Один из важнейших показателей качества котельных топлив положенный в основу маркировки мазута
Обновлено: 18.05.2024
Котельные топлива. Получение. Физико – химические показатели качества топлива
Для небольших теплопотребителей источником теплоты служат промышленные и отопительные котельные. Удельный вес их в балансе теплоснабжения составляет значительно большую часть. Несмотря на строительство крупных тепловых электростанций, с каждым годом увеличивается выпуск и улучшаются конструкции котлоагрегатов малой и средней мощности, повышаются надежность и экономичность котельного оборудования, снижается металлоемкость на единицу мощности, сокращаются сроки и затраты на производство строительно-монтажных работ.
Содержание работы
1. Котельное топливо. Виды котельных топлив. ……………. ………. 4
3. Физико – химические показатели качества топлива. 12
4. Основные эксплуатационные характеристики котельных и тяжелых топлив. 18
Список использованной литературы…………………….………………….21
Содержимое работы - 1 файл
рефер по химии.doc
Совместимость топлив.
Данный показатель характеризует устойчивость топлива к коагуляции и расслоению при смешении с другими марками топлив в процессе хранения и эксплуатации.
Коррозионная активность топлив.
Надежная работа двигательной установки во многом определяется совместимостью топлива и конструкционных материалов, которую принято оценивать, в случае остаточных топлив, коррозионной активностью, определяемой, в свою очередь, содержанием сернистых соединений, водорастворимых кислот и щелочей, а также коррозионно-активных металлов.
Защитные свойства топлив.
Антикоррозионные свойства оцениваются эффектом воздействия обычной и морской воды на металлы в присутствии топлива. Контроль этих свойств весьма важен, поскольку специфика хранения и эксплуатации разрабатываемых топлив, их высокая вязкость и низкие деэмульгирующие свойства создают благоприятные условия для электрохимической коррозии.
Суть квалификационных методов оценки защитных свойств состоит в оценке изменения массы металлических тел, подвергающихся воздействию пресной или морской воды.
Стабильность топлив.
Для компаундированных систем, какими являются разрабатываемые топлива, данное качество принято оценивать временем расслаивания и выпадения второй фазы, которые определяются по выпадению осадка из топлива при центрифугировании.
В качестве критерия стабильности используется фактор устойчивости, определяемый отношением концентраций асфальтенов в слоях, отстоящих на определенном расстоянии друг от друга в направлении градиента центробежного поля.
Прокачиваемость топлив.
Определяющим этот показатель являются вязкостно-температурные свойства, содержание воды, механических примесей и ПАВ.
Низкотемпературные свойства.
Характеризуют условия слива и перекачки топлива. Они зависят от двух основных факторов: качества перерабатываемой нефти и способа получения топлива. Тяжелые моторные топлива, получаемые смешением остаточных и дистиллятных фракций, довольно не стабильны, их tпри хранении может повышаться на 4—15°С. Это явление присуще только топливам, содержащим остаточные компоненты — такие, как флотский мазут Ф-5, моторное топливо ДТ и ДМ и экспортный мазут. Полагают, что повышение tзаст при хранении (регрессия) обусловлено взаимодействием парафиновых углеводородов и асфальтено-смолистых веществ с образованием более жесткой кристаллической структуры. Это свойство топлив очень затрудняет их применение и не позволяет гарантировать соответствующее качество после хранения и транспортирования.
Большое влияние на tзаст оказывают температура нагрева, скорость охлаждения, наличие или отсутствие перемешивания и даже диаметр сосуда, в котором она определяется. Для котельных топлив tзаст изменяется в зависимости от условий термической обработки.
4.Основные эксплуатационные характеристики котельных и тяжелых топлив
Эксплуатационные характеристики определяются поведением топлива в условиях хранения, транспортировки и эксплуатации. Эти показатели определяются следующими физико-химическими характеристиками:
1. Вязкость - определяет методы и продолжительность сливно-наливных операций, условия перевозки и перекачки, гидравлическое сопротивление при транспортировке по трубопроводам и эффективность работы форсунок. От вязкости будет зависеть способность отстаивания от воды, чем выше вязкость, тем труднее отделяется вода. По химическому составу все темные топлива отличаются наличием твердых парафинов, асфальто-смолистых веществ.
2. Содержание серы - нормы по содержанию серы определяются характеристиками нефти, из которой получен мазут. Сера в легких дистиллятах темных топлив содержится в виде различных соединений. В остаточных фракциях сера неактивная: сульфиды, теофены, теофаны. Наличие в дымовых газах SO3 повышает температуру начала конденсации газа (повышает точку росы), в результате чего на поверхностях котлов конденсируются капли серной кислоты.
3. Теплота сгорания - от теплоты сгорания зависит расход топлива, измеренного кДж/кг, т.е. это выделение тепла на единицу топлива. ГОСТом нормируется низшая теплота сгорания - это теплота сгорания, не учитывающая расход тепла на конденсацию паров воды. Высшая теплота сгорания - это теплота сгорания, учитывающая затраты тепла на конденсацию воды. Теплота сгорания зависит от химического состава и от соотношения углерод-водород. Кроме того, низшая теплота сгорания зависит от содержания сернистых соединений. Для топлив высокосернистых она ниже, чем для малосернистых. Для котельных топлив низшая теплота сгорания QH=39900-41580 дж/кг, при ρ=940-970 кг/м3.
4. Температура застывания - характеризует условия хранения, слива и перекачки. Зависит от качества перерабатываемой нефти и от способа получения топлива. Для топочных мазутов М-40 и М- 100 температура застывания должна быть до +250С.
5. Температура вспышки для флотских мазутов определяют в закрытом тигле (не ниже 75-80°С), для котельных топлив определяют в открытом тигле (не ниже 90-100°С).
6. Содержание примесей - содержание примесей воды, механических примесей, определение зольности. Показатель зольности характеризует содержание в топливе солей металла.
Котельная как источник теплоснабжения с точки зрения энергоэкологической эффективности представляет предприятие, где топливо должно использоваться с максимальной эффективностью и с минимальным ущербом для окружающей среды. Количественная оценка этих часто мало совместимых факторов представляет возможность найти те направления и технологии, которые бы обеспечили эффективность работы котельной.
В настоящее время топочный мазут является одним из самых распространенных видов топлив в промышленной энергетике. В большинстве своем потребитель получает мазут с повышенным содержанием влаги. Обводненный мазут, содержащий твердые фракции, имеющий повышенную температуру вспышки и другие отклонения от норм, нарушает режим горения, загрязняет поверхности нагрева, повышает недожог топлива, образует отложения несгоревших частиц кокса по газовому тракту, может привести к обрыву факела и аварийной остановке оборудования.
Комплексным решением этих проблем является метод предварительной подготовки мазутного топлива к сжиганию путем разрушения структур, находящихся в его составе, и создания однородно распределенной мелкодисперсной топливной эмульсии, не поддающейся разрушению и расслоению.
Список использованной литературы
1. Деев Л.В., Балахничев Н.А., Котельные установки и их обслуживание. М.,1990 г.
2. Зах Р.Г., Котельные установки; М., «Энергия», 1968 г.
3. Киселев Н.А., Котельные установки. 1979 г.
4. Хараз Д.И., Псахис В.И., Пути использования вторичных энергоресурсов в химическом производстве. 1996 г.
Один из важнейших показателей качества котельных топлив положенный в основу маркировки мазута
Petroleum fuel. Mazut. Specifications
Дата введения 2015-01-01
Предисловие
Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"
Сведения о стандарте
1 РАЗРАБОТАН Открытым акционерным обществом "Всероссийский научно-исследовательский институт по переработке нефти" (ОАО "ВНИИ НП"), Техническим комитетом по стандартизации ТК 31 "Нефтяные топлива и смазочные материалы"
2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 14 ноября 2013 г. N 44)
За принятие проголосовали:
Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97
Код страны по МК (ИСО 3166) 004-97
Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
Минэкономразвития Республики Армения
6 ИЗДАНИЕ (август 2020 г.) с Поправкой* (ИУС 4-2015), Изменением 1 (ИУС 5-2017), Изменением N 2 (ИУС 1-2020)
Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта и изменений к нему на территории указанных выше государств публикуется в указателях национальных стандартов, издаваемых в этих государствах, а также в сети Интернет на сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации.
В случае пересмотра, изменения или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации в каталоге "Межгосударственные стандарты"
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на мазут, получаемый из продуктов переработки нефти и газоконденсатного сырья либо в результате вторичных процессов их переработки и предназначенный для применения в качестве топлива для транспортных средств, стационарных котельных и технологических установок.
Разрешается использование присадок, улучшающих качество мазутов.
