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.

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
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 93,9% czytelników artykuł okazał się być pomocny