АННОТАЦИЯ
Тепловые схемы могут быть расширенными и эксплуатационными или сборными. На тепловой схеме указано только основное оборудование (котлы, нагреватели, насосы). На расширенной тепловой схеме должно быть показано все установленное оборудование и все трубопроводы, соединяющие оборудование с закрытыми и регулирующими клапанами. В качестве самостоятельных систем можно сделать схему подготовки воды, очистки парогенераторов, сбора и отвода стоков и т.д.
В данном ВКР рассмотрим вопрос выбора и расчета оборудования отопительной котельной в городе Брянск.
ВВЕДЕНИЕ
Строительство новых промышленных объектов сопряжено с большими трудностями, если вообще строительство возможно. Но в любое время, при любой экономической ситуации существует целый ряд отраслей промышленности, без развития которых невозможно нормальное функционирование народного хозяйства, невозможно обеспечение необходимых санитарно-гигиенических условий населения. К таким отраслям и относится энергетика, которая обеспечивает комфортные условия жизнедеятельности населения, как в быту, так и на производстве.
Последние исследования [12] или [1] показали экономическую целесообразность сохранения значительной доли участия мелких производственно-отопительных котельных установок в покрытии общего потребления тепловой энергии.
Наряду с крупными [16] производственными, производственно-отопительными котельными мощностью в сотни тонн пара в час или сотни МВт тепловой нагрузки установлены большое количество котельных с агрегатами до 1 МВт и работающих почти на всех видах топлива.
В данном дипломном проекте разрабатывается проект производственно-отопительной котельной в городе Брянск, которая использует твердое топливо.
Котельная установка предназначена для отопительно-производственных целей.
Водоснабжение котельной осуществляется из центрального водопровода.
Забор воздуха на горение осуществляется с улицы и непосредственно с котельного помещения.
Система теплоснабжения, для нужд отопления и вентиляции, закрытая.
Исходные данные:
— Тип котельной: отопительная;
— Тепловые нагрузки:
Qуст = 8;
Qсн = 0,4;
Qпотр. сети =1,5;
Qо = 4,6;
Qгвс = 1,5
— Температурный график: 150 – 70 ◦C ;
— Место расположение котельной: город Брянск;
— Тип системы теплоснабжения: закрытый;
— Температурные показатели для данного населенного пункта:
Тмах = — 36;
Тмах,январь = -30;
Тмах,летн. = -2,6;
— Продолжительность отопительного периода для данного населенного пункта: 224 дней
— Вид топлива: твердое топливо.
Глава 1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Характеристика отопительной котельной
Установки для котлов, которые зависят от характера потребителей, подразделяются на энергетические, производственные и отопительные. В зависимости от вида производимого теплоносителя они подразделяются на пар (для извлечения пара) и горячую воду (для производства горячей воды). Котельные установки производят пар для паровых турбин на тепловых электростанциях. Как правило, такие котлы должны быть оснащены большими и средними паровыми котлами, способными производить пар с повышенными параметрами. Паровые установки (пар) производят пар не только для производства, но и для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения. Отопительные установки (в основном горячая вода, но также и пар) предназначены для обслуживания промышленных и жилых систем отопления. В зависимости от степени теплоснабжения отопительные приборы подразделяются на локальные (индивидуальные) группы и районные. Местные обычно оснащаются водогрейными котлами с температурой нагрева воды свыше 115 °С или паровыми котлами с рабочим давлением до 70 кПа. Эти котлы предназначены для обеспечения теплом одного или нескольких зданий. Групповые котлы обеспечивают теплом группы зданий, жилые кварталы или небольшие кварталы. Такие котлы должны быть оборудованы паровыми и горячими котлами, как правило, с более высокой мощностью котла для местных котлов. Эти котлы обычно располагаются в специально построенных отдельных зданиях.
Котлы централизованного теплоснабжения используются для отопления больших жилых районов: они оснащены относительно сильными котлами горячей воды или паром. Тепловые котлы должны быть предназначены для производства теплой воды, используемой в отопительных целях. Для обеспечения нормальной работы водогрейные котлы должны быть оснащены необходимыми приборами, контрольно-измерительными приборами и средствами автоматики. Водогрейный котел имеет один теплоноситель-воду в отличие от парового котла, который имеет два теплоносителя, воду и пар. В этом отношении паровой котел должен иметь отдельные паровые и водяные трубы, а также резервуары для сбора конденсата. Однако это не означает, что горячие котельные системы проще паровых. Котлы для горячей воды и пара в зависимости от сложности устройства могут варьироваться, в зависимости от вида используемого топлива, конструкции котлов, печей, топок и т.д. Структура как паровой, так и водогрейной котельной установки обычно состоит из нескольких уровней, но не менее двух и не более пяти. Все они относятся к общим коммуникационным трубопроводам, газопроводам и т. д.
Котлы как технические установки для производства пара или горячей воды, различающиеся по различным формам, принципам ведения бизнеса, видам используемого топлива и показателям. Однако в соответствии с методом организации потока воды и пароводяной смесью все котлы могут быть разделены на следующие две группы:*котлы с естественной циркуляцией;
* котлы с принудительным перемещением теплоносителя (вода, пароводяная смесь). В современных отопительных и отопительно-производственных парогенерирующих котлах в основном используются котлы естественной циркуляции и для приготовления горячей воды-котлы с принудительным потоком теплоносителя, работающие по принципу прямых потоков.
Движение носителя для обогрева котлов естественной циркуляции осуществляется в целях создания приводного давления за счет разности массы водяного столба в водосточных трубах и столба пароводяной смеси в восходящей трубе. Подача воды и смеси паров воды в таких контурах должна осуществляться с помощью циркуляционного насоса. По типу теплоносителя котлы делятся на теплую воду и пар. Основными показателями котла являются теплоемкость, т. е. теплоемкость и температура воды; основными показателями пароемкости, давления и температуры являются пароемкость. Водогрейные котлы, предназначенные для получения горячей воды по определенным параметрам, используются для подачи тепла в системы отопления и вентиляции, бытовые и технологические потребители. Водогрейные котлы обычно работают по прямоточному принципу, постоянному потоку воды, к которому они приспособлены не только на электростанциях, но и в системах централизованного теплоснабжения, а также для отопления помещений и производства котлов, как первичного источника тепла. В зависимости от относительного движения теплообменных сред (дымовых газов, воды и пара), паровых котлов (парогенераторов) их можно разделить на две категории: водотрубные котлы и жаротрубные котлы. В случае генераторов водяных труб смесь воды и пара перемещается внутри трубы, а дымовые газы вымываются из труб. В соответствии с принципами течения смеси воды и параводяные парогенераторы должны быть разделены на агрегаты, имеющие естественное течение и принудительное течение. Последние делятся на постоянный ток и многократную положительную циркуляцию. Печи и печи на газообразном, жидком и твердом топливе. Камерные печи обычно используются для сжигания газа и мазута, а также твердого пылеугольного топлива. Печь ограничена передней, задней и боковыми стенками. Вдоль стенок печи они расположены на испарительных поверхностях нагрева (кипящая вода) диаметром 50 мм… 80 мм, обнаруживая тепло, излучаемое Факелом и продуктами сгорания. При сжигании газового или жидкого топлива внутри печи камера обычно не защищена, а в случае угольной пыли в нижней части печи камера, представляющая собой «холодную» воронку, осуществляется для удаления золы из горящей горелки. Верхние части трубы сворачиваются в барабан, а нижние соединяются с помощью прокатных или сварочных коллекторов. Количество котлов, кипящих по трубам на заднем экране, перед соединением их выращивают в верхней части печи в несколько рядов, расположенных в постепенном порядке и образующих фестон.
Для установки обслуживания топок и дымоходов должны использоваться следующие гарнитуры: шахты, закрытые двери, гляделки, взрывы клапанов, передние двери, вращающиеся люки, выдувные машины, очистка огнестрельного оружия. Закрытые двери, входные отверстия в стене предназначены для осмотра и ремонта при остановке котла. Для наблюдения за процессом горения топлива в печи и состоянием конвективных потоков должны присутствовать наблюдатели. Взрывозащищенные клапаны применяются для защиты стенок, перед разрушением некогда вибрировавших, в печи и дымоходах котла и должны располагаться в верхней части топки, задней дымовой установке, экономайзере и помещаться в сейф.
Дымоходные двери из чугуна или поворотные буферы должны использоваться для регулирования сваи и покрытия свиньи. Когда вы работаете на газообразном топливе, чтобы предотвратить накопление горючих газов в топке, дымоходах и свиньях котельной установки во время короткого перерыва в работе, они должны поддерживаться небольшой тягой; однако, если вы делаете это, вы можете сделать любой масляный котел Боровом, то боров должен иметь дверцу с отверстием в верхнем торце диаметром не менее 50 мм. Выдувные и чистящие устройства предназначены для очистки поверхностей нагрева золы, а также
Барабан котла. Необходимо учитывать многоцелевое назначение котлов, в частности должны быть выполнены следующие процедуры:
- отделение водной смеси от нагретых паром подъемных труб и сбор пара;
- прием питательной воды от водоканала или непосредственно от линии подачи;
- водоподготовка внутри котла (термическое и химическое умягчение воды);
- непрерывная очистка;
- сушка пара из капель котла;
- промывка некоторых растворенных в нем солей;
- защита от избыточного давления пара.
Барабаны котлов изготавливаются из котельной стали с штампованной подошвой и отверстием. Внутренняя часть объема барабана, заполненная до определенной степени водой, называется количеством воды, а заполненная паром при установке котла объемом пара. Поверхность кипящей воды в барабане, которая отделяет объем воды от объема пара, называется испарительным зеркалом. В паровом котле только та часть барабана, которая охлаждается внутри, смывается горячими газами. Линия, отделяющая нагретую газовую поверхность от не нагретой, называется предохранителем. Смесь пара и воды протекает через подъемные трубы, свернутые в нижней части барабана. Из барабана вода подается через древесину в нижние цистерны.
На поверхности конденсат в зеркале, там же, те, проходит и даже фонтан, при этом большее количество капель котельной воды попадает в пары, что снижает качество пара в результате увеличения его солености. Испаренные капли воды и содержащиеся в них соли осаждаются на внутренней поверхности пароперегревателя, происходит более тяжелый теплообмен, повышающий температуру его стенки, что может привести к их горению. Соли также могут быть нанесены на фитинги паропроводов и вызвать нарушение их плотности. Различные сепараторы используются для того, чтобы пар равномерно подавался в барабанную парилку и снижал ее влажность.
Для уменьшения возможности осаждения на испарительных поверхностях нагрева применяют обработку воды внутри котла: фосфатирование, подщелачивание и комплексное использование. Фосфатирование предназначено для создания условий в котельной воде, при которых породообразующие вещества выделяются в виде шлама без кипячения. Для этого необходимо поддерживать определенную щелочность котельной воды.
В отличие от фосфатирования, обработка водой может обеспечить недифференцированный и слизистый котел. Применение натриевой соли «Трилон Б» рекомендуется в качестве комплексной терапии. Поддержание допустимого содержания соли в водогрейном котле должно осуществляться путем очистки котла, т. е. удаления из котла некоторых водогрейных котлов, которые имеют еще более высокую концентрацию соли, чем источник воды. Для постепенного испарения воды котел разделен на несколько отсеков с независимыми кольцевыми контурами. В один из отсеков под названием «Чистый» поступала питательная вода. Вода, проходящая через циркуляцию, испаряется, и соленость воды в чистом пространстве возрастает до определенного уровня. Для поддержания уровня соли в зоне, входящей в состав котла, к воде в пространстве добавляется масса материала, проходящего через определенное отверстие в диффузоре в нижней части секции другого отсека, называемого «солью» из-за количества соли в нем, которое значительно выше, чем в чистом помещении. Непрерывная обработка воды осуществляется из места с наибольшей концентрацией соли, т. е. из соляного отсека. Пар, образующийся в обеих фазах испарения, смешивается в парилке и выходит из барабана через ряд труб в верхней части. При повышении давления пар может растворять некоторые примеси в котельной воде (кремниевую кислоту, оксиды металлов).Для снижения содержания соли в парах некоторые котлы используют промывку паром с питательной водой. Производство горячего пара из сухого насыщенного пара осуществляется в сверхтеплом режиме. Пароперегреватель является одним из важнейших элементов котельного агрегата, так как он работает в самых жестких температурных режимах (температура перегрева до 425 °с) поверхности нагрева. Катушки и коллекторы изготовлены из углеродистой стали. По способу теплового обнаружения супернагреватели делятся на конвективные, радиационно-конвективные и радиационно-чувствительные. Котельные агрегаты с котлами низкого и среднего давления должны использовать конвективные пароперегреватели с вертикальными или горизонтальными трубами. Для получения пара с температурой перегрева более 500 °С, а также комбинации пароперегревателей, используемых в них, часть поверхности (излучение) получает тепло за счет излучения, а, с другой стороны — за счет конвекции. Радиационная часть пароперегревателя, нагревающая поверхность, выполнена в виде экранов непосредственно в верхней части камерной печи.
Что касается направления потока газов и паров, то существуют три основные схемы включения пароперегревателя в газовый поток:
- прямоточный, при котором газ и пар движутся в одном направлении;
- противоточный, при котором газ и пар движутся в противоположном направлении;
- смешанный, при котором одна часть пароперегревателя вращается, газы и пар движутся, а другая — в противоположном направлении.
Оптимальной, с точки зрения надежности работы, является комбинированная схема пароперегревателя и выключателя, при которой в первой части пароперегревателя возникает встречный ток, по ходу которого идет пар, а при завершении перегрева образуется пар во второй части прямого потока теплоносителей. Кроме того, есть некоторые змеевики, которые расположены в зонах наибольшей тепловой нагрузки в пароперегревателе, в начале канала, будут умерять температуру пара, а перегрев происходит при меньшей тепловой нагрузке. Температура пара в котлах с давлением до 2,4 МПа не регулируется. При давлении 3,9 МПа и выше и температуре, подлежащей регулированию следующим образом: для нагнетания конденсата в пар; через поверхность пара с помощью; газового регулирования, с тем чтобы изменить поток продуктов сгорания через пароперегреватель или путем перемещения положения горелки в топке, с помощью вращающихся горелок. Пароперегреватель должен иметь манометр, предохранительный клапан, запорный клапан для отсоединения пароперегревателя от паропровода и устройство для измерения температуры перегретого пара. В экономайзере подводящий трубопровод нагревается дымовыми газами перед тем, как его вводят в котел, используя тепло от продуктов сгорания топлива. В дополнение к предварительному нагреву возможно частичное испарение питательной воды, поступающей в барабан котла. В зависимости от температуры, при которой нагревается вода, экономайзеры делятся на два типа — не кипящие и кипящие. В некипящих экономайзерах, в зависимости от надежности работы, вода нагревается до температуры на 20 °С ниже температуры насыщенного пара в паровом котле или температуры кипения воды при существующем рабочем давлении в горячей воде котла. В кипящих экономайзерах происходит не только нагрев воды, но и частичный (до 15). цент его испарения. По металлу, из которого изготовлены экономайзеры, они делятся на чугун и сталь. Чугунные литые экономайзеры используются при давлении в барабане котла не более 2,4 МПа и при любом давлении могут использоваться стальные экономайзеры. В чугунных накопителях не допускается кипячение воды, так как это приводит к гидравлическим ударам и разрушению экономиста. Для очистки поверхности нагрева водяные экономайзеры имеют продувочные устройства.
Воздухонагреватель. В современных котельных агрегатах нагрев воздуха играет очень важную роль, получает тепло от выхлопных газов и передает его воздуху, уменьшает наиболее заметное звено теплопотерь через отходящий газ. При использовании горящего воздуха температура горения топлива повышается, и процесс интенсифицируется. Сжигание топлива, повышение КПД котельного агрегата. В то же время, что вы устанавливаете воздухонагреватели, сопротивление воздуха и путь дыма увеличиваются, которые преодолели путем создания искусственного буксира, то есть путем установки дымового насоса и вентилятора. Температура нагрева воздуха выбирается в соответствии с методом сжигания и типом топлива. В случае природного газа и мазута, которые сжигаются в камерных Печах, температура горячего воздуха составляет 200 … 250 ° С, а для сжигания порошкового твердого топлива-300…420°C.Если котлоагрегат, экономайзер и воздухонагреватель должны быть установлены сначала через газовый экономайзер, а другой — это нагревательный змеевик, обеспечивающий глубокое охлаждение продуктов сгорания, например температуру охлаждающего воздуха ниже температуры питательной воды на входе в экономайзер.
В соответствии с принципом работы воздухонагреватели делятся на регенеративные и регенеративные. В рекуперативном воздухонагревателе передача тепла от продуктов сгорания в атмосферу происходит непрерывно в течение всего срока службы общей стенки, с одной стороны, чтобы продукты сгорания двигались, а с другой стороны — нагретый воздух.
При воспроизводстве грельникового воздуха, передача тепла от продуктов сгорания в нагретый воздух осуществляется путем чередования нагрева и охлаждения одного и того же, нагрева поверхности. Газовые поршневые устройства. Газопоршневой агрегат (ГПУ) предназначен для подачи электроэнергии потребителям в три фазы (380/220в,50 Гц). Газовые установки используются в качестве источника бесперебойного и гарантированного электроснабжения больниц, банков, торговых комплексов, аэропортов, промышленных и нефтяных компаний, а также газодобывающих компаний. Срок службы двигателя газового двигателя выше, чем бензинового, генераторов и дизельных электростанций, что сокращает время работы. Использование газогенераторов позволяет владельцу быть независимым от плановых и аварийных отключений электроэнергии и часто и полностью отказаться от услуг поставщиков электроэнергии. Принцип работы двигателя внутреннего сгорания является основой для работы газопоршневого двигателя (ГПД). Двигатель внутреннего сгорания — это двигатель, тепловой двигатель, в котором химическая энергия топлива (обычно жидкого или твердого, жидкого или газообразного углеводородного топлива, сжигаемого в рабочей зоне, преобразуется в механическую работу.
На данный момент в промышленности два типа поршневых двигателей работают на газе: газовые двигатели, работающие на электрическом (искровом) зажигании, и дизельные двигатели зажигания газовых смесей впрыском пилотного (жидкого) топлива. Газовые двигатели широко используются в энергетике, что обусловлено широко распространенной тенденцией использования газа в качестве более дешевого топлива (природного и альтернативного), и они относительно экологически безопасны, в смысле выброса отработавших газов. Графический процессор с принципиально тепловыми теплообменниками аналогичен и используется система рекуперации тепла. Установка работает на нескольких видах топлива, имеющих относительно низкие начальные инвестиции на 1 кВт, и имеет широкий диапазон выходной мощности. Топливо для газопоршневых устройств. Одним из важнейших моментов при выборе типа газовой турбины является изучение состава топлива. Производители газовых двигателей предъявляют свои требования к качеству и составу топлива для каждой модели.
В настоящий момент многие производители настраивают свои двигатели на адекватное топливо, которое в большинстве случаев не будет длительным и не потребует значительных финансовых затрат. Кроме природного газа, в качестве топлива могут использоваться и газопоршневые установки: пропан, бутан, попутный газ, а также газ химической промышленности, коксовый газ, древесный газ, пиролизный газ, свалочный газ, сточные воды, газ и др.
Использование этих специфических газов в качестве топлива
это вносит важный вклад в сохранение окружающей среды, а также позволяет использовать регенеративные источники энергии. Контрольный пункт газа. Газорегулирующий пункт — система автоматического снижения и поддержания постоянного давления газа в распределительных трубопроводах. Газ к контрольной точке включает в себя регулятор давления для поддержания давления газа, фильтр для улавливания механических примесей, предохранительный клапан, предотвращающий попадание газа в распределительный трубопровод при превышении давления газа допустимых параметров, а также контрольно-измерительные приборы для учета количества газа, проходящего температуру, давление и телеметрическое измерение следующих параметров. Посты газовой инспекции строятся на городских газопроводах, распределяющих газ, а также на территории промышленных и коммунальных предприятий с широкой трубопроводной сетью. Пункты, расположенные непосредственно на потребителях и предназначенные для подачи газа в котлы, печи и другие агрегаты, обычно называемые газорегулирующими устройствами. Что касается давления газа на входе, то контрольными точками газа являются: среднее (от 0,05 до 3 КП/см2) и высокое (до12КП/см2) давление (1КП/см2=0,1мН/м2).Предохранительные устройства и контрольно-измерительные приборы. Для водогрейных котлов антинапорный экран может использоваться в качестве байпаса с регулирующими клапанами (рис.1). пропускание воды из котла в трубопровод системы отопления. При таком простом устройстве, где клапаны установлены в котле, он почему-то будет закрыт, а связь с атмосферой осуществляется через расширение сосудов, которые не будут разрушены. Если в дополнение к указанным трубопроводным клапанам между котлами и расширительным сосудом имеются другие запорные клапаны, то должны быть установлены выпускные клапаны. Паровые котлы мощностью до 70 кПа должны быть оборудованы предохранительным устройством в виде гидравлической двери. Для безопасной и правильной работы паровых котлов, помимо предохранительного устройства, они должны быть оснащены водонагревателями, приборами, подключаемыми кранами и манометрами.
Счет-фактура за подачу корма, воды, подаваемой в паровой котел или циркулирующей в системе отопления воды, установку счетчика воды или диафрагмы. Термометры предназначены для измерения температуры воды, поступающей в систему водяного отопления и возвращающейся в котел в особых случаях.
По своему назначению котельные малой и средней мощности делятся на следующие группы: отопительные, предназначенные для теплоснабжения систем отопления, вентиляции, горячего водоснабжения жилых, общественных и других зданий; производственные, обеспечивающие паром и горячей водой технологические процессы промышленных предприятий; производственно-отопительные, обеспечивающие паром и горячей водой различных потребителей. В зависимости от вида вырабатываемого теплоносителя котельные делятся на водогрейные, паровые и пароводогрейные. В общем случае котельная установка представляет собой совокупность котла (котлов) и оборудования, включающего следующие устройства. Подачи и сжигания топлива; очистки, химической подготовки и деаэрации воды; теплообменные аппараты различного назначения; насосы исходной (сырой) воды, сетевые или циркуляционные – для циркуляции воды в системе теплоснабжения, подпиточные – для возмещения воды, расходуемой у потребителя и утечек в сетях, питательные для подачи воды в паровые котлы, рециркуляционные (подмешивающие) ; баки питательные, конденсационные, баки-аккумуляторы горячей воды; дутьевые вентиляторы и воздушный тракт; дымососы, газовый тракт и дымовую трубу; устройства вентиляции; системы автоматического регулирования и безопасности сжигания топлива; тепловой щит или пульт управления. Тепловая схема котельной зависит от вида вырабатываемого теплоносителя и от схемы тепловых сетей, связывающих котельную с потребителями пара или горячей воды, от качества исходной воды. Водяные тепловые сьети бывают двух типов: закрытые и открытые. При закрытой системе вода (или пар) отдает свою теплоту в местных системах и полностью возвращается в котельную. При открытой системе вода (или пар) частично, а в редких случаях полностью отбирается в местных установках. Схема тепловой сети определяет производительность оборудования водоподготовки, а также вместимость баков-аккумуляторов.
Принципиальные тепловые схемы котельных с водогрейными котлами для закрытых систем теплоснабжения, работающей на закрытую систему теплоснабжения, показана на рис. 1.1
Рис. 1.1 Принципиальная тепловая схема котельной с водогрейным котлом для закрытой системы теплоснабжения.
1 — котел водогрейный; 2 — насос сетевой; 3 — насос рециркуляционный; 4 — насос сырой воды; 5 — насос подпиточной воды; 6 — бак подпиточной воды; 7 — подогреватель сырой воды; 8 — подогреватель химии чески очищенной воды; 9 — охладитель подпиточной воды; 10 — деаэратор; 11 — охладитель выпара.
Характеристика топлива
Твердое топливо. К естественным видам твердого топлива относят дрова, торф, горючие сланцы, бурый уголь, каменные угли и антрациты.
Бурый уголь занимает по происхождению промежуточное положение между торфом и каменным углем. Бурые угли отличаются от каменных меньшим содержанием углерода и большим содержанием кислорода, обладают высокой зольностью. Бурые угли широко используют и как местное топливо, и как сырье для химической промышленности.
Каменные угли и антрациты характеризуются высоким содержанием углерода. Они по составу, по выходу и характеру кокса очень разнообразны. Угли подразделяют на классы в зависимости от их возраста. Так, угли Донецкого бассейна подразделяют на длиннопламенные, газовые, паровично-жирные, коксовые, паровично-спекающиеся и тощие. Тощие угли занимают промежуточное положение между каменными углями и антрацитами.
Начиная с длиннопламенных, в углях наблюдается повышенное содержание углерода и пониженное содержание кислорода и водорода, а также постепенное уменьшение выхода летучих. Начиная с длиннопламенных, прочность и плотность кокса постепенно повышаются. Максимальную прочность и плотность имеет кокс, полученный из коксовых и паровично-спекающихся углей. Из тощих углей получают порошкообразный или слабоспекающийся кокс. Теплота сгорания каменных углей в пересчете на рабочую массу повышается (начиная от длиннопламенных) от 22 000 до 29 700 кДж/кг
Антрациты по сравнению с каменными углями содержат наибольшее количество углерода, по возрасту они являются наиболее старыми. Антрациты отличаются от каменных углей большей плотностью, малой гигроскопичностью и высокой стойкостью к окислению. При сухой перегонке они выделяют очень небольшое количество летучих с остатком в виде неспекающегося кокса. Каменные угли и антрациты применяют для отопления котельных, печей и в качестве сырья для производства генераторного газа. Смеси коксующихся и некоксующихся углей используют для получения кокса.
К искусственному твердому топливу относят кокс — продукт сухой перегонки при 900—1000° С коксующихся каменных углей в коксовых печах. Различают кокс металлургический (доменный) с пористостью 45—50% и литейный (для плавки в вагранках) с пористостью 40%.
Одним из основных требований, предъявляемых к коксу, является высокая механическая прочность. Механическую прочность определяют в барабане диаметром 2 м и длиной 0,7 м, частота вращения которого 10 об/мин. В барабан загружают 410 кг испытываемого кокса. Спустя 15 мин после начала вращения барабана часть кокса высыпается из него. Чем выше механическая прочность кокса, тем больше получаемый остаток, который называют барабанной пробой.
Барабанная проба кокса среднего качества 310—320 кг. Одной из основных характеристик кокса является зависящая от пористости реакционная способность, по которой можно судить о способности кокса восстанавливать двуокись углерода: C + CО2=2CО-Q.
Металлургический кокс является не только топливом, но и восстановителем, поэтому он должен иметь значительную реакционную способность. Литейный кокс является в основном только источником тепла (плавка в вагранке), следовательно, его реакционная способность должна быть ниже реакционной способности металлургического кокса.