Vdaf уголь что значит
Показатели качества угля
Каменный уголь — сложнейшее органоминеральное образование, и поэтому обладает разнообразными свойствами. Это предопределяет возможность его использования практически во всех отраслях народного хозяйства — от элементарной печки до космических аппаратов.
Качество, по определению — это совокупность свойств продукта, используемых для удовлетворения потребностей тех или иных отраслей народного хозяйства. А так как спектр использования углей огромен, то и перечень показателей качества также не мал.
Например, чтобы определить, годится ли уголь для коксования, рассматривается более 30 показателей. То же — для производства электродной продукции и т.д. Но в данной работе мы рассмотрим лишь те показатели качества, учёт которых необходим при оценке использования угля в «малой» теплоэнергетике, т.е. на котельных и в быту.
ВЛАЖНОСТЬ УГЛЯ (W)
Все угли содержат то или иное количество влаги. При этом в зависимости от ее состояния (приуроченности) различают влагу поверхностную (влагу смачивания). Это вода, находящаяся на поверхности кусков и зерен угля. Она легко удаляется путем просушивания на воздухе.
Оставшаяся (после удаления поверхностной) влага характеризует влагосодержание угля, свойственное его вещественному, петрографическому и марочному составу и обозначается как максимальная влагоемкость (Wmax).
Свободная влага на поверхности кусков и зерен угля и влага приуроченная к трещинам, пустотам и капиллярам (Wmax) в сумме определяют такое понятие, как влага внешняя (Wex).B лаборатории она определяется путем просушивания в сушильных шкафах: при температуре 40 С0 — для каменных углей и при 50 °С — для бурых. Влага воздушно-сухого угля, или аналитическая (Wa), в основном представлена адсорбционно-связанной водой. Определяется она посредством просушки при температуре 105-110 °С (при ускоренном методе при 160 °С). В сумме эти два вида влаги определяют понятие влага общая (Wt), или рабочая (Wrt). Содержание влаги (рабочей и аналитической) зависит, прежде всего, от степени метаморфизма (марочного состава) угля. Влага в угле является не только балластом, она уменьшает его теплоту сгорания, т.к. требует дополнительных затрат тепла на своё испарение. Поэтому бытующая практика смачивания углей перед сжиганием, по сути, неверна. С другой стороны, смачивание угольной пыли приводит к её окомкованию и повышению проницаемости для газов, выделяющихся при термической деструкции угля. Но этот прием применяется главным образом от безысходности — при использовании угля, не предназначенного для слоевого сжигания.
Повышенное содержание внешней влаги приводит также к повышенной слипаемости угольной мелочи, слеживаемости и смерзаемости угля.
СОДЕРЖАНИЕ ЗОЛЫ (ЗОЛЬНОСТЬ) (А)
Зольность, или содержание минеральных (не горючих) примесей в угле, является основным показателем, определяющим качество. Минеральные примеси — это в основном нейтральный балласт, в меньшей степени — источник вредных химических элементов, влияющих на технологические характеристики угля, а в теплоэнергетике и на степень экологического загрязнения. Содержание минеральных примесей зависит только от условий торфонакопления, а значит, может быть различным для углей разных марок.
Различают внутреннюю, связанную с органической частью угля, и внешнюю, слагающую породные прослои, золу. Содержание первой, как правило, незначительное (не более 10%), но она практически не удаляется при обогащении. Внешняя зола, особенно связанная с малоуглистыми породными прослоями, легко удаляется при всех видах обогащения.
В различных областях промышленности требования к зольности существенно различаются. В теплоэнергетике используются бурые и каменные угли, в основном с Ad до 35%, при более высоком содержании золы они требуют специальных видов сжигания. Градаций топлива по степени зольности достаточно много. Но применительно к нашей работе наиболее приемлемой будет классификация, основанная на учете т. н. приведенной зольности — соотношения зольности (в%) к теплоте сгорания влажного беззольного угля (в Мдж/кг, 1 Мдж=239 ккал)
Таким образом, требования к зольности низкометаморфизованных, а значит малокалорийных углей (бурые, длиннопламенные), должны быть более жесткими, чем к зольности высокометаморфи- зованных (тощие, антрациты).
В практике используется, в основном, два показателя зольности: отнесенные к абсолютно сухому топливу (Ad) и к рабочему его состоянию, т.е. при фактической его влажности (Аd).
ВЫХОД ЛЕТУЧИХ ВЕЩЕСТВ (Vdaf)
Данный показатель весьма важен, т.к. определяет особенности поведения угля в процессе его использования. Так, высокое содержание газообразной (летучей) составляющей в составе горючей массы угля определяет его высокую реакционную способность (т.е. воспламенение происходит при более низких температурах), превалирование конвективного типа передачи тепла над лучистым. Но вместе с тем угли с высоким выходом летучих веществ обладают более низкими показателями теплоты сгорания, термической стойкости. Они, как правило, характеризуются более высоким процентом химического недожога.
СОДЕРЖАНИЕ СЕРЫ (STD)
Сера в углях является вредной примесью. При использовании угля в металлургии сера переходит в металл, ухудшая его качество. При сжигании топлива сера образует сернистые соединения, которые, реагируя в атмосфере с водяными парами, образуют серную кислоту, выпадающую т.н. кислотными дождями. Угли некоторых месторождений Иркутского бассейна характеризуются очень высоким, более 10%, содержанием серы, что делает их малопригодными для использования в теплоэнергетике.
Этот показатель наиболее важен для оценки потребительской ценности углей, особенно используемых в теплоэнергетике.
ТЕПЛОТА СГОРАНИЯ (Q)
Различают теплоту сгорания высшую, пересчитанную на сухое беззольное состояние топлива (Q,daf). Этот показатель используется для сопоставления и классификации углей. Низшая теплота сгорания (Qr.) характеризует топливо в его естественном состоянии, т.е. при конкретных значениях влажности и зольности.
Угли ископаемые
Технический анализ углей
Все виды твердых горючих ископаемых объединяют в себе две составляющие: органическое вещество и минеральную компоненту, которую прежде рассматривали как балласт, но теперь все чаще считают источником ценного минерального сырья, в частности редких и рассеянных элементов. Для оценки возможностей и режимов переработки горючих ископаемых применяют технический анализ, позволяющий определить направления использования их как энергетического и химического сырья. Под техническим анализом понимается определение показателей, предусмотренных техническими требованиями на качество угля.
В технический анализ обычно объединяются методы, предназначенные для определения в углях и горючих сланцах зольности, содержания влаги, серы и фосфора, выхода летучих веществ, теплоты сгорания, спекаемости и некоторых других характеристик качества и технологических свойств. Полный технический анализ проводится не всегда, часто бывает достаточно провести сокращенный технический анализ, состоящий в определении влажности, зольности и выхода летучих веществ.
Влажность
В связи с тем, что молекулы воды могут быть связаны с поверхностью угля силами разной природы (абсорбция на поверхности и в порах, гидратирование полярных групп макромолекул, вхождение в состав кристаллогидратов минеральной части) при разных способах выделения влаги из угля получаются различные величины его обезвоженной массы и, соответственно, разные значения влажности.
Масса угля с содержанием влаги, с которым он отгружается потребителю, называется рабочей массой угля, а влага, которая выделяется из нее при высушивании пробы до постоянной массы при 105oC, называется общей влагой рабочей массы угля.
Содержание влаги в горючем ископаемом характеризуется его влажностью. Эта величина выражается отношением массы выделившейся при температуре обезвоживания влаги к массе анализируемого образца. Влажность обозначается буквой W (Wasser).
Влага угля снижает полезную массу при перевозках, на ее испарение тратится большое количество тепла при сжигании топлива, кроме того, зимой влажный уголь смерзается.
Общее содержание влаги меняется в зависимости от степени углефикации ископаемого в следующем ряду.
Торф > Бурые угли > Антрациты > Каменные угли.
Зольность
Летучие вещества
Толщина пластического
слоя Y,%
Теплота сгорания
Спекаемость
Элементный анализ ТГИ
Как уже говорилось, органическая масса всех видов ТГИ состоит из С, Н, О, S и N. Суммарное их количество превышает 99мас.% в расчете на органическое вещество любого угля и торфа.
Содержания углерода и водорода
Углерод и водород определяют по выходу СО2 и Н2О при сжигании навески угля в токе кислорода. Эти оксиды улавливают в поглотительных аппаратах, заполненных растворами КОН и Н2SO 4 соответственно. Последние взвешивают до и после сжигания навески и по разности масс рассчитывают содержание С и Н в пробе, обычно в мас.%. Надо отметить, что при этом результаты могут быть искажены за счет поглощения воды и углекислого газа, имеющих неорганическое происхождение, и образовавшихся за счет термического разложения минеральных компонентов угля.
Содержание азота
Содержание азота в углях невелико, обычно не превышает 1 %, изредка достигая 3-4 %.
Содержание серы
В целом более распространена в углях сера. Ее содержание составляет от долей процента до 10-12%. Различают сульфатную (SSO4), пиритную (Sp) и органическую серу (So), суммарное содержание их называется общей серой (St). Содержание серы, устанавливаемое по данным элементного анализа, является важной характеристикой, которая определяет особые требования к переработке и использованию сырья, отличающегося ее высокой концентрацией. Выделяющиеся летучие серосодержащие продукты, такие как Н2S и SO2, крайне опасны при попадании в окружающую среду, а при проектировании производств, следует учитывать их высокую коррозионную активность.
Лекция 4. Стандартизация нефти и нефтепродуктов
Описание
1. Порядок формирования показателей качества топлив, смазочных материалов, углеводородных газов, каменных и бурых углей.
Оглавление
1. Порядок формирования показателей качества топлив, смазочных материалов, углеводородных газов, каменных и бурых углей.
Контроль качества нефтепродуктов осуществляется по показателям, регламентируемым нормативными документами. можно условно разделить на три группы:
Показатели первой группы характеризуют эксплуатационные свойства нефтепродукта по основному назначению. Например, для бензинов это фракционный состав, детонационные свойства.
Показатели второй группы устанавливают предельное содержание примесей, ухудшающих и оказывающих вредное воздействие на материалы, из которых изготовлены и механизмы. Это вода, механические примеси, кислоты, щелочи, сернистые соединения и другие компоненты.
Показатели третьей группы определяют стабильность нефтепродукта в условиях эксплуатации и антикоррозионные свойства, термоокислительную стабильность и т. п.
В нашей стране в последнее время наметилась тенденция к увеличению числа стандартов на методы испытания нефтепродуктов, поскольку вместе с ростом экспортных операций, проводимых по прямым связям, растет и число применяемых международных стандартов, а также стандартов стран, которые являются потенциальными потребителями нефтепродуктов.
Учет требований международных стандартов ИСО в государственных стандартах РФ при определении фракционного состава, температуры вспышки и воспламенения позволил достичь определенного научно-технического прогресса в отрасли.
Для обеспечения надежной и долговечной работы техники проводится регулярная проверка качества нефтепродуктов, которая включает следующее:
— определение соответствия физико-химических свойств нефтепродукта требованиям действующих стандартов и технических условий,
— исключение применения некондиционных продуктов, предупреждение ухудшения свойств при транспортировании, хранении и применении,
— своевременное исправление качества,
— обоснование применения определенных марок продуктов и сроков проведения технического обслуживания техники,
— предъявление претензий нефтебазам
Контрольные анализы и испытания нефтепродуктов серийного и массового производства установлены трех видов:
-периодические контрольные и проверочные испытания (полный и арбитражный).
Порядок испытаний (анализов) в ходе непрерывного процесса производства указан в технологических регламентах и при необходимости в нормативно-технической документации. Объем приемно-сдаточных и периодических испытаний регламентирован в стандартах и технических условиях на конкретные виды и марки нефтепродуктов, а также в ведомственных инструкциях.
Контроль качества выпускаемых горюче-смазочных материалов осуществляют службы технического контроля и заводские лаборатории предприятия-изготовителя в порядке, установленном руководством предприятия в соответствии с утвержденной технической документацией. Результаты приемно-сдаточной проверки отражаются в товаросопроводительной документации – паспорте, где указывают правила приема и фактические результаты испытаний (анализов). Периодическим контрольным испытаниям и проверкам подвергают продукцию, выдержавшую приемно-сдаточные испытания.
Контрольные испытания и проверки проводят с учетом требований потребителей и после слива нефтепродуктов в процессе хранения.
Цель анализа: по некоторым наиболее характерным показателям качества определить, что данный нефтепродукт не перемешан с другими сортами, а при хранении – установить начало изменения качества нефтепродукта.
Полный анализ проводят перед длительным хранением, после восстановления качества, периодически в процессе хранения, в особых случаях при приеме, а также тогда, когда необходимо установить действительное качество нефтепродукта. Контрольный и полный анализы позволяют также установить начало ухудшения качества нефтепродуктов при хранении и наметить сроки своевременного их освежения.
Арбитражный анализ проводят с целью установления правды при разногласиях по качеству нефтепродуктов лабораториями разных компаний, нефтебаз или лабораториями, отправителя или получателя. При арбитражном анализе либо проводят полный анализ, либо определяют показатели, по которым есть разногласия.
Контроль качества заключается в отборе проб их визуального осмотра и анализа, а также изучении паспортов качества на полученные нефтепродукты. Основное внимание при этом уделяют объектам, которые могут быть источником ухудшения качества нефтепродукта. Так, при приеме горюче-смазочных материалов проверяют: техническое состояние цистерн (железнодорожных, автомобильных); исправность крышек, колпаков и люков с уложенными в них прокладками, обеспечивающими герметичность; показатели качества (по паспорту) прибывших нефтепродуктов, которые сравнивают с требованиями стандарта на получаемый сорт; наличие и исправность пломб; соответствие номера цистерны номеру, указанному в накладной; порядок отбора проб для визуального или лабораторного контроля качества нефтепродуктов; качество зачистки резервуаров или подготовку или подготовку их к приему поступившего продукта.
При отпуске и применении нефтепродуктов соблюдают следующий порядок: в первую очередь реализуют горюче-смазочные материалы первого поступления; проверяют визуально содержание механических примесей и воды, чистоту тары, горловины бака и наличие паспорта качества; принимают меры по предотвращению попадания в нефтепродукты пыли, грязи и воды.
Основные задачи контроля: установление поставщиков нефтепродуктов и достаточность их ассортимента, фактического качества, соответствие показателей действующей нормативно-технической документации на производство, выявление причин снижения качества, выдача рекомендаций по их устранению и проверка их выполнения, пропаганда и внедрение новых сортов горюче-смазочных материалов, оборудования и средств по их транспортированию и хранению.
При выявлении некондиционных сортов нефтепродуктов принимается решение о путях и методах восстановления их качества с оформлением соответствующего акта.
Контроль и сохранность качества нефтепродуктов
1. Качество нефтепродуктов, реализуемых на АЗС, должно соответствовать действующим стандартам (техническим условиям).
2. Прием нефтепродуктов, подлежащих обязательной сертификации (декларированию) и поступающих на АЗС в автоцистернах и расфасованных в мелкую тару, производят по паспорту качества и товарно-сопроводительным документам с указанной в них информацией о сертификации (декларировании) нефтепродукта или с приложением копии сертификата (декларации) соответствия.
3. Перед сливом нефтепродуктов из автоцистерны в определяется наличие в них подтоварной воды и механических примесей, отбирается проба нефтепродукта по ГОСТ 2517, на основании которой определяются показатели качества согласно требованиям приемо-сдаточного анализа.
