Характеристики топлива для котельных - газового топлива, жидкого, твердого
Выбор топлива для котельной — это всегда компромисс между ценой, доступностью, удобством использования и, конечно, теплотворной способностью. То, что хорошо для небольшого частного дома (дрова или пеллеты), совершенно не подходит для промышленного предприятия (мазут или уголь), а для газовой котельной и вовсе действуют свои законы.
В этом материале мы собрали воедино ключевые характеристики всех основных видов топлива, используемых в современных котельных установках. Вы узнаете, сколько тепла реально дают дрова, уголь и мазут, чем отличается зимнее дизтопливо от летнего, и почему газ из городской сети горит иначе, чем сжиженный газ из баллона.
Сравнительные характеристики мазута по маркам (ГОСТ 10585-2013)
Мазут — остаточный продукт переработки нефти. Чем выше номер марки (40, 100), тем он более вязкий и тяжелый, и тем проще и дешевле его производство. Флотский мазут (Ф5) — более легкий и качественный.
| Характеристика | Флотский Ф5 | Топочный 40 | Топочный 100 | Ед. измерения |
|---|---|---|---|---|
| Условная вязкость | при 50°C: 36,2 | при 80°C: 59,0 | при 100°C: 6,8 (°ВУ) | мм²/с (или °ВУ) |
| Температура застывания | -5 (не выше) | +10 (не выше) | +25 (не выше) | °С |
| Температура вспышки | 80 (закр. тигель) | 90 (откр. тигель) | 110 (откр. тигель) | °С |
| Содержание серы | до 3,5 (по группам) | до 3,5 (по группам) | до 3,5 (по группам) | % |
| Зольность (малозольный) | — | ≤ 0,04 | ≤ 0,05 | % |
| Зольность (обычный) | ≤ 0,05 | ≤ 0,12 | ≤ 0,14 | % |
| Мех. примеси | ≤ 0,10 | ≤ 0,5 | ≤ 1,0 | % |
| Вода | ≤ 0,3 | ≤ 1,0 | ≤ 1,0 | % |
| Низшая теплота сгорания | ~41454 | ~40500 – 40740 | ~39900 – 40530 | кДж/кг |
Примечание: Для мазутов марок 40 и 100 нормируется несколько групп по содержанию серы (от 0,5% до 3,5%). Теплота сгорания падает с ростом содержания серы.
Сравнительная таблица удельной теплоты сгорания
Эта таблица показывает, сколько энергии выделяется при полном сгорании 1 килограмма различных видов твердого и жидкого топлива. Чем выше значение, тем меньше топлива нужно сжечь для получения того же количества тепла.
| Вид топлива | Удельная теплота сгорания (МДж/кг) | Примечания |
|---|---|---|
| Газ (метан) | 50,1 | Самое калорийное топливо в списке (в пересчете на кг). |
| Дизельное топливо | 42,7 | Высокая энергоэффективность для жидкого топлива. |
| Мазут | 39,2 | Чуть уступает дизельному, но дешевле. |
| 1 у.т. (Антрацит) | 29,3 | Условное топливо — эталон для сравнения (7000 ккал/кг). |
| Каменный уголь | 22,0 – 29,3 | Разброс зависит от марки (от длиннопламенного до тощего). |
| Бурый уголь | 14,0 – 15,0 | Низкая калорийность из-за высокой влажности и зольности. |
| Дрова (березовые) | 10,2 | Сильно зависит от влажности древесины. |
| Торф | 8,0 – 15,0 | Нижний предел — у фрезерного торфа, верхний — у кускового. |
Сравнительные характеристики дизельного топлива по маркам (ГОСТ 305-2013)
Классификация дизельного топлива в первую очередь зависит от условий применения (сезона). Буквы в маркировке означают: Л — летнее, Е — межсезонное, З — зимнее, А — арктическое.
