книги из ГПНТБ / Гилод В.Я. Сжигание мазута в металлургических печах

Эксплуатация на подогретом воздухе механизиро­ ванных и автоматизированных форсунок, содержащих движущиеоя детали и узлы, может встретить осложне­ ния вследствие заклинивания деталей из-за неравномер­ ного температурного расширения, образования налета кокса на сопрягающихся (поверхностях и т. in. Поэтому для работы на высокоподогретом воздухе предпочти­ тельны форсунки наиболее простой конструкции.

Производственному персоналу следует учитывать уменьшение пропускной способности воздушной магист­ рали форсунки -при переходе на подогретый воздух. Рас­ ход воздуха в этом случае (следовательно, и производи­ тельность форсунки) может быть пересчитан путем умножения количества холодного воздуха на корень квадратный из отношения абсолютных температур холодного- ,и подогретого воздуха. Практическими данны­ ми подтверждено снижение производительности форсун­ ки на 25—30% при подогреве воздуха до 300°С Для сохранения прежней производительности площади сече­ ний воздушных магистралей форсунки необходимо уве­ личить, умножив существующий размер сечения на ко­ рень квадратный из отношения абсолютных температур подогретого и холодного воздуха.

5.КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА Ж И Д К О Г О ТОПЛИВА

Вгосударственных стандартах указываются лишь предельные значения отдельных физических параметров

жидкого топлива. На практике свойства топлива могут колебаться в весьма широких пределах, в частности те из них, которые зависят от условий транспортировки и хранения, т. е. влажность, содержание в топливе механи­ ческих примесей и т. п. Кроме того, коксуемость топли­ ва, оказывающая влияние на светимость факела, в СССР

не нормируется, за исключением мазутов для мартенов­ ских печей.

Персонал, эксплуатирующий промышленные печи, работающие на жидком топливе, должен быть осведом­ лен о действительных свойствах топлива, в особенности в тех случаях, когда изменение качества топлива приво­ дит к ухудшению работы теплового агрегата. В подобных обстоятельствах необходимые мероприятия могут быть разработаны лишь на основе регулярного контроля ка­ чественных показателей жидкого топлива.

'Пробы жидкого топлива (мазута) могут быть ото­ браны как из резервуаров (мазутохранилищ), так и из трубопроводов.

Методика отбора проб мазута регламентируется пра­ вилами, изложенными в ГОСТ 2517-69. Из горизонталь­ ных резервуаров диаметром более 2,5 м и из вертикаль­ но расположенных емкостей пробы отбираются на трех

Из отобранных таким образом индивидуальных проб об­ разуется средняя, составленная из одной части каждой из проб с верхнего и нижнего уровня и трех или шести (соответственно для вертикального и горизонтального резервуаров) частей пробы, взятой со среднего уровня. Пробы мазута, хранящегося в горизонтальном резервуа­ ре диаметром менее 2,5 м, а также пробы из резервуаров большего диаметра, заполненных наполовину, отбирают с двух уровней: среднего и нижнего. Среднюю пробу со­ ставляют из трех частей пробы, взятой со среднего уров­ ня, и одной части — с нижнего.

Отбор пробы мазута на заданной высоте резервуара осуществляют с помощью переносного пробоотборника (ГОСТ 2517-69) —полого металлического сосуда цилин­ дрической формы емкостью 1 л, снабженного утяжелен­ ным (утолщенным) дном, что обеспечивает его погруже­ ние в весьма вязкую жидкость.

Наполнение сосуда сопровождается выделением с по­ верхности мазута пузырьков воздуха и поэтому легко контролируется. Пробы с нескольких уровней отбирают­ ся последовательно — сверху вниз.

Из напорного мазутопровода проба топлива может быть отобрана с помощью лробоотборных кранов, со­ стоящих из трубок разного диаметра (см. ГОСТ 251769)", распределенных по сечению мазутопровода. Место отбора пробы должно быть максимально приближено к горелочному устройству.

Отобранную среднюю пробу мазута подвергают ана­ лизу, в результате которого могут быть определены важ­ нейшие для эксплуатации свойства топлива.

Для точного измерения плотности (ГОСТ 3900-47) топочных мазутов в лабораторных условиях применяют пикнометры, в которых масса топлива сравнивается с массой воды, взятой в том же объеме и при той же тем-

пературе. Перед наполнением пикнометра мазут подо­ гревают до 40—50°С, затем пикнометр с мазутом уста­ навливают на 20—30 мин в сушильный шкаф при температуре 50°С для удаления растворенного в топливе воздуха. Плотность мазутов может быть также измерена, хотя и менее точно, с помощью ареометров (нефтеденсиметров), для чего мазут смешивают с равным объемом растворителя (керосина), а затем вносят необходимую поправку. Ареометрический метод предпочтителен для эксплуатационного контроля, так как не требует дли­ тельной обработки пробы и сложной аппаратуры. Одна­ ко прл измерении плотности ареометром необходимо, строго фиксировать температуру мазута.

Определение содержания воды в мазуте производят по ГОСТ 2477-65 способом Дина-Старка. Пробу мазута массой в 100 г смешивают со 100 см3 растворителя (бен­ зина БР-1) и подвергают нагреву в приборе Дина — Старка. Испаряясь, растворитель увлекает за собой со­ держащуюся в мазуте влагу. Пары воды и растворителя конденсируются затем в холодильнике и попадают в гра­ дуированную емкость — ловушку, где вследствие разно­ сти плотностей вода собирается на дне. По количеству воды в ловушке рассчитывают ее содержание в топливе.

Несмотря на то что стандарты допускают весьма не­ значительное содержание механических примесей в топ­

примесей в мазуте указывается в ГОСТ 6370-59. Пробу мазута массой в 25 г, предварительно подогретую до 40— 80°С и хорошо перемешанную, растворяют в 4—6-крат­ ном количестве горячего бензина марки Б-70. Затем раствор фильтруют, а осадок на фильтре промывают тем же растворителем, пока фильтрат не станет прозрачным и бесцветным, после чего осадок высушивают и взвеши­ вают. Следует иметь в виду, что прилспользовании в ка­ честве растворителя бензина вместе с неорганическими веществами выделяются и содержащиеся в мазутах (особенно тяжелых) асфальто-емолистые соединения, вследствие чего содержание механических примесей мо­ жет оказаться завышенным. Дополнительная промывка осадка бензолом или хлороформом позволяет отделить минеральные вещества от органических.

Весьма важен, в частности для мартеновского произ­ водства стали, контроль содержания серы в топливе. ГОСТ 1437-56 предусматривает ускоренный метод опре­ деления концентрации серы в темных нефтепродуктах путем сжигания навески топлива (от 0,05 до 0,20 г) в потоке воздуха при температуре 900—'950°С с последую­ щим улавливанием сернистого и серного ангидридов, образовавшихся при этом, подкисленным раствором пе­ рекиси водорода. Содержание серы в анализируемом топливе определяется объемным способом по количеству серной кислоты в поглотительном растворе. Сжигание пробы производят в кварцевой трубке, помещенной в ла­ бораторную электропечь. Для полного сгорания навески обычно бывает достаточно 30—40 мин.

фельной электропечи при температуре 800°С. Суммар­ ная продолжительность медленного нагрева сжигаемой

растворяют в воде, определяют содержание серы в ра­ створе объемным хроматным способом и делают соот­ ветствующий пересчет. Общая продолжительность ана­ лиза — не менее 6 ч.

Содержание серы в тяжелых мазутах можно опреде­ лить и сжиганием пробы тяжелого топлива в заполнен­ ной кислородом калориметрической бомбе (ГОСТ 387749) при температуре 800°С. После сжигания навески (масса ее 0,6—0,8 г) внутренность бомбы промывают горячей дистиллированной водой, фильтруют ее, а коли­ чество сульфат — ионов в фильтрате определяют путем осаждения хлористым барием, после чего делают пере­ счет на содержание серы в испытуемом топливе.

Сущность определения одного из важнейших качест­ венных показателей жидкого топлива — коксуемости со­ стоит в нагревании пробы без доступа воздуха. При этом нефтепродукт разлагается, образуя пары и коксовый ос­ таток. Наиболее распространенная методика определе­ ния коксуемости изложена в ГОСТ 5987-51.

Более совершенный метод определения коксуемости топлива был предложен Всесоюзным научно-исследова-

тельским институтом нефтепереработки (ВНИИНП) . По этому методу (ГОСТ 8852-58) навеску мазута массой 1,5—2,0 г прокаливают при температуре 520°С в плотно закрытых металлических тиглях, находящихся в элек­ тропечи. Испытание проводят в аппарате ЛКН, включа­ ющем электропечь, щит управления и металлические тигли, изготовленные из высоколегированной окалиностойкой стали. Тигли снабжены точно пригнанными крышками, в центре которых имеется по одному капил­ лярному отверстию для выхода паров. Полный цикл тер­ мообработки пробы длится 30 мин.

Следует подчеркнуть необходимость точного соблю­ дения установленного стандартами режима сгорания и прокаливания пробы. Изменение продолжительности на­ чального периода горения может, например, привести либо к вспениванию испытуемой навески топлива, либо к образованию слишком высокого пламени под колпаком (ГОСТ 5987-51). Особое внимание необходимо уделять продолжительности прокаливания, так как недостаточ­ ное прокаливание приводит к завышенным результатам. Стандарты допускают расхождения между двумя парал­ лельными определениями коксуемости в размере не бо­ лее 5 (ГОСТ 8852-58)—10% (ГОСТ 5987-51) от величи­ ны меньшего результата.

Перечисленные выше свойства жидкого топлива прак­ тически исчерпывают перечень показателей, регулярное определение которых необходимо для надежной эксплуа­ тации тепловых агрегатов, поскольку вязкостные харак­ теристики (марка мазута) и теплота сгорания указыва­ ются в паспортных данных, сопровождающих партию топлива.

ПРИЛОЖЕНИЯ

1. НОРМЫ НЕКОТОРЫХ З А Р У Б Е Ж Н Ы Х ГОСУДАРСТВ НА Ж И Д К И Е ТОПЛИВА Д Л Я ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

И П Р О М Ы Ш Л Е Н Н Ы Х ПЕЧЕЙ

США