Жидкое топливо

Основным видом жидкого энергетического топлива является мазут. Он представляет собой тяжёлый остаточный продукт переработки нефти и состоит из наиболее тяжёлых углеводородов. В состав мазута входят также асфальтосмолистые вещества, сернистые соединения, минеральные примеси и влага, перешедшая в мазут из нефти.

Минеральные примеси мазута представляют собой соли щелочных металлов, которые при сжигании мазута частично переходят в оксиды, обуславливая образование золы. Зольность топочных мазутов обычно не превышает 0,15 %.

Согласно стандартам, в мазуте, поставляемым потребителям, содержание воды не должно превышать 1,5 %. (Однако при разогреве мазута паром перед сливом из цистерн происходит значительное повышение влагосодержания мазута – до 5 % и более).

Основными характеристиками мазута, оказывающими существенное влияние на его использование, являются:

• вязкость;

• плотность;

температура вспышки;

• температура воспламенения;

• температура самовоспламенения;

Для сравнительной оценки высоковязких продуктов, каким является мазут, обычно пользуются условной вязкостью, которая представляет собой отношение времени истечения 200 мл мазута при заданной температуре к времени истечения такого же объёма дистиллированной воды при 20 °С. Она выражается в градусах условной вязкости (°ВУ).

От вязкости мазута зависят затраты энергии на его транспортировку по трубопроводам, время слива из ёмкости, скорость и полнота отстаивания от воды и механических примесей, эффективность распыления.

При увеличении температуры вязкость мазута уменьшается, поэтому для облегчения транспортировки и повышения качества распыления производят его подогрев.

Плотность отражает товарное качество нефтепродукта. Показателем плотности пользуются в расчётах для определения вместимости резервуаров мазута, расхода энергии на его перекачку и т.д. Для практических целей часто пользуются относительной плотностью, которая представляет собой безразмерную величину, численно равную отношению плотности мазута при заданной температуре к плотности дистиллированной воды при 4 °С.

Плотность так же, как и вязкость, зависит от температуры (с повышением температуры плотность уменьшается).

Плотность мазута в значительной степени определяет скорость отстаивания его от воды. При плотности мазута, меньшей плотности воды, отстаивание происходит сравнительно быстро. При приближении относительной плотности к единице скорость отстаивания падает, а для мазутов, плотность которых превышает единицу, отстаивание практически не происходит, так как мазут в резервуаре находится ниже воды.

Температурой вспышки называют температуру, при которой пары топлива, нагреваемого в стандартных условиях, образуют с окружающим воздухом горючую смесь, вспыхивающую при поднесении к ней пламени. Горение при этом моментально прекращается.

Если продолжать нагревание жидкости, то при достижении определённой температуры продукт, вспыхнувший от внешнего источника пламени, горит в течение нескольких секунд (не менее 5 с). Эту температуру называют температурой воспламенения, или верхним пределом температуры вспышки жидкого топлива.

Температуры вспышки и воспламенения связаны с температурой кипения соответствующих фракций топлива. Чем легче фракция, тем ниже температура вспышки и воспламенения. Например, температура вспышки бензиновых фракций ниже нуля (до – 40 °С), сырой нефти – 20 - 40 °С, парафинистых мазутов – 50 - 70 °С, прямогонных мазутов, не содержащих парафинов – 140 - 230 °С. Температура воспламенения нефтепродуктов обычно на 50 - 70 °С выше температуры вспышки.

Температурой самовоспламенения называется температура, при которой жидкое топливо воспламеняется без внешнего источника пламени. Для мазутов она находится в пределах 500- 600 °С.

Для транспортировки мазута по трубопроводу и слива его из железнодорожных цистерн большое значение имеет температура, при которой он теряет подвижность, т.е. застывает (температура застывания). При определении температуры застывания мазут предварительно подогревают, а затем охлаждают в пробирке до предполагаемой температуры застывания. Температура, при которой уровень мазута в пробирке, наклонённой к горизонту по углом 45°, остаётся неподвижным в течение 1 мин, принимается за температуру застывания.

Прямогонные мазуты и особенно крекинг-мазуты обладают высокой температурой застывания (до 42 °С), причём она уменьшается при понижении плотности и вязкости.

В качестве жидкого котельного топлива применяют мазут следующих марок: топочный 40 и 100, флотский Ф5 и Ф12. Флотский мазут, как правило, применяется для передвижных котельных установок.

Технические характеристики мазута приведены в таблице 3.6.

В качестве резервного топлива может использоваться дизельное топливо.

В зависимости от условий применения устанавливаются три марки дизельного топлива: Л (летнее) - рекомендуемое для эксплуатации при температуре окружающего воздуха 0 °С и выше; З (зимнее) - рекомендуемое для эксплуатации при температуре окружающего воздуха минус 30 °С и выше; А (арктическое) – рекомендуемое для эксплуатации при температуре окружающего воздуха минус 50 °С и выше.

Таблица 3.6.

Технические характеристики мазута

Наименование показателя Значение для марки
Ф5 Ф12    
Вязкость при 50 °С, не более:        
условная, градусы ВУ; 5,0 12,0 - -
кинематическая, м2/с (сСт) 36,2·10-6 (36,2) 89·10-6 (89) - -
Вязкость при 80 °С, не более:        
условная, градусы ВУ; - - 8,0 16,0
кинематическая, м2/с (сСт) - - 59,0·10-6 (59,0) 118·10-6 (118,0)
Вязкость при 100 °С, не более:        
условная, градусы ВУ; - - - 6,8
кинематическая, м2/с (сСт) - - - 50,0·10-6 (50,0)
Зольность, %, не более, для мазута:        
малозольного, - - 0,04 0,05
зольного 0,05 0,10 0,12 0,14
Массовая доля механических примесей, %, не более 0,10 0,12 0,5 1,0
Массовая доля воды, %, не более 0,3 0,3 1,0 1,0
Массовая доля серы, %, не более, для мазута видов:        
I - - 0,5 0,5
II 1,0 0,6 1,0 1,0
III - - 1,5 1,5
IY 2,0 - 2,0 2,0
Y - - 2,5 2,5
YI - - 3,0 3,0
YII - - 3,5 3,5
Коксуемость, %, не более 6,0 6,0 - -
Температура вспышки, °С, не ниже:        
в закрытом тигле,     - -
в открытом тигле - -    
Температура застывания, °С, не выше, -5 -8    
для мазута из высокопарафинистых нефтей - -    
Теплота сгорания (низшая) в пересчете на сухое топливо (небраковочная), кДж/кг, не менее, для мазута видов:        
I, II, III, IY;        
Y, YI, YII - -    
Плотность при 20 °С, кг/м3, не более     не нормируется

По содержанию серы дизельные топлива подразделяются на два вида: I – массовая доля серы не более 0,2 %; II – массовая доля серы не более 0,5 % (для марки А не более 0,4 %). Технические характеристики дизельного топлива приведены в таблице 3.7.

Таблица 3.7

Технические характеристики дизельного топлива

Наименование показателя Норма для марки
Л З А
Температура застывания, °С, не выше, для климатической зоны:      
умеренной, - 10 - 35 -
холодной - - 45 - 55
Массовая доля серы, %, не более, в топливе:      
I вида, 0,2 0,2 0,2
II вида 0,5 0,5 0,4
Кинематическая вязкость при 20 °С, мм2/с (сСт) 3,0-6,0 1,8-5,0 1,5-4,0
Температура самовоспламенения, °С      
Температурные пределы воспламенения,°С      
нижний,      
верхний      
Температура вспышки, °С, не ниже      

В состав мазутного хозяйства входят приемно-сливные устройства; мазутохранилища (приемные и основные емкости); мазутонасосная (с насосами, подогревателями, фильтрами); паромазутопроводы; установки для приема, хранения и ввода жидких присадок; система пожаротушения.

Схемы мазутного хозяйства, зависящие от давления топлива перед форсунками котлов, подразделяются на двухступенчатые – с насосами и мазутонасосной первого и второго подъема и одноступенчатые – с одной ступенью насосов. В одноступенчатых схемах прокачка топлива из основных резервуаров через фильтры тонкой очистки и подогреватели через котельную с рециркуляцией обратно в основные емкости осуществляется одной ступенью насосов. В котельных и на ТЭС мощностью менее 250 МВт применяются одноступенчатые схемы.

При нормальных температурных условиях из-за высокой вязкости мазуты плохо перекачиваются, поэтому для облегчения разгрузки и перекачки по мазутопроводам его разогревают. Температура подогрева различных марок мазута приведена в табл 4.6.


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  




Подборка статей по вашей теме: