Apa itu bahan bakar?
Ini adalah salah satu komponen atau campuran zat yang mampu melakukan transformasi kimia terkait dengan pelepasan panas. Berbagai jenis bahan bakar berbeda dalam kandungan kuantitatif oksidator di dalamnya, yang digunakan untuk melepaskan energi panas.
Dalam arti luas, bahan bakar adalah pembawa energi, yaitu jenis energi potensial potensial.
Klasifikasi
Saat ini, bahan bakar dibagi menurut keadaan agregasinya menjadi cair, padat, gas.
Batu dan kayu bakar, antrasit dianggap sebagai spesies alami yang padat. Briket, kokas, termoantrasit adalah jenis bahan bakar padat buatan.
Cairan termasuk zat yang mengandung zat organik. Komponen utama mereka adalah: oksigen, karbon, nitrogen, hidrogen, belerang. Bahan bakar cair buatan akan berbagai resin, bahan bakar minyak.
Ini adalah campuran berbagai gas: etilen, metana, propana, butana. Selain itu, bahan bakar gas mengandung karbon dioksida dan karbon monoksida, hidrogen sulfida, nitrogen, uap air, dan oksigen.
Indikator bahan bakar
Indikator utama pembakaran. Rumus untuk menentukan nilai kalor dipertimbangkan dalam termokimia. memancarkan "bahan bakar referensi", yang menyiratkan nilai kalor 1 kilogram antrasit.
Minyak pemanas domestik dimaksudkan untuk pembakaran di perangkat pemanas berdaya rendah, yang terletak di tempat tinggal, generator panas yang digunakan dalam pertanian untuk mengeringkan pakan, pengalengan.
Panas spesifik pembakaran bahan bakar adalah nilai yang menunjukkan jumlah panas yang terbentuk selama pembakaran sempurna bahan bakar dengan volume 1 m 3 atau massa satu kilogram.
Untuk mengukur nilai ini, J / kg, J / m 3, kalori / m 3 digunakan. Untuk menentukan panas pembakaran digunakan metode kalorimetri.
Dengan peningkatan panas spesifik pembakaran bahan bakar, konsumsi bahan bakar spesifik menurun, dan efisiensi tetap tidak berubah.
Panas pembakaran zat adalah jumlah energi yang dilepaskan selama oksidasi zat padat, cair, gas.
Itu ditentukan oleh komposisi kimia, serta keadaan agregasi zat yang mudah terbakar.
Fitur produk pembakaran
Nilai kalor yang lebih tinggi dan lebih rendah dikaitkan dengan keadaan agregasi air dalam zat yang diperoleh setelah pembakaran bahan bakar.
Nilai kalor kotor adalah jumlah panas yang dilepaskan selama pembakaran sempurna suatu zat. Nilai ini termasuk panas kondensasi uap air.
Nilai kalor kerja yang lebih rendah adalah nilai yang sesuai dengan pelepasan panas selama pembakaran tanpa memperhitungkan panas kondensasi uap air.
Panas laten kondensasi adalah nilai energi kondensasi uap air.
hubungan matematis
Nilai kalor yang lebih tinggi dan lebih rendah terkait dengan hubungan berikut:
Q B = Q H + k(W + 9H)
di mana W adalah jumlah berat (dalam %) air dalam zat yang mudah terbakar;
H adalah jumlah hidrogen (% massa) dalam zat yang mudah terbakar;
k - koefisien 6 kkal/kg
Metode perhitungan
Nilai kalor yang lebih tinggi dan lebih rendah ditentukan oleh dua metode utama: dihitung dan eksperimental.
Kalorimeter digunakan untuk perhitungan eksperimental. Pertama, sampel bahan bakar dibakar di dalamnya. Panas yang akan dilepaskan dalam hal ini diserap sepenuhnya oleh air. Memiliki gagasan tentang massa air, adalah mungkin untuk menentukan nilai panas pembakarannya dengan mengubah suhunya.
Teknik ini dianggap sederhana dan efektif, hanya mengasumsikan pengetahuan tentang data analisis teknis.
Dalam metode perhitungan, nilai kalor tertinggi dan terendah dihitung sesuai dengan rumus Mendeleev.
Q p H \u003d 339C p + 1030H p -109 (O p -S p) - 25 W p (kJ / kg)
Ini memperhitungkan kandungan karbon, oksigen, hidrogen, uap air, belerang dalam komposisi kerja (dalam persen). Jumlah panas selama pembakaran ditentukan dengan mempertimbangkan bahan bakar referensi.
Panas pembakaran gas memungkinkan Anda membuat perhitungan awal, untuk mengidentifikasi efisiensi penggunaan jenis bahan bakar tertentu.
Fitur asal
Untuk memahami berapa banyak panas yang dilepaskan selama pembakaran bahan bakar tertentu, perlu diketahui asal-usulnya.
Di alam, ada berbagai jenis bahan bakar padat yang berbeda dalam komposisi dan sifat.
Pembentukannya dilakukan melalui beberapa tahap. Pertama terbentuk gambut, kemudian diperoleh batubara coklat dan keras, kemudian terbentuk antrasit. Sumber utama pembentukan bahan bakar padat adalah daun, kayu, dan jarum. Sekarat, bagian tanaman, ketika terkena udara, dihancurkan oleh jamur, membentuk gambut. Akumulasinya berubah menjadi massa coklat, kemudian diperoleh gas coklat.
Pada tekanan dan temperatur tinggi, brown gas berubah menjadi batubara, kemudian bahan bakarnya terakumulasi dalam bentuk antrasit.
Selain bahan organik, ada tambahan pemberat pada bahan bakar. Organik menganggap bagian yang terbentuk dari zat organik: hidrogen, karbon, nitrogen, oksigen. Selain unsur-unsur kimia ini, mengandung pemberat: kelembaban, abu.
Teknologi tungku melibatkan alokasi massa bahan bakar yang terbakar, kering, dan mudah terbakar. Massa kerja disebut bahan bakar dalam bentuk aslinya, dipasok ke konsumen. Berat kering adalah komposisi yang tidak mengandung air.
Menggabungkan
Komponen yang paling berharga adalah karbon dan hidrogen.
Unsur-unsur ini ditemukan dalam semua jenis bahan bakar. Di gambut dan kayu, persentase karbon mencapai 58 persen, dalam batubara hitam dan coklat - 80%, dan dalam antrasit mencapai 95 persen berat. Tergantung pada indikator ini, jumlah panas yang dilepaskan selama pembakaran bahan bakar berubah. Hidrogen adalah elemen terpenting kedua dari bahan bakar apa pun. Berkontak dengan oksigen, ia membentuk uap air, yang secara signifikan mengurangi nilai termal bahan bakar apa pun.
Persentasenya berkisar dari 3,8 dalam serpih minyak hingga 11 dalam bahan bakar minyak. Oksigen, yang merupakan bagian dari bahan bakar, bertindak sebagai pemberat.
Ini bukan elemen kimia yang menghasilkan panas, oleh karena itu secara negatif mempengaruhi nilai panas pembakarannya. Pembakaran nitrogen yang terkandung dalam bentuk bebas atau terikat dalam produk pembakaran dianggap sebagai pengotor berbahaya, sehingga jumlahnya jelas dibatasi.
Sulfur termasuk dalam komposisi bahan bakar dalam bentuk sulfat, sulfida, dan juga sebagai gas sulfur dioksida. Ketika terhidrasi, oksida belerang membentuk asam sulfat, yang menghancurkan peralatan boiler dan berdampak buruk pada vegetasi dan organisme hidup.
Itulah sebabnya belerang adalah unsur kimia, yang keberadaannya dalam bahan bakar alami sangat tidak diinginkan. Saat masuk ke dalam ruang kerja, senyawa belerang menyebabkan keracunan yang signifikan pada personel operasi.
Ada tiga jenis abu tergantung pada asalnya:
- utama;
- sekunder;
- tersier.
Bentuk primernya terbentuk dari zat-zat mineral yang terkandung dalam tumbuhan. Abu sekunder terbentuk sebagai akibat dari konsumsi residu tanaman oleh pasir dan tanah selama pembentukan formasi.
Abu tersier ternyata menjadi bagian dari bahan bakar dalam proses ekstraksi, penyimpanan, dan juga pengangkutannya. Dengan pengendapan abu yang signifikan, ada penurunan perpindahan panas pada permukaan pemanas unit boiler, mengurangi jumlah perpindahan panas ke air dari gas. Sejumlah besar abu berdampak negatif pada pengoperasian boiler.
Akhirnya
Zat yang mudah menguap memiliki dampak yang signifikan pada proses pembakaran semua jenis bahan bakar. Semakin besar outputnya, semakin besar volume bagian depan api. Misalnya, batu bara, gambut, mudah terbakar, prosesnya disertai dengan kehilangan panas yang tidak signifikan. Kokas yang tersisa setelah penghilangan pengotor yang mudah menguap hanya mengandung senyawa mineral dan karbon. Tergantung pada karakteristik bahan bakar, jumlah panas bervariasi secara signifikan.
Tergantung pada komposisi kimianya, tiga tahap pembentukan bahan bakar padat dibedakan: gambut, lignit, batubara.
Kayu alami digunakan di pabrik boiler kecil. Sebagian besar serpihan kayu, serbuk gergaji, lempengan, kulit kayu digunakan, kayu bakar itu sendiri digunakan dalam jumlah kecil. Tergantung pada jenis kayunya, jumlah panas yang dilepaskan sangat bervariasi.
Ketika nilai kalori menurun, kayu bakar memperoleh keuntungan tertentu: sifat mudah terbakar yang cepat, kandungan abu yang minimal, dan tidak adanya jejak belerang.
Informasi yang dapat dipercaya tentang komposisi bahan bakar alami atau sintetis, nilai kalornya, adalah cara terbaik untuk melakukan perhitungan termokimia.
Saat ini, ada peluang nyata untuk mengidentifikasi opsi utama bahan bakar padat, gas, cair yang akan menjadi yang paling efisien dan murah untuk digunakan dalam situasi tertentu.
Bahan bakar gas dibagi menjadi alami dan buatan dan merupakan campuran gas yang mudah terbakar dan tidak mudah terbakar yang mengandung sejumlah uap air, dan terkadang debu dan tar. Jumlah bahan bakar gas dinyatakan dalam meter kubik dalam kondisi normal (760 mm Hg dan 0 ° C), dan komposisinya dinyatakan sebagai persentase volume. Di bawah komposisi bahan bakar, pahami komposisi bagian gas keringnya.
bahan bakar gas alam
Bahan bakar gas yang paling umum adalah gas alam, yang memiliki nilai kalor yang tinggi. Basis gas alam adalah metana, yang kandungannya 76,7-98%. Senyawa hidrokarbon gas lainnya adalah bagian dari gas alam dari 0,1 hingga 4,5%.
Gas cair adalah produk penyulingan minyak - terutama terdiri dari campuran propana dan butana.
Gas alam (CNG, NG): metana CH4 lebih dari 90%, etana C2 H5 kurang dari 4%, propana C3 H8 kurang dari 1%
Gas cair (LPG): propana C3 H8 lebih dari 65%, butana C4 H10 kurang dari 35%
Gas yang mudah terbakar meliputi: hidrogen H 2, metana CH 4, Senyawa hidrokarbon lainnya C m H n, hidrogen sulfida H 2 S dan gas yang tidak mudah terbakar, karbon dioksida CO2, oksigen O 2, nitrogen N 2 dan sejumlah kecil uap air H 2 O. Indeks m dan P pada C dan H mencirikan senyawa berbagai hidrokarbon, misalnya untuk metana CH 4 t = 1 dan n= 4, untuk etana 2 b t = 2 dan n= b dll.
Komposisi bahan bakar gas kering (dalam persen volume):
CO + H 2 + 2 C m H n + H 2 S + CO 2 + O 2 + N 2 = 100%.
Bagian yang tidak mudah terbakar dari bahan bakar gas kering - balast - adalah nitrogen N dan karbon dioksida CO 2 .
Komposisi bahan bakar gas basah dinyatakan sebagai berikut:
CO + H 2 + C m H n + H 2 S + CO 2 + O 2 + N 2 + H 2 O \u003d 100%.
Panas pembakaran, kJ / m (kkal / m 3), 1 m 3 gas kering murni dalam kondisi normal ditentukan sebagai berikut:
Q n s \u003d 0,01,
dimana Qco, Q n 2 , Q dengan m n n Q n 2 s. - panas pembakaran masing-masing gas yang membentuk campuran, kJ / m 3 (kkal / m 3); CO, H2, Cm H n , H 2 S - komponen yang membentuk campuran gas, % volume.
Nilai kalor 1 m3 gas alam kering dalam kondisi normal untuk sebagian besar lapangan domestik adalah 33,29 - 35,87 MJ/m3 (7946 - 8560 kkal/m3). Karakteristik bahan bakar gas diberikan pada tabel 1.
Contoh. Tentukan nilai kalor bersih gas alam (dalam kondisi normal) dari komposisi berikut:
H2S = 1%; CH 4 = 76,7%; C 2 H 6 = 4,5%; C 3 H 8 = 1,7%; C 4 H 10 = 0,8%; C 5 H 12 = 0,6%.
Substitusikan ke dalam rumus (26) sifat-sifat gas dari Tabel 1, kita peroleh:
Q ns \u003d 0,01 \u003d 33981 kJ / m 3 atau
Q ns \u003d 0,01 (5585.1 + 8555 76,7 + 15 226 4,5 + 21 795 1,7 + 28 338 0,8 + 34 890 0,6) \u003d 8109 kkal / m 3.
Tabel 1. Karakteristik bahan bakar gas
|
Gas |
Penamaan |
Panas pembakaran Q n s |
|
|
KJ/m3 |
kkal/m3 |
||
| Hidrogen | H, | 10820 | 2579 |
| karbon monoksida | JADI | 12640 | 3018 |
| hidrogen sulfida | H 2 S | 23450 | 5585 |
| metana | CH 4 | 35850 | 8555 |
| etana | C2H6 | 63 850 | 15226 |
| propana | C 3 H 8 | 91300 | 21795 |
| butana | C 4 H 10 | 118700 | 22338 |
| pentana | C 5 H 12 | 146200 | 34890 |
| Etilen | C2H4 | 59200 | 14107 |
| propilena | C 3 H 6 | 85980 | 20541 |
| butilena | C 4 H 8 | 113 400 | 27111 |
| Benzena | C 6 H 6 | 140400 | 33528 |
Boiler tipe DE mengkonsumsi 71 hingga 75 m3 gas alam untuk menghasilkan satu ton steam. Biaya gas di Rusia pada bulan September 2008 adalah 2,44 rubel per meter kubik. Akibatnya, satu ton uap akan berharga 71 × 2,44 = 173 rubel 24 kopek. Biaya sebenarnya dari satu ton uap di pabrik adalah untuk boiler DE setidaknya 189 rubel per ton uap.
Boiler tipe DKVR mengkonsumsi 103 hingga 118 m3 gas alam untuk menghasilkan satu ton steam. Perkiraan biaya minimum satu ton uap untuk boiler ini adalah 103 × 2,44 = 251 rubel 32 kopek. Biaya uap sebenarnya untuk pabrik setidaknya 290 rubel per ton.
Bagaimana cara menghitung konsumsi maksimum gas alam untuk ketel uap DE-25? Ini adalah spesifikasi boiler. 1840 kubus per jam. Tapi Anda juga bisa menghitung. 25 ton (25 ribu kg) harus dikalikan dengan perbedaan antara entalpi uap dan air (666,9-105) dan semua ini dibagi dengan efisiensi boiler 92,8% dan panas pembakaran gas. 8300. dan semuanya
Bahan bakar gas buatan
Gas buatan yang mudah terbakar adalah bahan bakar lokal, karena memiliki nilai kalor yang jauh lebih rendah. Elemen mudah terbakar utama mereka adalah karbon monoksida CO dan hidrogen H2. Gas-gas ini digunakan dalam batas produksi di mana mereka diperoleh sebagai bahan bakar untuk pembangkit listrik dan teknologi.
Semua gas yang mudah terbakar alami dan buatan bersifat eksplosif, mampu menyala pada nyala api atau percikan terbuka. Ada batas ledakan bawah dan atas gas, yaitu konsentrasi persentase tertinggi dan terendah di udara. Batas bawah ledakan gas alam berkisar antara 3% hingga 6%, sedangkan batas atas berkisar antara 12% hingga 16%. Semua gas yang mudah terbakar dapat menyebabkan keracunan pada tubuh manusia. Zat beracun utama dari gas yang mudah terbakar adalah: karbon monoksida CO, hidrogen sulfida H2S, amonia NH3.
Gas yang mudah terbakar alami, serta yang buatan, tidak berwarna (tidak terlihat), tidak berbau, yang membuatnya berbahaya ketika menembus ke bagian dalam ruang ketel melalui kebocoran pada alat kelengkapan pipa gas. Untuk menghindari keracunan, gas yang mudah terbakar harus diperlakukan dengan bau - zat dengan bau yang tidak menyenangkan.
Memperoleh karbon monoksida CO di industri dengan gasifikasi bahan bakar padat
Untuk keperluan industri, karbon monoksida diperoleh dengan gasifikasi bahan bakar padat, yaitu, transformasi menjadi bahan bakar gas. Jadi Anda bisa mendapatkan karbon monoksida dari bahan bakar padat apa pun - batu bara fosil, gambut, kayu bakar, dll.
Proses gasifikasi bahan bakar padat ditunjukkan dalam percobaan laboratorium (Gbr. 1). Setelah mengisi tabung refraktori dengan potongan arang, kami akan memanaskannya dengan kuat dan membiarkan oksigen keluar dari gasometer. Biarkan gas yang keluar dari tabung melewati mesin cuci air kapur dan kemudian membakarnya. Air kapur menjadi keruh, gas terbakar dengan nyala kebiruan. Hal ini menunjukkan adanya CO2 dioksida dan karbon monoksida CO dalam produk reaksi.
Pembentukan zat-zat ini dapat dijelaskan oleh fakta bahwa ketika oksigen bersentuhan dengan batubara panas, yang terakhir pertama kali dioksidasi menjadi karbon dioksida: C + O 2 \u003d CO 2
Kemudian, melewati batubara panas, karbon dioksida sebagian direduksi menjadi karbon monoksida: CO 2 + C \u003d 2CO
Beras. 1. Memperoleh karbon monoksida (pengalaman laboratorium).
Dalam kondisi industri, gasifikasi bahan bakar padat dilakukan dalam tungku yang disebut generator gas.
Campuran gas yang dihasilkan disebut gas produser.
Perangkat generator gas ditunjukkan pada gambar. Ini adalah silinder baja dengan ketinggian sekitar 5 m dan diameter sekitar 3.5 m, dilapisi di dalam dengan batu bata tahan api. Dari atas, generator gas diisi dengan bahan bakar; Dari bawah, udara atau uap air disuplai oleh kipas melalui perapian.
Oksigen di udara bereaksi dengan karbon bahan bakar, membentuk karbon dioksida, yang naik melalui lapisan bahan bakar panas, direduksi oleh karbon menjadi karbon monoksida.
Jika hanya udara yang dihembuskan ke generator, maka diperoleh gas, yang dalam komposisinya mengandung karbon monoksida dan nitrogen udara (serta sejumlah CO 2 dan pengotor lainnya). Gas generator ini disebut gas udara.
Namun, jika uap air dihembuskan ke generator dengan batu bara panas, maka karbon monoksida dan hidrogen terbentuk sebagai hasil dari reaksi: C + H 2 O \u003d CO + H 2
Campuran gas ini disebut gas air. Gas air memiliki nilai kalor yang lebih tinggi daripada gas udara, karena komposisinya, bersama dengan karbon monoksida, juga termasuk gas yang mudah terbakar kedua - hidrogen. Gas air (gas sintesis), salah satu produk gasifikasi bahan bakar. Gas air terutama terdiri dari CO (40%) dan H2 (50%). Gas air merupakan bahan bakar (nilai kalor 10.500 kJ/m3, atau 2730 kkal/mg) dan sekaligus bahan baku sintesis metanol. Gas air, bagaimanapun, tidak dapat diperoleh untuk waktu yang lama, karena reaksi pembentukannya adalah endotermik (dengan penyerapan panas), dan oleh karena itu bahan bakar dalam generator menjadi dingin. Untuk menjaga agar batubara tetap panas, injeksi uap air ke generator diselingi dengan injeksi udara, yang oksigennya, seperti diketahui, bereaksi dengan bahan bakar untuk melepaskan panas.
Baru-baru ini, ledakan uap-oksigen telah banyak digunakan untuk gasifikasi bahan bakar. Penghembusan uap air dan oksigen secara simultan melalui lapisan bahan bakar memungkinkan untuk melakukan proses secara terus menerus, secara signifikan meningkatkan produktivitas generator dan memperoleh gas dengan kandungan hidrogen dan karbon monoksida yang tinggi.
Generator gas modern adalah perangkat yang kuat untuk tindakan berkelanjutan.
Agar ketika bahan bakar disuplai ke generator gas, gas yang mudah terbakar dan beracun tidak menembus ke atmosfer, drum pemuatan dibuat ganda. Sementara bahan bakar memasuki satu kompartemen drum, bahan bakar dituangkan keluar dari kompartemen lain ke generator; ketika drum berputar, proses ini berulang, sementara generator tetap terisolasi dari atmosfer sepanjang waktu. Distribusi bahan bakar yang seragam di generator dilakukan menggunakan kerucut, yang dapat dipasang pada ketinggian yang berbeda. Ketika diturunkan, batubara terletak lebih dekat ke pusat generator; ketika kerucut dinaikkan, batubara terlempar lebih dekat ke dinding generator.
Penghapusan abu dari generator gas dilakukan secara mekanis. Parut berbentuk kerucut diputar perlahan oleh motor listrik. Dalam hal ini, abu dipindahkan ke dinding generator dan dibuang ke dalam kotak abu dengan perangkat khusus, dari mana ia dikeluarkan secara berkala.
Lampu gas pertama dinyalakan di St. Petersburg di Pulau Aptekarsky pada tahun 1819. Gas yang digunakan diperoleh dengan gasifikasi batubara. Itu disebut gas ringan.
Ilmuwan besar Rusia D. I. Mendeleev (1834-1907) adalah orang pertama yang mengungkapkan gagasan bahwa gasifikasi batubara dapat dilakukan langsung di bawah tanah, tanpa mengangkatnya keluar. Pemerintah Tsar tidak menghargai usulan Mendeleev.
Gagasan gasifikasi bawah tanah didukung hangat oleh V. I. Lenin. Dia menyebutnya "salah satu kemenangan besar teknologi." Gasifikasi bawah tanah dilakukan untuk pertama kalinya oleh negara Soviet. Sudah sebelum Perang Patriotik Hebat, generator bawah tanah beroperasi di cekungan batu bara wilayah Donetsk dan Moskow di Uni Soviet.
Gambar 3 memberikan gambaran tentang salah satu metode gasifikasi bawah tanah Dua sumur diletakkan di lapisan batubara, yang terhubung di bagian bawah dengan saluran. Batubara dibakar di saluran seperti itu di dekat salah satu sumur dan ledakan disuplai di sana. Produk pembakaran, bergerak di sepanjang saluran, berinteraksi dengan batubara panas, menghasilkan pembentukan gas yang mudah terbakar, seperti pada generator konvensional. Gas muncul ke permukaan melalui sumur kedua.
Gas generator banyak digunakan untuk memanaskan tungku industri - metalurgi, kokas dan sebagai bahan bakar di mobil (Gbr. 4).
Beras. 3. Skema gasifikasi batubara bawah tanah.
Sejumlah produk organik, seperti bahan bakar cair, disintesis dari hidrogen dan karbon monoksida dari gas air. Bahan bakar cair sintetis - bahan bakar (terutama bensin), diperoleh dengan sintesis dari karbon monoksida dan hidrogen pada 150-170 derajat Celcius dan tekanan 0,7 - 20 MN / m2 (200 kgf / cm2), dengan adanya katalis (nikel, besi, kobalt). Produksi pertama bahan bakar cair sintetis diselenggarakan di Jerman selama Perang Dunia ke-2 karena kekurangan minyak. Bahan bakar cair sintetis belum mendapatkan distribusi yang luas karena harganya yang mahal. Gas air digunakan untuk menghasilkan hidrogen. Untuk melakukan ini, gas air dalam campuran dengan uap air dipanaskan dengan adanya katalis dan sebagai hasilnya, hidrogen diperoleh selain yang sudah ada dalam gas air: CO + H 2 O \u003d CO 2 + H 2
Jumlah panas yang dilepaskan selama pembakaran sempurna dari satu unit jumlah bahan bakar disebut nilai kalor (Q) atau, seperti yang kadang-kadang disebut, nilai kalor, atau nilai kalor, yang merupakan salah satu karakteristik utama bahan bakar.
Nilai kalor gas biasanya disebut sebagai 1 m 3, diambil dalam kondisi normal.
Dalam perhitungan teknis, kondisi normal dipahami sebagai keadaan gas pada suhu sama dengan 0 ° C, dan pada tekanan 760 mmHg Seni. Volume gas di bawah kondisi ini dilambangkan nm 3(meter kubik biasa).
Untuk pengukuran gas industri sesuai dengan GOST 2923-45, suhu 20 ° C dan tekanan 760 diambil sebagai kondisi normal mmHg Seni. Volume gas mengacu pada kondisi ini, berbeda dengan nm 3 kami akan menelepon m 3 (meter kubik).
Nilai kalor gas (Q)) dinyatakan dalam kkal/nm e atau di kkal / m3.
Untuk gas cair, nilai kalor mengacu pada 1 kg
Ada nilai kalor yang lebih tinggi (Q in) dan lebih rendah (Q n). Nilai kalor kotor memperhitungkan panas kondensasi uap air yang terbentuk selama pembakaran bahan bakar. Nilai kalor bersih tidak memperhitungkan panas yang terkandung dalam uap air dari produk pembakaran, karena uap air tidak mengembun, tetapi terbawa bersama produk pembakaran.
Konsep Q in dan Q n hanya berlaku untuk gas tersebut, selama pembakaran yang melepaskan uap air (konsep ini tidak berlaku untuk karbon monoksida, yang tidak menghasilkan uap air selama pembakaran).
Ketika uap air mengembun, panas yang dilepaskan sama dengan 539 kkal/kg. Selain itu, ketika kondensat didinginkan hingga 0 °C (atau 20 °C), panas dilepaskan, masing-masing, dalam jumlah 100 atau 80 kkal/kg.
Secara total, karena kondensasi uap air, panas dilepaskan lebih dari 600 kkal/kg, yang merupakan perbedaan antara nilai kalor kotor dan bersih dari gas. Untuk sebagian besar gas yang digunakan dalam pasokan gas perkotaan, perbedaan ini adalah 8-10%.
Nilai nilai kalor beberapa gas diberikan dalam tabel. 3.
Untuk pasokan gas perkotaan, gas saat ini digunakan, yang biasanya memiliki nilai kalor minimal 3500 kkal / nm3. Ini dijelaskan oleh fakta bahwa dalam kondisi kota, gas disuplai melalui pipa dengan jarak yang cukup jauh. Dengan nilai kalor yang rendah maka diperlukan suplai dalam jumlah yang banyak. Ini pasti mengarah pada peningkatan diameter pipa gas dan, sebagai akibatnya, peningkatan investasi logam dan dana untuk pembangunan jaringan gas, dan, selanjutnya, peningkatan biaya operasi. Kerugian signifikan dari gas berkalori rendah adalah bahwa dalam banyak kasus mereka mengandung sejumlah besar karbon monoksida, yang meningkatkan bahaya saat menggunakan gas, serta saat melayani jaringan dan instalasi.
Gas dengan nilai kalor kurang dari 3500 kkal/nm 3 paling sering digunakan dalam industri, di mana tidak diperlukan untuk mengangkutnya jarak jauh dan lebih mudah untuk mengatur pembakaran. Untuk pasokan gas perkotaan, diinginkan untuk memiliki nilai kalor gas yang konstan. Fluktuasi, seperti yang telah kita tetapkan, diperbolehkan tidak lebih dari 10%. Perubahan yang lebih besar dalam nilai kalor gas memerlukan penyesuaian baru, dan kadang-kadang perubahan sejumlah besar pembakar terpadu untuk peralatan rumah tangga, yang dikaitkan dengan kesulitan yang signifikan.
Tabel menyajikan panas spesifik massa pembakaran bahan bakar (cair, padat dan gas) dan beberapa bahan mudah terbakar lainnya. Bahan bakar seperti: batu bara, kayu bakar, kokas, gambut, minyak tanah, minyak, alkohol, bensin, gas alam, dll. dipertimbangkan.
Daftar tabel:
Dalam reaksi oksidasi bahan bakar eksotermik, energi kimianya diubah menjadi energi panas dengan pelepasan sejumlah panas tertentu. Energi panas yang dihasilkan disebut panas pembakaran bahan bakar. Itu tergantung pada komposisi kimianya, kelembaban dan merupakan yang utama. Nilai kalor bahan bakar, mengacu pada 1 kg massa atau 1 m 3 volume, membentuk massa atau nilai kalor spesifik volumetrik.
Panas spesifik pembakaran bahan bakar adalah jumlah panas yang dilepaskan selama pembakaran sempurna dari satu satuan massa atau volume bahan bakar padat, cair atau gas. Dalam Satuan Sistem Internasional, nilai ini diukur dalam J / kg atau J / m 3.
Panas spesifik pembakaran bahan bakar dapat ditentukan secara eksperimental atau dihitung secara analitis. Metode eksperimental untuk menentukan nilai kalor didasarkan pada pengukuran praktis dari jumlah panas yang dilepaskan selama pembakaran bahan bakar, misalnya, dalam kalorimeter dengan termostat dan bom pembakaran. Untuk bahan bakar dengan komposisi kimia yang diketahui, panas spesifik pembakaran dapat ditentukan dari rumus Mendeleev.
Ada panas spesifik pembakaran yang lebih tinggi dan lebih rendah. Nilai kalor kotor sama dengan jumlah maksimum panas yang dilepaskan selama pembakaran sempurna bahan bakar, dengan memperhitungkan panas yang dihabiskan untuk penguapan uap air yang terkandung dalam bahan bakar. Nilai kalor yang lebih rendah kurang dari nilai yang lebih tinggi dengan nilai panas kondensasi, yang terbentuk dari kelembaban bahan bakar dan hidrogen dari massa organik, yang berubah menjadi air selama pembakaran.
Untuk menentukan indikator kualitas bahan bakar, serta dalam perhitungan teknik panas biasanya menggunakan panas spesifik pembakaran terendah, yang merupakan karakteristik termal dan operasional paling penting dari bahan bakar dan diberikan dalam tabel di bawah ini.
Panas spesifik pembakaran bahan bakar padat (batubara, kayu bakar, gambut, kokas)
Tabel tersebut menunjukkan nilai kalor jenis pembakaran bahan bakar padat kering dalam satuan MJ/kg. Bahan bakar dalam tabel disusun berdasarkan nama dalam urutan abjad.
Dari bahan bakar padat yang dipertimbangkan, batubara kokas memiliki nilai kalor tertinggi - panas spesifik pembakarannya adalah 36,3 MJ/kg (atau 36,3·10 6 J/kg dalam satuan SI). Selain itu, nilai kalor yang tinggi merupakan karakteristik dari batubara, antrasit, arang dan batubara coklat.
Bahan bakar dengan efisiensi energi rendah termasuk kayu, kayu bakar, bubuk mesiu, freztorf, serpih minyak. Misalnya, panas spesifik pembakaran kayu bakar adalah 8,4 ... 12,5, dan bubuk mesiu - hanya 3,8 MJ / kg.
| Bahan bakar | |
|---|---|
| Antrasit | 26,8…34,8 |
| Pelet kayu (pillet) | 18,5 |
| Kayu bakar kering | 8,4…11 |
| Kayu bakar birch kering | 12,5 |
| kokas gas | 26,9 |
| coke tungku ledakan | 30,4 |
| semi-kokas | 27,3 |
| Bubuk | 3,8 |
| Batu tulis | 4,6…9 |
| serpih minyak | 5,9…15 |
| Propelan padat | 4,2…10,5 |
| gambut | 16,3 |
| gambut berserat | 21,8 |
| Penggilingan gambut | 8,1…10,5 |
| Remah gambut | 10,8 |
| Batubara coklat | 13…25 |
| Batubara coklat (briket) | 20,2 |
| Batubara coklat (debu) | 25 |
| Batubara Donetsk | 19,7…24 |
| Arang | 31,5…34,4 |
| Batu bara | 27 |
| Batubara kokas | 36,3 |
| Batubara Kuznetsk | 22,8…25,1 |
| Batubara Chelyabinsk | 12,8 |
| Batubara Ekibastuz | 16,7 |
| freztorf | 8,1 |
| Terak | 27,5 |
Panas spesifik pembakaran bahan bakar cair (alkohol, bensin, minyak tanah, minyak)
Tabel panas spesifik pembakaran bahan bakar cair dan beberapa cairan organik lainnya diberikan. Perlu dicatat bahwa bahan bakar seperti bensin, solar dan minyak dicirikan oleh pelepasan panas yang tinggi selama pembakaran.
Panas spesifik pembakaran alkohol dan aseton secara signifikan lebih rendah daripada bahan bakar motor tradisional. Selain itu, propelan cair memiliki nilai kalor yang relatif rendah dan, dengan pembakaran sempurna 1 kg hidrokarbon ini, sejumlah panas masing-masing sebesar 9,2 dan 13,3 MJ akan dilepaskan.
| Bahan bakar | Panas spesifik pembakaran, MJ/kg |
|---|---|
| Aseton | 31,4 |
| Bensin A-72 (GOST 2084-67) | 44,2 |
| Bensin penerbangan B-70 (GOST 1012-72) | 44,1 |
| Bensin AI-93 (GOST 2084-67) | 43,6 |
| Benzena | 40,6 |
| Bahan bakar diesel musim dingin (GOST 305-73) | 43,6 |
| Bahan bakar diesel musim panas (GOST 305-73) | 43,4 |
| Propelan cair (minyak tanah + oksigen cair) | 9,2 |
| minyak tanah penerbangan | 42,9 |
| Menyalakan minyak tanah (GOST 4753-68) | 43,7 |
| xilena | 43,2 |
| Minyak bahan bakar belerang tinggi | 39 |
| Bahan bakar minyak rendah sulfur | 40,5 |
| Minyak bahan bakar belerang rendah | 41,7 |
| Bahan bakar minyak belerang | 39,6 |
| Metil alkohol (metanol) | 21,1 |
| n-butil alkohol | 36,8 |
| Minyak | 43,5…46 |
| Minyak metana | 21,5 |
| Toluena | 40,9 |
| Roh putih (GOST 313452) | 44 |
| etilen glikol | 13,3 |
| Etil alkohol (etanol) | 30,6 |
Panas spesifik pembakaran bahan bakar gas dan gas yang mudah terbakar
Tabel panas spesifik pembakaran bahan bakar gas dan beberapa gas mudah terbakar lainnya dalam dimensi MJ/kg disajikan. Dari gas yang dipertimbangkan, panas jenis pembakaran terbesar berbeda. Dengan pembakaran sempurna satu kilogram gas ini, 119,83 MJ panas akan dilepaskan. Juga, bahan bakar seperti gas alam memiliki nilai kalor yang tinggi - panas spesifik pembakaran gas alam adalah 41 ... 49 MJ / kg (untuk murni 50 MJ / kg).
| Bahan bakar | Panas spesifik pembakaran, MJ/kg |
|---|---|
| 1-Butena | 45,3 |
| Amonia | 18,6 |
| Asetilen | 48,3 |
| Hidrogen | 119,83 |
| Hidrogen, campuran dengan metana (50% H 2 dan 50% CH 4 berdasarkan massa) | 85 |
| Hidrogen, campuran dengan metana dan karbon monoksida (33-33-33% berat) | 60 |
| Hidrogen, campuran dengan karbon monoksida (50% H 2 50% CO 2 berdasarkan massa) | 65 |
| Gas Tungku Ledakan | 3 |
| gas oven kokas | 38,5 |
| Gas hidrokarbon cair LPG (propana-butana) | 43,8 |
| isobutana | 45,6 |
| metana | 50 |
| n-butana | 45,7 |
| n-Heksana | 45,1 |
| n-Pentana | 45,4 |
| Gas terkait | 40,6…43 |
| Gas alam | 41…49 |
| Propadien | 46,3 |
| propana | 46,3 |
| propilena | 45,8 |
| Propilen, campuran dengan hidrogen dan karbon monoksida (90% -9% -1% berat) | 52 |
| etana | 47,5 |
| Etilen | 47,2 |
Panas spesifik pembakaran beberapa bahan yang mudah terbakar
Sebuah tabel diberikan dari panas spesifik pembakaran beberapa bahan yang mudah terbakar (, kayu, kertas, plastik, jerami, karet, dll). Perlu diperhatikan bahan dengan pelepasan panas yang tinggi selama pembakaran. Bahan-bahan tersebut meliputi: karet dari berbagai jenis, polistiren yang diperluas (polystyrene), polipropilen dan polietilen.
| Bahan bakar | Panas spesifik pembakaran, MJ/kg |
|---|---|
| Kertas | 17,6 |
| Kulit buatan | 21,5 |
| Kayu (batang dengan kadar air 14%) | 13,8 |
| Kayu dalam tumpukan | 16,6 |
| kayu oak | 19,9 |
| Kayu cemara | 20,3 |
| kayu hijau | 6,3 |
| kayu pinus | 20,9 |
| kapron | 31,1 |
| produk karbolit | 26,9 |
| Kardus | 16,5 |
| Karet stirena-butadiena SKS-30AR | 43,9 |
| Karet alam | 44,8 |
| Karet sintetis | 40,2 |
| SCS karet | 43,9 |
| Karet kloroprena | 28 |
| Polivinil klorida linoleum | 14,3 |
| Linoleum polivinil klorida dua lapis | 17,9 |
| Linoleum polivinilklorida berbahan dasar kain kempa | 16,6 |
| Linoleum polivinil klorida secara hangat | 17,6 |
| Linoleum polivinilklorida dengan bahan dasar kain | 20,3 |
| Karet linoleum (relin) | 27,2 |
| padat parafin | 11,2 |
| Polyfoam PVC-1 | 19,5 |
| Polyfoam FS-7 | 24,4 |
| Polyfoam FF | 31,4 |
| PSB-S polistirena yang diperluas | 41,6 |
| busa poliuretan | 24,3 |
| papan serat | 20,9 |
| Polivinil klorida (PVC) | 20,7 |
| polikarbonat | 31 |
| Polipropilena | 45,7 |
| Polistirena | 39 |
| Polietilen densitas tinggi | 47 |
| Polietilen bertekanan rendah | 46,7 |
| Karet | 33,5 |
| ruberoid | 29,5 |
| saluran jelaga | 28,3 |
| Jerami | 16,7 |
| Sedotan | 17 |
| Kaca organik (plexiglass) | 27,7 |
| Textolite | 20,9 |
| tol | 16 |
| TNT | 15 |
| Kapas | 17,5 |
| Selulosa | 16,4 |
| Wol dan serat wol | 23,1 |
Sumber:
- GOST 147-2013 Bahan bakar mineral padat. Penentuan nilai kalor yang lebih tinggi dan perhitungan nilai kalor yang lebih rendah.
- GOST 21261-91 Produk minyak bumi. Metode untuk menentukan nilai kalor bruto dan menghitung nilai kalor bersih.
- GOST 22667-82 Gas alam yang mudah terbakar. Metode perhitungan untuk menentukan nilai kalor, densitas relatif dan bilangan Wobbe.
- GOST 31369-2008 Gas alam. Perhitungan nilai kalor, densitas, densitas relatif dan bilangan Wobbe berdasarkan komposisi komponen.
- Zemsky G. T. Sifat mudah terbakar dari bahan anorganik dan organik: buku referensi M.: VNIIPO, 2016 - 970 hal.
Klasifikasi gas yang mudah terbakar
Untuk pasokan gas kota dan perusahaan industri, berbagai gas yang mudah terbakar digunakan, berbeda dalam asal, komposisi kimia dan sifat fisik.
Berdasarkan asalnya, gas yang mudah terbakar dibagi menjadi alami, atau alami, dan buatan, yang dihasilkan dari bahan bakar padat dan cair.
Gas alam diekstraksi dari sumur ladang gas murni atau ladang minyak bersama dengan minyak. Gas dari ladang minyak disebut gas terkait.
Gas dari ladang gas murni terutama terdiri dari metana dengan sedikit kandungan hidrokarbon berat. Mereka dicirikan oleh keteguhan komposisi dan nilai kalori.
Gas terkait, bersama dengan metana, mengandung sejumlah besar hidrokarbon berat (propana dan butana). Komposisi dan nilai kalor gas-gas ini sangat bervariasi.
Gas buatan diproduksi di pabrik gas khusus - atau diperoleh sebagai produk sampingan dari pembakaran batu bara di pabrik metalurgi, serta di kilang minyak.
Gas yang dihasilkan dari batubara digunakan di negara kita untuk pasokan gas perkotaan dalam jumlah yang sangat terbatas, dan berat jenisnya terus menurun. Pada saat yang sama, produksi dan konsumsi gas hidrokarbon cair, yang diperoleh dari gas minyak terkait di pabrik gas-bensin dan kilang minyak selama penyulingan minyak, tumbuh. Gas hidrokarbon cair yang digunakan untuk pasokan gas perkotaan terutama terdiri dari propana dan butana.
Komposisi gas
Jenis gas dan komposisinya sebagian besar menentukan ruang lingkup gas, skema dan diameter jaringan gas, solusi desain untuk pembakar gas dan unit pipa gas individu.
Konsumsi gas tergantung pada nilai kalor, dan karenanya diameter pipa gas dan kondisi pembakaran gas. Saat menggunakan gas dalam instalasi industri, suhu pembakaran dan kecepatan perambatan nyala api dan keteguhan komposisi bahan bakar gas sangat penting.Komposisi gas, serta sifat fisiko-kimianya, terutama tergantung pada jenis dan metode perolehannya. gas.
Gas yang mudah terbakar adalah campuran mekanis dari berbagai gas<как горючих, так и негорючих.
Bagian yang mudah terbakar dari bahan bakar gas meliputi: hidrogen (H 2) - gas tanpa warna, rasa dan bau, nilai kalor yang lebih rendah adalah 2579 kkal / nm 3 \ metana (CH 4) - gas tidak berwarna, tidak berasa dan tidak berbau, adalah bagian utama dari gas alam yang mudah terbakar, nilai kalornya yang lebih rendah adalah 8555 kkal / nm 3; karbon monoksida (CO) - gas tidak berwarna, tidak berasa dan tidak berbau, diperoleh dari pembakaran tidak sempurna bahan bakar apa pun, sangat beracun, nilai kalor lebih rendah 3018 kkal / nm 3; hidrokarbon berat (C p N t), Dengan nama ini<и формулой обозначается целый ряд углеводородов (этан - С2Н 6 , пропан - С 3 Нв, бутан- С4Н 10 и др.), низшая теплотворная способность этих газов колеблется от 15226 до 34890 kkal/nm*.
Bagian bahan bakar gas yang tidak mudah terbakar meliputi: karbon dioksida (CO 2), oksigen (O 2) dan nitrogen (N 2).
Bagian gas yang tidak mudah terbakar disebut ballast. Gas alam dicirikan oleh nilai kalor yang tinggi dan tidak adanya karbon monoksida. Pada saat yang sama, sejumlah ladang, terutama gas dan minyak, mengandung gas yang sangat beracun (dan korosif) - hidrogen sulfida (H 2 S). Sebagian besar gas batubara buatan mengandung sejumlah besar gas yang sangat beracun - karbon monoksida (CO ). Kehadiran oksida dalam gas karbon dan zat beracun lainnya sangat tidak diinginkan, karena mempersulit produksi pekerjaan operasional dan meningkatkan bahaya saat menggunakan gas.Selain komponen utama, komposisi gas mencakup berbagai pengotor, nilai spesifik yang dapat diabaikan dalam persentase. Namun, mengingat bahwa ribuan dan bahkan jutaan meter kubik gas, jumlah total kotoran mencapai nilai yang signifikan. Banyak kotoran jatuh di pipa gas, yang pada akhirnya menyebabkan penurunan mereka throughput, dan kadang-kadang hingga penghentian total aliran gas. Oleh karena itu, keberadaan pengotor dalam gas harus diperhitungkan baik dalam desain pipa gas, serta selama operasi.
Jumlah dan komposisi pengotor tergantung pada metode produksi atau ekstraksi gas dan tingkat pemurniannya. Kotoran yang paling berbahaya adalah debu, tar, naftalena, kelembaban dan senyawa belerang.
Debu muncul dalam gas selama produksi (ekstraksi) atau selama transportasi gas melalui pipa. Resin adalah produk dekomposisi termal bahan bakar dan menyertai banyak gas buatan. Dengan adanya debu di dalam gas, resin berkontribusi pada pembentukan sumbat tar-lumpur dan penyumbatan pada pipa gas.
Naftalena umumnya ditemukan dalam gas batubara buatan. Pada suhu rendah, naftalena mengendap dalam pipa dan, bersama dengan kotoran padat dan cair lainnya, mengurangi area aliran pipa gas.
Kelembaban dalam bentuk uap terkandung di hampir semua gas alam dan buatan. Itu memasuki gas alam di ladang gas itu sendiri karena kontak gas dengan permukaan air, dan gas buatan jenuh dengan air selama proses produksi.Kehadiran uap air dalam gas dalam jumlah yang signifikan tidak diinginkan, karena mengurangi kalori nilai gas. Selain itu, ia memiliki kapasitas penguapan panas yang tinggi, uap air selama pembakaran gas membawa sejumlah besar panas bersama-sama dengan produk pembakaran ke atmosfer. Kadar air yang besar dalam gas juga tidak diinginkan karena, mengembun ketika gas didinginkan dalam "beban pergerakannya melalui pipa, dapat membuat sumbat air di pipa gas (di titik bawah) untuk dihapus. Ini memerlukan pemasangan pengumpul kondensat khusus dan memompanya keluar.
Senyawa belerang, sebagaimana telah disebutkan, termasuk hidrogen sulfida, serta karbon disulfida, merkaptan, dll. Senyawa ini tidak hanya berdampak buruk bagi kesehatan manusia, tetapi juga menyebabkan korosi pipa yang signifikan.
Kotoran berbahaya lainnya termasuk senyawa amonia dan sianida, yang ditemukan terutama dalam gas batubara. Kehadiran senyawa amonia dan sianida menyebabkan peningkatan korosi logam pipa.
