Wartość opałowa

Wartość opałowa $(W_{u},Q_{w}^{r})$ – ilość energii wydzielanej na sposób ciepła przy spalaniu jednostki masy lub jednostki objętości paliwa; przyjmuje się, że spalanie jest całkowite i zupełne, a para wodna zawarta w spalinach nie ulega skropleniu, pomimo że spaliny osiągają temperaturę początkową paliwa.

Metody obliczeń

Wartość opałową oblicza się korzystając z różnych zależności empirycznych.

Paliwa stałe

• wzór VDI:

$Q_{w}^{r}=339{,}1C^{r}+1214{,}2\left(H_{2}^{r}-{\frac {O_{2}^{r}}{8}}\right)+104{,}7S_{c}^{r}-25{,}1W_{c}^{r}\left[\mathrm {\frac {kJ}{kg}} \right],$

gdzie:

$W_{u}$ – wartość opałowa,

C, H, O, S – udziały masowe poszczególnych pierwiastków w paliwie w procentach (100 – czysty pierwiastek, np. wartość opałowa czystego węgla według tego wzoru to 33910 kJ/kg),

$r$ – „skład roboczy” (odróżnienie od stanu analitycznego),

$w$ – udział masowy wilgoci w paliwie

• według Gumza-Michela:

$Q_{w}^{r}=340{,}4C^{r}+1017{,}4H_{2}^{r}+62{,}8N_{2}^{r}+190{,}9S_{c}^{r}-98{,}4O_{2}^{r}-25{,}1W_{c}^{r}\left[\mathrm {\frac {kJ}{kg}} \right]$

• według Boie:

$Q_{w}^{r}=348{,}3C^{r}+938{,}7H_{2}^{r}+104{,}7S_{c}^{r}+62{,}8N_{2}^{r}-108O_{2}^{r}-24{,}5W_{c}^{r}\left[\mathrm {\frac {kJ}{kg}} \right]$

Paliwa gazowe

Wartość opałową dla paliw gazowych podaje się w odniesieniu do umownego metra sześciennego (um³), tj. ilości paliwa zajmującego objętość 1 m³ w warunkach normalnych (101 325 Pa, 0 °C).

Gaz ziemny

$Q_{w}^{r}=Q_{w}(CH_{4})\cdot \mu (CH_{4})+Q_{w}(C_{2}H_{6})\cdot \mu (C_{2}H_{6})+Q_{w}(C_{3}H_{8})\cdot \mu (C_{3}H_{8})\left[\mathrm {\frac {kJ}{um^{3}}} \right],$

gdzie:

$Q_{w}(CH_{4})=35\ 818\left[\mathrm {\frac {kJ}{um^{3}}} \right],$

$Q_{w}(C_{2}H_{6})=63\ 748\left[\mathrm {\frac {kJ}{um^{3}}} \right],$

$Q_{w}(C_{3}H_{8})=91\ 251\left[\mathrm {\frac {kJ}{um^{3}}} \right],$

$\mu$ – udział objętościowy składnika gazu.

Paliwa ciekłe

• według Mendelejewa:

$Q_{w}=339{,}1C^{r}+1030H_{2}^{r}-108{,}8(O_{2}^{r}-S_{c}^{r})-25{,}1W_{c}^{r}\left[\mathrm {\frac {kJ}{kg}} \right]$

• według Knorra:

$Q_{w}=371{,}8C^{r}+1115{,}4H_{2}^{r}-139{,}4O_{2}^{r}-25{,}1(9H_{2}^{r}+W_{c}^{r})\left[\mathrm {\frac {kJ}{kg}} \right]$

• według Boie:

$Q_{w}=348{,}3C^{r}+938{,}7H_{2}^{r}+104{,}7S_{2}^{r}+62{,}8N_{2}^{r}-108O_{2}^{r}-24{,}5W_{c}^{r}\left[\mathrm {\frac {kJ}{kg}} \right]$

Przykłady

Elektrownie, elektrociepłownie, ciepłownie
Wartości opałowe (WO) i wskaźniki emisji CO₂ (WE) w roku 2006 (wartości odniesione do jednostki uzyskiwanej energii)

Rodzaj paliwa	Wartość opałowa	Wartość opałowa	Wskaźnik emisji
	MJ / kg	MJ / m³	kg CO2/ GJ
Węgiel kamienny (elektrownie zawodowe)	21,3	–	94,13
Węgiel brunatny (elektrownie zawodowe)	8,65	–	110,47
Węgiel kamienny (elektrownie przemysłowe)	21,72	–	94,8
Brykiety z węgla kamiennego i brunatnego	20,7	–	92,71
Gaz ziemny wysokometanowy	–	36,13	55,82
Gaz ziemny zaazotowany	–	25,26	55,82
Drewno opałowe	15,6	–	109,76
Odpady komunalne – niebiogeniczne	10	–	140,14

Bibliografia

• Henryk Rokicki, Urządzenia kotłowe. Przykłady obliczeniowe, Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej, Gdańsk 1996.