaja koji koriste toplinu, usvaja se mjerna jedinica - konvencionalno gorivo. Uvjetno gorivo je takvo gorivo, pri izgaranju 1 kg od čega se oslobađa 29309 kJ, odnosno 700 kcal energije. Za komparativna analiza Koristi se 1 tona referentnog goriva.

1 t.t = 29309 kJ = 7000 kcal = 8120 kWh.

Ova brojka odgovara dobrom ugljenu s malo pepela, koji se ponekad naziva i ekvivalent ugljena.

U inozemstvu se za analizu koristi referentno gorivo ogrjevne vrijednosti 41.900 kJ/kg (10.000 kcal/kg). Taj se broj naziva ekvivalentom nafte. U donjoj tablici prikazane su vrijednosti specifičnog energetskog intenziteta za određeni broj energenata u usporedbi s konvencionalnim gorivom.

ZAKLJUČAK

Dakle, na temelju navedenog materijala mogu se izvući sljedeći zaključci:

Gorivo je zapaljiva tvar koja se koristi za proizvodnju topline.

Po podrijetlu gorivo je prirodno i umjetno.

Prema agregatnom stanju razlikuju se kruta, tekuća i plinovita goriva.

Prema namjeni, gorivo može biti energetsko, tehnološko i kućansko.

Kao samostalna vrsta, nuklearno gorivo je također izolirano.

Za usporedbu razne vrste goriva prema njihovoj ogrjevnoj vrijednosti, koristi se mjerna jedinica "uvjetno gorivo".

Konvencionalno gorivo - konvencionalno prihvaćeno gorivo s kalorijskom vrijednošću od 7000 kcal / kg (za tekuće i kruto gorivo) i 7000 kcal / Nm 3 (za plin različiti tipovi gorivo).

POPIS KORIŠTENIH IZVORA

Zaštita na radu i osnove uštede energije: Proc. priručnik /

EM. Krachenya, R.N. Kozel, I.P. Svirid. - 2. izd. - Minsk: TetraSystems, 2005. - 156-161,166-167 str.

Wikipedia je slobodna enciklopedija [ Elektronički resurs] / Nuklearno gorivo. Način pristupa: http://ru.wikipedia.org/ Datum pristupa: 04.10.2009.

3. Odjel za energetsku učinkovitost Državni odbor o standardizaciji Republike Bjelorusije [Elektronski izvor] / Propisi. Smjernice za izradu studija izvedivosti mjera uštede energije. Način pristupa: http://energoeffekt.gov.by/doc/metodika_1.asp. Datum pristupa: 03.10.2009

DODATAK A

Tablica 1: Specifični energetski intenzitet energetskih resursa

Vrste goriva

specifična potrošnja energije,

Uvjetno gorivo

Gorivo – solarna energija).Mogu postojati i drugi klasifikacija. Na primjer, iscrpljeni resursi - vrste prirodno...

koncept, vrste i klasifikacija troškovi distribucije na primjeru okružnog sindikata potrošača

Sažetak >> Financije

Koji se sastoji od 3 sekcije. koncept, vrste i klasifikacija troškovi distribucije Troškovi distribucije su ... 100% I. Materijalni troškovi - 34,53% gorivo- 0,6% energije - 2,4% skladištenje, prerada, sortiranje, pakovanje...

Klasifikacija građevinski materijali (2)

Cheat sheet >> Konstrukcija

Pouzdan u radu, dopušta korištenje lokalnog vrste gorivo i zahtijevaju manje njegove potrošnje, Nakon ... i drva; polimerizacijski i polikondenzacijski polimeri. U singlu klasifikacija izgradnja konglomerata organska veziva...

Klasifikacija bilance organizacije i postupak njihovog sastavljanja i primjene u gospodarstvu

Sažetak >> Računovodstvo i revizija

Bilanca organizacije 1.2 Klasifikacija bilance 2. Organizacijsko- ... također studij vrste i klasifikacija bilance. Predmet ... osnovni i pomoćni materijali, gorivo, otkupljeni poluproizvodi i komponente ...

Gorivo- to je zapaljiva tvar koja pri izgaranju oslobađa značajnu količinu topline koja se izravno koristi u tehnološkim procesima i za grijanje ili se pretvara u druge vrste energije.

Prema agregatnom stanju goriva organskog porijekla dijele se na kruta, tekuća i plinovita (plinovita).

Po podrijetlu organska goriva se dijele na prirodna (prirodna) i umjetna, dobivena raznim metodama.

Tablica 1.1

Klasifikacija fosilnih goriva

Ovisno o prirodi uporabe, fosilna goriva mogu se podijeliti na energetska (za proizvodnju topline i električne energije) i industrijska (za visokotemperaturne toplinsko-tehnološke instalacije i sustave). Energetska i industrijska goriva također su definirana pojmom "gorivo za kotlove i peći".

Elementarni sastav i tehničke karakteristike organskog goriva

Sastav fosilnih goriva uključuje različite spojeve gorivih i negorivih elemenata. Čvrsta i tekuća goriva sadrže zapaljive tvari kao što su ugljik C, vodik H, hlapljivi sumpor S l, te nezapaljive tvari - kisik O, dušik N, pepeo A, vlaga W. Hlapljivi sumpor se sastoji od organskih spojeva S op i pirita S k: S l \u003d S op + S k. Organsko gorivo karakteriziraju:

Radna masa;

Suhe mase ;

zapaljiva masa;

organska masa.

Sumpor organske mase ne sadrži pirite. Možete preračunati sastav goriva iz jedne mase u drugu koristeći odgovarajuće koeficijente (tablica 1.2)

Tablica 1.2

Preračunavanje sastava goriva iz jedne mase u drugu

Ciljana masa	Željena masa
Ciljana masa	organski
Organski

Plinovita goriva se obično reduciraju na suhu masu u volumnim udjelima:

Najvažnije tehničke karakteristike goriva su toplina izgaranja, izlaz topline, sadržaj pepela i vlage, sadržaj štetnih nečistoća koje smanjuju vrijednost goriva, prinos hlapljivih tvari, svojstva koksa (nehlapljivi ostatak ).

Toplina izgaranja(kalorična vrijednost) goriva - količina topline koja se oslobađa tijekom potpunog izgaranja jedinice mase (kJ / kg) ili volumena (kJ / m 3) goriva. Toplina izgaranja je karakteristika koja određuje potrošnju goriva za rad opreme koja koristi gorivo. Postoje veće i niže kalorijske vrijednosti goriva. Prilikom projektiranja kotlova i tehnoloških jedinica koje ne koriste latentnu toplinu kondenzacije vodene pare sadržanu u produktima izgaranja goriva, proračuni se tradicionalno provode prema neto kalorijska vrijednostsposobnosti gorivo.

U slučajevima kada se u jedinicama koristi latentna toplina kondenzacije vodene pare, izračuni uključuju bruto kalorijska vrijednost gorivo.

Niža ogrjevna vrijednost goriva može se odrediti poznavanjem veće kalorijske vrijednosti

Toplina izgaranja goriva određuje se eksperimentalno u kalorimetrijskoj bombi ili u plinskom kalorimetru. Princip rada kalorimetara temelji se na činjenici da oni sagorijevaju točno izmjerenu masu ili volumen goriva čija se oslobođena toplina prenosi na vodu, čija je početna temperatura i masa poznata. Poznavajući masu vode i mjerenje povećanja njene temperature, odredite količinu oslobođene topline i ogrjevnu vrijednost goriva. Uz poznati sastav goriva, toplina izgaranja može se izračunati analitički. Radna niža kalorijska vrijednost krutih i tekućih goriva može se približno odrediti formulom D.I. Mendeljejev, kJ/kg

gdje

- toplina izgaranja svakog plina koji je dio goriva, MJ / m 3; C m H n,H 2 S,CO,H 2 - sadržaj pojedinih plinova u gorivu, % vol.

Toplina izgaranja pojedinih plinova koji čine plinovito gorivo data je u tablici. 1.3.

Toplina izgaranja raznih vrsta goriva varira u vrlo širokom rasponu. Za usporedbu različitih vrsta goriva u određivanju stopa potrošnje, rezervi, ekonomičnosti goriva, uveden je koncept konvencionalnog goriva. Konvencionalno gorivo naziva se gorivo, čija je donja kalorijska vrijednost jednaka P c.t = 29310 kJ/kg (7000 kcal/kg).

Za preračunavanje potrošnje bilo koje vrste prirodnog goriva u konvencionalno gorivo i obrnuto, koristi se toplinski ekvivalent, koji je omjer donje kalorijske vrijednosti radne mase prirodnog goriva i ogrjevne vrijednosti konvencionalnog goriva.

VRSTE GORIVA. KLASIFIKACIJA GORIVA

Prema definiciji D. I. Mendelejeva, "gorivo je zapaljiva tvar koja se namjerno sagorijeva da bi se proizvela toplina."

Trenutno pojam "gorivo" obuhvaća sve materijale koji služe kao izvor energije (na primjer, nuklearno gorivo).

Gorivo prema porijeklu dijeli se na:

Prirodna goriva (ugljen, treset, nafta, uljni škriljac, drvo itd.)

Umjetno gorivo (motorno gorivo, generatorski plin, koks, briketi itd.).

Čvrsto gorivo - drvna i biljna masa, treset, škriljac, mrki ugljen, ugljen.

Tekuće gorivo - proizvodi prerade nafte (loživo ulje).

Plinovito gorivo - prirodni plin; plin koji nastaje tijekom prerade nafte, kao i bioplin.

Nuklearno gorivo - fisijske (radioaktivne) tvari (uran, plutonij).

KRUTO GORIVO. GLAVNE KARAKTERISTIKE

kruto gorivo . Fosilna kruta goriva (osim škriljevca) su produkt razgradnje organske tvari biljaka. Najmlađi od njih - treset - je gusta masa , nastala od raspadnutih ostataka močvarnog bilja. Sljedeći po "starosti" su smeđi ugljen - zemljana ili crna homogena masa, koja se tijekom dugotrajnog skladištenja na zraku djelomično oksidira ("istroši") i mrvi u prah. Zatim dolaze ugljeni, koji u pravilu imaju povećanu čvrstoću i manju poroznost. Organska masa najstarijeg od njih - antracita - pretrpjela je najveće promjene i sastoji se od 93% ugljika. Antracit ima visoku tvrdoću.

Obnovljivo kruto gorivo je drvo. Njegov je udio u energetskoj bilanci svijeta danas iznimno mali, ali se u nekim regijama drvo (a češće i njegov otpad) koristi i kao gorivo.

Briketi se mogu koristiti i kao kruto gorivo - mehanička mješavina sitnih ugljena i treseta s vezivom (bitumen i sl.), komprimirana pod tlakom do 100 MPa u posebnim prešama.

TEKUĆE GORIVO. GLAVNE KARAKTERISTIKE

Lož ulje dobiveno iz nafte s brojnih polja može sadržavati dosta sumpora (do 4,3%), što uvelike otežava zaštitu opreme i okoliša tijekom njegovog izgaranja.

U kotlovima kotlovnica i elektrana obično se sagorijeva loživo ulje, u kućnim instalacijama grijanja - loživo ulje za kućanstvo (mješavina srednjih frakcija).

PLINSKO GORIVO. GLAVNE KARAKTERISTIKE

Plinovito gorivo. Plinovita goriva prvenstveno uključuju prirodni plin. To su plin proizveden iz čistih plinskih polja, prateći plin iz naftnih polja, plin iz kondenzatnih polja, metan iz rudnika ugljena itd. Njegova glavna komponenta je metan CH 4; osim toga, plin iz različitih polja sadrži male količine dušika N 2 , viših ugljikovodika SnNm , ugljičnog dioksida CO 2 . Tijekom vađenja prirodnog plina pročišćava se od sumpornih spojeva, ali dio njih (uglavnom sumporovodik) može ostati.

Pri vađenju nafte oslobađa se takozvani povezani plin, koji sadrži manje metana od prirodnog plina, ali više ugljikovodika te stoga oslobađa više topline tijekom izgaranja.

Svjetske geološke rezerve plina procjenjuju se na 140-170 bilijuna m³.

Prirodni plin se nalazi u ležištima, koja su "kupole" vodonepropusnog sloja (tip gline), ispod kojeg se plin, koji se sastoji uglavnom od metana CH 4, nalazi pod pritiskom u poroznom mediju (pješčenjak). Na izlazu iz bušotine plin se čisti od pješčane suspenzije, kapljica kondenzata i drugih inkluzija i dovodi u glavni plinovod promjera 0,5 - 1,5 m i duljine nekoliko tisuća kilometara. Tlak plina u plinovodu održava se na 5 MPa pomoću kompresora postavljenih svakih 100-150 m. Kompresore rotiraju plinske turbine koje troše plin. Ukupna potrošnja plina za održavanje tlaka u plinovodu iznosi 10-12% od ukupne pumpane. Stoga je transport plinovitog goriva vrlo energetski intenzivan.

U posljednje vrijeme na brojnim mjestima sve se više koristi bioplin, proizvod anaerobne fermentacije (fermentacije) organskog otpada (stajskog gnoja, biljnih ostataka, smeća, kanalizacije i dr.). U Kini već radi više od milijun tvornica bioplina na raznim vrstama otpada (prema UNESCO-u, do 7 milijuna). U Japanu su izvori bioplina odlagališta prethodno sortiranog kućnog otpada. "Tvornica", kapaciteta do 10-20 m³ plina dnevno. Osigurava gorivo za malu elektranu snage 716 kW.

Vrlo perspektivna vrsta goriva, koja ima tri puta veću specifičnu energetsku intenzivnost u odnosu na naftu, je vodik, znanstveni i eksperimentalni rad na iznalaženju ekonomičnih načina industrijske transformacije koji se trenutno aktivno provode kako kod nas tako i u inozemstvu. Rezerve vodika su neiscrpne i nisu povezane ni s jednom regijom planeta. Vodik u vezanom stanju nalazi se u molekulama vode (H 2 O). Pri sagorijevanju nastaje voda koja ne zagađuje okoliš. Vodik se prikladno skladišti, distribuira kroz cjevovode i transportira po niskoj cijeni.

Smanjite potrošnju organskog i nuklearnog goriva;

Zadovoljiti rastuće energetske potrebe;

Smanjite onečišćenje okoliša.

NUKLEARNO GORIVO. KLASIFIKACIJA I PRIMJENA

Nuklearno gorivo. Jedina prirodna vrsta nuklearnog goriva su teške jezgre urana i torija. Energija u obliku topline oslobađa se pod djelovanjem sporih neutrona tijekom cijepanja izotopa 235 U, koji čini 1/140 dijela u prirodnom uranu. Kao sirovine mogu se koristiti 238 U i 239 Th koji se, kada se ozrače neutronima, pretvaraju u novo nuklearno gorivo - 239 Pu odnosno 239 U. Prilikom cijepanja svih jezgri sadržanih u 1 kg urana oslobađa se energija 2 10 7 kWh, što je ekvivalentno 2,5 tisuća tona visoke kvalitete ugljen s kalorijskom vrijednošću od 35 MJ/kg (8373 kcal/kg).

Nuklearno gorivo je podijeljeno u dvije vrste:

Prirodni uran, koji sadrži fisijske jezgre 235 U, kao i sirovine 238 U, sposobne za stvaranje plutonija 239 Pu nakon hvatanja neutrona;
Sekundarno gorivo koje se ne pojavljuje u prirodi, uključujući 239 Pu dobiveno iz goriva prve vrste, kao i izotope 233 U koji nastaju tijekom hvatanja neutrona od strane 232 Th jezgre torija.

Prema kemijskom sastavu nuklearno gorivo može biti:

Metal, uključujući legure;
Oksid (na primjer, UO 2);
Karbid (npr. PuC 1-x)
nitrida
Miješano (PuO 2 + UO 2)

Primjena. Nuklearno gorivo koristi se u nuklearnim reaktorima, gdje se obično pohranjuje u hermetički zatvorenim gorivnim elementima (FEL) u obliku peleta veličine nekoliko centimetara.

Bubrenje ovisi o izgaranju i temperaturi gorivih šipki. Broj fisijskih fragmenata raste s izgaranjem, a unutarnji tlak plina raste s izgaranjem i temperaturom. Bubrenje nuklearnog goriva može dovesti do uništenja omotača gorivnog elementa. Nuklearno gorivo je manje sklono bubrenju ako ima visoka mehanička svojstva. Metalni uran jednostavno se ne odnosi na takve materijale. Stoga korištenje metalnog urana kao nuklearnog goriva ograničava izgaranje, što je jedna od glavnih procjena ekonomije nuklearne energije.

Dobra nuklearna goriva uključuju neke vatrostalne spojeve urana: okside, karbide i intermetalne spojeve. Najviše korištena keramika - uran dioksid UO 2 . Njegova točka taljenja je 2800 ° C, gustoća - 10,2 t / m 3. Uranov dioksid nema faznih prijelaza i manje je sklon bubrenju od uranovih legura. To vam omogućuje povećanje izgaranja do nekoliko posto. Uranov dioksid ne stupa u interakciju s cirkonijem, niobijem, nehrđajućim čelikom i drugim materijalima kada visoke temperature. Glavni nedostatak keramike je niska toplinska vodljivost - 4,5 kJ/(m·K), što ograničava specifičnu snagu reaktora u smislu temperature taljenja. Dakle, maksimalna gustoća toplinskog toka u VVER reaktorima koji rade na uran-dioksidu ne prelazi 1,4 10 3 kW/m 2 , dok maksimalna temperatura u gorivim šipkama doseže 2200 °C. Osim toga, vruća keramika je vrlo krhka i može popucati.

Disperzijska goriva imaju visoku toplinsku vodljivost i mehanička svojstva, u kojima su male čestice UO 2 , UC, PuO 2 i drugih spojeva urana i plutonija heterogeno smještene u metalnu matricu od aluminija, molibdena, od nehrđajućeg čelika i dr. Materijal matrice određuje otpornost na zračenje i toplinsku vodljivost disperzijskog goriva. Primjerice, disperzijsko gorivo Prve NPP sastojalo se od čestica legure urana s 9% molibdena ispunjenih magnezijem.

UVJETNO GORIVO

Konvencionalno gorivo. Različite vrste energetskih resursa imaju različite kvalitete, koji je karakteriziran energetskim intenzitetom goriva. Specifični energetski intenzitet je količina energije po jedinici mase fizičkog tijela nekog energetskog resursa.

Za usporedbu različitih vrsta goriva, za sažimanje njegovih rezervi, za procjenu učinkovitosti korištenja energetskih resursa, za usporedbu pokazatelja uređaja koji koriste toplinu, mjerna jedinica je konvencionalno gorivo. Uvjetno gorivo je takvo gorivo, pri izgaranju 1 kg od čega se oslobađa 29309 kJ, odnosno 700 kcal energije. Za usporednu analizu koristi se 1 tona standardnog goriva.

1 t.t = 29309 kJ = 7000 kcal = 8120 kWh.

Ova brojka odgovara dobrom ugljenu s malo pepela, koji se ponekad naziva i ekvivalent ugljena.

ZAKLJUČAK

Dakle, na temelju navedenog materijala mogu se izvući sljedeći zaključci:

Gorivo je zapaljiva tvar koja se koristi za proizvodnju topline.

Po podrijetlu gorivo je prirodno i umjetno.

Prema agregatnom stanju razlikuju se kruta, tekuća i plinovita goriva.

Prema namjeni, gorivo može biti energetsko, tehnološko i kućansko.

Kao samostalna vrsta, nuklearno gorivo je također izolirano.

Za usporedbu različitih vrsta goriva u smislu njihove ogrjevne vrijednosti koristi se mjerna jedinica "referentno gorivo".

Konvencionalno gorivo je konvencionalno prihvaćeno gorivo s kalorijskom vrijednošću od 7000 kcal/kg (za tekuća i kruta goriva) i 7000 kcal/Nm 3 (za plinovita goriva).

POPIS KORIŠTENIH IZVORA

1. Zaštita na radu i osnove uštede energije: Zbornik radova. priručnik /

EM. Krachenya, R.N. Kozel, I.P. Svirid. - 2. izd. - Minsk: TetraSystems, 2005. - 156-161,166-167 str.

2. Wikipedia - slobodna enciklopedija [Elektronički izvor] / Nuklearno gorivo. Način pristupa: http://ru.wikipedia.org/ Datum pristupa: 04.10.2009.

3. Odjel za energetsku učinkovitost Državnog odbora za standardizaciju Republike Bjelorusije [Elektronski izvor] / Regulatorni dokumenti. Smjernice o izradi studija izvedivosti mjera uštede energije. Način pristupa: http://energoeffekt.gov.by/doc/metodika_1.asp. Datum pristupa: 03.10.2009

DODATAK A

Tablica 1: Specifični energetski intenzitet energetskih resursa

Agregat stanje	Porijeklo goriva
Agregat stanje	Prirodno	Umjetno
		benzin, kerozin, dizel gorivo, loživo ulje, alkohol, benzol, smole (ugljen, treset, škriljac)
plinoviti	prirodni i naftno polje	Generator, voda, svjetlo, koks, polukoks, visoka peć, rafinerijski plinovi
	fosilni ugljen, uljni škriljevac, treset,	Koks i polukoks od ugljena, briketirano i praškasto gorivo, drveni ugljen

Gorivo se sastoji od zapaljivih i nezapaljivih dijelova. Zapaljivi dio goriva je kombinacija raznih organskih spojeva, koji uključuju ugljik, vodik, kisik, dušik i sumpor. Negorivi dio (balast) sastoji se od mineralnih nečistoća, uključujući pepeo i vlagu.

Ugljik C je glavni zapaljivi dio goriva. S povećanjem njegovog sadržaja povećava se toplinska vrijednost goriva. Za razna goriva udio ugljika kreće se od 50 do 97%.

Vodik H je druga najvažnija zapaljiva komponenta goriva. Sadržaj vodika u gorivu doseže 25%. Međutim, kada se vodik sagorijeva, oslobađa se četiri puta više topline nego kada se izgara ugljik.

Kisik O, koji je dio goriva, ne gori i ne oslobađa toplinu, stoga je unutarnji balast goriva. Njegov sadržaj, ovisno o vrsti goriva, kreće se od 0,5 do 43%.

Dušik N ne gori i predstavlja unutarnji balast goriva. Njegov sadržaj u tekućim i čvrstim gorivima nije visok i iznosi 0,5 - 1,5%.

Sumpor S, pri čijem izgaranju se oslobađa određena količina topline, vrlo je nepoželjna komponenta goriva, budući da produkti izgaranja - sumporni SO 2 i sumporni SO 3 anhidridi uzrokuju jaku plinovitu ili tekuću koroziju metalnih površina. Sadržaj sumpora u krutim gorivima je do 8%, a u ulju od 0,1 do 4%.

Pepeo A je negoriva čvrsta komponenta, čija se količina određuje nakon potpunog izgaranja goriva. To je nepoželjna, pa čak i štetna nečistoća, budući da se u njenoj prisutnosti povećava abrazivno trošenje, rad različitih jedinica postaje složeniji. Gorivo s visokim udjelom pepela ima nisku toplinu izgaranja i paljenja.

Vlaga W je vrlo nepoželjna primjesa goriva, jer, uzimajući dio topline za isparavanje, smanjuje toplinu i temperaturu izgaranja goriva, otežava rad postrojenja (osobito zimi) i doprinosi koroziji.

Mineralne nečistoće (pepeo i vlaga) obično se dijele na vanjske i unutarnje. Prvi ulaze u gorivo iz okoliša tijekom vađenja, transporta ili skladištenja, dok su drugi uključeni u njegov kemijski sastav.

Gorivo koje dolazi do potrošača u svom prirodnom stanju, a sadrži, osim gorivog dijela, pepeo i vlagu, naziva se radno. Da bi se odredila suha težina goriva, suši se na temperaturi od 105°C kako bi se uklonila vlaga.

Sastav plinovitih goriva je vrlo raznolik: njegov zapaljivi dio uključuje vodik H, ugljični monoksid CO, metan CH 4 i druge plinovite ugljikovodike (CnHm) s brojem atoma ugljikovodika do 4 uključujući.