Классификация групп продукции на территории Российской Федерации по Общероссийскому классификатору продукции по видам экономической деятельности (ОКПД2), предназначенная для обеспечения достоверности, сопоставимости и автоматизированной обработки информации о продукции, приведена в приложении А.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:
ГОСТ 12.1.007 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности
ГОСТ 12.1.018 Система стандартов безопасности труда. Пожаровзрывобезопасность статического электричества. Общие требования
ГОСТ 12.1.044 Система стандартов безопасности труда. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения
ГОСТ 12.4.011 Система стандартов безопасности труда. Средства защиты работающих. Общие требования и классификация
ГОСТ 12.4.021 Система стандартов безопасности труда. Системы вентиляционные. Общие требования
ГОСТ 12.4.034 Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты органов дыхания. Классификация и маркировка
ГОСТ 12.4.068 Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты дерматологические. Классификация и общие требования*
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 12.4.301-2018 "Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты дерматологические. Общие технические условия"
ГОСТ 12.4.103 Система стандартов безопасности труда. Одежда специальная защитная, средства индивидуальной защиты ног и рук. Классификация
ГОСТ 12.4.310 Система стандартов безопасности труда. Одежда специальная для защиты работающих от воздействия нефти и нефтепродуктов. Технические требования
ГОСТ 17.2.3.02 Правила установления допустимых выбросов загрязняющих веществ промышленными предприятиями*
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 58577-2019 "Правила установления нормативов допустимых выбросов загрязняющих веществ проектируемыми и действующими хозяйствующими субъектами и методы определения этих нормативов".
ГОСТ 33 Нефть и нефтепродукты. Прозрачные и непрозрачные жидкости. Определение кинематической и динамической вязкости
ГОСТ 1437 Нефтепродукты темные. Ускоренный метод определения серы
ГОСТ 1461 Нефть и нефтепродукты. Метод определения зольности
ГОСТ 1510 Нефть и нефтепродукты. Маркировка, упаковка, транспортирование и хранение
ГОСТ 2477 Нефть и нефтепродукты. Метод определения содержания воды
ГОСТ 2517 Нефть и нефтепродукты. Методы отбора проб
ГОСТ 4333 (ISO 2592:2000) Нефтепродукты. Методы определения температур вспышки и воспламенения в открытом тигле
ГОСТ 6258 Нефтепродукты. Метод определения условной вязкости
ГОСТ 6307 Нефтепродукты. Метод определения наличия водорастворимых кислот и щелочей
ГОСТ 6356 Нефтепродукты. Метод определения температуры вспышки в закрытом тигле
ГОСТ 6370 Нефть, нефтепродукты и присадки. Метод определения механических примесей
ГОСТ 19932 (ИСО 6615-93) Нефтепродукты. Определение коксуемости методом Конрадсона
ГОСТ 20287 Нефтепродукты. Методы определения температур текучести и застывания
ГОСТ 21261 Нефтепродукты. Метод определения высшей теплоты сгорания и вычисление низшей теплоты сгорания
ГОСТ 31391 Нефтепродукты. Прозрачные и непрозрачные жидкости. Метод определения кинематической вязкости и расчет динамической вязкости**
** На территории Российской Федерации не действует.
ГОСТ 31392 Нефть и нефтепродукты. Метод определения плотности, относительной плотности (удельного веса) и плотности в градусах API ареометром**
** На территории Российской Федерации не действует.
ГОСТ 31873-2012 Нефть и нефтепродукты. Методы ручного отбора проб
ГОСТ 32055 Нефтепродукты и материалы битумные. Определение содержания воды с помощью перегонки
ГОСТ 32139 Нефть и нефтепродукты. Определение содержания серы методом энергодисперсионной рентгенофлуоресцентной спектрометрии
ГОСТ 32392 Нефтепродукты. Определение коксового остатка микрометодом
ГОСТ 32505 Топлива нефтяные жидкие. Определение сероводорода
ГОСТ 33192-2014 Нефтепродукты и другие жидкости. Метод определения температуры вспышки на приборе Тага с закрытым тиглем**
** На территории Российской Федерации не действует.
ГОСТ 33198 Топлива нефтяные. Определение содержания сероводорода. Экспресс-методы жидкофазной экстракции
ГОСТ 33359-2015 Топлива остаточные. Определение прямогонности. Определение кривой дистилляции при давлении 0,133 кПа (1 мм рт.ст.)
ГОСТ 33701-2015 Определение и применение показателей точности методов испытаний нефтепродуктов
ГОСТ 34192-2017 Нефтепродукты. Определение коксового остатка по Конрадсону
ГОСТ 34210-2017 Топлива нефтяные. Определение теплоты сгорания в калориметрической бомбе
ГОСТ ISO 2719 Нефтепродукты и другие жидкости. Определение температуры вспышки. Методы с применением прибора Пенски-Мартенса с закрытым тиглем
ГОСТ ISO 3675-2014 Нефть сырая и нефтепродукты жидкие. Лабораторный метод определения плотности с использованием ареометра
ГОСТ ISO 3733 Нефтепродукты и битуминозные материалы. Определение воды дистилляцией
ГОСТ ISO 6245-2016 Нефть и нефтепродукты. Определение содержания золы
ГОСТ ISO 8754 Нефтепродукты. Определение содержания серы методом энергодисперсионной рентгенофлуоресцентной спектрометрии
ГОСТ ISO 12185 Нефть и нефтепродукты. Определение плотности с использованием плотномера с осциллирующей U-образной трубкой*
* На территории Российской Федерации не действует.
ГОСТ ISO 10370 Нефтепродукты. Определение коксового остатка (микрометод)*
Один из важнейших показателей качества котельных топлив положенный в основу маркировки мазута
Oil fuel. Mazut. Specifications
МКС 75.160.20
ОКП 02 5210
Дата введения 2001-01-01
1 РАЗРАБОТАН Межгосударственным техническим комитетом МТК 31 "Нефтяные топлива и смазочные материалы" (Всероссийским научно-исследовательским институтом по переработке нефти (ОАО "ВНИИ НП"), Всероссийским теплотехническим научно-исследовательским институтом (АООТ "ВТИ")
ВНЕСЕН Госстандартом России
2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 15 от 28 мая 1999 г.)
За принятие проголосовали:
Наименование национального органа по стандартизации
Госстандарт Республики Казахстан
Главная государственная инспекция Туркменистана
ВНЕСЕНЫ поправки, опубликованные в ИУС N 7, 2001 год, ИУС N 12, 2007 год
Поправки внесены изготовителем базы данных
* Действуют только на территории Российской Федерации.
Изменения N 1, 2, 3 внесены изготовителем базы данных
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на мазут, получаемый из продуктов переработки нефти, газоконденсатного сырья и предназначенный для транспортных средств, стационарных котельных и технологических установок.
Обязательные требования к качеству продукции, обеспечивающие ее безопасность для жизни, здоровья и имущества населения, охраны окружающей среды, изложены в 4.3 и разделах 6 и 7.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны
ГОСТ 12.1.007-76 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности
ГОСТ 12.1.044-89 (ИСО 4589-84) Система стандартов безопасности труда. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения
ГОСТ 12.4.011-89 Система стандартов безопасности труда. Средства защиты работающих. Общие требования и классификация
ГОСТ 12.4.021-75 Система стандартов безопасности труда. Системы вентиляционные. Общие требования
ГОСТ 12.4.034-2001 (ЕН 133-90) Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты органов дыхания. Классификация и маркировка
ГОСТ 12.4.103-83 Система стандартов безопасности труда. Одежда специальная защитная, средства индивидуальной защиты ног и рук. Классификация
ГОСТ 12.4.111-82 Система стандартов безопасности труда. Костюмы мужские для защиты от нефти и нефтепродуктов. Технические условия
ГОСТ 12.4.112-82 Система стандартов безопасности труда. Костюмы женские для защиты от нефти и нефтепродуктов. Технические условия
ГОСТ 17.2.3.02-78 Охрана природы. Атмосфера. Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями
ГОСТ 33-2000 (ИСО 3104-94) Нефтепродукты. Прозрачные и непрозрачные жидкости. Определение кинематической вязкости и расчет динамической вязкости
Один из важнейших показателей качества котельных топлив положенный в основу маркировки мазута
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
Oil fuel. Mazut.
Specifications
Дата введения 1977-01-01
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности СССР
Т. X. Мелик-Ахназаров, канд. техн. наук; В. В. Булатников, канд. техн. наук; Т. Н. Митусова, канд. техн. наук; П. С. Дейнеко, канд. техн. наук (руководители темы); И. А. Пугач, канд. хим. наук; С. А. Бнатов, канд. хим. наук; И. X. Городничева
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 11.09.75 № 2378
3. Стандарт в части мазута марок 40 и 100 полностью соответствует СТ СЭВ 6170-88
4. Взамен ГОСТ 10585-63, ГОСТ 5.1712-72, кроме топлива для мартеновских печей
ХИМИЯ НЕФТИ
Топочные мазуты представляют собой одну из основных разновидностей тяжелого жидкого топлива, включающего также флотский мазут и мазут - топливо мартеновских печей (печное топливо). Котельные топлива применяют в стационарных паровых котлах, в промышленных печах. Тяжелые моторные и судовые топлива используют в судовых энергетических установках.
