Топливо и его сжигание при обжиге кирпича и черепицы

24.05.2018
Самое употребительное топливо для обжига кирпича и черепицы — твердое (каменный уголь, антрацит, бурый уголь, торф, дрова, кокс, коксик и т. п.).

В последнее время с успехом, в особенности в гофманских печах, используются топливные отходы: уносы топлива паровозов и котлов теплоэлектроцентралей, котельные и паровозные шлаки.

Всякое твердое топливо состоит из горючей части (ее называют органической частью) и негорючей (балласт топлива).

Горючая часть имеет в своем составе углерод, водород, кислород и немного азота. Углерод в чистом виде встречается в виде сажи, древесного угля. После горения углерода получается углекислый газ. Водород — газообразное вещество, входящее в воду как ее химическая составная часть. Находясь в соединении с другими элементами, кроме кислорода, или в виде отдельного элемента, может гореть, как углерод. После горения получается вода. Сгорая, выделяет тепла больше, чем углерод (на единицу веса). Азот не вступает в соединение с кислородом.

Балласт состоит из воды и золы, которые не способны гореть и выделять тепло.

Качество топлива определяется количеством находящейся в нем горючей части и балласта. Чем больше горючей части в процентах по весу, а балласта меньше — тем топливо лучше. В антраците очень много горючей части (90—92%) и немного балласта (8—10%). Это очень ценное топливо. Торф, например, может иметь 10% золы и 25% воды, т. е. 35% балласта. Значит, горючей части всего 65%. Однако торф для нас тем выгоден и удобен, что это топливо местное.

Горение начинается воспламенением топлива. Это момент, когда происходит соединение его составных частей с кислородом воздуха. Воспламенение получается только тогда, когда топливо нагрелось. После воспламенения температура очень быстро подымается, так как при горении выделяется много тепла.

Топливо, имеющее сравнительно большое количество водорода, кислорода и азота, воспламеняется даже при небольшом нагревании — 200—400°. При нагревании без доступа воздуха такое топливо уже при низких температурах выделяет газы, называемые летучими веществами. При высокой температуре эти газы, смешиваясь с воздухом, вспыхивают и горят. Топливо от выделяемого таким образом тепла нагревается еще больше, количество газов увеличивается. Так длится процесс до тех пор, пока не выделятся все летучие вещества. От топлива остается масса, называемая коксом (углерод и зола). Если кокс получается ввиде твердой губчатой массы, уголь называют спекающимся, если ввиде порошка — неспекающимся.

Топливо, выделяющее много газов, которые затем горят и дают длинный язык пламени, называется длиннопламенным.

Всякое топливо с большим количеством летучих считается и длиннопламенным.

К длиннопламенным топливам относят дрова, торф, газовые и длиннопламенные каменные угли, бурый уголь.

Антрацит выделяет летучих веществ очень мало — это короткопламенное топливо.

Длиннопламенное топливо имеет сравнительно низкую температуру воспламенения; короткопламенное наоборот. Приводим температуру воспламенения наиболее употребительных видов топлива:

Чтобы обеспечить хорошее горение топлива, необходимо к нему подвести достаточное количество воздуха. Недостаток воздуха при горении вызывает образование газов, в которых углерод не вполне соединился с кислородом; не выделится все то тепло, которое может дать топливо; эти газы улетят вместе с дымом в трубу, создавая большие потери тепла.

Такое горение называется неполным горением. Если подвести кислорода к топливу столько, сколько нужно, произойдет полное горение и топливо используется полностью.

Очень часто бывает, что к топливу подводится избыток наружного воздуха, который, приходя в печь холодным, нагревается и с дымовыми газами уходит в трубу, унося с собой некоторое количество тепла. Потеря тепла будет тем большей, чем больше лишнего воздуха попало в печь. Происходит горение с избытком воздуха. Ясно, что избыток воздуха должен быть минимальным.

Если в топливе имеется вода, то она при горении переходит в пар, который вместе с дымовыми газами уносится в окружающую атмосферу. Переход воды из жидкого состояния в пар требует очень много тепла. Поэтому топливо с большим количеством воды — малоценно. Полезного тепла из него получается немного. Большая часть его уйдет на испарение влаги.

Количество тепла, которое выделяется при сгорании 1 кг топлива, называется его теплотворной способностью. Единицей тепла принято называть то его количество, которое нужно затратить для нагревания 1 кг воды на 1°С. Эта единица называется большой калорией, в отличие от малой калории, которая равна количеству тёпла, потребного для нагревания 1 г воды на 1°С.

Теплотворная способность топлива выражается в больших калориях. В дальнейшем мы будем говорить просто о калориях, подразумевая под этим большие калории.

Топливо с большим количеством балласта не может иметь высокой теплотворной способности. Особенно вредна вода, которая резко снижает теплотворную способность. Поэтому топливо стараются употреблять, по возможности, сухим.

