Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Авдеева А.А. Контроль топлива на электростанциях

.pdf
Скачиваний:
52
Добавлен:
25.10.2023
Размер:
17.2 Mб
Скачать

женной поверхности. Таким образом, величина /с л о по­ казывает, во сколько раз при одинаковой затрате энер­ гии на размол воздушно-сухого топлива вновь обнажае­ мая удельная поверхность испытуемого топлива больше или меньше обнаженной удельной поверхности эталон­ ного топлива в тех ж е условиях размола.

Для определения «до пробу воздушно-сухого топлива размалывают в лабораторной фарфоровой шаровой ба­ рабанной мельнице, строго соблюдая стандартные усло­

вия: при постоянной скорости

вращения

барабана,

а также при одинаковой массе

и сортаменте

шаров и

массе пробы. Вновь обнаженную поверхность оценивают по Rao — суммарному выходу материала крупнее 90 мкм (по полному остатку на сите с отверстиями 90 мкм), вы­

раженному

в процентах.

Эталонным

считают

топливо,

у которого

при размоле в течение

624

оборотов ^ э о =

=69,2%, что соответствует

9 0 =1 .

 

 

следующие

раз­

Бара'бан

мельницы (рис. 12-5) имеет

меры: диаметр 270 мм, дЛина 210 мм. Емкость

бара­

бана 12 л.

Барабан крепят- к раме,

 

которая

вращается

вокруг

горизонтальной оси на двух

подшипниках.

Рама

через

червячный редуктор

соединена

с

электродвигате­

лем мощностью 0,6 кет. Барабан может устанавливаться вертикально: вверх отверстием, предназначенным для за­ грузки его шарами и топливом, и вниз отверстием, слу­ жащим для выгрузки. Привод барабана снабжен при­ бором для автоматического отключения электродвигателя по окончании размола. Дл я контроля числа оборотов на валу барабана установлен счетчик. Частота вращения барабана 41,6 об/мин. В барабан загружают 8 кг шаров, из которых 6 кг — шары диаметром от 30 до 36 мм и 2 кг — шары диаметром от 15 до 20 мм.

Для приготовления исходной пробы топлива служат

два сита с ячейками размером в свету 3,'2хЗ,2

мм и

1,25X1,25 мм с диаметром

проволоки

крупного

сита

1,2 мм, мелкого 0,4

мм. Дл я рассева

пыли,

получаю­

щейся в

результате размола

топлива

в лабораторной

мельнице,

применяют

расеевочную

машину типа ФР-1

с пятью ситами (ГОСТ 3584-53)

с отверстиями

200, 150,

125, 90 и 75 мкм. При этом

сито

с ячейками

90 мкм

должно быть проверено методом,

указанным

в

ГОСТ

3584-63; среднеарифметическое значение размера

ячеек

не должно выходить за пределы

86—94' мкм. Сита

свер­

ху закрывают крышкой, а внизу

они имеют плотно на-

18—1276

273

1

Рис. 12-5. Лабораторная фарфоро­ вая мельница.

/ — барабан

мельницы;

2 —редуктор;

3 — электродвигатель; 4

бункер

для

выгрузки

шаров

и угольной

пыли;

5 —

противень

для

мельничного

к

продукта;

6—станина;

7 — редуктор

автомату

для останова

мельницы;

8

— прибор

отключения

электродвигателя

мельни­

 

 

цы или счетчик.

 

 

 

саженное дно. Взвешивание исходной пробы и шаров

производят

с погрешностью,

не превышающей ±0, 5 г;

взвешивание

угольной пыли

до и после рассева — с по­

грешностью, не превышающей

±0,01 г.

Для определения/сл о отбирают представительную про­

бу, имеющую массу

при крупности до 6 мм— 5 кг, до

13 мм—15

кг. Дл я испытания готовят фракцию

круп­

ностью 3,2—1,25 мм

измельчением

отобранных

проб

в валковой

дробилке

(при крупности

до '13 мм в

дро­

билке 1-й ступени, а затем в валковой). Измельчение пробы должно производиться с учетом получения мини­ мального количества частиц менее 1,25 мм. Мелочь, про­ шедшая через сито 1,25 мм, отбрасывается. Если влаж­ ность первичной пробы топлива велика и приводит к за­ мазыванию сит при рассеве, то топливо должно быть предварительно подсушено до восстановления сыпучести.

Кусочки

топлива, оставшиеся

на сите 3,2 мм, доизмель-

чаются

и вновь просеиваются

через сито 3,2 мм. Измель­

ченную

пробу топлива

(фракция

1,25—3,2

мм)

путем

квартования

сокращают

до 2,0 кг,

а затем

подсушивают

в сушильном

шкафу на противне

при температуре

50 ±

±'5 °С. Бурые угли подсушивают 5 ч, все другие топлива 3 ч. Во время подсушки пробу перемешивают 4 раза. После подсушки пробу выдерживают 20 ч при комнат­ ной температуре слоем толщиной более 10 мм для до­ ведения ее до воздушно-сухого состояния. Окончание подсушки проверяют путем 3-кратного взвешивания про­ бы после 16, 18 и 20 ч выдержки. Масса пробы не долж­ на измениться более чем на 0,3% относительно среднего значения результатов взвешивания.

Доведенную до воздушно-сухого состояния пробу для удаления образовавшейся пыли в процессе сушки вновь

рассеивают

на сите 1,25 мм. Дл я параллельного опреде­

ления кло

из этой пробы путем квартования

набирают

две пробы каждая по 500 г. Остальное топливо

собирают

в банку и хранят для контрольных определений. Д о каж­

дого определения к л о

сита для рассевки

пыли

должны

проверяться

с помощью лупы

увеличением

в 10—

20 раз) на

отсутствие

разрывов

сетки и

замазываний,

при наличии которых

пользоваться

ситом

не разреша­

ется.

 

 

 

 

 

 

 

Перед

началом определения барабан мельницы дол­

жен быть

очищен от остатков топлива предыдущего раз­

мола.

 

 

 

 

 

 

 

После каждых 50 определений кло необходимо про­ верять массу шаров в барабане 'мельницы. Когда потеря массы шаров достигнет 10 г, добавляют два шара диа­ метром 15—20 мм. После добавки 10 таких шаров про­ изводят их пересортировку и шаровую загрузку доводят до нормального состава и массы. Шары диаметром менее 12 мм отбрасывают.

Загрузку барабана ведут в следующем порядке: сна­

чала

загружают

половинное

количество

шаров, затем

всю навеску топлива (500

г), после чего — остальные

шары.

Барабан

мельницы

закрывают,

устанавливают

в рабочее положение и включают электродвигатель. Про­

бу

топлива размалывают в мельнице

в течение

15

мин

с

частотой

вращения

41,5

об/мин, что соответствует

624

оборотам

барабана.

После

окончания

размола

барабан

открывают и его содержимое высыпают в бункер с сет­ чатым дном. Внутреннюю поверхность барабана, шары и сетчатое дно обметают осторожно мягкой щеткой, соби­ рая материал на противень. Собранное на противне из­ мельченное топливо тщательно перемешивают, затем

разравнивают слоем толщиной не более 10

мм,

слои

делят

взаимно

перпендикулярными

линиями

на

12 или

2,6

ft

 

 

 

 

 

16

квадратов

и

из

середины

 

 

 

 

 

каждого

квадрата

равномерно

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

на

всю глубину

слоя

совком

2,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

набирают

по

1,5—2

г

топлива

1,8

 

 

 

 

 

 

в

пробу

для

рассева.