Kehadiran karbon dioksida dan nitrogen dalam gas yang mudah terbakar juga tidak diinginkan. Gas-gas ini tidak berpartisipasi dalam proses pembakaran, menjadi pemberat yang mengurangi nilai kalor, yang mengarah pada peningkatan diameter pipa gas dan penurunan efisiensi ekonomi penggunaan bahan bakar gas.
Komposisi gas yang digunakan untuk pasokan gas perkotaan harus memenuhi persyaratan GOST 6542-50 (Tabel 1).
Tabel 1
Nilai rata-rata komposisi gas alam dari ladang paling terkenal di negara ini disajikan pada Tabel. 2.
Dari ladang gas (kering)
| Ukraina Barat. . . | 81,2 | 7,5 | 4,5 | 3,7 | 2,5 | - . | 0,1 | 0,5 | 0,735 | |
| Shebelinskoye .................................. | 92,9 | 4,5 | 0,8 | 0,6 | 0,6 | ____ . | 0,1 | 0,5 | 0,603 | |
| wilayah Stavropol. . | 98,6 | 0,4 | 0,14 | 0,06 | - | 0,1 | 0,7 | 0,561 | ||
| wilayah Krasnodar. . | 92,9 | 0,5 | - | 0,5 | _ | 0,01 | 0,09 | 0,595 | ||
| Saratov ................................... | 93,4 | 2,1 | 0,8 | 0,4 | 0,3 | Jejak | 0,3 | 2,7 | 0,576 | |
| Gazli, wilayah Bukhara | 96,7 | 0,35 | 0,4" | 0,1 | 0,45 | 0,575 | ||||
| Dari ladang minyak dan gas (terkait) | ||||||||||
| Romashkino ................................... | 18,5 | 6,2 | 4,7 | 0,1 | 11,5 | 1,07 | ||||
| 7,4 | 4,6 | ____ | Jejak | 1,112 | __ . | |||||
| Tuymazy ................................... | 18,4 | 6,8 | 4,6 | ____ | 0,1 | 7,1 | 1,062 | - | ||
| Pucat pasi....... | 23,5 | 9,3 | 3,5 | ____ | 0,2 | 4,5 | 1,132 | - | ||
| Berani.......... ............................. . | 2,5 | . ___ . | 1,5 | 0,721 | - | |||||
| Minyak Syzran ................................... | 31,9 | 23,9 - | 5,9 | 2,7 | 0,8 | 1,7 | 1,6 | 31,5 | 0,932 | - |
| Ishimbay ................................... | 42,4 | 20,5 | 7,2 | 3,1 | 2,8 | 1,040 | _ | |||
| Andijan. ................................... | 66,5 | 16,6 | 9,4 | 3,1 | 3,1 | 0,03 | 0,2 | 4,17 | 0,801 ; | |
Nilai kalor gas
Jumlah panas yang dilepaskan selama pembakaran sempurna dari satu unit jumlah bahan bakar disebut nilai kalor (Q) atau, seperti yang kadang-kadang disebut, nilai kalor, atau nilai kalor, yang merupakan salah satu karakteristik utama bahan bakar.
Nilai kalor gas biasanya disebut sebagai 1 m 3, diambil dalam kondisi normal.
Dalam perhitungan teknis, kondisi normal dipahami sebagai keadaan gas pada suhu sama dengan 0 ° C, dan pada tekanan 760 mmHg Seni. Volume gas di bawah kondisi ini dilambangkan nm 3(meter kubik biasa).
Untuk pengukuran gas industri sesuai dengan GOST 2923-45, suhu 20 ° C dan tekanan 760 diambil sebagai kondisi normal mmHg Seni. Volume gas mengacu pada kondisi ini, berbeda dengan nm 3 kami akan menelepon m 3 (meter kubik).
Nilai kalor gas (Q)) dinyatakan dalam kkal/nm e atau di kkal / m3.
Untuk gas cair, nilai kalor mengacu pada 1 kg
Ada nilai kalor yang lebih tinggi (Q in) dan lebih rendah (Q n). Nilai kalor kotor memperhitungkan panas kondensasi uap air yang terbentuk selama pembakaran bahan bakar. Nilai kalor bersih tidak memperhitungkan panas yang terkandung dalam uap air dari produk pembakaran, karena uap air tidak mengembun, tetapi terbawa bersama produk pembakaran.
Konsep Q in dan Q n hanya berlaku untuk gas tersebut, selama pembakaran yang melepaskan uap air (konsep ini tidak berlaku untuk karbon monoksida, yang tidak menghasilkan uap air selama pembakaran).
Ketika uap air mengembun, panas yang dilepaskan sama dengan 539 kkal/kg. Selain itu, ketika kondensat didinginkan hingga 0 °C (atau 20 °C), panas dilepaskan, masing-masing, dalam jumlah 100 atau 80 kkal/kg.
Secara total, karena kondensasi uap air, panas dilepaskan lebih dari 600 kkal/kg, yang merupakan perbedaan antara nilai kalor kotor dan bersih dari gas. Untuk sebagian besar gas yang digunakan dalam pasokan gas perkotaan, perbedaan ini adalah 8-10%.
Nilai nilai kalor beberapa gas diberikan dalam tabel. 3.
Untuk pasokan gas perkotaan, gas saat ini digunakan, yang biasanya memiliki nilai kalor minimal 3500 kkal / nm3. Ini dijelaskan oleh fakta bahwa dalam kondisi kota, gas disuplai melalui pipa dengan jarak yang cukup jauh. Dengan nilai kalor yang rendah maka diperlukan suplai dalam jumlah yang banyak. Ini pasti mengarah pada peningkatan diameter pipa gas dan, sebagai akibatnya, peningkatan investasi logam dan dana untuk pembangunan jaringan gas, dan, selanjutnya, peningkatan biaya operasi. Kerugian signifikan dari gas berkalori rendah adalah bahwa dalam banyak kasus mereka mengandung sejumlah besar karbon monoksida, yang meningkatkan bahaya saat menggunakan gas, serta saat melayani jaringan dan instalasi.
Gas dengan nilai kalor kurang dari 3500 kkal/nm 3 paling sering digunakan dalam industri, di mana tidak diperlukan untuk mengangkutnya jarak jauh dan lebih mudah untuk mengatur pembakaran. Untuk pasokan gas perkotaan, diinginkan untuk memiliki nilai kalor gas yang konstan. Fluktuasi, seperti yang telah kita tetapkan, diperbolehkan tidak lebih dari 10%. Perubahan yang lebih besar dalam nilai kalor gas memerlukan penyesuaian baru, dan kadang-kadang perubahan sejumlah besar pembakar terpadu untuk peralatan rumah tangga, yang dikaitkan dengan kesulitan yang signifikan.