Для выполнения приемо-сдаточного анализа АЗС укомплектовывается необходимыми приборами и материалами.
4. При положительных результатах входного контроля производится слив нефтепродукта в емкости АЗС.
5. Нефтепродукт не может быть принят при:
— отсутствии пломб на автоцистерне в соответствии со схемой пломбировки;
— неисправности сливного устройства автомобильной цистерны;
— неправильном оформлении товарно-транспортной накладной;
— отсутствии паспорта качества или сертификата соответствия;
— обнаружении недостачи нефтепродуктов;
— наличии воды и механических примесей в нефтепродукте;
— несоответствии нефтепродукта по цвету, прозрачности или другим показателям качества на основании анализа отобранной пробы.
6. Для сохранения качества нефтепродуктов необходимо:
— обеспечить чистоту и исправность сливных и фильтрующих устройств, резервуарови МРК;
— обеспечить постоянный контроль за техническим состоянием резервуаров, исключить попадание в них атмосферных осадков и пыли;
— соблюдать установленные сроки хранения нефтепродуктов;
— периодически контролировать чистоту резервуаров путем проведения контроля качества нефтепродуктов не реже одного раза в месяц, а также в случаях поступления жалоб потребителя на качество отпускаемых нефтепродуктов или при инспектировании работы АЗС контролирующими органами (испытания нефтепродуктов проводят в объеме контрольного анализа).
7. Гарантийные сроки хранения нефтепродуктов должны соответствовать действующей нормативной документации на нефтепродукты
Простейшими способами проверки качества топлив и смазочных материалов является внешний осмотр, отстаивание, фильтрование, подогрев, сжигание и несложное лабораторное исследование.
Топливо и смазочные материалы должны использоваться только тогда, когда показатели их качества соответствуют ГОСТам или ТУ. Отклонения от этих показателей вызывают не только перерасход топлива и смазочных материалов, но и весьма отрицательно сказываются на надежности и долговечности автомобилей, на их производительности, а в конечном итоге предопределяют дополнительные эксплуатационные расходы и удорожание себестоимости транспортных работ.
Чтобы избежать применения некачественных нефтепродуктов, необходимо контролировать их качество на всех этапах движения к потребителю. При этом различают полный и контрольный анализы топлив и смазочных материалов
Если показатели, полученные при анализе, не соответствуют показателям ГОСТа или ТУ, то составляют акт, являющийся основанием для предъявления претензии поставщику или транспортным организациям.
Требования предъявляемые к топливу.
Качество применяемого топлива, независимо от типа двигателя, является одним из важнейших факторов, обеспечивающих его высокие технико-экономические показатели. В связи с этим, каждое топливо должно обладать определенными эксплуатационными свойствами, которые регламентируются численными значениями его физико-химических показателей, фиксируемых в соответствующих ГОСТах. По этим характеристикам следует подобрать соответствующий вид топлива, чтобы обеспечить соответствующее смесеобразование, его характер сгорания, устойчивость к нагарообразованию, склонность к коррозионному воздействию, возможность хранения без нарушения первоначальных качеств и т. п.
Для обеспечения надежной и долговечной работы применяемые топлива должны отвечать следующим основным эксплуатационным требованиям:
— иметь высокую теплоту сгорания и его рабочей смеси, обеспечивающую высокую экономичность двигателя;
— обладать хорошими смесеобразующими свойствами, обуславливающими легкий запуск двигателя, его плавный переход с одного режима работы на другой, а также обеспечивать устойчивую его работу при эксплуатации в различных климатических условиях;
— обеспечивать бездетонационную работу на всех эксплуатационных режимах;
— не образовывать нагароотложений на деталях, приводящих к перегреву и снижению экономичности, а также не вызывать повышения износов двигателя;
— не вызывать коррозии деталей как при непосредственном контакте с топливом, так и от образующихся продуктов сгорания;
— быть стабильным при транспортировке и хранении, т. е. не изменять своих первоначальных свойств после их получения;
— иметь более низкую температуру застывания, чтобы иметь хорошую прокачиваемость при минусовых температурах окружающего воздуха;
— при обращении и сгорании не оказывать вредного воздействия как на здоровье человека, так и на окружающую среду.
