الوقود: الكتلة الحيوية - الحبيبات (الكريات)

الوقود من الكريات الصديقة للبيئة هو مصدر للطاقة المتجددة. يمكن استخدام بعض أنواع نفايات صناعة الأخشاب (نشارة الخشب ، ودقيق الخشب ، وما إلى ذلك) لإنتاج هذا الوقود البديل الصديق للبيئة المسمى "كريات الخشب". يتم إنتاج الحبيبات على خطوط إنتاج متخصصة باستخدام مجفف وضغط عالي.

بسبب الخصائص الفيزيائيةالمكونات الخشبية ليست هناك حاجة لإضافة أي نوع من المواد المضافة الموثق. تُستخدم الكريات في الغلايات والمدافئ للغرف الفردية وللغرف تدفئة مركزية. حبيبات الخشب الجيدة لها قدر ضئيل من الرطوبة المتبقية ولها قيمة حرارية عالية ومحتوى رماد منخفض.

تستخدم الغلايات عادةً كريات يبلغ قطرها 6 مم ، كما يُسمح باستخدام حبيبات ذات قطر أكبر. لضمان الاحتراق غير المنقطع ، من الضروري تخزين الكريات في مكان جاف ، وتجنب الاتصال المباشر بالماء.

مقارنة الكريات وزيت الوقود:
1 لتر من الوقود السائل يعادل 2 كجم من الكريات.
1 متر مكعب م الكريات الخشبيةوبالتالي يساوي تقريبًا طاقة 320 لترًا من زيت الوقود.

ميزة الكريات مقارنة بأنواع الوقود الأخرى:
زيادة ناتج الحرارة + مساحة تخزين أقل للوقود + وقود أرخص + عملي = أفضل منتج في السوق.

مقارنة الكريات بحرق الطاقة:
2 كجم من الكريات تعادل ما يقرب من 1 لتر من الوقود السائل ،
650 كجم من الكريات تساوي حوالي 1 متر مكعب. متر من الفضاء
3 مكعب حبيبات م تساوي ما يقرب من 1000 لتر من زيت الوقود.

القيمة الحرارية:
غاز طبيعي- 8500 كيلو كالوري / مكعب. م
ديزل - 10000 كيلو كالوري / لتر ،
حبيبات - 4500 كيلو كالوري / كغ ،
الكتلة الحيوية الأخرى للاستخدام في الغلايات والمدافئ لدينا (المكسرات ، بذور العنب ، ثفل الزيت ، الفول السوداني ، الزيتون ، قشور الصنوبر ، إلخ) - 4500 كيلو كالوري / كجم ،
الكهرباء - 860 كيلو كالوري / كيلوواط ،
الذرة (مع رطوبة هواء لا تزيد عن 5٪) - 6180 كيلو كالوري / كغ.

حساب استهلاك الحبيبات:
الطاقة المطلوبة للتدفئة 200 متر مربع. م - 15 كيلو واط ، القيمة الحرارية للكريات جودة جيدةيساوي 5.5-6 كيلو واط (1 كجم).
الاستهلاك عند التحميل الكامل سيكون - 2.6 كجم / ساعة من الكريات.

تحديدالاحتراق (PCI kcal / kg):
حبيبات - 4500 ،
الحطب - 2500 ،
الفحم - 7500 ،
الفحم البني - 4000 ،
زيت الوقود - 9800 ،
وقود الطائرات – 10400,
ديزل - 10200 ،
بنزين السيارات - 10500 ،
النفط الخام - 10000 ،
غاز البترول المسال - 11000 ،
غاز طبيعي - 8300.

لا تستخدم نشارة الأثاث والنفايات الصناعية التي تحتوي على الصمغ أو الفورمالديهايد أو الورنيش ، فغالباً ما تؤدي الكريات المصنوعة منها إلى ترسبات ونفايات خطرة وأبخرة سامة في مدخنة. تأثيرهم على بيئةهو كارثي. يقارن الجدول أدناه تكلفة تدفئة مبنى سكني مساحته 150 مترًا مربعًا

تكلفة تدفئة مبنى سكني بمساحة 150 مترًا مربعًا. م.

يوضح الجدول أن الغاز الطبيعي هو أرخص أنواع الوقود للمقيمين الروس ولا يتطلب التسليم والتخزين ، ولكن هنا يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن الاتصال بخط أنابيب الغاز وتركيب مرجل وتشغيله يتطلب المزيد من الموافقات والوقت و مجهود. الكهرباء هي أغلى أنواع الوقود ، على الرغم من أنها مريحة للغاية لتدفئة المباني السكنية ، والتي لا تتطلب استثمارات خاصة.

يتطلب تخزين أنواع أخرى من الوقود: حاويات خاصة - للغاز المسال ووقود الديزل ؛ مواقع منفصلة - للفحم ؛ حظائر وملاجئ من المطر والثلج - للحطب والكريات. تكلفة 1 كيلو وات من الحرارة التي يتم الحصول عليها من حرق 1 كجم من الحطب والغاز المسال والفحم أعلى من تكلفة 1 كيلو وات من الحرارة التي يتم الحصول عليها من حرق الكريات ، ويجب أن نتذكر أنه عند حرق الفحم ، يبقى الخبث الذي يتطلب التخلص منه . أصبح أحد أغلى أنواع الوقود اليوم ديزل+ تتطلب المولدات بطاريات.

زيت

تصنيف وخصائص الوقود العضوي

يصنف الوقود الأحفوري:

1. بقلم حالة التجميع- للصلب (الفحم ، الخث ، الصخر الزيتي ، الوقود النباتي) ، السائل (الزيت ومنتجات معالجته: البنزين ، الكيروسين ، وقود الديزل ، زيت الوقود ، إلخ) ، الغازية (الغازات الطبيعية والاصطناعية) ؛

2. حسب طريقة الإنتاج - طبيعي (مستخرج من أحشاء الأرض) ومصطنع (تم الحصول عليه نتيجة معالجة فيزيائية أو كيميائية للوقود الطبيعي والمواد الطبيعية الأخرى).

ابتدائي التركيب الكيميائيالوقود الصلب والسائل: الكربون C ، الهيدروجين H2 ، الأكسجين O 2 ، النيتروجين N 2 ، الكبريت S ، المركبات المعدنية A والرطوبة W. يمكن أن يوجد الكبريت S في الوقود في ثلاثة أشكال: عضوي S 0 ، بيريت S إلى وكبريتات S ج. مجموع S o + S إلى = S l يسمى الكبريت المتطاير.

في الوقود الصلب ، تتميز الكتل العاملة والجافة والجافة الخالية من الرماد (القابلة للاحتراق) والكتل العضوية ، وفي الوقود السائل - الكتل العاملة والجافة. يطلق على الرماد الجاف ، أو القابل للاحتراق ، الجزء من كتلة الوقود ، والذي يتكون من الكربون ، والهيدروجين ، والأكسجين ، والكبريت المتطاير. الرطوبة والمركبات المعدنية كتلة وقود غير قابلة للاحتراق تسمى الصابورة. تشكل الكتلة الخالية من الرماد والمركبات المعدنية الكتلة الجافة للوقود. تشكل الكتلة الجافة للوقود والرطوبة الكتلة العاملة للوقود.

عادة ما يتم تمثيل تكوين الوقود الصلب والسائل على أنه مجموع الكتل العناصر الكيميائية:

يعني الفهرس "p" أن تركيبة الوقود مصممة لكتلة التشغيل.

تعطي البيانات المرجعية تكوين كتلة الوقود الجافة الخالية من الرماد. تتم إعادة حساب تركيبة الوقود من الكتلة الخالية من الرماد الجاف (القابل للاحتراق) إلى الكتلة العاملة أو الجافة باستخدام المعامِلات K GR و K ​​GS:

المكونات الرئيسية للوقود الغازي هي الميثان CH 4 ، والمركبات الهيدروكربونية الأعلى Cm H n ، والهيدروجين H 2 ، والنيتروجين N 2 ، وأول أكسيد الكربون CO ، وثاني أكسيد الكربون CO 2 ، وكبريتيد الهيدروجين H 2 S ، والأكسجين O 2. على غرار التعبير ( 2.1) يمكن تمثيل الوقود الغازي المركب كمجموع الكسور الحجمية للمكونات المكونة له:

تسمى كمية الحرارة المنبعثة أثناء الاحتراق الكامل لوحدة الكتلة أو حجم الوقود بالحرارة النوعية للاحتراق ، والتي تنقسم إلى أعلى وأقل.

القيمة الحرارية الأعلى Q p in هي كمية الحرارة الناتجة عن احتراق 1 كجم من الوقود الصلب (السائل) أو 1 م 3 من الوقود الغازي (عند درجة حرارة 0 درجة مئوية وضغط 0.1013 ميجا باسكال) وتكثيف الماء البخار الموجود في نواتج الاحتراق. القيمة الحرارية الصافية Q p in J / kg لا تشمل حرارة تكثيف بخار الماء. أعلى و انخفاض الحرارةالاحتراق مترابط من خلال الاعتماد:

يتم حساب القيمة الحرارية الصافية للوقود الصلب والسائل بدقة كافية للحسابات الفنية بواسطة صيغة D. I. Mendeleev:

يتم تحديد حرارة احتراق الوقود الغازي kJ / m 3 بناءً على الوزن الجاف:

(2.6)
فيما يلي الحرارة النوعية لاحتراق بعض أنواع الوقود الأحفوري:

بنزين ............................... 46 ميجا جول / كجم

زيت خام ... 43 ميجا جول / كجم

الغاز الطبيعي ... 37 ميجا جول / م 3

مكثفات الغاز ... 35 ميجا جول / كجم

فحم ................................................ ( 30-55) ميجا جول / كجم.

لمقارنة كفاءة تشغيل محطات توليد الطاقة باستخدام أنواع مختلفة من الوقود ، يتم استخدام مفهوم الوقود المكافئ ، حيث يتم أخذ القيمة الحرارية (Q r n) لتكون 29.3 ميجا جول / كجم. إعادة حساب الاستهلاك بالكيلو جرام / ثانية ، الوقود المستخدم بقيمة حرارية Q r n in kJ / kg للوقود المرجعي (cf) تتم وفقًا للصيغة:

حيث BUSL.T هو استهلاك الوقود القياسي ، كجم cf./s.

من المؤشرات المهمة في توصيف الوقود الصلب والسائل إنتاجية المواد المتطايرة ، وهي مزيج من الغازات القابلة للاحتراق وغير القابلة للاحتراق التي تنطلق من كتلة الوقود عند تسخينها من 110 إلى 1100 درجة مئوية.

يشير الانخفاض في كتلة عينة الوقود أثناء التسخين بدون وصول الهواء ، مطروحًا منه الرطوبة الموجودة في الوقود ، إلى كتلة الوقود القابلة للاحتراق (كتلة العينة 1 جم ، درجة حرارة التسخين 850 درجة مئوية ، وقت التسخين 7 دقائق) ، ناتج المواد المتطايرة V ز.كلما زاد إنتاج المواد المتطايرة ، انخفضت درجة حرارة اشتعال الوقود وكان من الأسهل اشتعاله.

يعتمد مردود المواد المتطايرة بشكل أساسي على عمر الوقود وظروف تكوينه. لذا فإن محصول المواد المتطايرة في الخث الأصغر سنًا هو 70٪ ، والفحم البني 45-50٪ ، والفحم الصلب 25-40٪ ، والأنثراسايت 3-4٪.

تسمى البقايا الصلبة للوقود بعد إطلاق المواد المتطايرة فحم الكوك. يمكن أن تكون كثيفة أو متكتلة أو فضفاضة. تستخدم محطات توليد الطاقة أنواعًا من الوقود غير المناسبة لإنتاج فحم الكوك الكثيف. تسمى البقايا غير المحترقة المتكونة بعد احتراق الوقود وتتكون أساسًا من شوائب معدنية بالرماد. يذوب جزء من الرماد في عملية حرق الوقود تحت تأثير درجات الحرارة المرتفعة ويتحول إلى خبث.

نسبة كتلة الرماد إلى كتلة الوقود كنسبة مئوية تسمى محتوى الرماد أ. يحتوي الفحم البني والصلب على محتوى رماد من 10 إلى 55٪ (اعتمادًا على الرواسب) ، الصخر الزيتي 40-60٪ ، الوقود السائل 0.05 - 1٪. يؤثر محتوى الرماد في الوقود وخصائص بقايا الذهب على عملية الاحتراق. يقلل الرماد من القيمة الحرارية للوقود ، ويقلل من شدة انتقال الحرارة بسبب الترسب على أسطح التدفئة ، ويسبب البلى ، ويلوث البيئة.

الرطوبة W هي كمية الرطوبة (الماء) في الوقود ، معبرًا عنها بالنسبة المئوية. تقلل الرطوبة العالية من القيمة الحرارية للوقود وتسبب صعوبات كبيرة في الاحتراق. يتمتع الفحم البني والجفت برطوبة عالية (تصل إلى 50٪) ، لذا فإن قيمتها الحرارية منخفضة (8-10 ميجا جول / كجم). محتوى الرطوبة في الفحم الصلب أقل بكثير ويتراوح بين 5-8٪.

لمقارنة أنواع الوقود بمحتوى رطوبة مختلف ومحتوى رماد ومحتوى كبريت ، يتم استخدام الخصائص المحددة ، والتي تُفهم على أنها خصائص الكتلة العاملة للوقود ، والمشار إليها بالقيمة الحرارية المنخفضة لاحتراقه. يتم تحديد محتوى الرطوبة المنخفض W PR ومحتوى الرماد A PR ومحتوى الكبريت S PR ، (٪ kg) / MJ بواسطة الصيغ التالية:

وقود مع W OL< 0.7 считаются маловажным, а с W ПР >1.9 - مهم للغاية. يُطلق على الوقود الذي يحتوي على نسبة PR 1 نسبة رماد منخفضة ، مع نسبة رماد عالية بنسبة A PR 5.

النفط الخام القادم من الآبار هو خليط من الهيدروكربونات من البنزين المتطاير إلى القطران شديد اللزوجة. وهو يتألف من البارافينات والسيكلوبرافين والنفتا والراتنجات العطرية. بكميات صغيرة ، يحتوي أيضًا على عناصر أخرى مرتبطة كيميائيًا بجزيئات الهيدروكربون: الكبريت (حتى 6٪) ، الأكسجين (حتى 4٪) ، النيتروجين (حتى 1٪) وآثار بعض المعادن. وفقًا لخصائصه ، يعتبر الزيت غير متجانس ، ويعود هذا التباين إلى أصله النباتي المختلف. يختلف محتوى البارافين والكبريت واللزوجة واللون والعديد من الخصائص الأخرى بشكل كبير ، مما يحدد إمكانية إنتاج بعض المنتجات البترولية.

لا يتم استخدام الزيت الخام على نطاق واسع ، ولكن يمكن تحويله إلى منتجات بترولية قيمة عن طريق المعالجة ، والتي تشمل ثلاث عمليات رئيسية: الفصل المادي للخليط ، وإعادة التشكيل والتصحيح.

يوجد الزيت في الحالة السائلة في الصخور الرسوبية الجيولوجية المنتشرة على نطاق واسع. نظرًا لأن هذا النوع من التكوينات الجيولوجية وموقعها على الكرة الأرضية معروفان جيدًا ، فمن الممكن عمل تقدير لإجمالي موارد النفط. وتوجد تقديرات من هذا النوع وبحسبها فإن إجمالي الموارد الجيولوجية للنفط يتراوح بين 180 و 290 مليار طن.

هذه التقديرات تدل على استمرار اكتشاف حقول نفطية جديدة. بالإضافة إلى ذلك ، فإنها لا تأخذ في الاعتبار احتياطيات النفط الصلب في رمال القطران والصخر الزيتي. لا تتسبب عملية تقطير رمال القطران والصخر الزيتي في صعوبات فنية أساسية ، ولكن تكلفة النفط الذي يتم الحصول عليه بهذه الطريقة تزداد بشكل كبير.

تبلغ حصة النفط في ميزان الطاقة العالمي حوالي 40٪. بسبب الاحتياطيات المحدودة وارتفاع أسعارها ، سلكت العديد من الدول طريق "الهروب من النفط" ، أي في طريق استبدالها بناقلات طاقة أخرى. قطعت اليابان وألمانيا خطوات كبيرة في هذا الاتجاه.

كما يتضح من التحليل أعلاه ، فإن موارد النفط العالمية محدودة. تشكل احتياطيات النفط المستكشفة حوالي 60٪ من إجمالي مواردها. من التدابير الفعالة التي يمكن استخدامها لتحقيق زيادتها السريعة إدخال طرق تزيد من استخلاص النفط من الخزانات. تسمح طرق الاستخراج المستخدمة حاليًا باستخراج حوالي 30٪ فقط من النفط من الخزانات ، تاركًا 70٪ من الاحتياطيات الموجودة فيه في باطن الأرض. يمكن للطرق الجديدة التي تزيد من استخراج النفط بنسبة 10-20٪ عن طريق ضخ المياه والغاز تحت الضغط أن تزيد من احتياطيات النفط القابلة للاستخراج في العالم بما لا يقل عن 30-60 مليار طن. نتيجة لذلك ، يمكن تمديد إمداد العالم باحتياطيات النفط القابلة للاسترداد لمدة تتراوح بين 10 و 20 عامًا. ترتبط الآمال الكبيرة في نمو احتياطيات النفط بتطوير الرفوف القارية في الولايات المتحدة وروسيا والنرويج ودول أخرى.

يوجد الغاز الطبيعي ، وخاصة الميثان ، في كثير من الحالات إلى جانب رواسب النفط. ومع ذلك ، يعتقد بعض الخبراء أن حقول النفط والغاز غير مرتبطة. إن التطورات الحديثة في مجال الطاقة ، بالإضافة إلى خطوط أنابيب الغاز ذات القطر الكبير والناقلات الكبيرة العابرة للمحيطات التي يمكن أن تظل باردة بدرجة كافية لحمل الغاز المسال ، توفر احتمالات جيدة لاستخدام معظم الغاز المتاح في أحشاء الأرض. تكون المكونات الأثقل للغاز الطبيعي - الإيثان ، والبيوتان ، والبروبان ، وما إلى ذلك - في حالة سائلة عند درجة حرارة وضغط عاديين (20 درجة مئوية و 0.1 ميجا باسكال). عندما يخرج الغاز الطبيعي من الآبار ، يتم إزالته من تيار الغاز بحيث لا يعيق مكثفه انتقال الغاز.

في كثير من الأحيان ، يتم أخذ القيمة الحرارية للوقود في الاعتبار عند الاختيار أجهزة التدفئةللمنازل والبيوت الصيفية عند اختيار أنظمة التدفئة للشقة. هذه المعلمة مهمة أيضًا عند الاختيار أنظمة الوقودللسيارات (عند التحول من الوقود السائل إلى الغاز أو الكهرباء).

وتجدر الإشارة إلى أنه في الوقت الحالي ، تقوم العديد من المنظمات العلمية ومعاهد البحث والمختبرات وحتى الشركات المتخصصة بتطوير أنظمة يمكن أن تزيد من هذه المعلمة وتسمح بالاستخدام الأمثل للطاقة المنبعثة أثناء الاحتراق. يتم تحقيق ذلك عادة عن طريق زيادة كفاءة المصنع.

يرجع وجود مثل هذه المعلمة إلى حقيقة أن الأنواع المختلفة تنبعث منها كميات مختلفة من الحرارة (الطاقة) أثناء عملية الاحتراق ، وهو أمر مهم بشكل خاص للمنشآت الصناعية ومنازل الغلايات ، لأن اختيار النوع الأمثل سيوفر كمية كبيرة من الموارد المالية على تشغيل المنشآت الصناعية.

أدناه ، سيتم تقديم تعريف القيمة الحرارية للوقود ، وسيتم النظر في ماهية الحرارة المحددة لاحتراق الوقود وقيم بعض موارد الطاقة (الحرارة المحددة لاحتراق الحطب والفحم والنفط المنتجات).

تحت القيمة الحرارية أنواع مختلفةتفهم موارد الطاقة مقدار الطاقة الحرارية (كيلو سعرات حرارية) التي سيتم إنتاجها عند حرق وحدة واحدة من مادة الوقود. لتحديد هذه المعلمة ، يتم استخدام جهاز خاص يسمى المسعر. هناك جهاز آخر - قنبلة مسعرية.

في أجهزة القياس ، يتم تسخين الماء بوحدة واحدة من مادة الوقود ، ونتيجة لذلك يتم الحصول على بخار الماء. علاوة على ذلك ، يتكثف البخار ، ويمر بالكامل إلى الحالة السائلة ، والتي تسمى التكثيف. في الوقت نفسه ، يعطي البخار تمامًا طاقة حراريةأداة قياس. ومع ذلك ، فإن مساوئ هذه أدوات القياسهي أن الطاقة الحرارية التي تخرج أثناء احتراق الوقود لا يتم قياسها بالكامل. هذا يرجع إلى حقيقة أن كمية الطاقة الحرارية أثناء التبخير تكون أكبر مما كانت عليه أثناء التكثيف. هذا يجعل من المستحيل قياس كل الطاقة المنبعثة. تشمل عيوب الأجهزة عدم التوصيل الحراري المثالي للمواد التي صنعت منها ، مما يقلل أيضًا من معدل الاحتراق الفعلي. هذه المعايير مهمة جدًا للدراسات المختبرية ، لكنها مهملة في القياسات لأغراض عملية. أثناء تشغيل المنشآت الصناعية ، تزداد هذه الخسائر بسبب الكفاءة (وليس 100٪).

في الوقت نفسه ، فإن المؤشرات التي تم الحصول عليها في القنبلة المسعرية (حيث تكون عملية القياس أكثر دقة من المسعر) تسمى أعلى قيمة للقيمة الحرارية لمادة الوقود.

مؤشرات المسعر هي أقل قيمة حرارية للوقود ، والتي تختلف عن أعلى قيمة بمقدار 600x (9H + W) / 100 ، حيث H و W هي كمية الهيدروجين والرطوبة الموجودة في وحدة من مادة وقود معينة. يجب أن نتذكر أنه وفقًا للمعايير الأمريكية ، يتم استخدام أعلى قيمة للحسابات ، وبالنسبة للبلدان التي بها نظام متري ، يتم استخدام الأدنى. في الوقت الحالي ، هناك سؤال حول انتقال النظام المتري إلى أعلى مؤشر ، حيث تم التعرف عليه من قبل عدد من العلماء على أنه أكثر مثالية.

قيم لأنواع مختلفة من مواد الوقود

غالبًا ما يهتم الكثير من الناس بالمعنى حرارة نوعيةاحتراق الوقود لنوع أو آخر من ناقلات الطاقة ، بينما غالبًا ما يهتم الناس بالقيمة الحرارية للحطب. أصبح هذا مهمًا بشكل خاص مؤخرًا ، عندما اختفت موضة المواقد الكلاسيكية في المنازل. القيمة الحرارية للحطب سلالات مختلفةالخشب مختلف ، غالبًا ما يتم إعطاء متوسط ​​القيمة. فيما يلي قيم الأنواع التالية من مواد الوقود:

1. متوسط ​​القيمة الحرارية لحطب الوقود (خشب البتولا ، الصنوبرية) 14.5-15.5 ميجا جول / كجم. الفحم البني له نفس معدل نقل الحرارة.
2. نقل الحرارة للفحم الصلب هو 22 ميجا جول / كجم.
3. وتتراوح قيمة الخث من 8-15 ميجا جول / كجم.
4. معنى ل قوالب وقودفي حدود 18.5-21 ميجا جول / كجم.
5. يبلغ مؤشر الغاز الموفر للمباني السكنية 45.5 ميجا جول / كجم.
6. بالنسبة للغاز المعبأ (البروبان - البيوتان) ، يكون الرقم 36 ميجا جول / كجم.
7. يبلغ مؤشر وقود الديزل 42.8 ميجا جول / كجم.
8. بالنسبة للعلامات التجارية المختلفة للبنزين ، تتراوح القيمة من 42-45 ميجا جول / كجم.

قيم محددة

تم حساب قيم الاحتراق المحددة لعدد من مواد الوقود. هي كميات فيزيائية توضح مقدار الطاقة الحرارية الناتجة عن احتراق وحدة واحدة. يقاس عادة بالجول لكل كيلوغرام (أو متر مكعب). في الولايات المتحدة ، يتم إعطاء القيم بالسعرات الحرارية لكل كيلوغرام. هذه المعاملات هي انتقال الحرارة. يتم قياسها في المختبر ، وبعد ذلك يتم إدخال البيانات في جداول خاصة متاحة للجمهور. كلما زاد نقل الحرارة لمصدر الطاقة (الحرارة التي تؤدي إلى احتراق الوقود) ، زادت كفاءة الوقود. أي أنه في نفس التركيب بعامل كفاءة واحد ، سيكون الاستهلاك أقل للوقود الذي يحتوي على قيمة نقل حرارة أعلى.

يتم استخدام الحرارة النوعية لاحتراق الوقود دائمًا تقريبًا في حسابات التصميم (عند تصميم معدات مختلفة) ، وكذلك في تحديد أنظمة التدفئةومعدات للمنازل والشقق والبيوت وما إلى ذلك.

يجب إجراء الحسابات الاقتصادية ومقارنة مؤشرات الأجهزة التي تستخدم الوقود مع بعضها البعض والتخطيط على أساس واحد. لذلك ، تم تقديم مفهوم ما يسمى بالوقود المشروط.

وقود مشروطهي وحدة محاسبة للوقود الأحفوري تستخدم لمقارنة كفاءة أنواع مختلفة من الوقود والمحاسبة الإجمالية. يعد استخدام الوقود القياسي مناسبًا بشكل خاص لمقارنة كفاءة محطات الطاقة الحرارية المختلفة.

