Водо-мазутна емульсія - основа сталої та економічної роботи котлоагрегатів на будь-яких видах
В. І. Корміліцин, провідний спеціаліст,В. В. Радаєв, керівник проекту,А. І. Дудко, провідний спеціаліст (Автономна некомерційна організація «Секція „Інженерні проблеми стабільності та конверсії” української інженерної академії»); м. Санкт-Петербург
У сучасних умовах експлуатації котелень при спалюванні мазуту обслуговуючий персонал зустрічається з низкою проблем, які не тільки впливають на надійність роботи енергетичного обладнання, а й призводять до перевитрати палива, зниження техніко-економічних показників, забруднення навколишнього природного середовища (загазованості повітряного басейну та забруднення ґрунту). та водойм скидними водами, що містять нафтопродукти, зокрема мазут).
Найбільш поширеними проблемами при використанні мазуту на котельнях і ТЕЦ є такі:
1. Обводнення мазуту. При розвантаженні, транспортуванні, зберіганні та підтримці у гарячому резерві мазут насичується водою. Деяка кількість води може обстоюватися. Відстоєну воду частково зливають із ємностей при зберіганні. Але в основному вода у вигляді лінз або мішків нерівномірно розподіляється по всій масі мазуту, що призводить до різкого погіршення умов спалювання. Існуючі методи зневоднення мазуту не є ефективними.
2. Погіршення якості вихідного мазуту. Через зміну технології переробки нафти, з метою отримання більшої кількості світлих продуктів, знижується якість мазуту, зокрема підвищується його в'язкість та температура спалаху. Використання в'язких та важких мазутів пов'язане зі значними труднощами як при зберіганні, так і при розпилюванні для спалювання.
3. «Старіння» мазуту. У процесі тривалого зберігання з мазуту випаровуються легкі фракції, що призводить до підвищення його в'язкості та спалаху. Як правило, після двох-трьох років зберігання спалювання такого мазуту стає неможливим, і його треба замінювати на свіжіший мазут.
4.Зношеність обладнання та недостатня технічна озброєність котелень. У деяких випадках технічний стан системи мазутопідготовки не дозволяє прогріти мазут до мінімальної температури 90°С, необхідної для спалювання. Це призводить до того, що форсунки не забезпечують необхідного розпилення мазуту. А це, у свою чергу, призводить до великого хімічного та механічного недопалу (сажа), а зрештою до перевитрати мазуту.
5. Низькотемпературна сірчанокислотна корозія металевих поверхонь димових трактів.
6.Забруднення навколишнього середовища продуктами згоряння мазуту (оксиди азоту, сажа, бенз(а)пірен) та скидними водами, що містять нафтопродукти.
7. Підвищені відкладення сажі, кіптяви та коксу на поверхнях теплообміну котлоагрегатів через неможливість забезпечення повного згоряння палива.
Мал.2. Водомазутна емульсія. Дисперсність води менше 5 мкм -100%
дним з найбільш ефективних і маловитратних методів вирішення зазначених проблем є попередня обробка вихідного мазуту з метою отримання водо-мазутної емульсії та використання вже цієї емульсії як паливо. Істотною вимогою до емульсії, що значною мірою забезпечує ефективність її використання, є дисперсність. Ця характеристика відбиває розміри водяних частинок у мазуті. Найкращі результати досягаються за дисперсності водяних частинок від 1 до 5 мкм.
Вченими АНО «Секція Інженерніпроблеми стабільності та конверсії «Української інженерної академії» розроблено пристрій (диспергатор) з підготовки до спалювання як стандартних, так і некондиційних мазутів.
Мазут, проходячи через пристрій, піддається кавітаційної обробки, в результаті якої присутня в мазуті вода рівномірно розподіляється по всій масі у вигляді найдрібніших частинок розмірами від 1 до 5 мкм, утворюючи гомогенну, високостабільну та дрібнодисперсну водо-мазутну емульсію. На рис. 1 представлена фотографія вихідного мазуту, але в рис. 2 - мазуту, що пройшов кавітаційну обробку. Такий пристрій встановлюється в систему мазутопідготовки – одне на всю котельню.
На рис. 3-7 представлені типові графіки залежності складу димових газів та втрат ККД при спалюванні вихідної водо-мазутної суміші та отриманої з неї водо-мазутної емульсії. Аналіз графіків показує, що при спалюванні водо-мазутної емульсії відбувається різке зниження коефіцієнта надлишку повітря, що призводить до зниження втрат ККД з газами, що йдуть, і різкого зменшення масових викидів в атмосферу шкідливих речовин.
