Здесь можно найти образцы любых учебных материалов, т.е. получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ и рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


реферат Котельные топлива. Получение. Физико химические показатели качества топлива

Информация:

Тип работы: реферат. Добавлен: 16.07.2012. Сдан: 2011. Страниц: 8. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО РЫБОЛОВСТВУ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ  ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ  УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО  ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ
"МУРМАНСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ"
 
 
Кафедра химии 
 

РЕФЕРАТ 

по дисциплине: «Физико-химические основы подготовки воды, топлива и смазки»
на тему: «Котельные топлива. Получение. Физико – химические показатели качества топлива» 
 
 

                                                                            Выполнила: студентка ПТФ
                                                      группы ЭП – 381(1)
                                                                             Ильинская М.С. 

                                                                     Проверила: доцент кафедры
                                                     химии Дякина Т.А. 
 
 
 
 

Мурманск
2010 
Содержание
 
 

Введение…………………...……………………………………………...……...3 

1. Котельное топливо. Виды котельных топлив...……………...………......4 

2.  Получение ......................................................................…………..…..……..8 

3. Физико – химические показатели качества топлива..............................12 

4. Основные эксплуатационные характеристики котельных и тяжелых топлив...................................................................................................................18 

Заключение …………………………………………………..……………...…20 

Список  использованной литературы…………………….………………….21 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение
            Высокие темпы промышленного производства и социального прогресса требуют резкого увеличения выработки тепловой энергии на базе мощного развития топливно-энергетического комплекса страны.
           Централизованные системы теплоснабжения от тепловых электрических станций (ТЭС) наиболее эффективны. В настоящее время, централизованное теплоснабжение крупных городов осуществляется на базе мощных атомных станций теплоснабжения.
           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.
          В качестве топлива для котельных установок используют угли, торф, сланцы, древесные отходы, газ и мазут. Газ и мазут – эффективные источники тепловой энергии. При их применении упрощаются конструкция и компоновка котельных установок, повышается их экономичность, сокращаются затраты на эксплуатацию.  
 
 
 
 
 
 
 

   1. Котельное топливо. Виды котельных топлив 

     Котельное топливо, используемое в качестве топлива  промышленных печей и котельных  установок, представляет собой смесь  мазута, остатка при термическом  или каталитическом крекинге, каменноугольных  смол и других веществ. Сюда так же можно отнести топливо для отопления зданий. Использование легких дистиллятов в качестве бытового топлива постоянно возрастает, так как они удобнее и чище по сравнению, например, с углем. Конкуренцию им составляют только природный газ и электричество.
     Компонентами  котельных топлив являются:
    мазут первичной перегонки (или гудрон выше 480 °С);
    крекинг-остаток термокрекинга и висбрекинга;
    тяжелые газойли каталитического крекинга, термокрекинга и коксования;
    отходы масляного производства (асфальты, экстракты, гачи);
    легкие газойли (250-360 °С) любого вторичного процесса.
   Общая выработка котельных топлив составляет в настоящее время в России около 60 млн т/год.
Виды котельных  топлив: топочные мазуты, печные и технологические  экспортные топлива. Жидкие котельные топлива из сланцев, получаемые на установках полукоксования горючих сланцев и угля, — продукты коксохимической промышленности — составляют лишь небольшую долю общего объема производства топлив.
     Топочные  мазуты.
     Мазут представляет собой нефтепродукт, но при этом он может производиться и из каменных углей, а также горючих сланцев, однако такие варианты мазута предназначаются для потребления в месте производства, а потому не изготавливаются в больших количествах.
     Мазут является смесью большого количества различных компонентов, среди которых имеются некоторые органические соединения, нефтяные смолы, карбены, углеводороды с молекулярной массой 400-1000 г/моль. Консистенция мазута жидкая, а цвет темно-коричневый.
     В настоящее время известны следующие  виды мазута: топочные, прямогонные, крекинг-мазут, флотский, печное бытовое топливо.
     Мазут представляет собой остаток первичной  перегонки нефти и может применяться  в качестве котельного топлива –  облегченный мазут (выше 3300С), а также в качестве сырья, в последующем перерабатываемого на масляные фракции до гудрона, который применяется при производстве масел – утяжеленный мазут (выше 3600С).
     Кроме этого, если раньше мазут использовался  как сырье установок термического крекинга, то на сегодняшний день он применяется и в качестве сырья  установок гидрокрекинга и каталитического крекинга.
     Используя разные составы и физико-химические свойства исходного материала, имеется  возможность получать мазут, обладающий различными свойствами. В зависимости  от плотности, вязкости и содержания в составе мазута серы производится оценка его качества. Плотность мазута определяют при температуре 200С, и она должна составлять 0,89 – 1 грамм на кубический сантиметр.
     Не  менее важным параметром оценки качества является температура застывания, которая  варьируется от 10 до 500С, но исключением являются флотские мазуты, для которых данная температура составляет от минус 5 до минус 100С. Вязкость мазута должна находиться в пределах 8-80 мм2/с и измеряется при температуре 1000С.
     Содержание  в составе мазута серы должно составлять 0,5 – 3,5 %. Благодаря таким эксплуатационным свойствам мазута, как небольшое (менее 0,3%) содержание золы и высокая теплопроводность, имеется возможность получать требуемые температуры при вполне небольшом расходе сырья.
     На  сегодняшний день большое количество мазута перерабатывается, и в результате переработки получаются дистиллятные смазочные материалы и моторные топлива. Несмотря на то, что мазут применяется во многих отраслях, основными его потребителями являются предприятия промышленности, а также жилищно-коммунальные хозяйства.
     Пик потребления мазута выпадает на зимний сезон, однако, это не означает, что  на него нет спроса в остальное  время года.
     Топочный  мазут 100 – один из видов топлива. Он до сих пор активно используется в печах, и отопительных котлах приспособленных для работы на мазуте. Кроме того, топочный мазут используется на железнодорожном транспорте, на флоте и в промышленности.
     Продажа мазута поставлена на широкую ногу. Автомобильная перевозка мазута осуществляется посредством либо специальных вагонов-цистерн, либо автобитумовозов.
     Стоит отметить, что уменьшение разведанных  запасов нефти, приводит к необходимости  использования всех продуктов, получаемых из нефти более эффективно. Топочный мазут, по мнению специалистов, станет гораздо меньше использоваться в качестве топлива. Мазут гораздо эффективнее использовать для производства различных видов топлива.
     По  прогнозам специалистов, мазуты, получаемые в результате переработки нефти, станут исчезать с рынка. На их смену  могут прийти мазуты, полученные в результате вторичной переработки различного сырья, а также топочные мазуты, произведенные из остатков моторных масел и т.п.  

     Печное  топливо.
     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.
Печное  топливо темное вырабатывается из дизельных фракций прямой перегонки и вторичного происхождения - дистиллятов термического, каталитического крекинга и коксования.
     По  фракционному составу печное топливо  может быть несколько тяжелее  дизельного топлива по ГОСТ 305-82 (до 360 С перегоняется до 90 процентов вместо 96 процентов, вязкость печного топлива до 8,0 мм2/с при 20 С против 3,0-6,0 мм2/с дизельного).
     При изготовлении печного топлива не нормируются цетановое и йодное числа, температура помутнения. При  переработке сернистых нефтей массовая доля серы в топливе - до 1,1 процента. Для улучшения низкотемпературных свойств печного топлива в промышленности применяют депрессорные присадки, синтезированные на основе сополимера этилена с винилацетатом.
     Характеристики:
    10 процентов перегоняется при температуре, С, не ниже 160;
    90 процентов перегоняется при температуре, С, не выше 360;
    кинематическая вязкость при 20 С, мм2/с, не более 8,0;
    температура вспышки в закрытом тигле, С, не ниже 45;
    массовая доля серы, процентов, не более: в малосернистом топливе 0,5; в сернистом топливе 1,1;
    испытание на медной пластинке выдерживает;
    кислотность, мг КОН/100 см3 топлива, не более 5,0;
    зольность, процентов, не более 0,02;
    коксуемость 10 процентного остатка, не более 0,35 процентов;
    содержание воды: следы;
    цвет: от светло-коричневого до черного;
    плотность при 20 С, кг/м3: не нормируется, определение обязательно.
     Промышленность  выпускает технологическое топливо по ТУ 38.001361-87. Это топливо изготовляют только из продуктов прямой перегонки нефти.  
 
 

     2. Получение 

     Стандарт  на котельное топливо - ГОСТ 10585-99 предусматривает  выпуск четырех его марок: флотских мазутов Ф-5 и Ф-12, которые по вязкости классифицируются как легкие топлива, топочных мазутов марки 40 - как среднее  и марки 100 - тяжелое топливо. Цифры  указывают ориентировочную вязкость соответствующих марок мазутов при 50 °С.
     Топочные  мазуты марок 40 и 100 изготовляют из остатков переработки нефти. В мазут марки 40 для снижения температуры застывания до 10 °С добавляют 8-15 % среднедистиллятных фракций, в мазут марки 100 дизельные фракции не добавляют.Флотские мазуты марок Ф-5 и Ф-12 предназначены для сжигания в судовых энергетических установках. По сравнению с топочными мазутами марок 40 и 100 они обладают лучшими характеристиками: меньшими вязкостью, содержанием механических примесей и воды, зольностью и более низкой температурой застывания.
     Флотский  мазут марки Ф-5 получают смешением  продуктов прямой перегонки нефти: в большинстве случаев 60-70 % мазута прямогонного и 30-40 % дизельного топлива  с добавлением депрессорной присадки. Допускается использовать в его составе до 22 % керосино-газойлевых фракций вторичных процессов, в том числе легкого газойля каталитического и термического крекинга. Флотский мазут марки Ф-12 вырабатывают в небольших количествах на установках прямой перегонки нефти. Основными отличиями мазута Ф-12 от Ф-5 являются более жесткие требования по содержанию серы (0,6 % против 2,0 %) и менее жесткие требования по вязкости при 50 °С (12 °ВУ против 5 °ВУ). 
 
 
 
 

Характеристики мазута (ГОСТ 10585–99)
Показатели Марка топлива
Ф-5 Ф-12 40 100
1. Вязкость при 50 °С, не более:
условная, °ВУ 5,0 12,0 - -
соответствующая ей кинематическая, мм2/с 36,2 89,0 - -
2. Вязкость при 80 °С, не более:
условная, °ВУ - - 8,0 16,0
соответствующая ей кинематическая, мм2/с - - 59,0 118,0
3. Вязкость при 100 °С, не более:
условная, °ВУ - - - 6,8
соответствующая ей кинематическая, мм2/с - - - 50,0
4. Динамическая  вязкость при 0 °С, Па·с, не более 2,7 - - -
5. Зольность, %, не более, для мазута:
малозольного - - 0,04 0,05
зольного 0,05 0,10 0,12 0,14
6. Массовая  доля механических примесей, %, не  более: 0,10 0,12 0,5 1,0
7. Массовая  доля воды, %, не более: 0,3 0,3 1,0 1,0
8. Содержание  водорастворимых кислот и щелочей Отсутствие
9. Массовая доля серы, %, не более, для мазута видов:
I - - 0,5 0,5
II 1,0 0,6 1,0 1,0
III - - 1,5 1,5
IV 2,0 - 2,0 2,0
V - - 2,5 2,5
VI - - 3,0 3,0
VII - - 3,5 3,5
10. Коксуемость, %, не более 6,0 6,0 - -
11. Содержание  сероводорода Отсутствие - - -
12. Температура вспышки, °С, не ниже:
в закрытом тигле 80 90 - -
в открытом тигле - - 90 110
13. Температура  застывания, °С, не выше -5 -8 10; 25* 25; 42*
14. Теплота сгорания (низшая) в пересчете  на сухое топливо (не браковочная), кДж/кг, не менее, для мазута  видов:
I, II, III и  IV 41454 41454 40740 40530
V, VI и VII - - 39900 39900
15. Плотность  при 20 °С, кг/м3, не более 955 960 Не нормируется. Определение обязательно
     Печное  бытовое топливо вырабатывается из дизельных фракций прямой перегонки  и вторичного происхождения - дистиллятов  термического, каталитического крекинга и коксования. Характеристика топлива  в соответствии с ТУ 38. 101656-87 приведена  в таблице. По фракционному составу печное бытовое топливо может быть несколько тяжелее дизельного топлива по ГОСТ 305-82 (до 360 °С перегоняется до 90 % вместо 96 %, вязкость печного топлива до 8,0 мм2/с при 20 °С против 3,0-6,0 мм2/с дизельного).
     В нем не нормируются цетановое и йодное числа, температура помутнения. При переработке сернистых нефтей массовая доля серы в топливе - до 1,1 %.
     В период с 1 апреля по 1 сентября допускается  производство топлива с температурой застывания не выше - 5 °С.Для улучшения  низкотемпературных свойств печного топлива в промышленности применяют депрессорные присадки, синтезированные на основе сополимера этилена с винилацетатом.
Характеристики печного бытового топлива (ТУ 38.101656–87)(ГОСТ 10585–99)
Показатели Значения
Фракционный состав:
10 % перегоняется при температуре, °С, не ниже 160
90 % перегоняется  при температуре, °С, не выше 360
Кинематическая  вязкость при 20 °С, мм2/с, не более 8,0
Температура застывания, °С, не выше
в период с 1 сентября по 1 апреля -15
в период с 1 апреля по 1 сентября -5
Температура вспышки в закрытом тигле, °С, не ниже 45
Массовая  доля серы, %, не более:
в малосернистом  топливе 0,5
в сернистом  топливе 1,1
Испытание на медной пластинке Выдерживает
Кислотность, мг КОН/100 см3 топлива, не более 5,0
Зольность, %, не более 0,02
Коксуемость 10 %-ного остатка, %, не более 0,35
Содержание  воды Следы
Цвет От светло-коричневого  до черного
Плотность при 20 °С, кг/м3 Не нормируется, определение обязательно
Примечания.  
Содержание сероводорода, водорастворимых кислот и щелочей, механических примесей — отсутствие.
    
