Вращающиеся печи: теплотехника, управление и экология - Лисиенко В.Г.
ISBN 5-98457-018-1
Скачать (прямая ссылка):
Q,% кДж/кг
22 - 6700 -
16 - 5020 -
12 - 3360 -
8 - 1680 -
У ш, IV
К I ?
1 V
* II
? ' /
о
10
W, %
Рис. 4.83. Изменение теплоты сгорания мазута в зависимости от содержания в нем влаги: / — изменение теплоты сгорания вследствие забалластирования мазута влагой; II — изменение теплоты сгорания вследствие затраты тепла на испарение влаги; III — суммарные тепловые потери; IV— суммарное снижение теплоты сгорания мазута, %, при Q = 43600кДж/кг
221
1.6.2. Физические свойства мазутов
Вязкость. Стандартами на мазут нормируется условная вязкость (ВУ) в пределах 8-15,5 °ВУ, представляющая собой отношение времени истечения 200 мл топлива при заданной температуре ко времени истечения равного объема дистиллированной воды при 20 °С.
Вязкость топочных мазутов марок 40 и 100 определяется при 80 °С, мазута марки 200 — при 100 °С, сланцевых и угольных мазутах — при 75 °С.
Для пересчета условной вязкости в кинематическую и наоборот можно воспользоваться формулами, которые справедливы при v > 1,210 4 м2/с, или при ВУ, > 16,2 °ВУ;
V, =7,31'ВУ,(4 226)
ВУ, = 13,5-10-8 v,, °ВУ, (4.227)
v, =7,4-106-ВУ(,м2/с, (4.228)
где vt — кинематическая вязкость, м2/с при температуре t\ ВУ( — условная вязкость, °ВУ при температуре t.
Зависимость вязкости темных нефтепродуктов от температуры наиболее полно описывается уравнением Вальтера
lg lg(v 10^ + 0,8) = А - BlgT (4.229)
и в логарифмических координатах имеет линейный характер, где А и В — константы; Т— абсолютная температура, К. Для мазута марки 40 А = 10,1254; В = = 3,8766; для мазута марки 100 А = 9,0159; В = 3,4199.
Графики этой зависимости для мазутов марок 40, 100 и 200 приведены на рис. 4.84. Для тестированных мазутов в первом приближении можно считать
Рис. 4.84. Зависимость вязкости мазута марок 40, 100 и 200 от температуры
222
наклон прямых одинаковым и равным 43,5° к оси абсцисс (температур). Для смол, пеков и т.д. наклон прямых составляет 50°, т.е. их вязкость более сильно зависит от температуры.
Отечественные топочные мазуты, состоящие в основном из высоковязких крекинг-остатков, подразделяются на марки 40,100 и 200. Марка мазута численно равняется его вязкости при 50 °С, выраженной в градусах условной вязкости.
Плотность мазута определяют условия отстоя воды от топлива. Обычно пользуются относительной плотностью, т.е. отношением плотности мазута при 20 °С к плотности воды при 4 °С. Плотность прямогонных мазутов колеблется в пределах 0,88-0,95 г/см3, крекинг-мазутов — выше 1 и в некоторых случаях достигает 1,05 г/см3. Плотность товарных мазутов колеблется в пределах 0,94-1,02 г/см3. При сопоставимых условиях, т.е. при одинаковом сырье, плотность и вязкость мазута однозначно связаны — с повышением плотности увеличивается и вязкость.
На плотность мазута оказывает влияние давление и температура. Относительная плотность мазута р ‘ в зависимости от температуры определяется из выражения
р1=Р™ + Р(20-0, (4.230)
где р420 — относительная плотность мазута при 20 °С; Р — средняя температурная поправка плотности, град-1; t — температура мазута, °С.
С ростом температуры на 1 °С плотность уменьшается примерно на 0,09 %.
Давление влияет на плотность мазута в значительно меньшей степени, чем температура. Повышенная плотность товарных мазутов в сочетании с высокой вязкостью затрудняет отстаивание воды в резервуарах. Плотность мазутов марок 40 и 100 ниже плотности воды, причем наибольшая разность плотностей наблюдается в интервале 40-80 °С. При этих температурах продолжительность отстоя уменьшается, а полнота отстоя улучшается также за счет снижения вязкости мазута. Для мазутов и крекинг-остатков с плотностью, близкой к
1, условия для отстоя воды значительно хуже. Так, при значениях относительной плотности мазута ниже 1 отстой не превышает 100-200 ч, при относительных плотностях 0,98-1,01 время отстоя значительно превышает 200 ч, а при плотности 1,05 мазут практически не отстаивается.
Поверхностное натяжение мазута в определенной степени влияет на распы-ливание жидкого топлива. С повышением температуры поверхностное натяжение уменьшается, однако температура влияет на поверхностное натяжение меньше, чем на вязкость. При повышении температуры на 30 °С в интервале 50-120 °С поверхностное натяжение понижается в среднем на 4-4,5 %, а вязкость уменьшается в 3-20 раз. В принятых в настоящее время режимах распы-
223
ливания мазутов в топочных пространствах поверхностное натяжение находится в пределах 27-30 МН/м, и колебания его в этих пределах практически не сказываются на тонкости распыливания, а определяющим фактором в используемом диапазоне температур подогрева мазута, оказывающим решающее влияние на процесс распыливания, является изменение вязкости топлива.
Температура вспышки определяется в открытом или закрытом тигле. Поскольку в открытом тигле пары нефтепродукта частично удаляются в окружающую среду, температура, определяемая этим способом, выше на 20-60 °С. По техническим условиям ГОСТа она находится для разных марок в пределах 90-140 °С.
Температура вспышки значительно ниже температуры воспламенения, при которой топливо самовоспламеняется и продолжает гореть самостоятельно. Последняя составляет для мазутов 400-600 °С.
