Основные определения, классификация
Топливом называют вещество, выделяющее при определенных условиях большое количество тепловой энергии, которую в зависимости от технических и экономических показателей используют в различных отраслях народного хозяйства. В теплоэнергетических установках выделившаяся из топлива тепловая энергия используется для получения рабочего тела — водяного пара или горячей воды, используемых в дальнейшем в технологических и отопительных установках, а также для производства электрической энергии.
Классификация топлива. Топливо можно разделить на две основные группы: горючее и расщепляющееся (рис. 1.9). Горючее — топливо, которое выделяет необходимое количество теплоты при взаимодействии с другим веществом (окислителем); при этом химические компоненты горючего переходят в его окислы. Расщепляющееся— топливо, которое выделяет необходимое количество теплоты в результате расщепления при определенных условиях молекул его вещества с одновременным образованием молекул других химических элементов.
Горючее топливо делится на органическое и неорганическое. Органическое топливо включает углеводородные химические соединения природного и искусственного происхождения, углерод и водород, а также их смеси. Неорганическим топливом являются неорганические вещества и их композиции, которые при взаимодействии с окислителем выделяют большое количество теплоты. Такими веществами могут быть металлы: алюминий (А1), магний (Mg), железо (Fe) и др. Чтобы горючее топливо выделило теплоту, необходима его химическая реакция с другим веществом — окислителем. В качестве окислителя в общем случае могут использоваться как чистый кислород (02) и его модификации (О, Оз), так и другие активные химические соединения — окислители: азотная кислота (HN03), перекись водорода (Н202) и др. В энергетических установках в качестве окислителя, как правило, применяют воздух, содержащий 21 % (по объему) кислорода, и в особых случаях — чистый кислород.
Органическое топливо делят на ископаемое природное и искусственное, которое, в свою очередь, делится на композиционное и синтетическое. Ископаемое природное топливо — это топливо, накопленное в недрах Земли и являющееся продуктом биохимических и химических превращений органического вещества растений и микроорганизмов, существовавших на Земле 0,5— 500 млн. лет назад. К нему относятся: уголь, сланец, торф, природный газ, извлекаемые человеком из недр Земли. Искусственное топливо — это органическое топливо, созданное человеком путем соответствующей переработки, как правило, природных соединений, (в том числе и природных топлив) с целью получения топлив с новыми, наперед заданными свойствами. Композиционное топливо — это механическая смесь горючих (в том числе органического топлива), а в ряде случаев горючих и негорючих веществ, обладающая новыми теплотехническими свойствами по сравнению со свойствами исходных горючих. К композиционному топливу относятся топливные суспензии, топливные эмульсии, топливные брикеты, гранулы, топливо из горючих отходов и др. Синтетическое топливо—продукт термохимической переработки горючих веществ (в том числе и органического топлива) обладающий новыми теплотехническими свойствами по сравнению с исходным горючим веществом. К синтетическому топливу относятся все продукты переработки нефти: бензин, керосин, дизельное топливо, мазут, жидкое топливо и газ, полученные из угля, и др.
При производстве тепловой энергии для теплоснабжения на теплоэлектроцентралях, тепловых станциях, производственных и отопительных котельных используют в основном природное органическое топливо, однако уже в настоящее время созданы теплоэнергетические установки, работающие на искусственном органическом и расщепляющемся топливе. Использование этих топлив в перспективе будет непрерывно расширяться.
