Глава 13. ПЕРЕСЧЁТ РЕЗУЛЬТАТОВ АНАЛИЗОВ НА РАЗЛИЧНЫЕ СОСТОЯНИЯ ТОПЛИВА

Результаты анализа ТГИ могут быть выражены в различной форме. Это связано с тем, что топливо условно можно представить в виде суммы трёх составляющих: влаги, минеральных компонентов (минеральная масса) и органических веществ (органическая масса).

В настоящее время действует ГОСТ 27313-95 (ИСО 1170:1977), в котором установлены обозначения аналитических показателей и формулы пересчёта результатов анализа с одного состояния топлива на другое.

Показатели качества топлива обычно определяют из аналитической пробы, т. е. из топлива, измельченного до крупности зерен менее 212 мкм (0,2 мм) (или до крупности, предусмотренной специальными ви­дами анализа), и влажность которого доведена до равновесного состояния в нестандартных условиях атмосферы лабораторного помещения. Такое состояние топлива называют аналитическим. Остальные формы выражения результатов анализа являются расчётными, причём пересчёт производится на основе зольности и влаги аналитической пробы.

Сухое состояние топлива – состояние топлива, не содержащего общую влагу (кроме гидратной). Форма выражения «на сухое топливо» является основной для тех показателей, которые можно оценить, только устранив влияние влаги. К таким показателям относятся, прежде всего, зольность и содержание общей серы.

Сухое беззольное состояние топлива – условное состояние топлива, не содержащего общую влагу и золу. Показатели, рассчитанные на сухое беззольное топливо, используются для приближенной характеристики органической массы ТГИ. Однако сухая беззольная масса только в первом приближении соответствует органической массе топлива, поскольку зольность и минеральная масса не являются взаимозаменяемыми величинами.

Органическая масса топлива – условное состояние топлива, не со­держащего влагу и минеральную массу. Эта форма выражения результатов анализа применяется в основном при научно-исследовательских работах, когда необходимо полностью устранить влияние всех факторов на результаты анализа и охарактеризовать собственно органическую часть топлива.

Для расчётов, связанных с классификацией топлив, используется еще одна условная форма выражения результатов анализа: на влажное беззольное топливо. Расчёт производится на беззольное топливо, влажность которого равна максимальной влагоёмкости.

Для характеристики топлива в целом существует понятие «рабочее состояние топлива» (или «рабочее топливо»). Это состояние топлива с содержанием общей влаги и зольностью, с которыми оно добывается, от­гружается или используется. Пересчёт на это состояние делают для того, чтобы учесть влияние общей влаги и зольности рабочего топлива на по­казатели качества.

Обозначение любого аналитического показателя состоит из основ­ного символа (например, W – влага), нижнего индекса, дополняющего характеристику основного показателя (например, W_ex – влага внешняя) и верхнего индекса, уточняющего, к какому состоянию топлива относится данная величина. Состояние топлива обозначается следующими верхними индексами: r – рабочее; а – аналитическое; d – сухое; daf – сухое без­зольное; о – органическое; af – влажное беззольное.

Верхние индексы, указывающие на состояние топлива, представляют собой первые буквы следующих английских слов:

r – raw (сырьевое, исходное);

а – analysis (аналитическое);

d – dry (сухое);

daf – dry, ach-free (сухое беззольное);

о – organic (органическое);

af – ach-free (влажное беззольное).

Все показатели качества, за исключением низшей теплоты сгорания, пересчитывают на различные состояния топлива по формулам, приведенным в табл.

В основе формул лежит представление о том, что если принять массу топлива в аналитическом состоянии за 100%, то масса (%) сухого топлива составит (100 - W^а); сухого беззольного – (100 - (W^a + А^a)); органическая масса топлива – (100 - (W^a + ММ^a)), где ММ – минеральная масса.

Большинство показателей качества характеризуют не топливо в целом, а его органическую массу (элементный состав, выход летучих веществ, теплота сгорания). Между тем при проведении анализа результат относят к навеске, содержащей как минеральную, так и органическую массы. Пересчёт этих результатов на органическую массу (100 - W^a - ММ^a) затруднён из-за от­сутствия надежного метода определения в углях содержания минеральной массы.

Таблица 13.1 – Формулы для пересчёта показателей качества топлива

Для подсчёта минеральной массы был предложен ряд приближенных формул, в основе которых лежит зольность, и введены поправочные коэф­фициенты в соответствии с реакциями превращения минеральных компо­нентов при озолении.

Наибольшее распространение получила формула проф. B.C. Крыма:

ММ = А + СO₂ + W_MM + 0,625S_p - 2,5(S_A - S_SO4). (13.1)

При составлении этой формулы были приняты во внимание основные изменения минеральных компонентов: полное разложение карбонатов и выделение диоксида углерода СО₂; полное удаление гидратной влаги W_MM из силикатов и гипса; полное превращение FeS₂ в Fe₂O₃ (S_p – сера пиритная); увеличение массы за счёт образования сульфатов (S_A – сера золы и S_SO4 – сера сульфатная).

Из этой формулы видно, какие поправки необходимо внести, чтобы при пересчётах приблизить значение зольности к содержанию минеральной массы.

Данная формула используется при глубоком изучении свойств топлива. Если результаты анализа используются для технических целей, то достаточно пересчитать их на сухое беззольное со­стояние с поправкой на диоксид углерода.

Уточненный коэф­фициент пересчёта будет равен: 100-(W+А+ СO₂).