Це підтверджує і промислова експлуатація пристрою на котельнях м. Калуги, м. Ювілейного та м. Єгор'євська Московської обл., м. Кіровська Мурманської обл., військових частин Ракетних військ стратегічного призначення (м. Козельськ, Нижній Тагіл, Йошкар-Ола, Іркутськ) та у мазутних господарствах теплових електростанцій Кам'янської теплоцентралі АТ «Тверьенерго», Архангельської ТЕЦ, Сєвєродвінської ТЕЦ-2, ТЕЦ комбінату «Сєверонікель». Досвід експлуатації показав підвищення надійності та економічності роботи котельного обладнання при зниженні рівня забруднення навколишнього середовища. Основні практичні результати, отримані внаслідок промислової експлуатації пристрою, полягають у наступному:
1.Гарантується надійна робота котлів при обводненості вихідного мазуту до 30%.
2. Забезпечуються високі енергетичні та екологічні показники при спалюванні у штатному режимі мазуту після тривалого зберігання. На котельні ВАТ «КЗ ЗБВ» у м. Калузі проведено успішне спалювання мазуту після 11 років зберігання, а на котельні № 3 р. Ювілейного – після 12 років зберігання. Без обробки диспергатором такий мазут не горів. Це дозволяє збільшити термін зберігання мазуту як резервне паливо принаймні в 2 рази - до 6 років.
3.Досягається надійний розпил та горіння водо-мазутної емульсії при зниженні його температури до 65 °С. Так, на котельні № 3 у м. Ювілейному, на котельні механічного заводу в м. Єгор'євську та котельні ФГУП «КНДІМ» у м. Червоноармійську (усі міста Московської області) при температурі водо-мазутної емульсії 65 °С при різних навантаженнях були отримані такі ж характеристики роботи котлоагрегатів, як і при штатному режимі експлуатації.
Слід зазначити, що на котельні в м.Козельську та Красноармійську успішне розпалювання мазуту вироблено при температурі 57 °С і 52 °С відповідно. Таким чином, у разі неможливості оснащення системи підігріву мазуту до номінальної величини нормальна робота котельного обладнання забезпечується установкою нашого пристрою.
4.Забезпечується висока стабільність водо-мазутної емульсії, тобто здатність не розшаровуватися протягом тривалого часу (не менше року) і зберігати свої властивості після зберігання при негативних температурах, що викликають замерзання води в паливі.
5. Знижуються витрати на паливо за рахунок збільшення повноти його згоряння та можливості використання більш дешевих сортів мазуту, що мають низьку якість. Залежно від технічного стану котельніобладнання економія коштів може досягати 10%.
6. Знижуються експлуатаційні витрати на підтримку котельного обладнання у працездатному стані за рахунок зниження низькотемпературної сірчанокислотної корозії обладнання та зменшення відкладень на поверхнях теплообміну у тракті димових газів. Більше того, при горінні водомазутної емульсії спостерігається ефект самоочищення поверхонь теплообміну від відкладень.
7.Гарантується зниження шкідливих викидів у довкілля.
При цьому пропонований пристрій має гарні експлуатаційні характеристики:
1. Широкий температурний діапазон роботи пристрою. Високоякісна водо-мазутна емульсія утворюється за температури нагрівання вихідної суміші від 65 °С.
2.Висока надійність пристрою, через відсутність у ньому частин, що рухаються, забезпечує тривалу (не менше 10 років) його експлуатацію.
3.Широкий діапазон типорозмірів диспергатора продуктивністю до 300 тонн на годину з можливістю регулювання її на будь-яку продуктивність в межах цього діапазону при пуско-налагоджувальних роботах. Невеликі масогабаритні характеристики та простота установки дозволяють використовувати пристрій на будь-яких котельнях та ТЕЦ.
Продуктивність пристрою, як правило, визначається продуктивністю насоса, що стоїть у системі мазутопідготовки. Для котельних ЖКГ з паровими та водогрійними котлами типу ДКВР, ДЕ, ГВГМ, ПТВМ тощо продуктивністю до 30 Гкал на годину, як правило, достатньо одного диспергатора продуктивністю до 20 тонн/год. Термін гарантії на влаштування 3 роки.
Модернізація мазутного господарства, як правило, полягає у врізанні диспергатора в систему рециркуляції мазуту та опресування ділянки, що реконструюється. Монтажні роботи замовник виконує засвій рахунок.
Для проведення робіт організація має у своєму розпорядженні все необхідне обладнання:
- мікроскопом, який використовується для визначення дисперсності водо-мазутної емульсії у процесі налаштування диспергатора;
- газоаналізатором ДАГ-500 - для виміру втрат тепла і складу газів, що йдуть;
- вологоміром ВАД-40М для визначення обводненості мазуту;
- приладом MCS-10 – для визначення концентрації сажі в димових газах.
друкувати скачати безкоштовноВодо - мазутна емульсія - основа стійкої та економічної роботи котлоагрегатів на будь-яких видах топкового мазуту, Корміліцин В.І, Радаєв В.В, Дудко А.І., Джерело: ГУ «Кузбаський центр енергозбереження» , www.cesako.ru
скачати архів.zip(149 кБт)