Ciepło spalania a wartość opałowa

Jednym z najważniejszych parametrów z praktycznego punktu widzenia właściwości paliwa jest ilość ciepła wydzielana w czasie procesu jego spalania. By móc tę cechę scharakteryzować w sposób porównywalny dla różnych paliw, wykorzystuje się dwie wielkości opisujące paliwo pod względem energetycznym: ciepło spalania oraz wartość opałową. Te dwa wskaźniki bywają jednak bardzo często ze sobą mylone. Do oszukiwania kupujących fakt ten wykorzystują nieuczciwi dostawcy węgla. Poniżej opiszemy różnice między tymi parametrami. Podpowiemy również, jak odczytywać ich wartości.

Czym są ciepło spalania i wartość opałowa?

Ciepło spalania (Qs, GCV – ang. Gross Calorific Value) to inaczej ilość ciepła, jaka jest wydzielana w czasie całkowitego i zupełnego spalenia określonej jednostki masy lub objętości paliwa, gdy produkty spalania wracają do temperatury początkowej spalonych składników, a powstała para wodna zawarta w spalinach skropli się zupełnie. Końcowymi produktami spalania ekogroszku są: dwutlenek węgla, dwutlenek siarki, tlenki azotu, woda w stanie płynnym, popiół, a także wolne pierwiastki: tlen i azot.

Z kolei wartość opałowa (Qj) to ilość ciepła wydzielonego podczas zupełnego i całkowitego spalenia danego paliwa, jednakże para wodna, która powstała w czasie spalania nie uległa skropleniu. Pojęcie wartości opałowej powiązane jest z faktem, że temperatura uchodzących z kotła spalin jest na tyle wysoka, że wilgoć w nich zawarta znajduje się w stanie gazowym.

Najczęściej stosowane jednostki służące do określania wartości opałowej to megadżule na kilogram (MJ/kg), choć czasem stosuje się też kilowatogodziny na kilogram (kWh/kg).

Na czym polega różnica między wartością opałową a ciepłem spalania?

Najprościej mówiąc, różnica między tymi dwoma parametrami polega na tym, że podczas wykonywania pomiaru ciepła spalania woda w spalinach jest doprowadzona do formy ciekłej, a podczas wyznaczania wartości opałowej pozostaje w postaci pary wodnej. Wynika z tego, że ciepło spalania będzie mieć zawsze większą wartość (o ilość ciepła z pary wodnej w spalinach).

Z tego powodu konieczne jest staranne zwracanie uwagi na te parametry przed zakupem i proszenie o karty charakterystyki lub też certyfikaty opału – sprzedawcy bardzo często z rozmysłem „mylą” się bowiem przy podawaniu tych wskaźników w celu wprowadzenia klientów w błąd, który polega na tym, że przedstawiają oni wartość ciepła spalania zamiast wartości opałowej.

Wartość opałowa na przykładzie ekogroszku

Węgiel kamienny jest paliwem o wysokiej wartości opałowej, która może przyjmować różne wartości – od 20 do ponad 32 MJ/kg. Wynika to z wysokiej zawartości węgla, sięgającej do 97% masy palnej. Innymi składnikami ekogroszku dającymi efekt cieplny, są wodór i siarka. Zawartość siarki palnej węglu kamiennym powinna być jak najmniejsza, ponieważ oprócz ciepła przyczynia się ona do powstawania tlenków siarki. Z kolei utlenione jej formy występujące w węglu stanowią balast, ponieważ w czasie spalania nie wydzielają ciepła. Podobnym balastem znajdującym się w węglu są: azot i tlen cząsteczkowy.

Dobrej jakości ekogroszek musi mieć minimum 24 MJ/kg mierzone w stanie roboczym, choć w warunkach silnych mrozów lepiej wybrać ten o wyższej kaloryczności, ponieważ da on więcej ciepła z jednostki masy. Powinien mieć on jak najmniej siarki oraz niewiele popiołu, dzięki czemu piec nie będzie narażony na uszkodzenie, a ponadto da się łatwiej czyścić.

Klasę ekogroszku oznacza się za pomocą trójczłonowego oznaczenia – np. opis 30-05-06 oznacza, że jest to węgiel o wartości opałowej co najmniej 30 MJ/kg, zawartości popiołu do 5% zaś zawartości siarki nieprzekraczającej 0,6%. Te wartości, wraz z nazwą lub wyróżnikiem typu węgla oraz symbolem sortymentu węgla, powinny znaleźć się na dokumentach sprzedaży ekogroszku.

Ważnym parametrem, wpływającym na wartość opałową, jest też wilgotność ekogroszku, ponieważ powstające w czasie spalania ciepło jest zużywane na odparowanie wody do pary wodnej. Powoduje to utratę ciepła, które mogłoby zostać wykorzystane do ogrzania budynku. Ponadto para wodna z zasiarczonego ekogroszku przyczynia się do powstawania kwasu siarkowego.

Dodaj komentarz

Twój e-mail nie będzie publikowany. Wymagane pola są zaznaczone. *