Теплофизические свойства и метод сжигания смесей мазута с газовым конденсатом

• Автор: Арсланов, Арсланбек Акбарович
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ташкент
• Количество страниц: 190 c. : ил

ВВЕДЕНИЕ
Добычу нефти, включая разовый конденсат по нашей стране намечается довести к г. до мин.т . Предполагается значительное увеличение объема добычи природного газа. По сравнению с г. добыча нефти возросла у нас в ,7 раза, природного газа в раз . Но быстрые темпы роста индустрии несколько опережают прирост добычи горючего, так за лет с по годы добыча топлива в СССР возросла в 2,3 раза, в то время как объем промышленной продукции в 3,3 раза , . Поэтому повышение эффективности использования горючего и вовлечение неиспользуемых ресурсов в топливный баланс является важнейшей народнохозяйственной задачей.
Остатки нефтепереработки мазуты используются как горючее в топках котлоагрегатов и промышленных печей. По сравнению с другими видами топлива мазуты обладают рядом преимуществ удобство складирования, высокая теплота сгорания, возможность автоматизации процесса горения и пр. Хотя в настоящее время намечается постепенная замена мазута природным газом, но доля мазута в топливном балансе страны остается значительным. Особенно высокая роль жидких котельнопечных горючих как резервного вида топлива, в зимнее время. Но изза повышенных значений вязкости и температур застывания применение мазутов требует больших затрат тепла на их разогрев при транспортировании, сливе, хранении и подготовке к сжиганию.
Новые крупные газоконденсатные месторождения расположены в отдаленных и труднодоступных районах 1файнего Севера и Западной Сибири нашей страны. Вывоз газового конденсата поэтому зачастую оказывается невозможным. Бросовый газовый конденсат ска
пливается также на месторождениях с небольшим объемом добычи газа и вдоль линий магистральных газопроводов. Сбор и транспортировка таких конденсатов оказывается нерентабельным. Кроме того строительство газоперерабатывающих заводов требует больших капитальных затрат и на данный момент объем добычи газового конденсата опережает мощность таких предприятий.
Предложенный нами метод а.с. исследованный в данной работе, заключающийся в добавке к тяжелым жидким топливам в определенном соотношении маловязких углеводородных компонентов в частности газового конденсата, позволяет не только улучшить свойства мазута, но и расширить область применения газового конденсата. Следует отметить, что такое использование газового конденсата не противопоставляется его химической переработке. Предполагается использование не находящих применения газовых конденсатов в близлежащих от источника промышленных объектах.
В СССР и за рубежом накоплен большой опыт использования маловязких, с низкой температурой вспышки топлив в качестве котельнопечного горючего взамен мазутов. Кроме мазутов мазутоконденсатные смеси могут также заменить маловязкие жидкие бытовые топлива и легкие нефтепродукты типа дизтопливо и керосин сжигаемых в различного рода топочных агрегатах. В частности легкие нефтепродукты применяются как топливо при сушке сельхозпродуктов хлопка, зерна, кормов и т.п Только на сушке хлопкасырца по Узбекистану расход тракторного керосина составляет несколько десятков тысяч тонн. Замена легких нефтепродуктов мазутоконденсатными смесями не только экономически выгодно, но и позволяет высвободить эти легкие нефтепродукты и направить их для использования по прямому назначению в качестве моторного топ
лива.
С экономией топлива неразрывно связана другая актуальнейшая задача современности борьба с загрязнением окружающей среды. Замена топочных мазутов мазутоконденсатными смесями позволяет не только снизить стоимость топлива, но и уменьшает загрязнение воздушного бассейна вредными соединениями.

Актуальность

По ГОСТ 5 мазут выпускается марки МП для мартеновских печей, флотский используемый в котлах судов и топочный предназначенный для сжигания, в основном, в промышленных печах и стационарных котельных установках, флотские мазуты являются смесями продуктов переработки нефтей. Смесь содержит до мазута прямой перегонки и газойлевых фракций. Топочные мазуты подразделяются по вязкости на марки , 0 и 0 и состоят из смесей мазутов прямой перегонки с крекингостатками. В табл. Мазуты, являясь наименее ценной частью нефти, характеризуются повышенным содержанием серы и ванадия. Высокосернистые мазуты имеют пониженную теплоту сгорания изза меньшего содержания водорода и углерода по сравнению с исходной нефтью . Следует также отметить, что особенностью процесса горения мазутов является наличие подготовительных стадий, связанных с распылением и испарением. Время протекания топочного процесса сильно зависит от качества распыления. В свою очередь существенным фактором, влияющим на распыление является вязкость мазутов. Для снижения вредных выбросов, как известно, применяют методы сжигания с малым избытком воздуха. Снижение еб при сжигании мазута до минимальных значений является самым актуальным вопросом в настоящее время. В первую очередь требуется и в этом случае тонкое и качественное
Таблица 1. Механические примеси, не более 0,1 0, 1. Плотность при 3 к, кгм3, не более . Обзор материалов представляет возможность ознакомиться с некоторыми их этих методов. Способ ВТИ заключается в многократном дроблении капель мазута, распыленного форсункой . При этом для повышения эффективности горения мазута при минимальных сС используется воздействие нескольких воздушных потоков на частицы жидкого топлива. Предлагается Л5т организация сжигания с осуществлением соударения факелов встречных форсунок. При этом интенсификация горения мазута объясняется увеличением относительной скорости встречных струй и в результате вторичным дроблением капель. Реализация метода на котельных агрегатах ,4о показала относительно невысокий уровень химического и механического недожога 0,2 0,4 и сравнительно равномерное распределение тепловых нагрузок. Однако встречное расположение распиливающих устройств в топках промышленных печей не представляется возможным. Во вращающихся печах топливо распиливается в головке печи, а в туннельных печах с боковым расположением форсунок, обжигаемая продукция транспортируется по внутреннему объему топки. В котлоагрегатах встречная установка горелок также вызывает большие трудности. Таким образом для качественного сжигания мазута с минимальным избытком воздуха актуальным является метод, позволяющий резко улучшить распыление за счет снижения вязкости и осуществления вторичного дробления капель распыленного топлива. Продукты сгорания, образующиеся при сжигании топлив, содержат вредные соединения, загрязняющие атмосферу и отрицательно сказывающиеся на здоровье людей, животных,раститегельный мир,
строительные сооружения и т. Нарастающий объем загрязнения воздушного бассейна токсинными выбросами продуктов сгорания заставляет принимать меры по борьбе с ними. Количество этих выбросов в мире за год приблизительно составляет млн. Теплоэнергетические установки, на которых сжигается большое количество жидкого топлива, являются крупными загрязнителями воздушного бассейна ,. При этом за последние два десятилетия наблюдается постоянный рост единичной мощности энергоблоков от 0 до 8оЬ МВт , Зашита атмосферного воздуха стала важной международной и государственной задачей. Многочисленные исследования по решению этой задачи проведены в нашей стране. Разработаны и изучены ряд перспективных методов 6,4,,,6, ,. К числу наиболее вредных компонентов, наряду с окислами серы и мельчайшими твердыми частицами, относятся окислы азота и канцерогенные вещества О . Установлено, что одновременное присутствие нескольких токсичных веществ приводит к суммарному воздействию. Следует заметить, что на концентрацию окислов серы почти не влияет характер топочного процесса. Образование же канцерогенных веществ и окислов азота сильно зависят от технологии сжигания. Если 1ШД окиси углерода равна 3 мгм3, а двуокиси серы 0,5 мгм3,
то этот показатель для окислов азота гораздо меньше 0,5 мгм .