كوحدة للوقود القياسي ، يتم استخدام 1 كجم من الوقود بقيمة حرارية 7000 كيلو كالوري / كجم (29.3 ميجا جول / كجم) ، وهو ما يتوافق مع الفحم الجاف منخفض الرماد الجيد. للمقارنة ، نشير إلى أن الفحم البني له قيمة حرارية أقل من 24 ميجا جول / كجم ، وأنثراسيتات وفحم صلب - 23-27 ميجا جول / كجم. يتم التعبير عن النسبة بين الوقود التقليدي والوقود الطبيعي من خلال الصيغة

V t \ u003d (Q n p / 7000) V n \ u003d E V n ،

حيث V t هي كتلة الكمية المعادلة للوقود المرجعي ، كجم ؛

V n - كتلة الوقود الطبيعي ، كجم (وقود صلب وسائل) أو م 3 -

الغازي؛

Q n p - القيمة الحرارية المنخفضة لهذا الوقود الطبيعي ، kcal / kg

أو كيلو كالوري / م 3.

النسبة E \ u003d Q n p / 7000 تسمى نسبة السعرات الحرارية، ويتم قبوله من أجل:

النفط - 1.43 ؛

الغاز الطبيعي - 1.15 ؛

الخث - 0.34-0.41 (حسب الرطوبة) ؛

قوالب الخث - 0.45 -0.6 (حسب الرطوبة) ؛

وقود الديزل - 1.45 ؛

زيت الوقود - 1.37.

القيمة الحرارية لأنواع مختلفة من الوقود ، كيلو كالوري / كجم ، تقريبًا:

الزيت - 10000 (كيلو كالوري / كجم) ؛

الغاز الطبيعي - 8000 (كيلو كالوري / م 3) ؛

الفحم - 7000 (كيلو كالوري / كغ) ؛

الحطب الذي يحتوي على نسبة رطوبة 10 ٪ - 3900 (كيلو كالوري / كغ) ؛

40٪ - 2400 (كيلو كالوري / كغ) ؛

رطوبة الخث 10٪ - 4100 (كيلو كالوري / كجم) ؛

40٪ - 2500 (كيلو كالوري / كغ) ؛

2.4 مجمع الوقود والطاقة في جمهورية بيلاروسيا

مجمع الوقود والطاقة (FEC)جمهورية بيلاروسيا عبارة عن مجموعة معقدة من أنظمة الإنتاج الكبيرة والمتطورة باستمرار لإنتاج موارد الطاقة الطبيعية والطاقة من جميع الأنواع وتحويلها وتوزيعها واستخدامها. في جمهورية بيلاروسيا ، تشمل شركات استخراج (النفط ، الجفت ، الغاز المصاحب) ، والحصاد (الحطب) ، وشراء المعادن المفقودة ، ونقل الغاز ، وتحويلها إلى كهرباء أو حرارة وتوزيعها على المستهلكين.

تبلغ القدرة المركبة لجميع مصادر الطاقة في الدولة أكثر من 7.8 مليون كيلوواط. هذا يكفي لتزويد مستهلكي الجمهورية بالكهرباء ، التي تنتجها 23 محطة طاقة. إجمالي حجم استهلاك الكهرباء والحرارة والذي بلغ ذروته عام 1990-1991. وتبلغ 49 مليار كيلوواط ساعة و 112 جيجا كالوري ، على التوالي ، في انخفاض مطرد على مدى السنوات الماضية ، لتصل إلى الحد الأدنى (32 مليار كيلوواط ساعة و 72.1 جيجا كالوري) في عام 1996. منذ عام 1997 ، كانت هناك زيادة في استهلاك الكهرباء والحرارة (الجدول 5).

الجدول 5-ديناميات استهلاك الكهرباء والحرارة (بحسب البنك الدولي)

في عام 1999 ، تم توفير أكثر من 15٪ (5.2 مليون طن من مكافئ الوقود) من إجمالي طلب الجمهورية على ناقلات الطاقة على حساب الموارد المحلية والمتجددة غير التقليدية والثانوية.

الهيئة الجمهورية لإدارة الدولة ، التي تنفذ وظائف تنظيم الدولة لتوفير الوقود وموارد الطاقة ، هي وزارة الطاقة في جمهورية بيلاروسيا (Minenergo).

يشمل مجمع الوقود والطاقة في جمهورية بيلاروسيا:

وزارة الطاقة التابعة لها:

المؤسسة الحكومية البيلاروسية لنقل الغاز "بلترانسجاز" ؛

مصلحة الدولة البيلاروسية للطاقة "Belenergo" ؛

القلق البيلاروسي على الوقود والتغويز "بيلتوبجاز" ؛

مصلحة الدولة البيلاروسية للنفط والكيمياء Belneftekhim ، تابعة مباشرة لمجلس وزراء جمهورية بيلاروسيا.

المهام الرئيسية لوزارة الطاقة هي:

تنفيذ السياسات العلمية والتقنية والاقتصادية والاجتماعية الهادفة إلى تهيئة الظروف للتشغيل الفعال للمنظمات التابعة لوزارة الطاقة لتلبية احتياجات الاقتصاد الوطني والسكان من الطاقة الكهربائية والحرارية والغاز الطبيعي والمسال ، الأنواع الصعبةالوقود ، واستخدامها الرشيد والآمن ؛

اتخاذ التدابير وفقا للإجراءات المعمول بها لضمان أمن الطاقة في جمهورية بيلاروسيا ؛

إعداد مقترحات مع الهيئات الحكومية الجمهورية الأخرى للجان التنفيذية الإقليمية واللجنة التنفيذية لمدينة مينسك بشأن تشكيل سياسة الطاقة في جمهورية بيلاروسيا وتنظيم تنفيذ هذه السياسة ؛

تطوير وتنفيذ إجراءات لتحسين نظام الدفع عند دفع ثمن الوقود والطاقة.

يتمثل النشاط الرئيسي لمجمع الوقود والطاقة في التطوير الشامل للأنواع المحلية ومصادر الطاقة غير التقليدية ، فضلاً عن الإدخال الواسع لتقنيات توفير الطاقة.

في بشأن "Belneftekhim"يتركز كل إنتاج النفط والغاز المصاحب ، حيث تم تحديد حد إنتاج النفط في أراضي جمهورية بيلاروسيا بـ 1،850.5 ألف طن سنويًا. تعمل The Concern ، جنبًا إلى جنب مع جمعية الإنتاج "Belarusneft" ، بنشاط للمشاركة في تطوير حقول النفط الروسية في Nenets Autonomous Okrug في الاتحاد الروسي. لهذا الغرض ، تم إنشاء شركة Nenets-Belarusian Oil Company بشروط التكافؤ ، والتي حصلت على ترخيص للتنقيب الجيولوجي عن باطن الأرض Liginsky. تزود The Concern جميع قطاعات الاقتصاد البيلاروسي بالوقود السائل وزيوت التشحيم من خلال جمعيات إنتاج المنتجات البترولية التابعة لها. بالإضافة إلى ذلك ، فهي تسيطر على جميع مؤسسات الصناعة الكيميائية ، وأكبرها مؤسسة سفيتلوغورسك الجمهورية الموحدة "خيمفولوكنو" ، ومؤسسة موغيليف الجمهورية الموحدة "خيمفولوكنو" و "لافسان".

المؤسسة العامة لنقل وتوريد الغاز - "بلترانسجاز"كان الخليفة القانوني لمديرية خطوط أنابيب الغاز الرئيسية التي تأسست عام 1960 في الجمهورية. من أجل تشغيل خط أنابيب الغاز الرئيسي "Dashava - Minsk" ، الذي تم تشغيله في نفس العام ، في عام 1973 تم تحويله إلى اتحاد الإنتاج الغربي لنقل وتوريد الغاز "Zapadtransgaz" ، وفي عام 1982 - إلى البيلاروسية المؤسسة العامة لنقل وتوريد الغاز "بلترانس غاز". في عام 2001 ، أصبحت المؤسسة الجمهورية الموحدة لنقل وتوريد الغاز "بلترانس غاز". على مدى 40 عامًا ، نما نظام الغاز في أراضي جمهوريتنا لدرجة أنه يمكن نقل ما يصل إلى 50 مليار متر مكعب من الغاز عبر الشرايين الرئيسية. وللمقارنة نشير إلى أن بيلاروسيا استهلكت 17.5 مليار م 3 من الغاز عام 1992 ، وفي عام 1999 حصلت الجمهورية على 16 مليار م 3 من الغاز. في عام 2000 ، بلغ الحجم الذي تنقله شركة بلترانس غاز عبر نظام خطوط أنابيب الغاز الرئيسية عبر جمهوريتنا 41.8 مليار متر مكعب ، منها 16.5 مليار متر مكعب - إلى مستهلكي جمهورية بيلاروسيا. الباقي هو شحنات النقل إلى أوكرانيا وليتوانيا ومنطقة كالينينغراد وأوروبا الغربية.

تشغل بلترانس غاز 6.4 ألف كيلومتر من خطوط أنابيب الغاز بقطر 100 إلى 1400 ملم. يتم ضمان توريد الغاز الطبيعي لمستهلكي الجمهورية من خلال تشغيل 6 محطات ضغط خطية و 201 محطة توزيع غاز و 8 وحدات تخفيض. يتم دعم الإمداد المستدام للغاز من خلال 6 محطات قياس غاز و 632 محطة حماية كاثودية. تدير اثنين من مرافق تخزين الغاز تحت الأرض: Osipovichskoye بحجم غاز نشط يبلغ 0.36 مليار متر مكعب و Pribugskoye ، حيث تسمح المرحلة الأولى منها بإنشاء احتياطيات غاز نشطة بمقدار 0.48 مليار متر مكعب - إلى حد ما تضمن إرضاء التفاوت الطلب الموسمي على كيانات أعمال الغاز.

في الوقت الحاضر ، يشكل الغاز الطبيعي 74٪ من رصيد الوقود في البلاد. يعتمد اقتصاد البلد ودعم حياة السكان على موثوقية الحالة وعمل نظام إمداد الغاز. أصبح الغاز جزءًا من حياتنا اليومية وأصبح لا غنى عنه في الاقتصاد الوطني. يستخدم كوقود للاحتياجات المنزلية للسكان في 92 منطقة إدارية ، وهو أهم مصدر وقود لإنتاج الكهرباء والتدفئة.

بالإضافة إلى ذلك ، يعتبر الغاز مادة خام قيمة للصناعات الكيماوية ، وإنتاج الأسمدة المعدنية ، والألياف الصناعية ، وأنواع مختلفة من البلاستيك ، وغيرها من المواد الحديثة التي تشكل الجزء الأكبر من إمكانات التصدير للجمهورية. يستخدم كوقود للسيارات ولأغراض أخرى.

آفاق كبيرة ستمنح بلادنا والانتهاء من بناء خط الغاز الروسي "يامال - أوروبا الغربية"، والتي ستمر عبر أراضينا. بعد تشغيله ، ستتلقى بلادنا 18 مليار متر مكعب من الغاز من شركة غازبروم الروسية مجانًا للعبور. وفقًا لتوقعات استهلاك الكهرباء ، من المتوقع أن يبلغ الطلب عليها في عام 2015 ما بين 41-45 مليار كيلو وات ساعة ، أو زيادة بنسبة 22-23٪ مقارنة بعام 1999 ، والطاقة الحرارية - 83-89 مليون جالون ، أو 14 -22٪. يجب أن تكون القدرة المركبة لجميع مصادر الطاقة ، الخاضعة للاكتفاء الذاتي للجمهورية من الكهرباء ، 8.3-9.0 مليون كيلوواط بحلول عام 2010 ، بحلول عام 2015 - 8.6-9.4 مليون كيلوواط.

قلق "Belenergo"تخضع جميع المؤسسات الجمهورية الوحدوية لتوليد الكهرباء والتدفئة. باستثناء لهم كمية كبيرةتدار بيوت الغلايات من قبل المرافق العامة والمؤسسات والجمعيات من مختلف الوزارات والإدارات ، ولتوليد الكهرباء - من قبل حزب الشعب الجمهوري للشركات (مصنع الورق Dobrush ، Zhabinsky ، Gorodetsky ، Skidelsky ، مصانع السكر Slutsky ، إلخ.)

قلق بيلتوبجازتأسست في عام 1992 لتزويد الغاز الطبيعي والمسال ، وكذلك الوقود الصلب (قوالب الجفت ، والحطب) على أساس لجنة الدولة BSSR الحالية للتغويز. كما يشارك في تشغيل وبناء وتصميم شبكات الغاز. تدير 20000 كم من خطوط الأنابيب وأكثر من 2000 نقطة تحكم بالغاز وأكثر من 3000 مجموعة من منشآت الغاز المسال. يخدم أكثر من 3.5 مليون شقة وأكثر من 30 ألف مرفق اجتماعي و 3700 مؤسسة صناعية وطاقة وريفية وبلدية. القلق هو المسؤول عن إنتاج قوالب الوقود وأنواع أخرى من الوقود.

على الرغم من المشاكل والصعوبات العديدة الموجودة ، سيستمر تحديث القاعدة المادية لنظام الطاقة في البلاد باستخدام تقنيات توفير الطاقة. في السنوات القادمة ، من المخطط إعادة بناء Brestskaya (مع زيادة في السعة بمقدار 4 أضعاف) واثنين من مينسك CHPP (CHP-3 ، CHPP-5) ، Gomel CHPP-3. على المدى القصير ، سيتعين استبدال جزء من المعدات في محطة توليد الكهرباء في مقاطعة Lukoml ، وسيتعين على Berezovskaya ، التي تم تكليفها بدور كبير في تنفيذ مشروع دولي خاص لتصدير الكهرباء إلى الغرب ، أعيد بناؤه. وبالتعاون مع الروس ، من المخطط إجراء إعادة بناء كاملة لهذه المحطة الثانية من حيث الأهمية في السنوات السبع المقبلة ، ونتيجة لذلك ستزداد قدرتها بمقدار 350 ميغاواط. في الوقت نفسه ، سيتم تقليل استهلاك الوقود لتوليد الكهرباء بشكل كبير ، مما سيصبح منافسًا في السوق العالمية.

يعد تنفيذ هذا المشروع بفوائد كبيرة لكل من روسيا و

بيلاروسيا.

مع إيلاء أهمية كبيرة لتطوير توليد الطاقة على نطاق صغير ، اعتمد مجلس وزراء جمهورية بيلاروس في 10 آب / أغسطس 2000 ، القرار رقم 1232 "بشأن تدابير تطوير توليد الطاقة على نطاق صغير في جمهورية بيلاروس" "، الذي وافق على برنامج تطوير قدرات توليد الكهرباء على أساس التوربينات البخارية والتوربينات الغازية ومحطات الغاز ذات الدورة المركبة مع إنشاء محطات الطاقة الحرارية الشمسية الصغيرة في الجمهورية في 2000-2005. الغرض من البرنامج هو ضمان زيادة إنتاج الطاقة على أساس تطوير محطات الطاقة الحرارية الصغيرة في الجمهورية. هناك ثلاث مهام:

تنظيم العمل لتحديد إمكانات تطوير قدرات توليد الكهرباء في الجمهورية على أساس التوربينات البخارية ومحطات التوربينات الغازية والغازية ذات الدورة المركبة ؛

تحديد المناهج وتنفيذ الإمكانات الحالية وأحجام ومصادر الاستثمار في إنشاء مجمعات طاقة مشتركة صغيرة ؛

تطوير خطط تشغيل معدات الطاقة الكهربائية في غرف الغلايات لعام 2000 وإجراءات تنفيذ هذا العمل في السنوات اللاحقة.

يوفر البرنامج إنشاء وحدات CHPP صغيرة اقتصادية للغاية ومجهزة بتوربينات بخارية (STP) وتوربينات غازية (GTP) ووحدات ذات دورة مشتركة (CCGT) توفر توليد الكهرباء وفقًا لدورة التدفئة مع الحد الأدنى من استهلاك الوقود.

المؤشرات المتوقعة لتنمية الطاقة غير التقليدية واستخدام الموارد الثانوية خلال الفترة القادمة:

إن إنتاج الطاقة الكهرومائية مجدي اقتصاديًا 250 ميغاواط بتوليد 0.8 - 0.9 مليار كيلوواط ساعة ، أي ما يعادل 250 ألف طن من الوقود المكافئ. طن / سنة

توليد الكهرباء باستخدام توربينات الرياح ، وفقًا لتقديرات الخبراء ، لن يتجاوز 200-300 مليون كيلوواط ساعة سنويًا ، ويتطلب المستوى الاقتصادي لإنتاج الطاقة بهذه الطريقة بحثًا إضافيًا ؛

يمكن أن ينتج عن استخدام الكتلة الحيوية بحلول عام 2015 ، وفقًا لتقديرات الخبراء ، 250-300 ألف طن من c.e. تي ؛

تبلغ احتمالية نفايات إنتاج المحاصيل 1.5 مليون طن من الكربون الصلب. طن سنويا

الطاقة الكامنة للنفايات الصلبة البلدية مكافئة

450 ألف تيس ر المستوى الاقتصادي المجدي لاستخدامها في المعالجة لإنتاج الغاز هو 100-120 ألف تيس. تي ؛

تبلغ إمكانية إنتاج موارد الطاقة الحرارية الثانوية 17.9 مليون جيجا كالوري في السنة ، ويستخدم 2.7 مليون جالون ، ممكن تقنيًا - ما يصل إلى 10 مليون جيجا كالوري / سنة ؛

يقدر الناتج الإجمالي للنفايات القابلة للاحتراق بحوالي 0.8 مليون طن من ج. طن سنويا ، يستخدم 277.5 ألف tce. طن سنويًا ، أو 48٪ بحلول عام 2015 ، من المخطط رفع مستوى استخدامها إلى 85٪.

يقدر حجم استهلاك الوقود ومصادر الطاقة في عام 2015 بنحو 5.4 مليون طن متري. طن ، أو 13.9 ٪ من إجمالي استهلاك الوقود وموارد الطاقة في بيلاروسيا. من بينها 4.8 مليون طن من الكربون الصلب. طن وقود محلى و 0.6 مليون طن ج. ر - المصادر غير التقليدية والمتجددة والموارد الثانوية.

الجدول 2.6

درجة حرارة الاشتعال ثالثا

تتأثر كفاءة استخدام الوقود وموارد الطاقة بوجود الرطوبة ، والشوائب المختلفة ، والقدرة على التلبيد وقود صلب. تحدد هذه الخصائص محتوى الرماد وتكوين الغازات التي تدخل البيئة. فكلما انخفضت الانبعاثات في الغلاف الجوي ، كان الوقود أنظف وقلت تكلفة إجراءات حماية البيئة.

في قطاع الطاقة ، يتم استخدام موارد الوقود والطاقة لتوليد الكهرباء والتدفئة والبرودة والهواء المضغوط. يتم تحديد كفاءة الطاقة في هذه العمليات ليس فقط من خلال خصائص جودة مصادر الوقود والطاقة ، ولكن أيضًا من خلال تقنية الاحتراق. حاليًا ، تم تطوير تقنيات مبتكرة ويتم استخدامها لزيادة كفاءة الطاقة بشكل كبير باستخدام أنواع منخفضة السعرات الحرارية من الوقود وموارد الطاقة ، مما يوفر أنواعًا عالية الكفاءة من الوقود وموارد الطاقة.

خصائص الأنواع الرئيسية للوقود الأحفوري وموارد الطاقة النفط

زيت(من الفارسية. زيت) عبارة عن سائل زيتي طبيعي قابل للاشتعال وله رائحة معينة ، ويتكون أساسًا من خليط معقد من الهيدروكربونات ذات الأوزان الجزيئية المختلفة وبعض المركبات الكيميائية الأخرى. يختلف لون الزيت في درجات البني (من الأصفر القذر إلى البني الغامق ، والأسود تقريبًا) ، وأحيانًا يكون أسودًا خالصًا ، وأحيانًا يكون هناك زيت ملون باللون الأصفر والأخضر الفاتح وحتى عديم اللون ، وكذلك الزيت الأخضر المشبع. لها رائحة خاصة ، وتتنوع أيضًا من الضوء اللطيف إلى الثقيل وغير المحبب للغاية. يرجع لون ورائحة الزيت إلى حد كبير إلى وجود مكونات تحتوي على النيتروجين والكبريت والأكسجين ، والتي تتركز في زيوت التشحيم وبقايا الزيت. معظم الهيدروكربونات البترولية في صورتها النقية عديمة الرائحة واللون.

تعبير:

الزيت عبارة عن مزيج من حوالي 1000 مادة ، أكثر من 500 منها عبارة عن هيدروكربونات سائلة ، 80-90٪ من حيث الوزن ، بشكل أساسي البارافين (عادةً 30-35٪ من حيث الحجم) والنافثينيك (25-75٪) والمركبات العطرية (10- 20) ؛ والباقي عبارة عن مركبات عضوية من الكبريت والنيتروجين والأكسجين ، وكذلك الأملاح المعدنية والعضوية وما إلى ذلك. في المجموع ، تم العثور على أكثر من 50 عنصرًا في الزيت (نصف الجدول الدوري).

الخصائص الفيزيائية:

الكثافة 0.65-1.05 (عادة 0.82-0.95) جم / سم مكعب ؛ يسمى النفط بكثافة أقل من 0.83 خفيفة, 0,831-0,860 - وسط، فوق 0.860 - ثقيل. تختلف اللزوجة على نطاق واسع ، بالنسبة للروسية من 1.98 إلى 265.90 مم 2 / ثانية ، يتم تحديدها من خلال التركيب الجزئي للزيت (أكثر من المزيد من الكميةالكسور الخفيفة ، كلما كانت أصغر) ودرجة حرارتها.

تصنيف:

وفقًا لفئة الهيدروكربونات السائدة ، التركيب الكيميائي

يجب أن تكون فئة الهيدروكربونات التي سمي الزيت بها موجودة بنسبة تزيد عن 50٪. إذا كانت الهيدروكربونات من الفئات الأخرى موجودة أيضًا وكان أحد الفئات 25 ٪ على الأقل ، يتم تحديد نوع مختلط.

حسب الماركة

يعد إدخال التصنيف ضروريًا بسبب الاختلاف في تكوين الزيت (محتوى الكبريت ، المحتوى المختلف لمجموعات الألكان ، وجود الشوائب) اعتمادًا على المجال. المعيار القياسي للأسعار هو درجات النفط WTI و Light Sweet (لنصف الكرة الغربي ومعيار بشكل عام لدرجات أخرى من النفط) ، وكذلك برنت (لأسواق أوروبا ودول الأوبك). لتبسيط التصدير ، تم إدخال أصناف قياسية ( العلامات التجارية) نفط مرتبط إما بالحقل الرئيسي أو بمجموعة من الحقول. بالنسبة لروسيا ، هذا هو جبال الأورال الثقيلة والنفط الخفيف سيبيريا الخفيف. في المملكة المتحدة - برنت ، في الولايات المتحدة - لايت سويت و غرب تكساس الوسيط.

أصل الزيت:

لطالما كان أصل النفط موضوع نقاش ساخن ، لم يهدأ تمامًا حتى اليوم. هناك نسختان متعارضتان من أصل الزيت: عضوي وغير عضوي. يتم تحديد الاختيار بين هذه الإصدارات من خلال حقيقة أن الزيت مادة سائلة متحركة للغاية ، وهو قادر على التحرك أو الهجرة داخل قشرة الأرض وقشرتها الرسوبية لمسافات طويلة ، وغالبًا ما تكون تراكمات الزيت بعيدة جدًا عن المكان المفترض تشكيل. تم طرح النظرية غير العضوية لأصل النفط لأول مرة من قبل مندليف وتتألف من حقيقة أن الماء يتدفق عبر كربيدات المعدن الساخن ، وبالتالي تشكلت الهيدروكربونات ، والتي تحولت لاحقًا إلى زيت. الثانية - النظرية العضوية ، هي أن النفط يتشكل ، كقاعدة عامة ، في الظروف البحرية والبحيرة ، عن طريق تعفن البقايا العضوية للحيوانات والنباتات (الطمي) في ظل ظروف حرارية معينة (ضغط مرتفع ودرجة حرارة). بشكل عام ، بالنسبة للكمية الإجمالية للحقائق المتراكمة ، يمكن اعتبار مفهوم الأصل العضوي الحيوي للزيت ، الذي طرحه عالم النبات الألماني ج.بوتونييه في بداية القرن العشرين ، مدعومًا بما يكفي. في بلدنا ، تم تطويره بواسطة G.P. ميخائيلوفسكي ، إ. Gubkin ، ولكن بشكل كامل وعلى المستوى الحالي بواسطة N.B. فاسوفيتش ، الذي أطلق عليها نظرية الهجرة الرسوبية لتكوين النفط. وفقًا لهذه النظرية ، فإن مصدر الزيت هو المادة العضوية المدفونة في الرواسب - نتاج تحلل الكائنات الحية - المترسبة مع الجزيئات المعدنية للرواسب. مصدر هذه المادة العضوية بدورها هو مجموعتان من الكائنات الحية: نباتات أرضية ، تحمل بقاياها الأنهار إلى أحواض البحر أو البحيرات ، والبكتيريا ، وحديقة الحيوانات البحرية ، والعوالق النباتية ، وهذه الأخيرة هي التي تلعب الدور الرئيسي. دور في تكوين النفط. يمكن تتبع الاختلافات في تكوين المادة العضوية المودعة من هذين المصدرين ، الدبال والسابروبيل ، في تكوين الزيت. كان تراكم كتل كبيرة من المواد العضوية في الرواسب ممكنًا في غياب الأكسجين الحر أو وصوله المحدود ، والذي يمكن أن يحدث فقط في البيئة المائية. تم العثور على المادة العضوية في الرواسب في حالة تشتت. يتم إثراء بعض أنواع الرواسب فيه إلى حد كبير ، بينما يتم إثراء البعض الآخر بدرجة أقل أو حتى يخلو منه عمليًا ، ولكن نادرًا ما يتجاوز المحتوى المتوسط ​​1 ٪ من كتلة الرواسب. ويتم بعد ذلك تحويل جزء صغير نسبيًا من هذه المادة (10-30٪) إلى زيت ، ويتم تخزين الباقي في الرواسب ويمر إلى الصخور الرسوبية المتكونة منه.