Для получения высоких экономических и динамических показателей карбюраторного двигателя весьма важным является оптимальное обеспечение условий для нормального протекания процессов смесеобразования и сгорания топлива, зависящих от совершенства системы питания и непосредственно от качества самого топлива.
Показатели качества угля
Влажность угля (W)
Все угли содержат то или иное количество влаги. При этом в зависимости от ее состояния (приуроченности) различают влагу поверхностную (влагу смачивания). Это вода, находящаяся на поверхности кусков и зерен угля. Она легко удаляется путем просушивания на воздухе.
Оставшаяся (после удаления поверхностной) влага характеризует влагосодержание угля, свойственное его вещественному, петрографическому и марочному составу и обозначается как максимальная влагоемкость (Wmax).
Влага воздушно-сухого угля, или аналитическая (Wa), в основном представлена адсорбционно-связанной водой. Определяется она посредством просушки при температуре 105-110 °С (при ускоренном методе при 160 °С).
Повышенное содержание внешней влаги приводит также к повышенной слипаемости угольной мелочи, слеживаемости и смерзаемости угля.
Содержание золы (зольность А)
Различают внутреннюю, связанную с органической частью угля, и внешнюю, слагающую породные прослои, золу. Содержание первой, как правило, незначительное (не более 10%), но она практически не удаляется при обогащении. Внешняя зола, особенно связанная с малоуглистыми породными прослоями, легко удаляется при всех видах обогащения.
Таким образом, требования к зольности низкометаморфизованных, а значит малокалорийных углей (бурые, длиннопламенные), должны быть более жесткими, чем к зольности высокометаморфи- зованных (тощие, антрациты).
В практике используется, в основном, два показателя зольности: отнесенные к абсолютно сухому топливу (Ad) и к рабочему его состоянию, т.е. при фактической его влажности (Аd).
Выход летучих веществ (Vdaf)
Данный показатель весьма важен, т.к. определяет особенности поведения угля в процессе его использования. Так, высокое содержание газообразной (летучей) составляющей в составе горючей массы угля определяет его высокую реакционную способность (т.е. воспламенение происходит при более низких температурах), превалирование конвективного типа передачи тепла над лучистым. Но вместе с тем угли с высоким выходом летучих веществ обладают более низкими показателями теплоты сгорания, термической стойкости. Они, как правило, характеризуются более высоким процентом химического недожога.
Содержание серы (STD)
Сера в углях является вредной примесью. При использовании угля в металлургии сера переходит в металл, ухудшая его качество. При сжигании топлива сера образует сернистые соединения, которые, реагируя в атмосфере с водяными парами, образуют серную кислоту, выпадающую т.н. кислотными дождями. Содержание серы в углях Кузнецкого, Канско-Ачинского, Минусинского бассейнов колеблются в пределах 0,2-0,6%. Низким еë содержанием характеризуются и угли Восточного Казахстана. Поэтому данный показатель в нашем регионе, как правило, редко учитывается при оценке качества и потребительской ценности топлива. Но, вместе с тем угли некоторых месторождений Иркутского бассейна характеризуются очень высоким, более 10%, содержанием серы, что делает их малопригодными для использования в теплоэнергетике.
Этот показатель наиболее важен для оценки потребительской ценности углей, особенно используемых в теплоэнергетике.
Теплота сгорания (Q)
Различают теплоту сгорания высшую, пересчитанную на сухое беззольное состояние топлива (Q,daf). Этот показатель используется для сопоставления и классификации углей. Низшая теплота сгорания (Qr.) характеризует топливо в его естественном состоянии, т.е. при конкретных значениях влажности и зольности.