| Характеристика | Л (Летнее) | Е (Межсезон.) | З (Зимнее) | А (Арктич.) | Ед. измерения |
|---|---|---|---|---|---|
| Предельная темп. фильтруемости | -5 (не выше) | -15 (не выше) | -25 / -35 | -45 | °С |
| Температура вспышки (для общих дизелей) | 40 (не ниже) | 40 (не ниже) | 30 (не ниже) | 30 (не ниже) | °С |
| Кинематическая вязкость (при 20°C) | 3,0 – 6,0 | 3,0 – 6,0 | 1,8 – 5,0 | 1,5 – 4,0 | мм²/с |
| Плотность (при 15°C) | ≤ 863,4 | ≤ 863,4 | ≤ 843,4 | ≤ 833,5 | кг/м³ |
| Цетановое число (для всех марок) | 45 (не менее) | ||||
| Фракционный состав (перегонка 50%) | ≤ 280 | ≤ 280 | ≤ 280 | ≤ 255 | °С |
| Фракционный состав (перегонка 95%) | ≤ 360 | ≤ 360 | ≤ 360 | ≤ 360 | °С |
| Содержание воды | не более 200 (для всех марок) | мг/кг |
*Примечание: Массовая доля серы может варьироваться от 500 до 2000 мг/кг в зависимости от экологического класса топлива.*
Сравнительные характеристики газообразного топлива
В таблице приведены составы и свойства различных газов. Состав газа напрямую влияет на его плотность, теплотворную способность и необходимое для сжигания количество воздуха.
| Параметр | Пропан-бутан (сжиж.) | Природный газ (Е) | Городской газ (коксовый) | Газ сточных вод (биогаз) |
|---|---|---|---|---|
| Основной компонент | Пропан (C₃), Бутан (C₄) | Метан (CH₄) ~93% | Водород (H₂) ~55% | Метан (CH₄) ~64% |
| Теплота сгорания | ~109 МДж/м³ | ~41 МДж/м³ | ~20 МДж/м³ | ~23–25 МДж/м³ |
| Плотность | 2,18 кг/м³ (тяжелый) | 0,78 кг/м³ (легкий) | 0,51 кг/м³ (очень легкий) | 1,16 кг/м³ |
| Относит. плотность (по воздуху) | 1,69 (скапливается внизу) | 0,61 (улетучивается) | 0,40 (быстро улетуч.) | 0,90 (почти как воздух) |
| Воздух для горения (V⁰) | 26,3 м³/м³ | 9,9 м³/м³ | 4,3 м³/м³ | 6,1 м³/м³ |
*Примечание: Теплота сгорания для газов дана в МДж/м³, что корректнее для сравнения газообразного топлива (в отличие от таблицы №1, где для твердого/жидкого топлива использовались МДж/кг).*
Классификация углей по маркам (от молодых к зрелым)
Угли различаются по степени углефикации (метаморфизма): чем она выше, тем больше в угле углерода и выше теплота сгорания. Исключение составляют тощие угли и антрациты, которые хоть и содержат много углерода, но из-за плотной структуры их теплота сгорания может быть ниже, чем у хороших марок каменного угля.
| Марка | Буква | Степень зрелости / Свойства | Углерод (Cʳ, %) | Летучие (Vʳ, %) | Теплота сгорания (ккал/кг) |
|---|---|---|---|---|---|
| Бурые | Б | Молодой уголь, много влаги, порошкообразный или землистый. | <76 | >41 | 6900–7500 |
| Длиннопламенные | Д | Каменный уголь, горит длинным пламенем, не спекается. | 76-78 | >39 | 7500–8000 |
| Газовые | Г | Спекается, дает много газа при нагреве. | 83-85 | 36-38 | 7900–8600 |
| Жирные | Ж | Спекается, дает прочный кокс и много тепла. | 86-88 | 28-35 | 8300–8700 |
| Коксовые | К | Лучший сорт для производства металлургического кокса. | 88-90 | 18-25 | 8400–8750 |
| Отощенно-спекающиеся | ОС | Переходная стадия к тощим углям. | 89-90 | 14-22 | 8450–8780 |
| Тощие | Т | Мало летучих, трудно воспламеняется, но дает жар. | 90-92 | 10-17 | 7300–8750 |
| Антрациты | А | Самый зрелый уголь. Почти чистый углерод. Трудно зажечь, горит без дыма. | >91 | <8 | 8100–8750 |
Примечание: Также существуют промежуточные технологические марки (ГЖО, КСН и др.), используемые в металлургии и энергетике для улучшения спекаемости шихты.
Оставьте свои контакты и мы свяжемся с Вами для расчёта проекта.