فحم

أحافير الفحم- صخر رسوبي قابل للاشتعال من أصل عضوي (نباتي) ، يتكون من الكربون والهيدروجين والأكسجين والنيتروجين ومكونات ثانوية أخرى. يتنوع اللون من البني الفاتح إلى الأسود ، اللامع - من اللامع إلى اللامع. عادة ما يتم التعبير عن الطبقات أو النطاقات بوضوح ، مما يؤدي إلى تقسيمها إلى كتل أو كتل مجدولة.

تكوين الفحم

الفحم عبارة عن مركبات معقدة من العناصر القابلة للاحتراق ، وتشمل الشوائب المعدنية والرطوبة. وفقًا لدرجة التحصين ، يزداد محتوى الكربون في الكتلة العضوية للوقود ، بينما ينخفض ​​الأكسجين والنيتروجين ، مما يساهم في زيادة قيمة الطاقة للوقود.

المكون الرئيسي القابل للاحتراق للوقود هو الكربون ، والذي يتسبب احتراقه في إطلاق الكمية الرئيسية من الحرارة. تبلغ حرارة احتراق الكربون غير المتبلور 34.4 ميجا جول / كجم (8130 كيلو كالوري / كجم). يعتبر الهيدروجين ثاني أهم عنصر في الكتلة القابلة للاحتراق للوقود ؛ ويتراوح محتواه في الكتلة القابلة للاشتعال للوقود الصلب والسائل من 2 إلى 10٪. يوجد الكثير من الهيدروجين في الغاز الطبيعي وزيت الوقود والصخر الزيتي ، وأقلها في فحم الإنتراسيت. تبلغ حرارة احتراق الهيدروجين في بخار الماء 10.8 ميجا جول / م 3 (2579 كيلو كالوري / م 3). يعتبر الأكسجين والنيتروجين في الوقود صابورة عضوية ، لأن وجودهما يقلل من محتوى العناصر القابلة للاحتراق في الوقود. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الأكسجين ، عند دمجه مع الهيدروجين أو كربون الوقود ، يحول بعض الوقود إلى حالة مؤكسدة ويقلل من حرارة الاحتراق. لا يتأكسد النيتروجين عندما يحترق الوقود في الهواء ويمر في نواتج الاحتراق بشكل حر.

شوائب الوقود المعدني.في الوقود الصلب ، جزء كبير من الشوائب عبارة عن شوائب خارجية. لذلك ، محتوى الشوائب المعدنية ، حتى في نفس نوع الوقود ، يمكن أن يتقلب بشكل كبير. الشوائب المعدنية الرئيسية هي: السيليكات (السيليكا SiO2 ، الألومينا A1203 ، الطين) ، الكبريتيدات (FeS2 بشكل رئيسي) ، الكربونات (CaCO3 ، MgCO3 ، FeCO3) ، الكبريتات (CaSO4 ، MgS04) ، الأكاسيد وأكاسيد الفلزات ، الفوسفات ، الكلوريدات ، الفلزات القلوية أملاح. في عملية الاحتراق في بيئة ذات درجة حرارة عالية ، تحدث تحولات فيزيائية وكيميائية في الشوائب المعدنية للوقود.

صابورة الوقود.الشوائب المعدنية غير القابلة للاحتراق والرطوبة هي الصابورة الخارجية للوقود الصلب. من خلال وجودها ، تقلل الشوائب المعدنية والرطوبة من محتوى الكتلة القابلة للاشتعال لكل وحدة كتلة من وقود العمل ؛ بالإضافة إلى ذلك ، عند حرق الوقود ، يتم إنفاق قدر معين من الحرارة على تبخر الرطوبة. لذلك ، مع زيادة محتوى الرماد والرطوبة ، تنخفض القيمة الحرارية للوقود ، ويزداد استهلاكه من قبل المستهلك ، وتزداد تكاليف الاستخراج والنقل وفقًا لذلك.

وقود الرماد.تسمى البقايا الصلبة غير القابلة للاحتراق الناتجة عن اكتمال التحولات في الجزء المعدني من الوقود أثناء احتراقه بالرماد. عادةً ما تكون كتلة الرماد أقل بقليل من كتلة الشوائب المعدنية في الوقود ، فقط في الصخر الزيتي ، نظرًا لتحلل كربونات الرماد الموجودة فيها ، فإنها تكون أقل بكثير مقارنة بكتلة الشوائب المعدنية . في غرفة الاحتراقفي درجات حرارة عالية ، يذوب جزء من الرماد ، مكونًا محلولًا من المعادن ، وهو ما يسمى الخبث. تتم إزالة الخبث من الفرن في حالة سائلة أو حبيبية.

رطوبة الوقود.تنقسم رطوبة الوقود إلى قسمين: خارجي وداخلي. أثناء استخراج الوقود ونقله وتخزينه ، تدخل المياه الجوفية والجوفية ، الرطوبة من الهواء الجوي ، مما يتسبب في ترطيب سطح قطع الوقود. مع انخفاض حجم القطع ، يزداد السطح المحدد للوقود وتزداد كمية الرطوبة الخارجية التي يحتفظ بها. كما يشمل الخارج الرطوبة الشعرية ، أي الرطوبة التي تملأ الشعيرات الدموية والمسام التي يتم تطويرها بقوة في الفحم الخث والبني. يمكن إزالة الرطوبة الخارجية بالوسائل الميكانيكية والتجفيف الحراري. تشمل الرطوبة الداخلية الرطوبة الغروية والرطبة. الرطوبة الغروية جزء لا يتجزأ من الوقود. في كتلته ، يتم توزيعه بشكل متساوٍ للغاية. تعتمد كمية الرطوبة الغروية على الطبيعة الكيميائية وتكوين الوقود ومحتوى الرطوبة في الهواء الجوي. مع زيادة درجة تفحم الوقود ، ينخفض ​​محتوى الرطوبة الغروية. يوجد الكثير من الرطوبة الغروية في الخث ، أقل في الفحم البني وقليلًا في الفحم القار والأنثراسيت. ترتبط رطوبة الهيدرات أو التبلور كيميائياً بشوائب الوقود المعدني ، وخاصة كبريتات الكالسيوم والألومينوسيليكات. هناك القليل من الرطوبة المائية في الوقود ، وتصبح ملحوظة في الوقود متعدد الرماد. أثناء التجفيف ، يتبخر جزء من الرطوبة الغروية ، لكن محتوى الرطوبة المائية لا يتغير عمليًا. يمكن إزالة هذا الأخير فقط في درجات حرارة عالية. الوقود الطبيعي الصلب ، عند تعرضه للهواء ، يفقد ، ويجفف يكتسب الرطوبة حتى يتم موازنة ضغط البخار المشبع لرطوبة الوقود مع الضغط الجزئي لرطوبة الهواء ، أي مع الرطوبة النسبية. يسمى الوقود الصلب المحتوي على نسبة رطوبة في الظروف الطبيعية بالوقود الجاف بالهواء. تؤدي زيادة الرطوبة إلى انخفاض القيمة الحرارية للوقود وزيادة استهلاكه ، وزيادة حجم نواتج الاحتراق ، وبالتالي فقدان الحرارة مع غازات العادم. بالإضافة إلى ذلك ، تساهم الرطوبة العالية في التجوية والاحتراق التلقائي للوقود الصلب أثناء التخزين. مع زيادة الرطوبة ، تتدهور قابلية تدفق الوقود الصلب. في الشتاء ، يمكن أن تتسبب الرطوبة العالية في تجميد الوقود.

المحصول المتطاير وخصائص فحم الكوك.من أهم الخصائص الحرارية للوقود قيمة محصول المواد المتطايرة وخصائص بقايا فحم الكوك. عندما يتم تسخين الوقود الصلب ، تتحلل المركبات الهيدروكربونية المحتوية على الأكسجين من الكتلة القابلة للاحتراق مع إطلاق غازات قابلة للاحتراق: الهيدروجين ، الهيدروكربونات ، أول أكسيد الكربون والغازات غير القابلة للاحتراق - ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء. بعد تقطير المواد المتطايرة من الوقود ، يتم تكوين ما يسمى بقايا فحم الكوك. تسمى قدرة الوقود أثناء التحلل الحراري على تكوين فحم الكوك أكثر أو أقل قوة التلبيد. ينتج الفحم البني والأنثراسايت الكوك المسحوق. إن أنواع الفحم القاري ذات العائد المتطاير من 42-45٪ والفحم الخالي من الدهون ذات العائد المتطاير أقل من 17٪ يعطي بقايا فحم الكوك المسحوق أو اللزج. الفحم الذي يشكل بقايا فحم الكوك الملبد هو وقود تقني قيم ويستخدم بشكل أساسي في إنتاج فحم الكوك المعدني. -أكوارين

• هوميناترين

  الخث السائل هيومات البوتاسيوم

  هيومات البوتاسيوم / الصوديوم

  ماستر خاص 20:20: 20 + 3

  سيد براون 3:11: 38 + 4

  سيد الأصفر 13:40:13

  Mikromak - لمعالجة البذور

  Microel للضمادات غير الجذور

  سترادا إن ، سترادا ف ، سترادا ك

  إكوماك. العناصر النزرة للبذور - لمعالجة البذور

  مونوزينك

  حديد أحادي

• مونوكوبر

إن خصائص وتكوين الوقود الصلب ، بما في ذلك إنتاجية المواد المتطايرة ، وتلبيد فحم الكوك ، لها تأثير قوي على عملية احتراق الفحم. مع زيادة محصول المواد المتطايرة ومحتوى الغازات الأكثر تفاعلًا فيها ، يصبح اشتعال الوقود أسهل ، ويصبح فحم الكوك ، بسبب مساميته الكبيرة ، أكثر تفاعلًا.

وفقًا لخصائص الفحم المدرجة ، يتم تصنيفها. يتم تصنيف الفحم الأحفوري إلى ثلاثة أنواع رئيسية: البني والفحم الصلب والأنثراسايت.

الفحم البني. يشمل الفحم البني الفحم الذي يحتوي على فحم الكوك غير المتكتل وعائد تقلب عالٍ ، وعادة ما يكون أكثر من 40٪. يتميز الفحم البني بارتفاع معدل الرطوبة وفي معظم الحالات ارتفاع الرطوبة الكلية وانخفاض محتوى الكربون ومحتوى الأكسجين العالي مقارنة بالفحم الصلب. نظرًا لمحتوى الرماد القوي ومحتوى الرطوبة ، فإن القيمة الحرارية المنخفضة للفحم البني منخفضة (2500-3600 كيلو كالوري / كجم).

فحممادة صلبة قابلة للاحتراق (معدنية) من أصل نباتي. إنها صخرة كثيفة وصخرية من الأسود ، وأحيانًا ذات لون أسود رمادي مع سطح لامع أو شبه لامع أو غير لامع.

التركيب الكيميائي وخصائص الفحم

كربون 75-97٪ ؛ الهيدروجين 1.5-5.7٪ ؛ أكسجين 1.5-15٪ ؛ كبريت 0.5-4٪ ؛ نيتروجين يصل إلى 1.5٪ ؛ المواد المتطايرة 2-45٪ ؛ تتراوح الرطوبة من 4 إلى 14٪ ؛ الرماد من 2 إلى 45٪.

أنثراسايت- أقدم أنواع الفحم الأحفوري ، الفحم الحجري من أعلى درجات التحصين. تتميز بكثافة عالية وتألق. يحتوي على 95٪ كربون. يتم استخدامه كوقود صلب عالي السعرات الحرارية.

وفقًا لخصائصه وخصائصه ، فإن أنثراسايت هو الأكثر تشابهًا مع الفحم. يكمن الاختلاف بينهما في حقيقة أن أنثراسايت يحتوي على المزيد من الكربون. هذا يعني أن أنثراسيت أكثر قابلية للاحتراق من الفحم الذي نستخدمه عادة. في اللون ، يمكن أن يكون مخمليًا وأسودًا حديديًا ، ودائمًا مع لمعان فولاذي. إذا تحدثنا عن حرق الأنثراسايت ، فإنه لا يحترق إلا بموجة قوية من الهواء. علاوة على ذلك ، فهو يحترق إما بدون لهب تقريبًا أو أحيانًا بدونه على الإطلاق. ومن الجدير بالذكر أيضًا أن أنثراسايت لا يحترق بدون لهب فحسب ، بل بدون رائحة وبدون دخان. لكنه في الوقت نفسه لا يخبز. وفقًا لخصائصه ، فإن أنثراسايت أصعب من الفحم والفحم البني.

يستخدم أنثراسايت في هندسة الطاقة ، والمعادن الحديدية وغير الحديدية ، وكذلك لإنتاج الممتزات ، والأقطاب الكهربائية ، والكوراندوم الكهربائي ، ومسحوق الميكروفون.

أصل:

تم تشكيل الفحم البني والفحم الأسود والأنثراسيت في عملية متسلسلة الائتلاف مادة نبات ميت. التحالف هو عملية طبيعية للتحول الهيكلي والجزيئي (التحول) للمادة العضوية للفحم تحت تأثير الضغط العالي ودرجات الحرارة. التحالف هو مرحلة تكوين الفحم ، حيث يتحول الخث الموجود في أحشاء الأرض على التوالي (في ظل الظروف المناسبة) أولاً إلى اللون البني ، ثم إلى الحجر والأنثراسايت. في الوقت نفسه ، يزداد محتوى الكربون ، وينخفض ​​إنتاج المواد المتطايرة. يتكون الفحم من ترسب وتحلل (تعفن) بقايا النباتات العضوية على مدى فترة طويلة (ملايين السنين). الرواسب الناتجة مع مرور الوقت (التحول) مغطاة بطبقة سميكة من الأرض. تحت الضغط الكبير لقشرة الأرض وفي الغياب التام للوصول إلى الأكسجين ، وكذلك تأثير درجة حرارة لب الأرض ، تحدث عدة مراحل من تحلل الخشب إلى تكوين الفحم. بسبب نقص الوصول إلى الهواء ، لا يمكن لهذه الرواسب إطلاق الكربون المأخوذ من النباتات العضوية في الغلاف الجوي. توقف وصول الهواء بشكل حاد بشكل خاص حيث تنحدر المستنقعات والغابات المستنقعية نتيجة للحركات التكتونية والتغيرات في الظروف المناخية وتم تغطيتها من الأعلى بمواد أخرى. في الوقت نفسه ، تم تحويل بقايا النباتات تحت تأثير البكتيريا والفطريات (المتحللة) إلى الخث ثم إلى الفحم البني والفحم والأنثراسيت والجرافيت. يحدث الفحم عندما تتكون طبقات الخث على عمق كبير ، عادة أكثر من 3 كم. على عمق أكبر ، يتكون أنثراسايت - أعلى درجة من الفحم. ومع ذلك ، هذا لا يعني أن جميع رواسب الفحم تقع في أعماق كبيرة. بمرور الوقت ، وتحت تأثير العمليات التكتونية ذات الاتجاهات المختلفة ، شهدت بعض الطبقات ارتفاعًا ، ونتيجة لذلك تبين أنها أقرب إلى السطح. إن عملية تكوين الفحم في حد ذاتها بطيئة للغاية ويمكن أن تستمر لآلاف السنين. اعتمادًا على مدة التكوين ، يتم الحصول على درجات مختلفة من الفحم بقيم حرارية مختلفة. وفقًا لمجموع المؤشرات الرئيسية للتكوين والخصائص ، يتم تمييز 3 درجات من التحام: أقل (ليجنيت) ومتوسط ​​(فحم) وأعلى (أنثراسايت). تعكس درجة تحصين الفحم عصره الجيولوجي. "الأصغر" من الناحية الجيولوجية هو الفحم البني ، و "الأقدم" هو فحم الإنتراسيت. اعتمادًا على التركيب الفيزيائي والكيميائي للفحم ، تتغير أيضًا كمية الحرارة المنبعثة أثناء الاحتراق ، وكذلك كمية الرماد المتكون. قيمة الفحم ورواسبه تعتمد على هذه النسبة.

تصنيف:

تم وضع ملصقات الفحم لغرض الاستخدام الصناعي الرشيد للفحم (الجدول 2.7). ينقسم الفحم إلى درجات ومجموعات تكنولوجية ؛ يعتمد هذا التقسيم الفرعي على معلمات تميز سلوك الفحم في عملية التأثير الحراري عليها.

لتحديد درجات الفحم المخصصة للاستخدام في هندسة الطاقة الحرارية ، يتم استخدام المخطط التالي: فرز =<марка> + <размер-кусков>