Топочные мазуты, как и другие виды жидкого нефтяного топлива, получают на нефтеперерабатывающих заводах, либо в процессе прямой перегонки нефти, либо при высокотемпературной переработке ее промежуточных фракций (крекинг-процессе). По способу производства различают прямогонные мазуты и крекинг-мазуты.
представляет собой смесь тяжелых нефтяных остатков прямой перегонки нефти с ее маловязкими фракциями. Подмешивание дистиллятов к тяжелому остатку необходимо для поддержания вязкости мазута в пределах требований стандарта.
представляет собой тяжелый высоковязкий остаток крекинг-процесса.
К судовым топливам относят дистиллятное топливо ТМС по ТУ 38.101567-87 и остаточные топлива СВТ, СВЛ, СВС по ТУ 38.1011314-90.
Требования к характеристикам топочного мазута по ГОСТ 10585-99.Флотский мазут марки Ф-5 получают смешением продуктов прямой перегонки нефти: 60-70% прямогонного мазута и 30-40% дизельного топлива с добавлением депрессорной присадки. Допускается использование в его составе до 22% керосиново-газойлевых фракций вторичных процессов, в том числе легкого газойля каталитического и термического крекинга.
В небольшом количестве в качестве жидкого котельного топлива используются остатки перегонки смол, получаемых при термической переработке углей и горючих сланцев (угольные и сланцевые мазуты).
Требования к технологическому экспортному топливу
Кроме флотских и топочных мазутов промышленность выпускает технологическое экспортное топливо по ТУ 38. 001361-87 четырех марок: Э-2, Э-3, Э-4, Э-5. Это топливо изготовляют только из продуктов прямой перегонки нефти.
Характеристики технологического экспортного топлива по ТУ 38.001361-87.| Параметры | Марка топлива | |||
| Э-2 | Э-3 | Э-4 | Э-5 | |
| Плотность при 20°С, кг/м 3 , не более | 920 | 930 | 965 | 965 |
| Вязкость условная при 80°С, о ВУ, не более | 2,0 | 3,0 | 4,0 | 5,0 |
| Зольность, % (масс.), не более | 0,02 | 0,05 | 0,1 | 0,1 |
| Суммарное содержание серы, % (масс.), не более: | 1,5 | 1,5 | 4,5 | 4,5 |
| Содержание, % (масс.), не более: | ||||
| механических примесей | 0,05 | 0,05 | 0,2 | 0,2 |
| воды | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 |
| ванадия | 0,001 | 0,002 | 0,012 | 0,020 |
| Температура, о С: | ||||
| застывания, не выше | 15 | 15 | 15 | 15 |
| вспышки в закрытом тигле, не ниже | 65 | 65 | 75 | 75 |
| Низшая теплота сгорания, кДж/кг, не менее | 40402 | 40402 | 40402 | 40402 |
Требования к топливу для судовых энергетических установок
Для судовых энергетических установок вырабатывают несколько видов топлив, в том числе моторное топливо по ГОСТ 1667-68, судовое маловязкое топливо по ТУ 38.101567-87 и судовое высоковязкое топливо по ТУ 38.1011314-90.
ГОСТ 1667-68 распространяется на топливо для среднеоборотных и малооборотных дизелей, получаемое из продуктов переработки нефтей. В зависимости от качественных показателей устанавливаются следующие марки моторного топлива:
- ДТ - применяется для среднеоборотных и малооборотных дизелей;
- ДМ - применяется для судовых малооборотных дизелей.
Требования к топливу для газотурбинных установок
Для газотурбинных установок получают нефтяное топливо из дистиллятов вторичных процессов и прямой перегонки нефти путем компаундирования легких газойлей коксования, каталитического крекинга и прямогонных фракций дизельного топлива (180-420°С). В газотурбинном топливе строго ограничивается содержание ванадия и серы. Наличие ванадия приводит к высокотемпературной ванадиевой коррозии лопаток газовой турбины, а сера усиливает ванадиевую коррозию железных сплавов.
