К. И. Сэтбаев атындагы Қаз¥ту-нің доценті, техника ғылымдарының кандидаты

2 тарау. Энергетикалық отын жэне оныц техникалық
 
сипаттамалары
2.1 Отын. Жалпы мэліметтер
Отьш  деп  әдейілеп  жаққан  кезде  коп  мелшерде  жылу  беретін 
жанғыш  затты  айтады.  Бүл  тарауда  біз  өндірісте  жэне  энергетикада 
қолданылатын  органикалық отьшдарды  қарастырамыз.  Өзінің күйіне 
қарай  отындар  қатты,  сұйық  жэне  газтэрізді,  ал  өндіріпуіне  қарай- 
табиғи жэне жасанды болып бөлінеді.
Қазбалы  қатгы  отындар  (тақтатастан  басқа)  өсімдіктердің 
органикалық  шіруі  арқасында  пайда  болады.  Олардың  ішіндегі  ең 
“жақсы 
кішісі” 
шымтезек 
батпақгы 
өсімдіктердің 
шіріген 
қалдықтарынан  пайда  болады.  Одан  кейінгі  “жасы  үлкен”  қоңыр 
көмір  — бір  текті  қара  масса  ауада  көп  тұрғанда  тотықганып  күлге 
айналып кетеді.  Сонан соң тас  көмір келеді,  оның берікгігі үлкен де, 
кеуекгігі  аз  болады.  Ең ұзақ сақталған  органикалық  масса  антрацит 
көптеген өзгерістерге үшыраған жэне 93% сутегіден түрады.
Аталған 
қатгы 
отындардың 
барлығы 
жаңарылмайды. 
Жаңарылатын  қатты  отын  түріне  ағаш  жатады.  Бірақ  оның 
энергетикалық  баланстағы  үлесі  оте  аз,  тек  қана  кейбір  шеткі 
аудандарда ғана отын ретінде қолданылады.
Жанғыш  зат  ретінде  отынның  қасиеті  кебу  күлсіз  күйімен 
анықгалады 
(daf 
индексімен 
белгіленді). 
Оның 
құрамына 
органикалық  масса  жөні  колчеданды  күкірт  енеді.  Отынның 
химиялық  қүрамы  күрделі  болғандықтан,  элементарлық  талдау 
эдісіне сүйене отырып оны қүрайтын элементердің массалық құрамы 
арқылы сипаттайды. Сонымен
+ NT
1*5
 + SKdaf= 
100
%,
мүндағы Sk — жангыш күкіртгің қосынды қүрамы.
Органиклық  отыңцагы  жанғыш  заттарға  сутегі,  көміртегі  және 
күкірг  жатады.  Отынның  жасының  үлғайғанына  қарай  ондағы 
көміртегі  қүрамы  арта түседі.  Отгегі  жэне  басқа  элементтер  күрделі 
органикалық  кұрамалар  ретінде  сақталынады.  Отынның  құрамында 
оттегі көп болған сайын сутегі мен көміртегінің қүрамы азайып, жылу 
беру  қуаты  кемиді.  Отгегінің  қүрамы  отынның  қүрамы  ұлғайған 
сайын  азаяды,  мысапы  ағашта  ол  420  болса,  антрацитте-  2  % 
шамасында.
32

Көміртегі толық жанғанда зияны аз көміртегі диоксиді С 0
2
 түзіліп, 
44 кг көміртегіне шаққанда 32,8 МДж жылу мөлшері бөлініп шығады. 
Жылу  процесін  дұрыс  ұйымдастырмаған  жагдайда (ауаньщ  мөлшері 
жетпеген  кезде)  жану  өнімі  ретінде  аса  улы  көміртегі  өксиді  СО 
пайда болып, бөлінген жылу мөлшері 9,2 МДж гана болады.
Күкірт  жанганда  улы  күкірт  тектес  ангидрид  SO
2
  және  оданда 
улы  күкіртгі  ангидрид  S 0
3
  түзіледі.  Жану  өнімдерімен  олардьщ 
сыргқа 
шыгарылуы 
қоршаған 
органы 
ластайды. 
Отынның
-__ 
о   saf
органикалық  массасындағы  органикалық 
күкірт  құрамы  S
0 
көмірдің  жасына  байпанысты  жэне  әртүрлі  өндірілетін  орнына 
байланысты әр түрлері болады.
Колчеданды  күкірт  құрамының  мөлшері 
отынның
минерапдық  құрамымен  анықгалады.  Оған  темір  FeS
2
  жэне  мыс 
CuFeS
2
 колчедандары кіреді. Біздегі көмірлердің құрамындагы күкірт 
мөлшері көп емес -  S|t=S
0
+S|c==l% .
Қатты  отынның  күлссіз  құрғақ  күйіндегі  азоттың  құрамы 
массалық жағыннан  1-2% -ке тең.  Аз мөлшерде енетініне  қарамастан 
азот 
өте 
зиаянды 
компонентке 
жатады, 
себебі 
жоғары 
температуралары ошақтарда  азоттық құрамаларды  жаққанда аса улы 
оксид NO жэне диоксид  NO
2
 пайда болады.
Техникалық  құрылымында  жагылатын  отын  оньщ  жұмыс 
күйімен сипатталады (г индекс).  Оның құрамын күл А жэне ылгал W 
енеді. Оларды балласт деп атайды. Сонымен
Cr+H'+Or+Nr+Sr+Ar+Wr= 100% 
(2.1)
Күлсіз құрғақ кез келген элементтің қүрамын Э  f жүмыстық күй 
Э
ік
 арқылы есептеуге болады
3 idrf(ioo-Ar-w ,)=ioo3ir 
(
2
.
2
)
Отынның ылгалдылыгын өлшемін  105-110°С — та кептірген соң 
анықтайды.  Отынның  жүмыстық  күйдегі  максималды  ылгалдылыгы 
W
1
  50%  -  ке  дейін  жетеді  де,  одан  үлкен  болғанда  оны  пайдалану 
экономикалық тиімділік  арқылы  анықталады.  Себебі  1  кг  суды  буға 
айнапдыру үшін 
2,5 МДж жылу жүмсау қажет.
Отынның кебу үшін қүрамы:
C +H ’+ O W + S '+ A ^lO O 0/* 
(2.3)
Сонымен бірге
33

3 , ^ ( 1 0 0 - ^ = 1 0 0 3 /
(2.4)
Отынның құрамында күлге пайда болу кезңіндегі енген минерал 
заттар жэне өндіру кезіндегі бос қалдықтар кіреді. Отын жанған кезде 
құрамындагы  минерал  затгар да өзгереді.  Отынның  кұргақ  күйіндегі 
күл  құрамын оны апдымен  кептіріп,  сонан  соң 800-825  °С —
та пеште 
күйдірілгенен  соңғы  қалган  массасы  бойнша  анықгайды.  Жұмыстық 
күйдегі күл құрамы (күдцігі) мына формуламен есептеледі.
100А' (100-W*) Аг. 
(2.5)
Қазіргі  санитарлық  нормапарға  сәйкес  отын  жанган  кезіндегі 
пайда  болтан  күлді  ұстап  қалу  керек.  Үсталынған  күлді  табиғатқа 
тасып  жаю  көп  қаражат  керек  етеді,  сондықтан  оны  халык 
шарушылығында  падапанған  қолайлы  (цементке  қосу,  кірпіш  қүю 
т.б.)
Көптеген  отьшдарды  (ағаш,  шымтезек,  кейбір  көмірлер)  кебу 
күйіндегі күл құрамы Ad 10% -тен аспайды, макснмалды мәні 50% -ке 
дейін  жетіп,  одан  да  асып  түсуі  мүмкін.  Отынның  күлі  оның 
органикалық  массасымен  байланысты  жоқ  болгандықтан  күл 
мөлшерін 
отынды 
байыту 
арқылы 
кеміту 
болады, 
демек 
босқалдықтар  бөлініп  тасталады.  Бірақ  бұл  процесті  іске  асыру 
қымбатка түседі, сондықтан оны тек кокстан дайындалатын  көмірлер 
үшін  қолданылады.  Байытудан  калган  қалдықтар  энергетикада  отын 
ретіңце қолданылады.
Күлдің  маңызды  қасиеттері  оның түптілігі  (абразивность)  және 
балқығыштығы.  Қазақстан  көмірлерінің  ішінде 
Екібастұз  көмір 
күлінің түптілігі өте жоғары.
Күлдің  балқығыштыгы  бағалаудың  ең  көп  тараған  тэсілі  конус 
тәсілі.  Бастапқы үлгі үш жақгы пирамида:  биікгігі  13  мм, табанының 
үзындығы 
6
 мм.
Үлгіні  қыздырганда  мына  үш  ыстықгы  анықгайды:  пішін 
әзгерудің  (деформация)  басталуы  t(  ,  жүмсау  ыстыгы  t 
2
  »  сұйык 
болып балқыган күйге өту ыстықтыгы 
1 3
 (
2
.
1
-сурет)
34

t, 
lj 
*3
2.1-суper. Конус тәсілімен күлдің балқыгыштығын анықгаганда үлгінің 
сипаттық пішіндері 
t] -  пішін өзгерудің басталуы температурасы; t2 -  жұмсау ыстықыгы 
температурасы; t3 -  балқыган күйге өту ыстыктығы.
Балқуға  температура  эсер  береді,  мысалы  t
3
  <  1350°С  болса  — 
күлді  тез  балқитын,  1350  °С  <  t
3
  <  1450°  С  -  орташа  балқитьш,  t
3
  < 
1450  °С  -   қиын  балқитын  дейді.  Екібастұз  көмірі  үшін  жоғары 
көрсеткіштер мыныған тең 
t ( =   1300°С 

жүктеу

Достарыңызбен бөлісу: