Ciepło spalania a wartość opałowa paliwa

Ciepło spalania w technice cieplnej

W każdym procesie spalania węglowodorów (jak gaz ziemny, ropa naftowa, węgiel czy drewno) powstaje z połączenia tlenu z powietrza i wodoru zawartego w paliwie para wodna. Ciepło spalania oznacza ilość ciepła, jaka wydziela się podczas procesu spalania z uwzględnieniem ciepła kondensacji pary wodnej. Wyznaczając tę wartość przyjmuje się idealne warunki, w których zachodzi spalanie całkowite i zupełne.

Spalanie całkowite zachodzi wówczas, gdy cała masa paliwa ulegnie utlenieniu, nie pozostawiając żadnych substancji palnych ani w popiele, ani w parze. Ilość dostępnego tlenu musi być co najmniej taka, jak wynika z bilansu chemicznego.

Spalanie zupełne oznacza taki proces utleniania, który daje produkty reakcji najtrwalsze z możliwych, to znaczy niemożliwe do dalszego utleniania.

Wartość opałowa, czyli praktycznie dostępna ilość ciepła

Wartość opałowa oznacza ilość ciepła, która powstaje w procesie całkowitego spalania paliwa, ale bez ciepła kondensacji pary wodnej i spalin. Wynika z tego, że ciepło spalania przewyższa wartość opałową.

Im większa jest różnica między wartościami tych dwóch parametrów, tym więcej ciepła można odzyskać w trakcie kondensacji pary wodnej. Ogólnie można przyjąć, że ciepło spalania jest o 10% wyższe od wartości opałowej.

Podczas gdy stare, tradycyjne urządzenia grzewcze bazują na wartości opałowej, zakładając ulatnianie się przez komin części wytworzonej energii cieplnej wraz ze spalinami i parą wodną, nowoczesne piece potrafią temu zaradzić. W nowoczesnych systemach grzewczych umieszcza się wtórny proces spalania oraz odzyskuje ciepło kondensacji pary wodnej.

Polecane kominki do wnętrz - sprawdź ceny!

Rodzaje paliw i ich wartość opałowa

Wartości opałowe paliw stałych

Paliwo

wartość opałowa [MJ/kg]

wartość opałowa [kWh/kg]

drewno świeże

6,8

1,9

drewno suche

14,4-15,8

4-4,4

słoma

17,2

4,8

brykiety drzewne

17,6

4,9

brykiety z biomasy

16,7

4,7

pellet drzewny

18

4,9

torf

15

4,2

węgiel brunatny

8

2,2

brykiety z węgla brunatnego

19,6

5,6

koks z węgla brunatnego

29,9

9,3

węgiel kamienny

25-32,7

7,5-9

koks z węgla kamiennego

28,7

7,97

miał węglowy

ok. 21

ok. 5,9

Wilgotność drewna opałowego powinna wynosić poniżej 20%. Drewno o wilgotności ok. 30% wykazuje wartość opałową mniejszą o ok. 9%. Jeśli zainteresował cię ten temat, sprawdź także artykuł o kaloryczności węgla i ekogroszku jako opału.

Wartości opałowe paliw płynnych

Paliwo

wartość opałowa [MJ/kg]

wartość opałowa [kWh/kg]

benzyna

40,1-41,8

11,1-11,6

metanol

19,9

5,5

etanol

26,8

7,4

olej opałowy

42,6

11,8

biodiesel

37

10,2

Wartości opałowe paliw stałych, które warto znać oraz wyliczenia
Wartość opałowa węgla kamiennego oraz wartości opałowe paliw stałych
Wartości opałowe paliw gazowych

Paliwo

wartość opałowa [MJ/m3]

wartość opałowa [kWh/m3]

gaz ziemny wysokometanowy

37,6

10,4

gaz ziemny zaazotowany

19,8

5,5

propan

92,9

25,8

butan

128,5

35,7

LPG mieszanka

43,5 MJ/kg

12,1 kWh/kg

Wartość opałowa paliw ciekłych i biokomponentów wg Rozporządzenia Ministra Gospodarki

Na podstawie rozporządzenia z dnia 21.10.2014 roku określony został najważniejszy parametr paliwa.

Wartości opałowe paliw

Paliwo

wartość opałowa [MJ/kg]

wartość opałowa [MJ/l]

bioetanol

27

21

biometanol

20

16

czysty olej roślinny

37

34

benzyna silnikowa

43

32

olej napędowy

43

36

Wartości opałowe różnych rodzajów paliw

Analizując wartości opałowe paliw stałych, płynnych i gazowych dobrze jest posługiwać się konkretną jednostką miary. Widać wtedy, że wartość opałowa oleju opałowego przewyższa kaloryczność ekogroszku, a wartość opałowa węgla kamiennego przewyższa prawie dwukrotnie kaloryczność drewna. Najniższa jest wartość opałowa węgla brunatnego, dorównująca w najlepszym razie drewnu. Wartość energetyczna miału węglowego odpowiada dolnemu zakresowi węgla kamiennego.

Dla porównania, kaloryczność ekogroszku w ilościach mierzonych w kilogramach jest mniej więcej taka, jak wartość energetyczna mieszanki LPG mierzonej w litrach. Z kolei wartość opałowa oleju opałowego ma się do kaloryczności LPG jak 1:1,5. Kaloryczność koksu przewyższa o jedną trzecią kaloryczność miału węglowego i prawie dwukrotnie drewna. Wartość opałowa węgla i koksu zależy od jakości i rodzaju węgla.

Czy ten artykuł był dla Ciebie pomocny?
Oceń
Dla 95,3% czytelników artykuł okazał się być pomocny