По ГОСТ 10433-75 вырабатывают две марки топлива:
- топливо марки А - для пиковых энергетических установок;
- топливо марки Б - для судовых и других газотурбинных установок.
| Параметры | Марка топлива | Параметры | Марка топлива | ||
| А | Б | А | Б | ||
| Условная вязкость при 50 °С, град, не более | 1,6 | 3,0 | Содержание водорастворимых кислот и щелочей | отсутствие | |
| Теплота сгорания низшая, кДж/кг, не менее | 39800 | 39800 | Массовая доля механических примесей, %, не более | 0,02 | 0,03 |
| Зольность, %, не более | 0,01 | 0,01 | Температура вспышки, определяемая в закрытом тигле, °С, не ниже | 65 | 62 |
| Массовая доля ванадия, %, не более | 0,00005 | 0,0004 | Массовая доля воды, %, не более | 0,1 | 0,5 |
| Массовая доля суммы натрия и калия, %, не более | 0,0002 | - | Температура застывания, °С, не выше | 5 | 5 |
| Массовая доля кальция, %, не более | 0,0004 | - | Йодное число, г йода на 100 г топлива, не более | - | 45 |
| Массовая доля серы, %, не более | 1,8 | 1,0 | Плотность при 20 °С, кг/м 3 , не более | - | 935 |
| Содержание сероводорода | отсутствие | Массовая доля свинца или %, не более | Отсутствие 0,0001 | - | |
| Коксуемость, %, не более | 0,2 | 0,5 | |||
Влияние параметров на эксплуатацию жидких топлив
Печное бытовое топливо предназначено для сжигания в отопительных установках небольшой мощности, расположенных непосредственно в жилых помещениях, а также в теплогенераторах средней мощности, используемых в сельском хозяйстве для приготовления кормов, сушки зерна, фруктов, консервирования и других целей. По фракционному составу оно может быть несколько тяжелее дизельного топлива, в нем не нормируются цетановое и йодное числа, температура помутнения. Печное бытовое топливо может содержать до 1,1 % серы.
В северных районах страны при работе на печном топливе в зимний период наблюдается потеря текучести на линии подачи топлива в отопительные установки, а также забивка парафинами фильтров грубой очистки.
В период с 1 апреля по 1 сентября допускается производство топлива с температурой застывания не выше -5 °С.
Требования, предъявляемые к качеству котельных, тяжелых моторных, судовых, газотурбинных и печных топлив, устанавливающие условия их применения, определяются такими показателями качества, как содержание воды, механических примесей, зольность, содержание серы, вязкость, температуры застывания и вспышки, теплота сгорания.
Механические примеси засоряют фильтры и форсунки, препятствуя процессу распыления топлива. Установлены требования к массовому содержанию механических примесей: для М-40 - не более 0,5%, М-100 - не более 1,0%. Фактически топочные мазуты вырабатывают с более низким содержанием механических примесей - до 0,2%.
Минеральные примеси в мазутах представляют собой в основном соли щелочных металлов (растворенные в воде, извлеченной из пластов вместе с нефтью), а также продукты коррозии резервуаров и трубопроводов. При сжигании мазута минеральные примеси трансформируются в оксиды, образующие большую или меньшую часть золы мазута. Другая ее часть образуется при сгорании металлорганических соединений, входящих непосредственно в состав горючей массы мазута. В состав этих соединений входят атомы металлов: ванадия, никеля, железа и др. Их содёржание увеличивается в тяжелых фракциях нефти, особенно в мазуте.
Зольность топочных мазутов весьма незначительна и обычно не превышает 0,1 % (масс.).
Содержание воды в мазутах колеблется в пределах от 0,5 до 3 - 5% (масс.), а в отдельных случаях и выше (обводненные мазуты).
Влага в мазуте усложняет эксплуатацию мазутного хозяйства и может привести к расстройству режима горения мазута из-за возможного образования водных пробок, прерывающих равномерную подачу топлива к форсункам.
Повышенное содержание воды в сернистых мазутах помимо всего прочего увеличивает коррозионное разрушение мазутопроводов и аппаратуры вследствие растворения в воде некоторых агрессивных сернистых соединений, например сероводорода, с образованием сернистой кислоты.
Сера входит в состав мазута главным образом в виде сероорганических соединений и в меньшей степени она присутствует в виде сероводорода и меркаптановой серы, поэтому коррозионная агрессивность сернистых мазутов ниже, чем сернистых светлых нефтепродуктов.
Вязкость относится к числу важнейших показателей качества для котельных и тяжелых моторных топлив, в связи с чем она положена в основу маркировки мазута. Ею определяются способы и продолжительность сливных и наливных операций, условия транспортировки топлива и эффективность работы форсунок. Вязкость влияет на скорость осаждения механических примесей при хранении, транспортировке и подогреве мазута, а также на полноту отстаивания его от воды.
