Котельное топливо. Основные показатели качества согласно ГОСТам

Котельное топливо используется в паровых котлах электрос­танций, судовых, парогенераторных и котельных установках, промышленных печах различного назначения. В качестве жидко­го котельного топлива используют:

продукты переработки нефти: мазут прямой перегонки, тяже­лые фракции крекинга нефтепродуктов, остатки масляного про­изводства;

продукты переработки горючих сланцев: сланцевое масло;

продукты переработки каменных углей.

Наибольшее распространение получили котельные топлива нефтяного происхождения, тогда как продукты переработки ка­менных углей и горючих сланцев имеют меньшее значение и ис­пользуются в основном в районах расположения сланцедобывающей или коксохимической промышленности. В перспективе должно быть организовано производство жидкого котельного топли­ва из углей Канско-Ачинского бассейна.

Жидкое котельное топливо обладает радом преимуществ перед твердым: более высокая скорость и теплота сгорания (до 42,6 МДж/кг); меньшее содержание золы и влаги; возможность автоматизации процессов подачи и тем самым автоматического регулирования режимов работы котельных установок; простое устройство печей для сжигания жидкого топлива.

Применение жидкого котельного топлива позволило во много раз сократить затраты трудовых ресурсов на эксплуатацию ко­тельных установок, мартеновских печей и других нагревательных устройств.

Главным представителем жидкого котельного топлива, полу­чаемого из нефти, является мазут. Мазут - вязкая темная жидкость плотностью 0,94-1,02 г/см³, обладает высокой теплотой сгорания (около 10 000 ккал/кг или 42,6 МДж/кг).

В настоящее время нефтеперерабатывающая промышленность производит следующие марки мазута как топлива: МП, МПС (ГОСТ 14298-79); Ф-5, 40, 40В, 100 и 100В (ГОСТ 10585-99). Требования к качеству мазутов приведены в табл.4.4. Цифры 5,12, 40 и 100 означают максимальную вязкость мазута при температу­ре 50°С для марок Ф-5 и Ф-12 и при температуре 80 °С для марок 40 и 100.

Мазуты марок МП, МПС, отличающиеся по содержанию се­ры (0,5% для МП и 1,5% для МПС), используются для обеспече­ния работы мартеновских печей и других нагревательных устано­вок металлургических заводов.

Мазуты Ф-5 и Ф-12 используют в основном в судовых котельных установках, отличаются содержанием серы (2,0% для Ф-5 и 0,6% для Ф-12) и по вязкости (при 50 °С: 36 сСт для Ф-5 и 89 для Ф-12).

Мазуты 40, 40В, 100, 100В используются во всех котельных и нагревательных установках общего назначения. Буква В после цифры указывает на то, что мазуту данной марки присвоен госу­дарственный Знак качества. Для этих марок ниже вязкость, со­держание серы, механических примесей и воды.

Кроме того, выпускаются экспортные мазуты марок: М-0,8; М-2,0; М-2,5. Цифра в марке указывает на предельно допустимое процентное содержание серы в топливе. Технические условия на экспортные мазуты ТУ 38001164-73 регламентируют физи­ко-механические показатели их свойств.

Так как сжигание котельного жидкого топлива производится после распыления форсункой и смешения с воздухом, важнейши­ми характеристиками наряду с теплотой сгорания котельного топ­лива являются: вязкость; плотность; температура вспышки и зас­тывания; вредные примеси (содержание серы, механических примесей, воды); зольность.

Вязкость мазута определяет условия его транспортирования продолжительность сливных и наливных операций, эффективность работы форсунок, скорость осаждения механических приме сей и способность отстаиваться от воды. Вязкость зависит от температуры, увеличиваясь с ее понижением. Мазут, обладающий высокой вязкостью, приходится разогревать при транспортировании i использовании; при этом во избежание возникновения пожара не обходимо контролировать его температуру вспышки.

Табл. 4.4. Требования к качеству мазута. ГОСТ 10585—75

Показатели	Норма для марок
Ф-5	Ф-12
Вязкость при 50 °С, не более: условная, градусы ВУ или	5,0	12,0	-	-
кинематическая, м2/с (сСт)	36,2* 10-6 (36,2)	89 *10-6 (89)	-	-
Вязкость при 80ºС, не более: условная. градусы ВУ или	-	-	8,0	16,0
кинематическая, м2/с (сСт)	-	-	59,0* 10-6 (59,0)	118* 10-6 (118,0)
Вязкость при 100ºС, не более: условная, градусы ВУ или	-	-	-	6,8
кинематическая, м2/с (сСт)	-	-	-	50,0* 10-6 (50,0)
Динамическая вязкость при 0ºС, Па*с, не более	0,1*27	-	-	-
Зольность, %, не более, для мазута: малозольного зольного	- 0,05	- 0,10	0,04 0,12	0,05 0,14
Массовая доля механических примесей, %, не более	0,3	0,3	1,0	1,0
Содержание водорастворимых кислот и щелочей	Отсутствие
Массовая доля серы, %, не более, для мазута видов: I II III IV V VI VII	- 1.0 - 2.0 - - -	- 0.6 - - - - -	0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5	0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5
Коксуемость, %, не более	6,0	6,0	-	-
Содержание сероводорода	Отсутствие	-	-	-
Температура вспышки, ºС, не ниже: в закрытом тигле в открытом тигле	-	-	-	-
Температура застывания, ºС, не выше для мазута из высокопарафинистых нефтей	-5   -	-8   -
Теплота сгорания (низшая) в пересчете на сухое топливо (небраковочноя), кДж/кг, не менее, для мазута видов: I, II, III, IV V, VI, VII	-	-
Плотность при 20ºС, кг/м3, не более			Не нормируется. Определение обязательно

Температура вспышки мазута - температура, при которой его пары образуют с окружающим воздухом смесь, вспыхиваю­щую при поднесении к ней пламени. Эта температура резко сни­жается при попадании в мазут хотя бы весьма малого количества легких углеводородов с низкой температурой вспышки. Темпера­туру вспышки определяют стандартными методами в открытых и закрытых тиглях. Товарные мазуты должны иметь температуру вспышки не ниже 80 °С (в закрытом тигле) и 90 °С (в открытом тигле).

Плотность в сочетании с вязкостью характеризует условия отстаивания воды из мазута и осаждения механических примесей. Чем она ниже, тем быстрее будет отстаиваться вода. Например, при плотности мазута 0,95 г/см³ вода отстаивается за 100-200 ч (в зависимости от вязкости), а при 1,05 г/см³ мазут располагает­ся в резервуарах ниже воды, и отстой ее становится невозмож­ным. Показатель плотности мазута используют для определения вместимости мазутных резервуаров, выбора транспортирующих средств, расхода энергии на его перекачку и т.д.

Вредные примеси мазута - сера, вода, зола, механические примеси и т.д. В зависимости от содержания серы в исходной нефти мазут выпускают малосернистым (0,5-0,6%), сернис­тым (1,5-2,0 %) и высокосернистым (3,5%). Для уменьше­ния вредного влияния серы и улучшения сжигания мазута к не­му добавляют в небольшом количестве (0,01-0,2%) специаль­ные присадки.