Общая

Л

 

 

 

 

 

масса пробы должна

быть 25 а,

 

 

 

 

 

 

Рассев

производят

 

механиче­

 

1

 

 

 

 

 

 

 

t-

 

 

 

 

 

ским

 

способом

 

в

 

течение

I *

1

 

 

 

 

 

20 мин на пяти ситах

контроль^

 

1

 

 

 

 

 

ной точности

(ГОСТ 3584-53):

1,0

1

 

 

 

 

 

\

 

 

 

 

 

0,2;

0,14;

0,125;

0,09 и

0,07.

 

1

 

 

 

 

 

 

Пыль,

оставшуюся

на

каж­

 

1

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

90

дом

сите

и прошедшую

через

 

1

 

 

 

 

0,6 25

1

 

 

 

К

 

них, взвешивают

раздельно на

45

65

 

85

Полные

остатки

на сите

технических

 

весах

с

погреш­

 

 

90мкм,%

 

 

 

ностью

не более

±0,01 г. По­

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 12-6. График для опре­

теря

пыли

не должна

превы­

деления

коэффициента

раз-

шать

 

2%

от

массы

пробы,

молоопособности Кло в за­

в

противном

случае

рассевку

висимости

от

тонкости

пы­

повторяют. Проводят две рас-

ли, получаемой при размо­

севки основную

и

контроль­

ле топлива

в

лабораторной

 

мельнице.

 

 

 

ную.

За

истинный

результат

принимают среднее значение двух параллельныхраосевок. Качество рассевки проверяют путем нанесения величин полных остатков на логарифмическую сетку, где по оси абсцисс отложены размеры ячеек сит в мкм, а по оси орди­ нат— величины остатков на ситах в процентах. Если рассевк?; произведена правильно, то точки должны ле­ жать на одной прямой. Значительное отклонение одной из точек от прямой указывает на дефект сетки либо на

недоброкачественность рассева пыли.

 

 

 

Коэффициент

размолоспособноети

определяется

по

формуле

 

 

 

 

 

 

 

і п с

Л

10042/3

 

 

 

 

к л а = 1,96

(In

 

,

 

 

где Rqo — среднее значение

суммарного

выхода

материа­

ла (полного остатка) на сите с

сеткой

90 мкм,

%.

 

Суммарный выход материала

на сите с сеткой 90 мкм

определяют по формуле

 

 

 

 

 

R90=Fwo+Fm+Fi2$+F90,

%,

 

 

где F20o, Л50, Л25, Fgo выход

(остаток) материала

на

каждом из сит, % •

 

 

 

 

 

Значение /с л о

может быть также определено по гра­

фику на рис. 12-6, построенному

на основании

формулы

для расчета /сЛо- Расхождения результатов двух параллельных опре­

делений по одной пробе топлива не должны превышать

5% от их среднего значения;

по дубликатам

одной и той

же пробы

не должны

превышать для одной лаборато­

р и и 6%,

для

разных

лабораторий — 7%.

При откло­

нении величины

к л о за

указанные пределы

производят

дополнительные

определения

к л о и за

результат прини­

мают среднее значение

двух

величин,

укладывающихся

в указанные пределы.

Коэффициент размолоспособноети, определенный по стандартной методике, предложенной ВТИ, связан следующими соотношениями с коэффициентами размолоспособноети, определенными другими ме­ тодами:

к п о , определенным по методу ЦКТИ,

^ ™ = 0 , 3 4 « и к + 0 . 6 1 ; кт, определенным по методу Горного бюро (США),

К В ™ = 0 0 , 3 6 к Г . Б + 0 6 1 .

Кло» определенным по методу Хардгров.

к ! т и = 0 , 0 1 4 9 к ^ р д - т - 0 . 3 2 ,

12-5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ У С Л О В Н О Й ВЯЗКОСТИ Ж И Д К О Г О ТОПЛИВА

Для оценки жидкого топлива (и масел), а также при различного рода расчетах наряду с коэффициентами аб­ солютной вязкости ( д и н а м и ч е с к о й r\t или к и н е м а ­

т и ч е с к о й vt)

используется также характеристика

его

удельной и условной вязкости.

 

У д е л ь н а я

вязкость ц показывает, во сколько

раз

динамическая вязкость данной жидкости больше или меньше динамической вязкости воды при некоторой условно выбранной температуре:

 

 

 

/

Н,о

 

 

 

где г); — динамическая

вязкость

данной

жидкости при

температуре

{н-сек)

2;

—динамическая

вязкость

воды

при условной температуре

V, (н-

сек)/и2.

 

В

практике

анализа нефтепродуктов

обычно

сравни­

вают динамическую вязкость исследуемого продукта при определенной температуре с вязкостью воды при темпе­

ратуре 20,2 °С,

при которой г) воды равна

1 сантипуазу

[0,01 пуаза = Ю - 3

(н• сек)/м2)].

В этом случае

значение

удельной вязкости

почти

равно

динамической

вязкости

в сантипуазах.

 

 

 

 

 

 

У с л о в н а я

вязкость

также

является

относительной '

величиной, как

и

удельная, но

в отличие

от

последней

она определяется не сравнением динамических вязкостей, а представляет собой в зависимости от метода определе­ ния либо отношение времени истечения определенного

объема исследуемого продукта при данной

температуре

ко времени истечения такого же объема

стандартной

жидкости при стандартной температуре, либо просто вре­ мя истечения определенного объема испытуемой жидко­ сти. Условную вязкость выражают условными единица­ ми: градусами (в первом случае) или секундами (во вто­ ром).

В СССР принято условной вязкостью называть отно­ шение времени истечения из вискозиметра типа ВУ (кон­ струкции Знглера) 200 мл исследуемого нефтепродукта при температуре опыта ко времени истечения 200 мл дистиллированной воды при температуре 20 °С. Величина этого отношения выражается в градусах условной вяз­

кости (°УВ).

278

Применительно к

жидким топливам

характеристика

их условной вязкости

необходима для

расчета расхода

энергии на перекачку топлива, для определения времени слива их из емкостей, для определения температуры по­ догрева топлива, обеспечивающего оптимальные условия его распыливания в топке.

Значения условной вязкости можно пересчитать в аб­ солютные единицы по имеющимся эмпирическим форму­ лам, однако все эти формулы носят лишь приближенный характер, так как численные значения условной вязкости зависят не только от соотношений абсолютных вязкостей исследуемого нефтепродукта и эталона (воды), но так­ же и от конструктивных особенностей прибора, методики определения и т. п.

По эмпирическим формулам составлены таблицы и номограммы для пересчета условной вязкости в единицы кинематической вязкости и обратно. Данные для пересче­ тов вязкостей приведены ниже [Л. 23]:

V-10*

1,00

1,40

1,80

5,00

9,00

12,0

14,0 15,0 17,0 19,0 21,0

23,0

"УВ

1,00

1,05

1,10

1,40

1,75

2,02

2,22

2,32

2,54

2,76

2,99

3,92

Описание прибора и методика определения. Опреде­ ления условной вязкости жидкого топлива и других не­ фтепродуктов по ГОСТ 6258-52 проводятся в вискозимет­ ре типа ВУ (конструкции Энглера).

Вискозиметр (рис. 12-7) состоит из внутреннего отпо­ лированного и посеребренного сосуда / для испытуемого продукта и внешнего сосуда 2, заполняемого водой или маслом. Сосуд 2 предназначен для термостатирования сосуда 1 и оборудован электрообогревом, регулируемым с помощью реостата или автотрансформатора. Внутрен­ ний сосуд закрывается крышкой 3 с двумя отверстиями для термометра 4, используемого для измерения темпе­ ратуры испытуемого мазута, и деревянного стержня 5, свободно проходящего через крышку и служащего для закрывания сливного отверстия калиброванной платино­ вой трубки 6. К стенкам внутреннего сосуда / прикреп­ лены три заостренных штифтика 7, изогнутых вверх под прямым углом. Эти штифтики служат указателями вы­ соты уровня наливаемой жидкости и в то же время по ним устанавливают горизонтальность ее положения в приборе. Во внешнем сосуде 2 имеются мешалка 5 и

 

 

 

 

 

 

 

 

Термометр для

измерения

 

 

 

 

 

 

 

 

температуры

 

термостати-

 

 

 

 

 

 

 

 

рующей

жидкости.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Прежде

чем

присту­

 

 

 

 

 

 

 

 

пить

к испытанию

топли­

 

 

 

 

 

 

 

 

ва,

необходимо

опреде­

 

 

 

 

 

 

 

 

лить

водное

число

 

виско­

 

 

 

 

 

 

 

 

зиметра.

Водным

числом

 

 

 

 

 

 

 

 

вискозиметра

называется

 

 

 

 

 

 

 

 

время истечения

200

мл

 

 

 

 

 

 

 

 

дистиллированной

 

воды

 

 

 

 

 

 

 

 

при

температуре

 

20 °С.

 

 

 

 

 

 

 

 

В

стандартном

приборе

 

 

 

 

 

 

 

 

это

время

должно

быть

 

 

 

 

 

 

 

 

равным

51 ± 1

сек.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определение,

водного

 

 

 

 

 

 

 

 

числа

производят

 

сле­

 

 

 

 

 

 

 

 

дующим

образом.

 

В

за­

 

 

 

 

 

 

 

 

ранее подготовленный

ви­

 

 

 

 

 

 

 

 

скозиметр, внутренний

со­

Рис.

12-7. Вискозиметр ВУ

суд

которого

предвари­

тельно тщательно

очищен

/ — сосуд

 

(Энглера).

 

 

 

и

промыт

сначала

сер­

для

испытуемого топлива;

ным

или

 

петролейным

2 — сосуд

 

для

термостатиругощей

 

жидкости;

3— крышка; 4

термометр;

эфиром,

а затем спиртом,

5 — стержень;

6 — сливная

трубка;

7 —

штифт; 8— мешалка;

9 колба.

и

дистиллированной

во­

 

 

 

 

 

 

 

 

дой,

заливают

дистилли­

рованную

 

воду

 

немного

выше

остриев

штифти­

ков

7.

Регулируя

температуру

воды,

залитой

во

внеш­

ний

сосуд,

устанавливают

температуру

 

во

/внутрен­

нем сосуде +20°С

 

(±0,1 °С). При этой

температуре вис­

козиметр

выдерживают

в течение

10—15

 

мин.

Слегка

приподнимают стержень и выпускают немного воды из внутреннего сосуда для того, чтобы вся сточная трубка также заполнилась водой. Из внутреннего сосуда отби­ рают пипеткой излишек воды, чтобы ее поверхность при­ ходилась точно на уровне остриев штифтиков. Проверив при этом правильность положения прибора, закрывают его крышкой, придерживая запирающий стержень. Под сточное отверстие прибора ставят измерительную колбу. Убедившись, что температура воды во внутреннем сосу­ де равна точно +20°С, быстро, не толкая прибора, при­ поднимают стержень и одновременно пускают в ход се­ кундомер. Наблюдая за наполняющейся колбой, останав-

ливают секундомер в момент, когда колба наполнится

до черты 200 мл (метка на шейке колбы). Отсчет

ведут

по нижней поверхности мениска; луч зрения должен

быть

перпендикулярен оси колбы. Определения повторяют не­ сколько раз и принимают среднее значение времени ис­ течения.

При проведении анализа испытуемого топлива осо­ бенно необходимо обеоп-ечить поддержание постоянной температуры во время его истечения. Для этого прибор должен быть выдержан при заданной температуре не менее 5 мин, а температура термостата в процессе опы­ та должна поддерживаться постоянной.

Для измерения объема испытуемого топлива приме­ няют колбы особой формы и емкостью (до метки) 200 мл. Колбы калибруют при температуре 20°С. Изме­ рение температуры должно производиться термометрами с делениями через 1 °С.

Проведение опыта. Исследуемое топливо должно быть предварительно обезвожено и освобождено от механиче­ ских примесей. Перед заливкой топлива в прибор внут­ ренний сосуд и выпускное отверстие должны быть про­ сушены продуванием воздуха. Топливо предварительно подогревают до температуры на 2—3°С 'больше задан­ ной для определения, при этом следят, чтобы в нем не образовывалось пузырьков воздуха.

Подготовив испытуемое топливо и прибор, анализ проводят в следующем порядке. Плотно закрыв стерж­ нем отверстие во внутреннем сосуде, заливают в него подогретое топливо немного выше остриев штифтиков. Температуру воды во внешнем сосуде с помощью элек­ тронагревателя устанавливают па 0,2—0,5 °С выше заданной, температуру топлива доводят точно до заданно­ го значения и выдерживают ее в течение 5 мин с откло­ нениями, не превышающими ±0,2 °С. Заметив соответ­ ствующую температуру термостата, поддерживают ее на этом уровне во все время опыта, перемешивая воду во внешнем сосуде мешалкой и, когда нужно, включая элек­ трообогрев. Подняв немного стержень, излишку топлива дают стечь, чтобы уровень его совпал с верхними точка­ ми остриев штифтиков. В случае, если топлива вытечет больше, следует добавить его по каплям, следя за тем, чтобы в нем не оставалось пузырьков воздуха.

Прибор закрывают крышкой и под сливную трубку ставят чистую сухую измерительную колбу. Топливо не-

прерывно перемешивают термометром, осторожно вра­ щая вокруг стержня крышку прибора, в которую встав­ лен термометр. Когда термометр в топливе будет пока­ зывать точно заданную температуру, следует выждать еще 5 мин, а затем быстро вынуть стержень, одновремен­ но пустив в ход секундомер. Когда топливо в колбе дой­ дет точно до метки '200 мл (пена в расчет не принима­ ется), секундомер останавливают. Определение повторя­ ют 2—3 раза, при этом расхождения между определе­ ниями не должны превышать 0,5 сек.

Используя средние величины, определяют условную вязкость по формуле

 

 

о у В '

 

 

 

 

 

т 20

 

 

 

 

где tt — время

истечения испытуемого топлива

при

тем­

пературе

сек;

т ^ а ° • время истечения

воды

при

тем­

пературе

20 °С,

сек.

 

 

 

 

 

12-6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ВСПЫШКИ

 

 

Ж И Д К О Г О ТОПЛИВА

 

 

 

 

Т е м п е р а т у р о й в с п ы ш к и

называется

темпера­

тура, при

которой жидкое топливо

(или

другой нефте­

продукт, например масло), нагреваемое в строго опре­ деленных условиях, выделяет достаточное количество па­ ров для того, чтобы смесь их с окружающим воздухом могла вспыхнуть при поднесении к ней пламени. При этом само топливо еще не загорается.

Если же при поднесении к топливу пламени вслед за

вспышкой паров в течение некоторого времени

(не менее

5 сек) происходит горение

самого топлива, то

соответст­

вующая его температура

называется т е м п е р а т у р о й

в о с п л а м е н е н и я . Иногда эту температуру называ­ ют в е р х н и м п р е д е л о м т е м п е р а т у р ы в с п ы ш - к и, а собственно температуру вспышки — н и ж н и м п р е д е л о м в з р ы в а е м о с т и, так как вспышка пред­ ставляет собой не что иное, как взрыв в малых разме­

рах. Разница между обеими температурами

для

одного

и того же нефтепродукта

невелика и обычно

не

превы­

шает 60—70 °С.

 

 

 

Температура вспышки,

как и температура

воспламе­

нения, позволяет судить о составе и качестве нефтепро­ дукта, в том числе жидкого топлива. В условиях элек-

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