Котельные и тяжелые моторные топлива являются структурированными системами. Для их характеристики, особенно при выполнении сливно-наливных операций, помимо ньютоновской вязкости необходимо учитывать реологические свойства топлив. Вязкость при низких температурах определяют по ГОСТ 1929-87 с помощью ротационного вискозиметра «Реотест».
Температура вспышки, как и температура воспламенения, позволяет судить о составе и качестве жидкого топлива и определяет требования к пожарной безопасности остаточных топлив. Использование жидких топлив с низкой температурой вспышки сопряжено с рядом трудностей:
- возрастает пожарная опасность;
- ухудшаются условия труда вследствие выделения вредных паров;
- возникают перебои при всасывании мазутов насосами;
- возможно вспенивание мазутов при подогреве, особенно, если мазуты обводнены.
Поэтому не следует нагревать мазуты до температуры, близкой к температуре вспышки. Для топлив, используемых в судовых энергетических установках, нормируется температура вспышки в закрытом тигле (>75-80°С), для котельных топлив - в открытом тигле (> 90- 100°С). Температура воспламенения жидкого топлива обычно ненамного превышает температуру вспышки. Для одного и того же нефтепродукта разность этих температур составляет не более 60-70°С. Температура самовоспламенения мазутов находится в пределах 500-600°С. В присутствии катализаторов и при обогащении воздуха кислородом температура самовоспламенения заметно снижается.
Как и вязкость, температура застывания характеризует условия слива и перекачки топлива. Этот показатель зависит от качества перерабатываемой нефти и способа получения топлива. Для топочных мазутов М-40 и М-100 температура застывания находится в пределах 22-25°С и практически постоянна при хранении топлива. Тяжелые моторные топлива, получаемые смешением остаточных и дистиллятных фракций, довольно нестабильны, их температура застывания при хранении котельного топлива может повышаться на 4-15°С (Ф-5, ДТ, ДМ), что очень затрудняет их применение и не позволяет гарантировать качество. Изготовитель предусматривает гарантии: по истечении трех месяцев хранения температура застывания не должна превышать установленного стандартом значения -5 °С для флотского мазута и моторного топлива. Высокой температурой застывания характеризуются мазуты прямой перегонки и крекинг-остатки (от 25 до 34°С). Температура застывания повышается с увеличением содержания асфальтенов в топливе. Для снижения температуры застывания применяют депрессорные присадки, синтезированные на основе сополимера этилена с винилацетатом.
Теплота сгорания является важной характеристикой топлива. От нее зависит расход топлива, особенно топлив, применяемых в судовых энергетических установках, так как при заправке топливом с более высокой теплотой сгорания увеличивается дальность плавания. Теплота сгорания горючей массы мазута зависит от соотношения главных горючих элементов С и Н, а также от содержания S, О и N, являющихся своего рода внутренним балластом мазута. Стандарты на котельные топлива регламентируют низшую теплоту сгорания. Для котельных топлив она находится в пределах 39906-41454 кДж/кг при плотности 940- 970 кг/м 3 . Теплота сгорания высокосернистых топлив всегда ниже, чем сернистых или малосернистых. Присутствие в составе мазута нефтяных смол и асфальтенов, характеризующихся пониженным отношением Н/С и высоким содержанием серы и кислорода, снижает теплоту сгорания топлива.
Требования к жидким топливам по Техническому регламенту
Для приведения топлив выпускаемых в РФ к требованиям экологических стандартов Евро-2,3,4,5 5 сентября 2008 г. в соответствие с Постановлением Правительства Российской Федерации от 27 февраля 2008 г. N 118 г. в силу вступил Технический регламент "О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и топочному мазуту".
Массовая доля серы в топочном мазуте, применяемом в котельных установках, не оборудованных устройствами для очистки дымовых газов, не должна превышать 3%.
Массовая доля серы в топочном мазуте, не должна превышать 3,5%.
Температура вспышки в открытом тигле топочного мазута не должна быть меньше 90°С.
Производство судового топлива по показателю "массовая доля серы, не более" осуществляется:
- с показателем 3,5% - до 31 декабря 2010 г.;
- с показателем 2% - до 31 декабря 2012 г.;
- с показателем 1,5% - с 1 января 2013 г.
Температура вспышки в закрытом тигле судового топлива не должна быть меньше 61°С.
Виды топочного (котельного) мазута
Топочный мазут – разновидность нефтепродукта, который получают из тяжелых остатков нефти, угля и горючих сланцев. Его используют в котельных и системах отопления в разных областях: судоходной, промышленной, энергетической. Предлагаем рассмотреть подробнее топочный мазут, его характеристики и свойства, влияющие на возможности и особенности применения продукта как котельного топлива.
Какие виды топочного мазута существуют
Внешне топочный мазут – это темно-коричневая жидкость вязкой консистенции. Ее свойства определяются качеством нефти, которая была использована при производстве. В соответствии с ГОСТ 10585-2013 выпускается несколько видов топочного мазута, которые различаются по вязкости и ряду других характеристики. Основным критерием классификации выступает назначение нефтепродукта. По этому признаку, согласно п. 3.1 ГОСТ 10585-2013, выделяются следующие виды топочного мазута:
Важные характеристики топочного мазута
В зависимости от вида топочный мазут имеет определенные технические характеристики. Марки М-100 и М-40 различаются по условной вязкости, температуре вспышки и застывания. М100 – высоковязкий продукт, а М-40 – маловязкий. Еще разница этих видов топочного мазута может заключаться в содержании серы. Ее количество во многом определяется исходной нефтью. Но объем серы всегда больше, чем в нефти, поскольку она концентрируется в тяжелых остаточных продуктах.
Схема переработки нефти и получения различных нефтепродуктов
Характеристики топочного мазута М-100:
- Условная вязкость – не более 6,6 мм 2 /с при максимально допустимом значении 6,8 мм 2 /с. Эта характеристика топочного мазута определяет несколько его эксплуатационных свойств, включая текучесть и удобство при транспортировке, перекачке, сливе и сжигании.
- Температура застывания – не выше 25-42 °C. При значении, близком к температуре застывания, образуются псевдокристаллические структуры, которые понижают текучесть, затрудняют слив и транспортировку по трубопроводам.
- Содержание серы – не более 0,5-3,5%. Эта характеристика топочного мазута делит его на 7 категорий – с содержание серы от 0,5 до 3,5% с шагом в 0,5%. Еще по этому критерию выделяют малосернистый (до 1%) и высокосернистый (1-3,5%) нефтепродукты. Чем выше показатель, тем быстрее изнашиваются металлические детали котельного оборудования. Причина в том, что активная сера вызывает коррозию.
- Плотность – 0,980-0,998 кг/м 3 (ГОСТ 10585-2013 не нормирует данную характеристику топочного мазута). Но это важный параметр, определяющий качество горючего и указывающий на способность отстаивания от воды, которая может поступать при морской перевозке или нагревании с использованием сухого пара и ухудшать качество топлива. Чтобы избавиться от лишней воды, применяют специальное оборудование, которое повышает плотность мазута и позволяет ему отделиться от нее.
- Зольность – не выше 0,044% (допустимое значение составляет 0,05%). Показатель качества именно зольность, не превышающая 0,1%. Это важно, поскольку чем больше это значение, тем ниже теплоотдача при сгорании горючего, из-за чего увеличивается его объем. В результате снижается теплопроизводительность и экономичность котлоагрегаторов.
- Температура вспышки – 132 °C при минимальном обязательном значении для марки М100, равном 110 °C. Это температура, при которой пары мазута образуют с окружающим воздухом смесь, способную воспламениться при поднесении огня. От этого показателя зависит степень пожароопасности. Чем выше температура вспышки, тем более безопасно использование нефтепродукта.
Характеристики топочного мазута М-40 несколько отличаются. Разница прослеживается в следующих параметрах:
- Зольность – не выше 0,04%.
- Температура вспышки – 90 °C.
- Температура застывания – не выше 10 °C.
М-40 – средневязкий нефтепродукт, вязкость которого определяют при 80 °C, а не при 100 °C, как у М-100.
Выводы. Советы специалиста
Таким образом, топочный мазут – нефтепродукт, используемый как горючее для теплогенераторов, котельных, технологических установок и производственных печей. В соответствии с ГОСТ 10585-2013 производят мазут М-100 и М-40. Марка М-100 получила большее распространение, и из нее можно получить марку М-40. Разница между видами заключается в температурах застывания и вспышки, зольности, процентном содержании серы и содержании добавок (в М-40 есть дизтопливо).
Специалисты советуют приобретать данный нефтепродукт с расчетом на быстрое использование. Причина в том, что при длительном хранении в продукте может увеличиваться количество механических примесей и воды. Не менее важно разогревать нефтепродукт минимум на 10 °C ниже температуры вспышки. Это помогает исключить аварийные ситуации при использовании подобного топлива.
Читайте также: