Мазутное хозяйство предприятия.
Основным жидким котельным топливом является топочный мазут марок 200 и 100. Для эффективного его использования на предприятии создается так называемое мазутное хозяйство, состоящее из устройств для приема и слива мазута, емкостей для его хранения подземного или надземного типа, оборудования для подготовки мазута к сжиганию и подаче к форсункам теплоэнергетических установок. На промышленное предприятие мазут доставляется обычно железнодорожным транспортом в цистернах емкостью 50, 60, 120 т. Для разгрузки железнодорожных емкостей на предприятии сооружают специальные сливные эстакады. Через нижний сливной прибор цистерны мазут сливается в самотечный обогреваемый желоб. По самотечным каналам он поступает в специальные сливные емкости, как правило, подземного типа. Мазут обладает большой вязкостью (даже при положительных температурах). Так, мазут марки 40 застывает при температуре +10 оС, а марки 100 – при +25 оС. Поэтому перед его сливом емкость разогревается. Температура разогрева: 40-60 оС. При разогреве мазут сильно обводняется конденсатом греющего пара, что обуславливает необходимость обезвоживания перед сжиганием путем отстоя в течении 10-12ч.
Резервуары-хранилища выполняются, как правило, цилиндрической формы и изготавливаются из стали или бетона. При доставке по железной дороге их емкость выбирается из расчета 15-ти суточного запаса топлива. Мазутохранилище промышленного предприятия должно включать не менее двух резервуаров: один – рабочий, второй – для слива мазута. Мазут в мазутохранилище разогревается подогревателями поверхностного типа до температуры 60-80̊С. При доставке мазута автотранспортом суммарная емкость хранилищ должна обеспечивать 5-ти суточный запас топлива.
Рисунок 2 - Структурная схема мазутного хозяйства
1 – железнодорожная эстакада; 2 – емкость приемная; 3 – мазутонасосная станция; 4 – резервуары железобетонные; 5 – установка для приема жидких присадок; 6 – резервуар воду для пожаротушения; 7 – нефтеловушка; 8 – станция очистки; 9 – цистерна с мазутом; 10 – промежуточные мазутные баки; 11 – бытовые помещения; 12 – КИП; 13 – щитовая.
Приемное устройство мазутного хозяйства предусматривается для приема цистерн вместимостью 50-60 т. Длина фронта слива мазута самотеком в приемные лотки должна обеспечивать слив суточного расхода мазута при разгрузке маршрута цистерн в три ставки. Сливная промежуточная емкость основного мазутного хозяйства принимает не менее 20% вместимости цистерн, устанавливаемых в одну вставку под разгрузку. Приемная емкость растопочного мазутного хозяйства должна быть не <120 м3. В приемных емкостях предусматривается установка змеевиковых поверхностных подогревателей, обогреваемых паром давлением до 1,2 МПа.
Количество и подача насосов, перекачивающих мазут из приемных емкостей в мазутохранилище, выбирают из условия минимального остатка в лотках и промежуточных емкостях со сливом его из цистерны примерно за 5 часов. Вместимость (V) мазутохранилищ в зависимости от расхода мазута при его доставке железнодорожным транспортом: V = ½ месячному расходу, когда мазут является резервным топливом – V= 10–ти суточному расходу. Когда мазут является аварийным топливом – V= 5-ти суточному расходу.
Подготовка мазута к сжиганию.
В котельных, как правило, осуществляется двух, трех ступенчатый подогрев мазута.
Первая стадия – подогрев мазута при сливе до температуры 40-60 0С . Вторая стадия - разогрев мазута в мазутных резервуарах до температуры 60-80 0С и поддержание заданной температуры, обеспечивающей прокачивание и фильтрацию мазута. Третья стадия – разогрев мазута в мазутоподогревателях для обеспечения качественного его распыления форсунками при сжигании. Иногда на крупных котельных производят дополнительный высокотемпературный подогрев мазута до температуры 140-160 0С.
Подогрев мазута в резервуарах осуществляется встроенными змеевиковыми или секционными подогревателями. Наиболее эффективен циркуляционный подогрев мазута в резервуарах. Мазут из нижней части резервуара перекачивается по малому циркуляционному кольцу через внешние подогреватели специальными насосами. Подогретый мазут через специальные эжекционные насадки, расположенные по периметру резервуара, поступает в него. Горячий мазут перемешивается с охлажденным, интенсифицируя процесс теплообмена и одновременно обеспечивая перемешивание мазута в емкости. Это повышает однородность топлива, препятствуя осаждению воды, примесей и карбоидов. Время разогрева сокращается в 2-4 раза.
Для подогрева мазута в небольших емкостях разработаны такие методы, как виброподогрев, барботажный подогрев и др. Для нормальной и надежной работы насосов и форсунок мазутонасосная станция оборудуется фильтрами грубой и тонкой очистки, причем попарно (рабочий и резервный). Температура мазута перед фильтрами тонкой очистки должна быть не менее 90 0С, поэтому их устанавливают за подогревателями мазута. Очистка фильтров, подогрев мазута в емкостях и подогревателях осуществляется паром давлением 8 МПа.
Для предотвращения застывания мазута в трубопроводах предусматривается его рециркуляция в количестве 30-50 % от номинальной потребности. Скорости движения мазута в подающих мазутопроводах – 0,8-1,5 м/с и 0,5-0,8 м/с во всасывающем (обратном).
Восстановление тепловой мощности мазутных подогревателей осуществляется удалением отложений на стенках труб. Для этих целей применяют скребки, ерши, выжигание отложений, химическую очистку.
Двух ступенчатая фильтрация мазута уменьшает износ трубопроводов и оборудования, повышает надежность работы форсунок, предотвращает образование отложений. Предварительная очистка проводится при сливе мазута в лотках с установкой сетки-ловушки с ячейками 10-12 мм. Грубая фильтрация ведется фильтрами грубой очистки, установленными перед мазутными насосами и оборудованными сеткой №3,5 (5 отверстий на 1 см2). После внешних подогревателей мазута устанавливаются фильтры тонкой очистки с сеткой №1 (64 отверстия на 1 см2) или №1,4 (32 отверстия на 1 см2).
Существенное значение на качество подготовки топлива и долговечность оборудования мазутного хозяйства оказывает сернистость мазута. С повышением сернистости растет интенсивность образования отложений в емкостях, трубопроводах, оборудовании, возрастает коррозия металла, возникает нестабильность мазутов, которая проявляется в образовании агломератов, состоящих из карбидов и карбенов, увеличивается концентрация асфальтосмолистых веществ и твердого коксового осадка. Интенсивной сероводородной коррозии подвергаются металлические резервуары. Отслоившиеся сульфиды накапливаются на дне резервуара и образубт гальванопары со сталью резервуара. В результате интенсивной электрохимической коррозии разрушение днища может произойти через 3-6 мес. Скорость коррозии возрастает с увеличением обводненности мазута.
Для защиты от коррозии необходимо применять надежную противокоррозийную изоляцию. Днище и нижний пояс резервуаров покрывают асфальтом или бетоном. Отстоявшую подтоварную воду, если ее невозможно удалить или смешать, периодически подщелачивают. Верхнее покрытие резервуаров рекомендуется выполнять из алюминия, цинка или покрывать специальными лаками (бакелитовыми, хлорвиниловым). Проводится тщательное заземление резервуаров.
Для повышения качества мазута, эффективности его сжигания, снижения коррозионной активности применяют специальные присадки: диспергирующие, деактивирующие, пептизирующие. Диспергирующие и деактивирующие присадки обладают поверхностно-активными свойствами, способствующие диспергирующему воздействию. Пептизирующие присадки способствуют воспламенению и полноте сгорания мазута. Присадка ВНИИНП-102 (104; 106) относится к многофункциональным присадкам, добавляется 2 кг на 1 т мазута непосредственно при сливе из цистерн. После этого мазут подогревается до 110-120 0С и направляется в емкость для хранения. ВТИ-4ст – вязкий р-р MgCl2 снижает загрязнение.