 
 
 
 

     3. Физико – химические показатели качества топлива. 

     Требования, предъявляемые к качеству котельных  и тяжелых моторных топлив, устанавливающие  условия их применения, определяются такими показателями качества, как  вязкость, содержание серы, теплота  сгорания, температуры застывания и вспышки, содержание воды, механических примесей и зольность.
     Вязкость.
     Эта техническая характеристика является важнейшей для котельных и  тяжелых моторных топлив. Она определяет методы и продолжительность сливно-наливных операций, условия перевозки и перекачки, гидравлические сопротивления при транспортировании топлива по трубопроводам, эффективность работы форсунок. От вязкости в значительной мере зависят скорость осаждения механических примесей при хранении, а также способность топлива отстаиваться от воды.
     При положительных температурах (50 и 80°С) условную вязкость топлив определяют с помощью вискозиметра ВУМ.
     Содержание  серы.
     В остаточных топливах содержание серы зависит от типа перерабатываемой нефти (сернистой или высокосернистой) и технологии получения топлива. Сера в остаточных топливах находится в связанном состоянии (меркаптановая сера, сероводород). Наиболее коррозионно-агрессивных соединений — меркаптановой серы — в остаточных топливах меньше, чем в среднедистиллятных фракциях. Поэтому коррозионная агрессивность сернистых мазутов ниже, чем сернистых светлых нефтепродуктов.
     При сжигании сернистых топлив сера превращается в оксиды — SO2 и SO3 Наличие в дымовых газах SO3 повышает температуру начала конденсации влаги — точку росы. В связи с тем, что температура хвостовых поверхностей котлов (воздухоподогревателей, экономайзеров) близка к точке росы дымовых газов, на этих поверхностях конденсируется серная кислота, которая и вызывает усиленную коррозию металла.
     Содержание  серы в мазутах оказывает значительное влияние на экологическое состояние воздушного бассейна. В ряде ведущих капиталистических стран в последние годы приняты ограничения по содержанию серы в мазутах до уровня 0,5—1,0 %.
     Теплота сгорания.
       Это одна из важнейших характеристик топлива, от которой зависит его расход. Теплота сгорания зависит от отношения Н/С, а также элементного состава топлива и его зольности. Различают высшую и низшую теплоту сгорания. При определении высшей теплоты сгорания учитывают, что часть тепла, выделяющегося при сгораний топлива, расходуется на конденсацию паров воды, образовавшейся при сгорании водорода в топливе. При определении низшей теплоты сгорания тепло, затрачиваемое на образование воды, не учитывается.
     Температура застывания.
       Как и вязкость, температура застывания характеризует условия слива и перекачки топлива. Она зависит от двух основных факторов: качества перерабатываемой нефти и способа получения топлива. Для топочных мазутов марок 40 и 100 tзаст находится в пределах 22—25°С и практически постоянна при хранении топлив. Тяжелые моторные топлива, получаемые смешением остаточных и дистиллятных фракций, довольно не стабильны, их tпри хранении может повышаться на 4—15 °С. Явление это 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.
     Учитывая  нестабильность tзаст, стандарты на флотский мазут, моторное топливо предусматривают гарантии изготовителя: по истечении 3 мес. хранения температура застывания не должна превышать установленного стандартом значения минус 5°С — для флотского мазута и моторного топлива.
     Для снижения температуры застывания применяют  депрессорные присадки, синтезированные на основе сополимера этилена с винилацетатом. Механизм их действия заключается в модификации структуры кристаллизующегося парафина, препятствующей образованию прочной кристаллической решетки.
     Температура вспышкиопределяет требования к  пожарной безопасности остаточных топлив. Для котельных топлив нормируется температура вспышки в открытом тигле (90—100°С); эти нормы обеспечивают безопасную работу котельных установок.
Температура вспышки в открытом тигле, °С: Мазут марки 40 Мазут марки 100
92 120
 
 
 
 
       Содержание воды, механических примесей и зольность.
  Эти компоненты являются нежелательными составляющими котельных топлив, так как присутствие их ухудшает экономические показатели работы котельного агрегата, увеличивает коррозию хвостовых поверхностей его нагрева. Как правило, вода образует с котельным топливом очень стойкие эмульсии. Большая стойкость эмульсий обусловлена высокой вязкостью мазута и наличием в нем поверхностно-активных асфальтено-смолистых стабилизаторов. С повышением температуры эмульсии разрушаются вследствие уменьшения поверхностного натяжения и вязкости.
     В то же время наличие воды, равномерно распределенной по всему объему, оказывает  положительное влияние на эксплуатационные свойства топлив. Испарение мелкодисперсных  частиц воды происходит мгновенно в виде «микровзрыва», процесс сгорания протекает плавно и с достаточной полнотой, что приводит к снижению удельного расхода топлива и дымности отработавших газов. Равномерное распределение и образование воды в виде мелкодисперсных частиц обеспечивается с помощью специальных устройств: кавитаторов, смесителей.
     Механические  примеси засоряют фильтры и форсунки, нарушая процесс распыливания топлива. Установлены требования к содержанию механических примесей: для мазута марки 40 — не более 0,5 %, марки 100 — не более 1,0 %. Фактически топочные мазуты вырабатывают с более низким содержанием механических примесей — до 0,2 %.
     Зола,определяемая показателем зольность, характеризует  наличие в топливе солей металлов. Она отлагается при сжигании топлив на поверхностях нагрева котлов и проточной части газовых турбин. Это ухудшает теплоотдачу, повышает температуру отходящих газов, снижает КПД котлов и газовых турбин.
     Зольность топлив зависит, прежде всего, от содержания солей в нефти. Улучшение обессоливания нефтей на нефтеперерабатывающих предприятиях в последние годы позволило получить обессоленные нефти с содержанием солей не более 3—5 мг/л и вырабатывать котельные топлива с лучшими показателями зольности.
     С углублением переработки нефти  изменяется компонентный состав мазута вследствие более полного отбора из него дизельных фракций на установках вторичной переработки нефти. В результате, в топочном мазуте увеличивается содержание асфальто-смолистых веществ. Это приводит к снижению эффективности горения и ухудшению стабильности при хранении, образованию осадков и увеличению выбросов сажи в окружающую среду. Для таких топлив целесообразно использование полифункциональной присадки, например, ВНИИНП-200. Механизм ее действия основан на разрушении структуры асфальто-смолистых веществ мазута, благодаря чему улучшается его гомогенность и физическая стабильность, улучшается качество распыливания.
              Склонность к образованию отложений.
     Этот  весьма важный эксплуатационный показатель принято оценивать по содержанию смолистых веществ, асфальтено-смолистых веществ, зольностью, термостабильностью и нагарообразованием.
     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.
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.