§ 18. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТОПЛИВЕ

Топливом называется природное или искусственно полученное горючее вещество, которое, легко загораясь, продолжает при достаточном притоке воздуха самостоятельно и безостановочно гореть, развивая при этом более или менее значительное количество тепла. Различные виды топлива представляют собой углеродистые и углеводородистые вещества органи­ческого, по преимуществу растительного, происхождения.

По физическим свойствам топливо разделяют на твердое, жидкое и газообразное. Дрова, торф, солома, костра, лузга, каменный уголь и т. п.—виды топлива естественного происхождения.

Кокс, древесный уголь, брикеты, нефтяные остатки, генераторный и колошниковый газы — виды искусственного топлива.

Каменные, бурые угли и торф представляют собой различные ста­дии превращения растительных веществ в минеральные виды топлива. Костра, лузга, солома, дрова — топливо растительного происхождения. Чем старее по возрасту торф и каменный уголь, тем выше его тепло­вые качества. Старый торф и каменный уголь содержат много угле­рода и мало кислорода. Углерод, сгорая, выделяет большое количе­ство тепла. Основным качественным показателем ценности топлива слу­жит его теплотворная способность, т. е. количество тепла в ккал, которое может быть выделено 1 кг топлива при его полном сжи­гании.

Рассмотрим некоторые виды топлив, наиболее часто применяемых для локомобилей.

Дрова для топлива применяются как лиственных, так и хвойных пород. Теплотворная способность дров различных пород имеет незна­чительные отклонения при одинаковой влажности.

Дрова считаются влажными при содержании влаги 50°/0, полусухими при содержании влаги 35°/0 и сухими при содержании влаги меньше 25°/0.

Содержание золы в дровах 1—2%. Зола тугоплавка (имеет высо­кую температуру плавления) и шлаков не образует. Сера в дровах совсем отсутствует. Теплотворная способность сухой массы дров равна около 4500 ккал/кг.

Солому как топливо для локомобилей применяют в южной степной части нашего Союза. По своему химическому составу солома прибли­жается к дровам. Содержание волы в ней непостоянно, так как во

время хранения соломы к ней прибавляются посторонние примеси. Зола имеет низкую температуру плавления (850—1000°). Влажность соломы колеблется в пределах 12—20%, но при плохом хранении может до­стигнуть 30—4 0°/о.

Теплотворная способность сухой массы колеблется в пределах 3900— 4350 ккал/кг. Солома нуждается в большом объеме топочного простран­ства для сжигания и требует непрерывной загрузки ее в топку, сильно зашлаковывает колосниковую решетку, засаривает уносом дымогарные трубы и дымовую коробку. Отопление соломой требует частых чисток котла.

Костра является отходом производства на заводах первичной обра­ботки льна и пеньки. По своим свойствам костра близка к соломе. Содержание влаги у нее значительно ниже соломы, потому что лен перед обработкой подвергается сушке.

Торф — самый молодой из числа ископаемых видов топлива и по­этому по своему составу он ближе других подходит к дровам. Торф, добытый на месте низовых болот, обычно содержит много золы. Вер­ховой торф содержит меньше золы, и поэтому его теплотворная спо­собность выше.

Содержание золы в торфе колеблется от 2 до 30°/0 и более. Зола торфа может образовывать и шлаки в зависимости от состава минера­лов, ее образующих. Серы торф почти не имеет.

Влажность торфа средней и северной части СССР колеблется в пре­делах 15—30%, Для УССР — в пределах 30—35%.

По способу добычи торф разделяется на резной, машинный, фрезер­ный и гидроторф.

Теплотворная способность торфа зависит от содержания влаги и золы и колеблется в пределах 1500 — 3750 ккал(кг.

Бурые угли — ископаемое топливо, образовавшееся вследствие более древнего процесса разложения торфяной массы. Процессы разложения еще не закончены, и при микроскопическом исследовании в буром угле легко различимы растительные клетки.

Влажность свежедобытого бурого угля достигает 50% и лишь после просушки снижается до 12—25%.

Украинские и подмосковные бурые угли содержат много серы. Зола среднеплавка.

Под высоким давлением и при достаточно высокой температуре из бурого угля прессуются брикеты без добавления связующего вещества. Они подвержены самовозгоранию.

Теплотворная способность бурых углей в зависимости от содержания в них балласта колеблется в пределах 1300—5000 ккал/кг.

Каменные угли значительно старше бурых углей. Они образовались из растений каменноугольного периода. Чем старше уголь, тем больше в нем содержание углерода. Минеральные примеси дают золу, легко сплавляющуюся в шлак.

Влажность их незначительна (2—10%). Теплотворная способность высокая и нередко бывает выше 7000 ккал/кг.

Состав и свойства каменных углей весьма разнообразны.

Различают угли длиннопламенные неспекающиеся с большим содер­жанием летучих, спекающиеся, короткопламенные тощие угли и антра­циты.

По размеру антрациты сортируются на плиту, кулак, орех, семечко, штыб.

Каменные угли способны самовозгораться, поэтому их следует хранить на Сухом подстиле в штабелях не выше 1,5—2 м и следить за температурой угля. При повышении температуры выше 60—70° шта­бель следует разгребать.

В табл. 5 (по данным ВТИ) приведены характеристики наиболее распространенных видов топлив СССР и их теплотворная способность.

Вес топлива. Для определения существующих запасов топлива в штабелях и для расчетов потребных размеров складских помещений необходимо знать вес 1 м3 различных видов топлив.

Ниже приводится вес 1 м3 некоторых видов топлива в кг.

Дрова воздушно-сухие........................................................................... 400

Дрова свежесрубленные....................................... .... 600

Опилки..................................................................................................... 163

Костра......................................................................... . . 35—50

Торф машинно-формовочный.......................................................... 328—410

Подмосковный уголь........................................................................ 900—950

Донецкий каменный уголь ПЖ............................................................. 800

Донецкий антрацит............................................................................. 910—990

Мазут................................................................... ... 900

Сравнение различных видов топлива показывает, что чем выше теплотворная способность какого-либо топлива, тем ниже будет весо­вой расход его для получения требуемого количества пара и, как следствие этого, меньшая необходимая площадь для топливного склада, меньшая загрузка транспорта и меньшие расходы на его перевозку. Высококалорийное топливо можно без значительного увеличения его стоимости перевозить на большие расстояния; так, наиболее ценное топливо—жидкое — перевозят на расстояния в несколько тысяч киломе­тров, твердые топлива с Q* = 5000 - г - 7500 ккал/кг также допускают дальние перевозки.

Использование же твердых топлив с невысокой теплотворной способ­ностью (Q"<5000 ккал{кг), например, бурых углей (в том числе и подмосковных), торфа, сланцев, дров, костры и других видов эконо­мически оправдывается только на небольшом расстоянии от места добычи (не свыше 200—300 км), и поэтому эти виды топлив называют мест­ными.

Применение для локомобилей ценного жидкого топлива в настоящее время практически почти исключено, наоборот, различные виды местных топлив наиболее целесообразно использовать в небольших паросиловых установках, в том числе и локомобильных.