Уголь – это горючая осадочная порода растительного происхождения, состоящая в основном из углерода и ряда других химических элементов. Состав угля зависит от возраста и условий углефикации: самый молодой – бурый уголь, затем идет каменный уголь, старше всех антрацит.
Бурый уголь – дешевое топливо и содержит много воды (39%), имеет низкую теплоту сгорания, в нем много быстро улетучивающихся газов (до 50%) и как топливо для печи, камина, котла и т. д. плох бурый уголь, походит на топку сырыми дровами. Кто топил печь, знает – как тяжело разгорается, дымит и дает много золы и влаги, которая портит кирпичи топки и дымохода. Через нескольких месяцев хранения в сырости бурый уголь вообще может перестать разгораться.
Каменный уголь – гораздо более качественное топливо. Каменный уголь представляет собой твердую горную породу черного цвета с блестящей полуматовой или матовой поверхностью. Каменный уголь содержат всего 5-6% влаги и поэтому имеют высокую теплоту сгорания и хорошо загорается. Сжигание килограмма угля позволяет получить 6,59 кВт-часа, а это уже приближает каменный уголь к теплотворной способности нефтепродуктов, а в сравнении с березовыми, ольховыми и дубовыми дровами — количество сжигаемого угля дает почти в 3,5 раза больше тепла. Есть у каменного угля и свои минусы – он образует больше золы, и даже шлака. Крупными добытчиками каменного угля в России являются Кузнецкий, Печерский и Карагандинский угольные бассейны. Качество угля этих разработчиков почти одинаково.
Уголь классифицируется по многим параметрам (география добычи, химический состав), но с «бытовой» точки зрения, покупая уголь для использования в печах, достаточно разобраться в маркировке.
По степени углефикации выделяют три вида угля: бурый, каменный и антрацит. Используют следующую систему обозначений угля: Сорт = (марка) + (класс крупности).
| Сорта угля | Обозначение | |
|---|---|---|
| Бурые | Б | |
| Каменные | ||
| Длиннопламенные | Д | |
| Газовые | Г | |
| Жирные | Ж | |
| Коксовые | К | |
| Отощенно-спекающиеся | ОС | |
| Слабоспекающиеся | СС | |
| Тощие | Т | |
| Антрацит | А | |
Кроме основных марок, приведенных в таблице, выделяют также промежуточные марки каменного угля: ДГ (длиннопламенно-газовые), ГЖ (газовые жирные), КЖ (коксовые жирные), ПА (полуантрациты), бурые угли также делятся по группам.
Коксующиеся марки угля (Г, кокс, Ж, К, ОС) в теплоэнергетике практически не используются, так как они являются дефицитным сырьем для коксохимической промышленности.
По классу крупности (размеру кусков, фракции) сортовой каменный уголь подразделяется на:
| Название | Обозначение | Размер |
|---|---|---|
| Плитный | П | Более 100 мм |
| Крупный | К | 50 - 100 мм |
| Орех | О | 26 - 50 мм |
| Мелкий | М | 13 - 25 мм |
| Семечко | С | 6 - 13 мм |
| Штыб | Ш | Менее 6 мм |
| Рядовой | Р | Не ограничен размерами |
Кроме сортового угля в продаже присутствуют совмещенные фракции и отсевы (ПК, КО, ОМ, МС, СШ, МСШ, ОМСШ). Размер угля определяют исходя из меньшего значения самой мелкой фракции и большего значения самой крупной фракции, указанных в названии марки угля. Например, фракция ОМ (М – 13-25, О – 25-50) составляет 13-50 мм.
| Вид угля | Удельная теплота сгорания | |
|---|---|---|
| кДж/кг | Ккал/кг | |
| Бурый | 14 700 | 3 500 |
| Каменный | 29 300 | 7 000 |
| Антрацит | 31 000 | 7 400 |
Указанные цифры относятся к угольному концентрату. Реальные цифры могут существенно отличаться. Так, для рядового кузбасского каменного угля, который можно купить на угольных складах, указывается значение 5000-5500 ккал/кг. Мы в своих расчетах используем 5300 ккал/кг.
Плотность угля от 1 до 1,7 (каменный уголь – 1,3-1,4) г/смЗ в зависимости от вида и содержания минеральных веществ. В технике используют также «насыпную плотность», она составляет около 800-1 000 кг/мЗ.