Одним из перспективных путей эффективного сжигания мазута, особенно высоко- вязкого и смолистого, получаемого при глубокой переработке нефти, является его высокотемпературный подогрев перед распыливанием через форсунки. Подогрев мазута до 200…260⁰С и сжигание его в горелках с улучшенным смесеобразованием позволяют существенно улучшить топочный процесс – интенсифицировать сжигание топлива. Интенсификация горения способствует увеличению полноты сгорания, что не только означает экономию топлива, но и снижает образование в продуктах сгорания твердых частиц, загрязнение ими поверхности нагрева и уменьшение вредных выбросов в атмосферу с продуктами сгорания, ослабляет процессы сернистой коррозии. Повышение температуры подогрева мазута перед его распыливанием сопровождается развитием процесса газификации мазута, что также может улучшить условия его сгорания и снизить интенсивность образования отложений на поверхности нагрева.

Все вместе взятое может скомпенсировать ухудшение качества мазута, сжигаемого в топливоиспользующих установках, и обеспечить достаточно высокую экономическую и экологическую эффективность его использования как энергетического топлива.

Мазут при обычных температурах является высоковязкой жидкостью.

В я з к о с т ь является одним из важнейших показателей качества мазута. Не случайно она положена в основу маркировки мазута. Вязкостью определяются условия транспортировки топлива и эффективность работы форсунок. Вязкость влияет на скорость осаждения механических примесей при хранении, транспортировке и подогреве мазута, а также на полноту отстаивания его то воды.

Хотя маркировка мазута устанавливается по величине (пределам) кинематической вязкости, обычно в практике подготовки мазута к сжиганию предпочитают пользоваться величиной условной вязкости – отношением времени истечения определенного объема мазута (200 мл.) при заданной температуре ко времени истечения такого же объема дистиллированной воды в вискозиметре стандартных размеров (конструкции) при температуре 20⁰С.

Условную вязкость ВУ мазута при температуре t вычисляют по формуле:




где τ_t – время истечения 200 мл топлива при температуре опыта t, c; τ_B2O – время истечения 200 мл дистиллированной воды при температуре 20

---

⁰С (водное число прибора), c.

Единицы условной вязкости совпадают с градусами Энглера (⁰E). Следует отметить, что определение условной вязкости высоковязких мазутов марок 100 и особенно 200 приводит к значительной погрешности, связанной с большой продолжительностью истечения продукта из капилляра и невозможностью поддержания строго постоянной температуры продукта в термостате прибора.

В настоящее время стандартизованы и выпускаются следующие марки мазута.

М а з у т ф л о т с к и й марок Ф5 и Ф12, получаемые из мазута прямой перегонки нефти с добавлением 30…40% газойля (Ф5) и 20…30% крекинг-остатков (Ф12). Мазуты Ф5 и Ф12 являются топливам судовых котельных установок.

М а з у т т о п о ч н ы й выпускается трех марок – 40, 100, 200. Мазут марки 40 предназначен для использования в котельных установках и промышленных печах. Гоночный мазут марки100 предназначен, в основном, для сжигания в крупных стационарных котлах и установках.

Марка мазута равна величине условной вязкости при температуре 50⁰С. Наиболее сильно зависит вязкость мазута от температуры.

Как видно из графика (рис. 2) с повышением температуры различие в вязкости маловязких и высоковязких мазутов быстро уменьшается. В связи с этим для обеспечения необходимой вязкости температура подогрева высоковязких сернистых мазутов существенно не отличается от температуры подогрева маловязких мазутов. Например, в случае мазутов М40 и М200 для получения одинаковой вязкости перед механическими форсунками, равной 3,5 ВУ, разница в подогреве составляет всего 24⁰С (соответственно 104⁰С для первого и 124⁰С для второго вида мазута).

Для хорошего распыливания мазута его вязкость перед форсунками должна быть в пределах 1,5…3,5 ВУ. В связи с этим мазуты при хранении, перекачке насосами, перед сжиганием подогревают для обеспечения требуемой вязкости. Обычно для хорошего распыла достаточно нагреть мазут до 90…120⁰С. Более вязкие крекинг-остатки подогревают до 140…150⁰С.

На электростанциях часто приходилось иметь дело с мазутами разных марок и сжигать их в смешанном виде. Вязкость смеси однородных мазутов определяю по номограмме ВТИ (рис. 3). При смешивании разнородных жидких топлив (например, мазута прямой перегонки с крекингом-остатком, с дизельным топливом или смолами) расчет вязкости по номограмме ВТИ связан со значительной погрешностью. В этом случае вязкость следует определять опытным путем.

---

Рис. 2. Зависимость вязкости мазута от температуры: 1- мазут флотский Ф12; 2- мазут флотский Ф20 и мазут топочный 60; 3- мазут топочный 40; 4- мазут топочный 60; 5- мазут топочный 80; 6- мазут топочный 100; 7- мазут топочный 200.
Вязкостные свойства существенно влияют на работу форсунок при сжигании мазута. С увеличением вязкости ухудшается тонкость распыливания мазута, что может привести к существенному повышению недожога топлива.

П л о т н о с т ь мазута различных марок колеблется в сравнительно широких пределах. В своем относительном выражении (по сравнению с плотностью воды при температуре 4⁰С) она колеблется от 0,95 для легких мазутов до 1,06 для тяжелых крекинг-остатков. Подробнее колебания относительной плотности оказывают существенное влияние как на характер отстоя мазута от влаги и механических примесей, так и на работу форсунок.



Рис. 3 Номограмма для определения вязкости смеси мазутов.

Пример: смесь состоит из 80% мазута с ВУ= 40ВУ и 20% с

ВУ=5 ВУ.

При относительной плотности близкой к единице усложняется процесс отстоя, а при значении ее 0,98…1,01 отстой за сравнительно короткое время (100…200 ч) практически не возможен. При еще большей плотности (около 1,05) мазут располагается в резервуарах ниже слоя воды, что полностью исключает также и на расходные и дисперсные характеристики форсунок.

С вязкостью мазута связано и такое свойство, как поверхностное натяжение: оно, как правило, понижается с уменьшением вязкости. Поверхностное натяжение влияет на тонкость распыливания мазута при выходе его из форсунок. В принятых в настоящее время в мазутных котлах режимах распыливания поверхностное натяжение мазутов различных марок находится в пределах 27…30 МН/м в зависимости от температуры мазута; при этом колебания величины поверхностного натяжения в этих границах практически не отражается на тонкости распыливания мазута.

Мазут, как и любой нефтепродукт, не имеет строго фиксированной температуры застывания. При понижении температуры происходит постепенное его загустевание, связанное со снижением подвижности образующих его коллоидов. Поэтому согласно ГОСТ 8513-83 за максимальную температуру застывания принимают такую температуру нефтепродукта, при которой последний загустевает на столько, что при на клоне пробирки с продуктом под углом 45

---

⁰ уровень его остается не подвижным в течение минуты.

С ростом вязкости жидкого топлива его температура застывания возрастает. Взаимо связь максимальной температуры застывания и вязкости мазута видна на следующем примере:

Условная вязкость

при 50⁰С, ВУ . . 5 12 40 100 200

Максимальная темпе-

ратура застывания, ⁰С . -5 -8 +10 +25 +36
Наряду с вязкостью температура застывания определяет прокачиваемость жидкого топлива.
Описание установки

Определение вязкости жидкого топлива производится на вискозиметре типа ВУ (рис. 4), принятого в качестве стандартного прибора (ГОСТ 1532-54).

Вискозиметр состоит из двух алюминиевых цилиндров. Внутренний цилиндр 1 предназначен для наполнения его испытуемой жидкостью, а наружный 2 играет роль водяной бани. В дне внутреннего цилиндра имеется сточное отверстие 3, закрываемое алюминиевым стержнем 4. К отверстию 3 припаяна латунная трубка 5, в которой помещается платиновая трубка с отполированной поверхностью (так называемый капилляр вискозиметра).

На равном расстоянии от дна цилиндра 1 расположены три загнутых под прямым углом штифта 6, служащие указателями уровня жидкого топлива и правильности установки прибора. Объем внутреннего цилиндра 1 от дна до указателей уровня составляет около 250 см³.



Рис. 4. Вискозиметр: 1- внутренний цилиндр; 2-наружный цилиндр; 3- сточное отверстие; 4- алюминиевый стержень; 5- латунная трубка; 6- штифт; 7, 8- термометры; У- электроплитка; 10- треножник; 11- измерительный стакан.

Цилиндр 1 снабжен латунной крышкой с двумя отверстиями. В центральное отверстие вставляют стержень 4, а в другое – термометр 7 для определения температуры жидкого топлива. К внутренней стенке наружного цилиндра 2 прикреплен термометр 8 для измерения температуры водяной бани. Прибор установлен на электроплитке У, обеспечивающей подогрев водяной бани. Электроплита У крепится на треножнике 10, одна ножка которого снабжена регулировочным винтом 11.

Для измерения количества жидкости, вытекающей из сточной трубки 5, служит измерительный стакан.

Методика проведения работы
Мазут подогревают до температуры на 1…3⁰С ниже той, при которой намечено производить определение вязкости

---

, и наливают в промытый бензином и высушенный воздухом внутренний цилиндр 1. поднимают температуру в водяной бане на 1,5…2⁰С выше заданной. Когда жидкое топливо нагреется до температуры определения, его выдерживают при этой температуре 5 мин. Проверяют уровень жидкого топлива в цилиндре 1 и сливают излишки, осторожно приподнимая для этого стержень 4. уровень жидкого топлива должен совпадать с острыми концами всех трех штифтов 6. прибор закрывают крышкой, и ,убедившись в соответствии температуры жидкого топлива заданной, подставив измерительный стакан 11 под сточную трубу 5, осторожно вынимают стержень 4, одновременно пускаю в ход секундомер.

Определяют время заполнения 200 см³ в измерительном стакане с помощью секундомера. Опыт повторяют для другой температуры жидкого топлива.
Обработка результатов
Водное число вискозиметра равно 10 с. время истечения жидкого топлива определяют с точностью до 0,2 с по секундомеру при температуре топлива 50…90⁰С и записывают в табл. 5.

Условную вязкость вычисляют по формуле,



где - время истечения 200 мл топлива из вискозиметра при температуре t, с; - водное число вискозиметра, с.

По найденному значению вязкости жидкого топлива при данной температуре рассчитывают: кинематическую вязкость, см²/с

.

Динамическую вязкость, Па*с

,

где - плотность жидкого топлива при t = 20⁰С

Величина	Температура, 0С
	50	70	90
Время истечения, с
Условная вязкость ВУ
Динамическая вязкость, Па*с
Кинематическая вязкость, м2/с

По полученным значениям условной вязкости строят график вязкостно-температурной характеристики жидкого топлива и определяют марку мазута.

Содержание отчета

цель работы.

таблица измеренных и рассчитанных величин.

---

Смотрите также файлы

• Вариант1 Чтобы сложить десятичные дроби, нужно.docx

• центральноазиатский инновационный университет.docx

• Стартовая диагностика 9 класс Существуют различные значения понятия общество. Под обществом в широком смысле понимают.docx

• Занятие 1 Задачи 2.docx

• Пороки и недостатки лошадей.docx