Основные требования к качеству энергетических топлив и их марки

4.4.1. Газотурбинные топлива

Газотурбинные двигатели (ГТД) обладают рядом таких пре­имуществ перед поршневыми, как малые габариты и меньшая мас­са на единицу мощности, быстрый запуск и простота управления, малая потребность в охлаждающей воде, высокая надежность, возможность работать на дешевых нефтяных топливах, а также на топливах любого вида (газообразном, жидком и даже в пыле­видном твердом). Эти достоинства ГТД обусловили достаточно

Таблица 4.6 Требования к качеству реактивных топлив

Окончание табл. 4.6

широкое их использование в различных отраслях народного хо­зяйства, преимущественно в энергетике (на стационарных и пе­редвижных электрических станциях, газо- и нефтеперекачиваю­щих станциях) и некоторых видах транспорта (на речных и морс­ких судах, железнодорожных локомотивах). Главный недостаток ГТД - сравнительно низкий КПД: 24 - 27 % против 40 % у дизеля. КПД стационарных ГТД можно повысить, если использовать от­работавшие их газы для отопления или горячего водоснабжения.

Газотурбинные установки, как правило, работают на жидком углеводородном топливе утяжеленного фракционного состава, полученном при различных процессах переработки нефти. Применение таких дешевых топлив позволяет снизить стоимость энергии, получаемой на ГТД, даже при повышенном расходе топлива.

К газотурбинным топливам предъявляются значительно менее жесткие требования к качеству по сравнению с реактивными топ-ливами. Наиболее важное эксплуатационное требование к их ка-

Таблица 4.7

Требования к качеству газотурбинных и котельных топлив

* При 80 °С.

честву - низкое содержание в них ванадия, натрия и калия, вызы­вающих коррозию камер и лопаток газовых турбин. Исследовани­ями было установлено, что топлива с низким содержанием корро-зионно-активных металлов получаются на базе дистиллятных фрак­ций прямой перегонки глубокообессоленной нефти, термического и каталитического крекинга и коксования с температурой конца кипения до 480 °С.

В нашей стране выпускается 2 марки газотурбинных топлив (табл. 4.7): А - для пиковых газотурбинных установок и Б - для судо­вых и энергетических установок.

Фракционный состав для газотурбинных установок не нор­мируется, однако он косвенно регулируется требованием по вязкости и плотности. Условная вязкость при 50^СС для топлива марки А нор­мируется не более 1,6°ВУ, а для Б - 3°ВУ. Плотность при 20°С долж­на быть не более 935 кг/м³. Содержание серы допускается до 2,5 и 1,8% для марок Б и А соответственно. Зольность для всех марок дол­жна быть ниже 0,01%. Содержание ванадия нормируется не более 0,04 и 0,005% масс, для марок соответственно Б и А. Для этих марок регламентируется температура вспышки не ниже 65°С и температу­ра застывания не выше 5°С.

Удовлетворение требований по зольности и содержанию ванадия, калия и натрия достигается обычно обессоливанием исходной нефти и водной промывкой топлив. Эффективным средством борьбы с ва­надиевой коррозией является и введение присадок на основе солей меди, цинка, магния, кобальта и т.д. Практическое применение по­лучили присадки, содержащие магниевые соли синтетических жир­ных кислот С₁₉ - С₂₀ и окисленного петролатума. Они снижают ин­тенсивность ванадиевой коррозии в 4-10 раз за счет перевода низко­плавкого оксида ванадия в высокоплавкий ванадат магния Mg₃(V0₄)₂.

4.4.2. Котельные топлива

В нашей стране котельные топлива являются наиболее массовым нефтепродуктом. Однако в связи с интенсивной газификацией ко­тельных установок или переводом их на твердые виды топлива про­изводство котельных топлив будет непрерывно сокращаться.

Паротурбинные установки эксплуатируются в различных об­ластях техники, на электростанциях, морских и речных судах, в же­лезнодорожном транспорте, в насосных и т.д. Топлива для топок су­довых и стационарных котельных установок, а также для промыш­ленных печей (мартеновских и других) получают смешением тяже­лых фракций и нефтяных остатков, а также остатков переработки углей и сланцев. Наиболее широко применяют котельные топлива нефтяного происхождения. Качество котельных топлив нормирует-

ся следующими показателями: вязкость - показатель, позволяющий определить мероприятия, которые требуются для обеспечения сли­ва, транспортировки и режима подачи топлива в топочное простран­ство. От условий распыливания топлива зависит полнота испарения и сгорания топлива, КПД котла и расход горючего. Величина вязко­сти топлива оценивается в зависимости от его марки при 50 и 80°С в °ВУ. Температура вспышки определяет условия обращения с топли­вом при производстве, транспортировке, хранении и применении. Не рекомендуется разогревать топочные мазуты в открытых храни­лищах до температуры вспышки. Основную массу котельных топ-лив производят на основе остатков сернистых и высокосернистых нефтей. При сжигании сернистых топлив образуются окислы серы, которые вызывают интенсивную коррозию металлических поверх­ностей труб, деталей котлов и, что недопустимо, загрязняют окру­жающую среду. Для использования в технологических котельных установках, таких, как мартеновские печи, печи трубопрокатных и сталепрокатных станов и т.д., не допускается применение высоко­сернистых котельных топлив.

В нашей стране выпускаются следующие марки котельных топ­лив (см. табл. 4.7):

1) флотские мазуты марок Ф-5 и Ф-12. Ф-5 получают смешени­ем мазута и гудрона сернистых нефтей с дистиллятными фракция­ми прямой перегонки и вторичных процессов. Содержание серы в них допускается до 2%. Ф-12 представляет собой смесь дистиллят-ных и остаточных продуктов переработки малосернистых нефтей. Содержание серы в нем допускается до 0,6%. Флотские мазуты Ф-5 и Ф-12 различаются между собой по вязкости. Вязкость условная при 50°С для этих марок нормируется соответственно не более 5 и 12°ВУ;

2) топочные мазуты 40 и 100 - являются наиболее массовыми котельными топливами. Они предназначаются для всех котельных и нагревательных установок общего назначения. По содержанию серы выпускают топлива: малосернистые от 0,5 до 1,0%, сернистые -от 1,0 до 2 % и высокосернистые до 3,5 %;

3) топливо для мартеновских печей. Вырабатывают две марки: МП - малосернистое (до 0,5 %) и МПС - сернистое (до 1,5 %).

Отечественные котельные топлива, хотя по качеству пример­но соответствуют зарубежным аналогам, однако недостаточно полно удовлетворяют потребностям по целому ряду показателей:

содержанию серы и механических примесей, зольности и темпе­ратуре застывания высокопарафинистых мазутов. Отечественные котельные топлива по сравнению с зарубежными содержат зна­чительное количество разбавителей - ценных дизельных фрак­ций, что обусловливается нехваткой мощностей висбрекинга, с одной стороны, и отсутствием депрессорных присадок - с другой. Во ВНИИ НП разработаны и испытаны весьма эффективные деп-рессорные присадки к мазутам на основе сополимеров этилена и винилацетата двух марок: ВЭС-407 и ВЭС-488. Однако до настоя­щего времени их промышленное производство не организовано. Нашей промышленностью в недостаточных количествах (пример­но на одну треть от потребности) производятся исключительно нужные для повышения качества котельных топлив присадки, такие, как детергентно-диспергирующие (ВНИИ НП-102 для флотских мазутов), многофункциональные (ВНИИ НП-106 М для высокосернистых котельных топлив), антикоррозионные (Поли­фен) и др.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: