Топливо для котельных

Производительные и экономные котлы отопления на жидком топливе позволяют добиться полной автономности от централизованной магистрали газопровода. Размышляя над установкой агрегата, необходимо разобраться с его устройством, принципом работы и особенностями эксплуатации.

Выбор котла должен основываться на сравнительной оценке характеристик и функциональности разных моделей. Немаловажный фактор – репутация производителя.

Достоинства и недостатки жидкотопливных котлов

Котлы на жидком топливе, несмотря на способность эффективного обогрева здания и техническое совершенство, не так часто встречаются, как газовые или твердотопливные теплогенераторы.

Оборудование, работающее на дизтопливе или отработке очень популярно в странах Западной Европы.

К числу значимых достоинств жидкотопливного котла отопления относятся:

1. Высокая эффективность работы. КПД большинства моделей достигает 95%. Топливо расходуется практически без потерь.


2. Большая мощность. Производительность агрегатов позволяет отапливать как компактные жилые помещения, так и просторные производственные цеха.
3. Высокий уровень автоматизации работы. Котел длительное время функционирует без участия человека.
4. Автономность от источников энергии. За исключением электроэнергии. При необходимости, можно обойтись генератором.
5. Возможность перехода на газовое топливо.

Существуют и дополнительные плюсы подобного оборудования. Для установки котла не потребуется согласование и получение разрешения. Кроме того, отсутствие газопровода существенно облегчает монтажные работы.

Трудности монтажа и эксплуатации жидкотопливного котла:

1. Высокие затраты на покупку топлива. При интенсивном пользовании оборудованием годовой расход горючего может достигать нескольких тон.
2. Для хранения топлива возводится отдельное строение. Как вариант, склад с емкостями из непрозрачного пластика или стали оборудуется в земле. Важное условие – защищенность от солнечных лучей.
3. Агрегат надо размещать в обособленном помещении с хорошей вентиляцией и мощной вытяжкой.
4. Если дизельная котельная расположена вплотную с домом, то потребуется дополнительная звукоизоляция – горелка во время работы издает шум.

При оборудовании подземных топливохранилищ надо учитывать гидрогеологические характеристики местности.

Устройство и принцип действия котла

Жидкотопливные агрегаты работают по такому же принципу, как и газовые. Основное отличие заключается в использовании вентиляторной горелки (форсунки). Тип устройства во многом определяет эффективность и экономичность работы котла.

Основные рабочие узлы теплогенератора

Конструктивные элементы котла на жидком топливе:

• горелка;
• камера сгорания;
• теплообменник;
• дымоход;
• блок управления;
• корпус.

Жидкотопливная отопительная установка комплектуется магистралью с насосом, обеспечивающим подачу топлива, и резервуаром для хранения горючего.

Горелка. Главный модуль установки, отвечающий за подготовку топливно-воздушной смеси и передающий ее в количестве, необходимом для поддержания работы теплогенератора.

Стандартная комплектация горелки для жидкотоплевного котла:

1. Трансформатор розжига. Генерирует искру, за счет которой воспламеняется топливо.
2. Блок управления. Определяет фазы запуска, выполняет контроль и осуществляет остановку работы горелки. Предусмотрено подключение фотоэлемента, трансформатора розжига и датчика аварийного отключения.
3. Электромагнитный клапан. Корректирует подачу горючего в камеру сгорания.
4. Воздушный регулятор с фильтром. Устройство нормализуем подачу воздуха, предотвращая попадание твердых частиц.


5. Предварительный подогреватель. Изменяет состояние топлива, снижая его вязкость. Чем более жидкое горючее поступает в отверстие форсунки, тем экономнее оно расходуется.
6. Патрубок перелива топлива. Соединяется с баком, где осуществляется подогрев горючего.
7. Жаровая труба. Через магистраль тепловая энергия поступает к месту нагрева теплоносителя, который затем циркулирует в отопительной системе.

Горелка может быть изначально встроена в котел без возможности увеличения мощности агрегата. Навесные модули позволяют модифицировать оборудование.

Камера сгорания. По сути, это жаропрочная емкость с впускным и выхлопным отверстием. Как правило, она имеет круглое или прямоугольное сечение.

Теплообменник. Через стенки теплообменника осуществляет передача тепловой энергии теплоносителю. В современных моделях покрытие этого элемента выполнено по принципу радиаторного устройства – это позволяет максимально использовать тепловую энергию, полученную в процессе горения.

Дымоход. Забор воздуха осуществляется с улицы или из котельной. При подаче извне воздух подводится через коаксиальный дымоход или по отдельному каналу. Для повышения эффективности дымогарные каналы снабжаются стальными пластинами – отходящие газы образуют турбулентные потоки, уменьшающие их скорость. Тяга при этом сохраняется.

Блок управления. Автоматика предназначена для поддержания заданной температуры. Вспомогательные функции удешевляют эксплуатацию котла. С технической точки зрения самыми продвинутыми считаются погодозависимые блоки, которые изменяют температуру нагрева теплоносителя исходя из показаний наружных датчиков.

Корпус. Все элементы системы заключены в прочный теплоизоляционный корпус. Такая «оболочка» сокращает теплопотери и повышает эффективность работы котла. Снаружи корпус обклеен слоем теплоизоляционной пленки, которая при нагреве остается холодной и защищает оператора от ожога.

Как происходит обогрев помещения

Весь процесс генерирования тепла в жидкотопливном котле, и передачи тепловой энергии к радиаторам отопления можно разбить на несколько этапов.

Этап 1. Солярка или другое горючее заливается в хранилище. Топливный насос подает жидкость на горелочное устройство – в трубопроводе создается давление. Одновременно, топливонасос с помощью датчиков определяет качество горючего и процент его загустевания.

Этап 2. Дизтопливо поступает в камеру подготовки. Здесь происходит смешивание горючего с воздухом, подогрев и разжижение смеси.

Этап 3. Топливо-воздушный состав подается на форсунку. Под действием вентилятора смесь распыляется и топливный туман воспламеняется в камере горения.

Этап 4. Стены камеры нагреваются. За счет этого происходит нагрев теплообменника и теплоносителя. Теплая вода поступает и циркулирует в системе отопления.

Этап 5. При сгорании горючего вещества образуются газы, которые выводятся через дымоход. Устремляясь наружу, дым проходит через ряд теплообменных пластин и тоже отдает свое тепло.

Разновидности жидкотопливных моделей

Все котлы на жидком топливе можно классифицировать по следующим критериям: сфере применения, функциональности, типу регулировки, материалу изготовления, виду используемого топлива и способу монтажа.

Бытовые и промышленные агрегаты

Основной показатель, определяющий принадлежность котельной установки к одному из видов, это мощность. Бытовые модели выпускаются мощностью от 6 до 230 кВт. Этого достаточно для отопления маленьких домов площадью 50 кв. м и больших загородных коттеджей на 2200 кв. м.

Показатель производительности определяет расход топлива в жидкотопливном котле отопления – на выработку 10 кВт тепла требуется порядка 1 кг солярки в час. Бытовые агрегаты рассчитаны на максимально допустимое рабочее давление – 4-6 бар.

Мощность промышленных жидкотопливных котлов составляет от 500 до 12000 кВт. Сверхмощные модели работают на обогрев зданий площадью более 15 тыс. кв. м. Управление производственными отопительными агрегатами полностью автоматизировано.

Промышленное котельное оборудование подразделяется на водогрейные и паровые котлы. Первые выполняют нагрев воды под давлением, а вторые – генерируют перегретый или насыщенный пар.

Одно- и двухконтурные котлы отопления

Одноконтурные котлы предназначены исключительно для отопления помещения. Они подключаются к радиаторам, и теплоноситель циркулирует по замкнутой системе обогрева. Такой агрегат не подогревает воду для бытового потребления – об этом надо позаботиться отдельно, установив бойлер.

Двухконтурные модели более функциональны. Котлы обеспечивают обогрев дома и подачу теплой воды в разные точки водозабора (душ, умывальник и т.д.). В конструкции оборудования предусмотрен дополнительный теплообменник для обеспечения горячего водоснабжения.

Виды оборудования по способу регулирования

Режим работы котла определяется типом установленной горелки. По типу регулировки все устройства делятся на несколько групп:

• одноступенчатые;
• двух- и трехступенчатые;
• модулируемые.

Одноступенчатые модули функционируют по принципу переменного включения и выключения. После нагрева теплоносителя до определенной температуры пламя гаснет, а после остывания – горелка опять включается. Такие горелки малоэффективны – приводят к перерасходу топлива.

Двух- и трехступенчатые устройства работают в следующих режимах:

1. Двухступенчатые модули функционируют на 30 и 100% мощности. После максимального нагрева воды, горелка перестраивается на режим пониженной производительности. Это позволяет сократить расход горючего на 5-10%.
2. Трехступенчатые работают на 30-60-100% мощности. Достигается экономичность и высокая теплоэффективность прибора.

Модулируемые – процесс сгорания топлива регулируется в автоматическом режиме. На интенсивность пламени влияют: температура внутри и снаружи здания, качество топлива и заданный режим. Диапазон изменения мощности составляет 10-100% производительности.

Микропроцессорная автоматика определяет состав топливно-воздушной смеси, оптимальную скорость подачи горючего на форсунки и давление.

Чугунные или стальные теплообменники

Производители оснащают отопительные агрегаты чугунными или стальными теплообменниками. Материал изготовления влияет на эффективность и долговечность котла.

Чугунные модели отличаются длительным сроком эксплуатации – более 30-ти лет. Однако они достаточно «капризны» и при критическом перепаде температур между «обраткой» и «подачей» могут дать трещину. Температурная разница воды на входе и выходе не должна превышать 20°С.

Если котел будет использоваться периодически, например, при визитах на дачу, то лучше выбирать модель со стальным теплообменником. Жаропрочная сталь менее долговечна, но устойчиво переносит перепады температур.

Разновидности котлов по типу топлива

В качестве топливного материала в жидкотопливных котлах чаще всего используется дизель (солярка) или отработанное масло. Внешне дизельные установки не отличаются от собратьев, работающих на «отработке». Основная разница в технической составляющей.

Для работы котла используется чистое, паспортизированное дизельное топливо. При сжигании горючего образование золы минимально. Это позволяет использовать в конструкции топку и дымогарные трубы меньшего диаметра.

Сгорание отработанного масла происходит с обильным выбросом золы. В котлах на «отработке» внутри дымогарных трубок нет турбулизатора, и весь осадок откладывается в специальной дымосборной камере.

Напольные и настенные модели

По способу монтажа различают настенные и напольные агрегаты. Навесные котлы – компактны, удобны в установке, но малопроизводительны. Их мощности хватит на огрев помещения, площадь которого не превышает 300 кв.м.

Напольные жидкотопливные котлы более громоздкие и производительные. К ним относятся все агрегаты промышленного назначения и бытовые модели высокой мощности.

Обзор моделей от ведущих компаний

Достойную нишу на рынке отопительного оборудования занимают жидкотопливные котлы зарубежных производителей: ACV, EnergyLogyc, Buderos Logano, Saturn, Ferolli и Viessmann. Среди отечественных компаний хорошо себя зарекомендовали Лотос и ТЭП-Холдинг.

Универсальные котлы ACV Delta Pro

Бельгийская компания ACV реализует модели линии Delta Prо S – двухконтурные котлы со встроенным бойлером. Мощность отопительных агрегатов составляет от 25 до 56 кВт.

Технико-эксплуатационные особенности:

• материал изготовления теплообменника – сталь;
• пенополиуретановая изоляция корпуса;
• работа на дизельном топливе или газе;
• панель управления с термометром, регулировочным термостатом.

Жидкотопливный котел «подстраивается» под сезон – предусмотрен переключатель «зима/лето».

Агрегаты EnergyLogyc – интеллектуальная автоматика

Котлы на отработанном масле американской компании EnergyLogyc отличаются от аналогов автоматизированными процессами настройки горелки и сжигания топлива. В качестве горючего используются отработанное масло, дизтопливо, растительное масло или керосин.

Жидкотопливные агрегаты EnergyLogyc выпускаются в трех модификациях:

• EL-208В – мощность 58,3 кВт, потребление топлива – 5,3 л/ч,
• EL- 375В – производительность 109 кВт, расход горючего – 10,2 л/ч;
• EL-500В – тепловая мощность – 146 кВт, потребление топливного материала – 13,6 л/ч.

Максимальная температура теплоносителя в представленных моделях – 110°С, рабочее давление – 2 бар.

Buderos Logano – немецкое качество

Компания Buderos (Германия) выпускает дизельные котлы, форсунки, горелки и прочее оборудование, необходимое для эксплуатации отопительной системы. Диапазон мощностных характеристик агрегатов составляет 25-1200 кВт.

Котельные установки Buderos Logano производятся в двух сериях:

• Buderos Logano категории «G» — предназначены для частного использования, их мощность составляет 25-95 кВт;
• Buderos Logano категории «S» — оборудование промышленного назначения.

Агрегаты отличаются обтекаемым дизайном, удобной системой управления, встроенным шумоглушителем.

Котлы корейской фирмы Kiturami

Напольные двухконтурные котлы Kiturami серии Turbo предназначены для бытового использования. Мощность агрегатов 9-35 кВт. Отличительные особенности модели:

• обеспечение отопления и горячего водоснабжения помещений до 300 кв.м;
• теплообменник котла изготовлен из высоколегированной стали;
• дополнительный теплообменник ГВС на 99% состоит из меди, что повышает эффективность обогрева;
• в качестве теплоносителя подходит антифриз и вода.

Отличительная черта моделей Turbo – наличие турбоциклонной горелки. Она функционирует по принципу турбированного двигателя автомобиля.

В специальной металлической плате за счет высокой температуры происходит вторичное сгорание. Это позволяет экономично расходовать топливо и сокращает выброс вредных веществ в атмосферу.

Выводы и полезное видео по теме

Просмотр видеоматериалов поможет разобраться в устройстве и принципе работе отопительных агрегатов на жидком топливе.

Сравнение дизельного котла и агрегата, работающего на «отработке»:

Принцип работы Kiturami Turbo 30R:

Жидкотопливные котлы отличаются высоким уровнем автоматизации. Отопление на базе дизельных устройств позволяет достичь автономности, а отсутствие жестких рамок по документальному оформлению делает их привлекательным предложением. Однако ряд существенных недостатков по обслуживанию котельной установки, удерживает спрос на дизельные агрегаты.

sovet-ingenera.com

Преимущества ДТ для отопления зданий и сооружений

Ряд существенных преимуществ делает ДТ неплохой альтернативой углю и дровам:

• Высокая теплоотдача – котлы, работающие на дизельном топливе, могут обогревать значительные площади (ангары, цеха, теплицы).
• КПД котла, работающего на ДТ – 92 процента, что эффективно в сравнении с углем.
• Агрессивное воздействие на все узлы отопительной автономной системы полностью отсутствует.
• Выбросы вредных веществ в атмосферу минимальны, особенно при применении качественного дизельного топлива.
• Не требуется оформление дорогостоящей документации для установки и эксплуатации котла отопления на ДТ.
• При работе котла на дизеле практически не возникает перебоев и поломок.

Единственный минус применения ДТ все же есть – стоимость из года в год становится выше.

Выбор ДТ для котла отопления

В зависимости от типа отопительного оборудования рекомендован тот или иной сорт дизельного топлива. Обычно инструкция по расходному топливу присутствует в технической документации к котлу. Но стоит знать некоторые особенности ДТ, которое применяется для отопительного оборудования:

• Мазут – котел на мазуте оборудован сложной конструкцией горелки, так как это топливо имеет высокую вязкость. По стоимости топлива такой котел дешевле, но по времени разогрева топлива и по расходу электроэнергии обойдется дороже дизельного аналога.
• Дизель – для современных котлов со сложной системой лучше приобретать топливо класса Евро не ниже 4, с низким содержанием серы, так как сернистые соединения при горении вызывают быструю коррозию топочной камеры. Печное топливо для современных отопительных применять не рекомендуется.

Приобрести ДТ для котельной всегда можно в топливной компании «ExpressDiesel». Наш отдел логистики оперативно примет заказ и доставит нужный объем топлива для котельной в любую точку северо-западного региона.

expressdiesel.ru

Виды топлива для котельных установок

Газ

Для сжигания в топках используют как природный, так и сжиженный газ. Преимущество газовых котельных перед остальными заключается в том, что они имеют сравнительно высокий КПД, практически бесшумны, не требуют круглосуточного присутствия операторов и относительно безвредны для экологии.

При сжигании газа, почти отсутствуют твердые продукты горения, что положительно сказывается на эксплуатации котла. Немаловажную роль играет и то, что вы можете относительно недорого купить газовую котельную.

Из недостатков газа следует отметить его взрывоопасность. В связи с этим, проектирование и установка газовых котельных должны производиться в соответствии с нормативными документами, регламентирующими этот процесс. Также необходимо получить согласование организации, занимающейся транспортировкой газа. Использование сжиженного газа обойдётся потребителю дороже. К тому же придётся понести затраты на установку газгольдера – ёмкости для хранения сжиженного газа.

Жидкое топливо

В качестве топлива для работы котельных применяют топливную нефть, мазут, соляр или отработанное машинное масло.

Теплогенераторы, работающие на дизельном топливе, не уступают по мощности и производительности газовым котлам. На них также может устанавливаться автоматическая система управления, делающая необязательным постоянное присутствие оператора. Однако такие котельные имеют ряд неприятных особенностей, которые надо учитывать при планировании их установки. Одна из них, это производимый при работе котельной шум. Для защиты от него приходится, либо нести дополнительные расходы на установку в котельной усиленной шумоизоляции, либо строить для неё отдельное помещение. Также в этот список входит и неприятный запах, сопутствующий таким установкам. Самым главным недостатком является высокая стоимость дизельного топлива по сравнению с природным газом.

Однако несмотря на всё вышеперечисленное агрегаты на дизельном топливе широко используются в местах, где нет возможности подключиться к газопроводу.

Твёрдое топливо

Котельные, в которых в качестве энергоносителя используется твёрдое топливо, называются твердотопливными. Как правило, для сжигания в них используется уголь. Однако есть котлы, предназначенные для использования дерева и отходов его переработки, торфа или топливных пилетов. Этот тип котельных можно использовать для обеспечения теплом объектов как жилищно-коммунальной сферы, так и промышленных. Главным достоинством таких теплогенераторов является невысокая стоимость твёрдого топлива и его доступность. Котельные этого типа незаменимы в местах, где невозможно подключение к газопроводу. Транспортировка и хранение твёрдого топлива обходится дешевле, чем жидкого.

Электроэнергия

Электрические котлы имеют сравнительно небольшую цену и просты в монтаже. Однако высокая цена электроэнергии, а также большая потребляемая мощность, делают нерентабельной их установку на промышленных объектах. Такие мини-котельные употребляются для отопления небольших помещений: частных домов, квартир и т. п.

www.kotel-modul.ru

Ископаемые угли. Угли подразделяются на следующие группы: антрациты, каменные и бурые.

Основным теплообразующим элементом углей является углерод. Больше всего его содержится в антрацитах (до 70-75 %), несколько меньше в каменных углях (50-74%) и значительно меньше в бурых углях. Поэтому теплота сгорания антрацитов составляет 25-27 МДж / кг, каменных углей – 17-27 МДж/кг, а бурых углей – 6,5-19 МДж/кг. Низкая теплотворная способность бурых углей обусловлена их высокой влажностью и зольностью (в сумме до 40-60%). В котельных объектов МО преимущественно сжигаются каменные угли.

По крупности кусков угли делятся на классы:

Плита (П) ……… более 100 мм,

Мелкий (М) ………………. 13-25 мм,

Штыб (Ш) ……….менее 6 мм,

Рядовой (Р) ……… размер кусков не ограничен

и др. классы.

При нагревании угля без доступа воздуха молекулы топлива распадаются и образуют водород, метан, тяжелые углеводороды, окись углерода и соединения серы. Эти горючие газы называются летучими веществами.. Твердый остаток после выхода летучих содержит углерод и золу и называется коксом.

Количество летучих V^Г выражается в % по горючей массе. Чем больше выход летучих, тем легче загорает топливо, тем быстрее и с меньшим недожогом оно сгорает. Наибольший выход летучих (обычно выше 40 %) имеют бурые угли, а наименьший – антрациты (2 -9 %).

В зависимости от выхода летучих каменные угли (к другим это не относится) подразделяются на следующие марки:

Длиннопламенный (Д) …… V^Г более 37%,

Газовый (Г)……………… V^Г = 35-37%,

Тощий (Т) ………………… V^Г = 9-17%

и другие.

Из каменных углей в котлах в основном сжигаются угли марок Д, Т и некоторые другие, а также отходы обогащения и сортировки каменных углей.

При обозначении углей после группы и марки указывается их класс, например: АМ – антрацит мелкий; ДР – каменный уголь длиннопламенный рядовой; Б3Р – бурый уголь рядовой третьей группы влажности (влажность до 30 %); Б1Р – то же, но первой группы влажности (влажность более 40 %).

К другим видам твердого топливаотносятся:торф (Q_н^Р=8÷ 9,3 МДж/кг, W ^Р до 50 % ), дрова и древесные отходы (Q_н^Р = 5÷ 8,5 МДж/кг, W ^Р до 50 % ) и сланцы (Q_н^Р=5,5 ÷ 10 МДж/кг, W^Р до 13 %). Данные виды топлива характеризуются большим выходом летучих (70 ÷ 90 %)

Жидкое топливо. В котлах преимущественно сжигаются мазуты, являющиеся остаточными продуктами перегонки нефти.

Мазуты в основном содержит углерод (83 ÷ 85%) и водород (10 ÷ 11%), что обуславливает их высокую теплоту сгорания (38 ÷ 41 МДж/кг). В небольших количествах в мазутах содержатся зола (до 2,5 %), влага (2÷ 5%) и сера (0,5 ÷ 3,5%). По содержанию серы мазуты подразделяется на малосернистые (до 0,5%), сернистые (0,5÷ 2%) и высокосернистые (более 2%).

В стационарных котельных преимущественно сжигаются топочные мазуты марок М40, М100 и М200, а в передвижных котельных – флотские мазуты марок Ф5 и Ф12. Числа в марках, обозначают условную вязкость мазута в градусах условной вязкости (⁰УВ) при температуре 50 ⁰С. Например, мазут М40 при этой температуре истекает из вискозиметра в 40 раз медленнее, чем вода с температурой 20 ⁰ С.

Вязкость мазутов сильно зависит от температуры. Так температура застывания мазутов находится в пределах от – 5 до + 25 ⁰С и выше. Поэтому для повышения текучести мазуты подогреваются до 60÷100 ⁰С, что достаточно близко к их температуре вспышки (80÷140 ⁰С).

В котлах также сжигаются легкие сорта жидкого топлива: печное бытовое топливо, дизельное топливо и соляровое масло. Из-за низкой вязкости эти топлива практически не подогревают.

Газообразное топливо. Природные газы в основном состоят из метана (85÷98 %). Кроме того, в них содержатся этан, пропан, водород, азот, углекислый газ, окись углерода и сероводород. Последние два компонента придают газу токсичные свойства. Теплота сгорания природных газов находится в пределах 33÷ 37 МДж / м³.

Плотность природных газов лежит в пределах 0,7÷ -0,8 кг/м³, что несколько ниже плотности воздуха. Поэтому природные газы при утечках скапливаются под перекрытиями помещений, создавая опасность взрывов и отравления.

Холодная смесь природного газа с воздухом воспламеняется и взрывается, если объемная концентрация газа в воздухе находится в пределах от 3-6 % до 12-16 %. При таких же концентрациях производится сжигание газовоздушных смесей.

Природные газы не имеют запаха. Поэтому для обнаружения утечек к ним добавляют вещества (одоранты) с запахом, похожим на запах чеснока.

В последнее время в котельных сжигаются также и сжиженные газы, содержащие в основном пропан С₃H₈ или бутан С₄H_10. Теплота сгорания таких газов равна 95÷115 М Дж / м³.

studopedia.ru

Топливо – горючее вещество, вступающее в реакцию с кислородом воздуха и выделяющее при горении большое количество теплоты.

По происхождению топливо бывает:

· естественное (нефть, природный газ, торф, каменный уголь);

· искусственное (мазут, соляр, каменноугольный кокс).

В топках судовых котельных установках сжигают в основном жидкое топливо. В главных котлах – топочный мазут; во вспомогательных котлах теплоходов применяют дизельное топливо разных марок, моторное марок ДТ и ДМ, мазут марок Ф-5, Ф-12, М-40. В основном используют то топливо, на котором работает главный двигатель.

Мазут – это остаток, получаемый при перегонке сырой нефти после отделения лёгких фракций (бензина, керосина и др.) или смесь тяжёлых остатков перегонки нефти с маловязкими компонентами продуктов перегонки.

Виды топлива:

1. Дистиллятное (дизельное) марок А, З, С, Л, ДА, ДЛ, ДС, ДЗ.

Получают из керосиногазойлевых фракций прямой перегонки или крекинга нефти.

2. Маловязкое (газотурбинное)

Получают из остаточных продуктов переработки нефти в процессе замедленного коксования. Дешевле дизельного, но уступает ему по качественным показателям.

3. Тяжёлое

а) средневязкий сорт:

— моторное топливо ДТ (смесь мазута с керосиногазойлевыми фракциями);

— флотские мазуты марок Ф-5 и Ф-12 (маловязкий мазут прямой перегонки 60 – 70%,

соляровое масло 15 – 20%, крекинг-мазут 20 – 30%);

б) высоковязкий сорт:

— моторное топливо ДМ;

— экспортные мазуты М-0,9, М-1,5, М-2,0;

— топочный мазут 40, 40В.

Требования к топливу для морских судов:

— высокое тепловыделение при горении;

— минимальное содержание балласта (влаги, золы), серы и других примесей;

— сравнительно невысокая стоимость;

— отсутствие склонности к самовозгоранию при длительном хранении;

— постоянство характеристик при длительном хранении.

От качества топлива, принятого на судно для котлов, зависят не только показатели работы энергетической установки, но и технико-экономические и эксплуатационные показатели судна в целом.

Состав натурального органического топлива:

Элементарный состав указывается в процентах к массе топлива 1 кг.

Углерод С (82 – 87%), водород Н (10 – 12%), кислород О (0,3 – 0,5%), азот N (0,2 – 0,4%), сера S (0,5 – 3,5%), влага W (0,5 – 3%), зола А (0,1 – 0,4%).

С и Н – наиболее ценные элементы жидкого топлива (находятся в виде углеводородных соединений и в виде соединений с О, N и S). Горючими элементами топлива являются С, Н и S.

Сера может быть разделена на два типа: горючую и негорючую. Горючая сера, называемая также летучей, при сгорании переходит в газообразные соединения SO₂ и SO₃, которые, вступая в реакцию с парами воды, образуют пары сернистой и серной кислот. При конденсации этих кислот возникает интенсивная коррозия хвостовых поверхностей нагрева и металлических стенок котла. Поэтому летучая сера, хотя и выделяет тепло при сгорании, является вредным компонентом топлива. Негорючая сера уже окислена и входит в состав минеральных примесей, образующих после сжигания топлива золу. Зола представляет собой негорючую минеральную часть топлива. Влага понижает тепловую ценность топлива, т.к. часть теплоты расходуется на её испарение. Влага и зола называются балластом, потому что они являются негорючей массой топлива и ухудшают его качество. Азот является инертным элементом и не участвует в реакции горения. Кислород тепла не выделяет, а только вступает в соединение с горючими элементами топлива являясь окислителем.

Основные массы топлива:

1. Рабочая масса (состав топлива в том виде, в котором оно сжигается в топке):

Ср + Нр + Ор + Nр + Sр + Ар + Wр = 100%

Рабочая масса не является постоянной, так как содержание влаги и золы (балласта) может

меняться в зависимости от условий добычи, хранения и перевозки топлива.

2. Сухая масса (состав топлива, доведённого до абсолютно сухого состояния):

Сс + Нс + Ос + Nс + Sс + Ас = 100%

3. Горючая масса (безводное и беззольное топливо):

Сг + Нг + Ог + Nг + Sг = 100%

К жидкому топливу применяют только понятия рабочей и горючей массы. По горючей массе, как более стабильной, судят о ценности топлива (табл. 4.1). Поставки топлива рассчитывают по горючей массе и для пересчёта с одной массы на другую используют переводные множители. Например, пересчёт с горючей массы на рабочую углерода и водорода производится по выражениям:

Ср = Сг % Нр = Нг %

Таблица 4.1

Теплота сгорания топлива [кДж/кг] – количество теплоты, выделяемой при полном сгорании 1 кг этого топлива.

Высшая теплота сгорания, Q_рв – количество теплоты, выделившееся при сгорании топлива при условии, что продукты сгорания охлаждены до температуры конденсации содержащихся в них водяных паров.

Низшая теплота сгорания, Q_рн — количество теплоты, выделившееся при сгорании топлива, но за вычетом теплоты, затраченной на испарение влаги топлива и влаги, образующейся при сгорании водорода топлива.

Расчёты производят, учитывая низшую теплоту сгорания, т.к. дымовые газы, покидающие котёл, имеют температуру, при которой содержащиеся в них водяные пары практически не конденсируются (более 150°С).

В составе рабочей массы топлива имеется Wр частей влаги и при горении образуется 9 частей воды на каждую часть Нр:

2Н₂ + О₂ = 2Н₂О

4 + 32 = 36,

т.е. на 1 часть водорода приходится = 9 частей воды (или водяных паров).

Исходя из этого, зависимость между низшей и высшей теплотой сгорания имеет вид:

Q_рн = Q_рв – 2510 ,

2510 кДж/кг – теплота образования 1 кг водяного пара.

Характеристики жидкого топлива:

1. Вязкость характеризует текучесть топлива и определяет условия его хранения,

транспортировки и качество распыливания. Обычно её измеряют вискозиметром в

условных градусах вязкости или градусах Энглера (°ВУ или °Е).

Градус вязкости – условная величина, представляющая отношение времени

истечения 200 мл нефтепродукта при определённой температуре через калиброванное

отверстие вискозиметра ко времени истечения через это же отверстие 200 мл

дистиллированной воды при температуре 20°С. Диаметр отверстия в стандартном

вискозиметре Энглера равен 2,83 мм.

Вязкость лёгких нефтепродуктов обычно определяют при температуре 20°С, а

средних и тяжёлых при 50 и 100°С. Чем меньше вязкость топлива, тем легче оно

распыляется. Для обеспечения качественного распыливания и горения мазут перед

подачей к форсункам подогревают до температуры 80 – 110°С. Моторные топлива

подогревают до температуры, при которой значение вязкости 1,7 – 2,5°ВУ.

Кроме условных единиц, вязкость характеризуется абсолютными показателями:

кинематической (м²/с) и динамической (Па · с) вязкостью. Зависимость между единицами

вязкости при различных температурах дана в номограмме (рис. 4.1).

2. Плотность – косвенная характеристика химических свойств и фракционного состава

топлива. Значение плотности нужно для подсчёта массы топлива и расчёта форсунок.

Определяется ареометром.

Рис. 4.1 Номограмма для определения вязкости топлив, применяемых в котлах:

1 – дизельное топливо ДЛ, ДС; 2 – соляровое масло; 3 – топливо для локомотивных газотурбинных двигателей; 4 – моторное топливо ДТ; 5 – мазут флотский Ф-5; 6 – мазут флотский Ф-12; 7 – моторное топливо ДМ; 8 – мазут топочный 40; А – экономически оправданный предел вязкости топлив при их перекачивании; Б – обычный диапазон вязкости топлив при использовании механических распылителей.

3. Температура застывания – температура, при которой нефтепродукты теряют

свою естественную текучесть. Температура застывания определяет условия хранения и

перекачки топлива на судне. Широкий диапазон температур (-10°С ÷ 30°С) связан с

разным содержанием парафинов в топливе (рис. 4.2).

Рис. 4.2 Иллюстрация к определению температуры застывания мазута – в течение одной минуты уровень в наклоненной пробирке должен оставаться неподвижным.

4. Температура вспышки – минимальная температура нагрева топлива, при которой

его пары в смеси с окружающим воздухом вспыхивают от соприкосновения с пламенем

и затем быстро гаснут (жидкая масса топлива не должна загореться). От температуры

вспышки зависит пожарная безопасность при хранении и расходовании топлива.

В открытых цистернах разрешается подогрев мазута до t на 20 – 30°С ниже t вспышки.

Температура вспышки топочных мазутов составляет 80 – 90°С.

5. Температура воспламенения – температура, при которой топливо после вспышки

продолжает устойчиво гореть в течение не менее 5 с. Температура воспламенения выше

температуры вспышки на 15 – 20°С.

6. Механические примеси приводят к засорению каналов форсунок и их ускоренному

изнашиванию. Содержание механических примесей не должно превышать 0,8%.

7. Содержание серы – отрицательный показатель, т.к. она является вредным

компонентом. Содержание серы в мазутах не должно превышать 3,5%.

В зависимости от содержания серы мазуты и моторное топливо подразделяют на

малосернистые (до 0,5%), сернистые (до 2%) и высокосернистые (до 3,5%).

Отдельные характеристики жидкого топлива можно определить непосредственно на судне с помощью судовых лабораторий анализа нефтепродуктов.

Таблица 4.2

studopedia.su

Другие статьи по теме:

Схема обвязки твердотопливного котла с циркуляц насосом Мощность газового котла Трёхходовой кран принцип работы Газовый проточный водонагреватель с закрытой камерой сгорания Двухконтурные газовые котлы Напольный газовый котел отопления