Различные виды топлива имеют разную теплотворную способность:

Отсюда видно, что теплотворная способность колеблется в очень широких пределах. Здесь указаны средние цифры. Следовательно, для получения одного и того же количества тепла, — 6000 калорий необходимо сжечь 1 кг антрацита или 2 кг кускового торфа.

Выходит, что количество тепла, выделяющееся при горении 1 кг антрацита, равно количеству тепла, выделяющегося при горении 2 кг торфа.

Таким образом учет топлива только по весу недостаточен. Поэтому ввели новое понятие — условное топливо. Этого топлива не существует, но условились считать что 1 кг его дает точно 7000 калорий. Все виды топлива можно по теплотворной способности пересчитать на условное.

Если торф имеет теплотворную способность 3500 калорий, это значит, что один килограмм его равен 3500/7000 = 0,5 кг условного топлива, т. е. вместо расхода 1 кг условного топлива необходимо затратить 2 кг торфа данной теплотворной способности. Мы, не всегда зная заранее, какое топливо будем применять на наших печах, планируем расход его в килограммах условного топлива.

Зная теплотворную способность поступившего на завод топлива, легко определить его расход, как в приведенном выше примере.

Завод, получая топливо, должен получить и накладную, в которой указаны вес и марка топлива. При получении топливо взвешивается или складывается в штабеля. Обмерив длину, ширину и высоту штабеля, определяем количество топлива. Об этом составляется акт и топливо приходуется. Полезно, отобрав среднюю пробу в лаборатории, определить качественные показатели топлива: влажность, зольность, количество летучих.

Топливо должно храниться под обыкновенным навесом, защищающим его от дождя и снега. Площадку необходимо плотно утрамбовать, а если возможно, то и забетонировать. Нельзя устраивать склад в низких местах, где может скопляться грунтовая вода или влага от дождя и снега. Площадка должна быть отгорожена и очищена от мусора. Вокруг всего склада устраивают канавы для стока воды.

Разные сорта топлива сохраняются в отдельных складах или на отдельных площадках. Уголь нельзя хранить под открытым небом, так как он, будучи незащищенным, теряет свою калорийность. Штабель каменного угля и антрацита укладывается не выше 1,5—2 м. В высоких штабелях уголь может самовозгораться, поэтому рекомендуется систематически измерять температуру и если она выше 50°, то уголь нужно перемешать лопатами (перелопатить).

Угольную мелочь (антрацитовый штыб, газовый отсев) складывают в штабеля высотой до 1 м, длиной в 25 м, шириной в 8 м. Объем штабеля определяется простым перемножением чисел трех его измерений. Средний вес 1 м3 угля (любого сорта) равен 0,9 т. Помножив эту цифру на объем штабеля в кубометрах легко подсчитать количество всего топлива в тоннах.

Навес особенно необходим для торфа, который впитывает воду, как губка. Большие количества кускового торфа лучше всего складывать штабелями длиной до 25 м, шириной 8 м и высотой 3 м. Вес такого штабеля около 200 т. Запас торфа, как и всякого топлива, необходимо иметь на 2—3 месяца.

Наличие торфа на топливном складе определяют по объему штабеля. Сперва подсчитывают объем нижней его части, имеющей форму параллелепипеда, а потом верхней, которая выкладывается в форме усеченной пирамиды. Сложив объемы обеих частей, получим общий объем всего штабеля. Вес 1 м3 торфа принимают в 450 кг. Помножив 450 кг на объем штабеля, получим весовое количество всего торфа. Вес 1м3 может отклоняться от указанной цифры до 25%. Поэтому лучше произвести пробное взвешивание данного торфа в натуре.

Употреблять торф с влажностью более 30% нецелесообразно. Обычно его подсушивают на свободных площадках печи, но держать здесь торф в большом количестве не рекомендуется, так как от нагревания он дымит и затрудняет работу засыпщиков. На печи лучше всего сохранять топливо в деревянных корытах, обитых снаружи листовым железом. Учет расхода топлива на печи производится взвешиванием.

На многих кирпично-черепичных заводах расход топлива учитывают по количеству тачек или вагонеток, завезенных на печь. Однако этот способ не точен и поэтому рекомендуется учет топлива вести по весу.

Хранение топлива должно быть организовано так, чтобы оно не расхищалось. Точный учет поступления и расход топлива дает возможность контролировать работу печи и обжигальщиков, а также поощрять лучших работников за экономный расход топлива. Только хорошо поставленный учет позволяет определить долю расходов на топливо в себестоимости кирпича или черепицы.

Склад топлива устраивают неподалеку от печи и сушил, но вместе с тем расположение его не должно мешать транспорту сырца и изделий. Если топливо находится вблизи мест потребления, то значительно сокращается расход средств и рабочей силы на его подвозку.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: