Жидкое топливо
Основная масса жидкого топлива, используемого в энергетике, получается из нефти методами ее термохимического разложения. Нефть — природная смесь жидких органических соединений; степень извлечения нефти из недр Земли—30—40 %. Нефть в основном состоит из углеводородов трех классов:
а) метановые углеводороды СлНгл+г— метан СН4, этан С3Н6, пропан СзН8, бутан С4Н10, изобутан и др.:
б) нафтеновые углеводороды — циклопентан СБНЮ, циклогексан C6Hi2 и др.; в) ароматические углеводороды — бензол С6Н0, толуол С7Н8, ксилол (СНз)2СбН4, нафталин С;0Н8, антрацен С|4Ню и др.
Состав органической массы нефти: Сэ=83—87 %; Н 3= 11 —14 %; S 0 = 0,1—5 %; №=0,05—1,5%; 0°= = 0.1 — 1 %. Низшая рабочая теплота сгорания нефти мало меняется от состава ее органической массы и составляет QC =43—46 МДж/кг. Кислород (О), азот (N) и сера (S) в нефти находятся в составе высокомолекулярных органических соединений. Природная нефть содержит не более 0,3% минеральных примесей и свыше 2,0 % воды в виде механических включений. Температура кипения фракций нефти от 30 до 600 °С.
Нефтепродукты, являются синтетическим топливом, получаемым из нефти либо методом термической разгонки, при которой нефть разделяется на узкие фракции по температурам их кипения без разрушения молекулярной структуры этих фракций, либо методом термического крегинга, при котором происходит глубокая переработка углеводородов нефти с разрушением их молекулярной структуры и образованием новых соединений с меньшей молекулярной массой. В зависимости от температуры перегонки нефтепродукты делят на фракции: бензиновые с температурой перегонки (в °С) до 200—225, керосиновые—140—300, дизельные—190—350, соляровые — 300—400, мазутные—свыше 350. Бензиновые, керосиновые, дизельные и соляровые фракции являются светлыми нефтепродуктами, называемыми дистиллятным топливом. Для бытового потребления промышленностью выпускается топливо—печное бытовое ТПБ (ТУ 38- 101-656-76), получаемое из дистиллятных фракций нефтепродуктов. В котлах крупных тепловых станций и крупных отопительных котельных, работающих на жидком топливе, как правило, применяют мазут, а в меньших отопительных котельных и в бытовых теплогенераторах— топливо печное бытовое.
Физические свойства жидких топлив характеризуются их относительной плотностью р((; вязкостью: условной ВУ (в УВ) и динамической ц (в Па-с); температурой вспышки всп (в °С) и температурой застывания заст (в °С). Относительной плотностью называют отношение плотности нефтепродукта при температуре г к плотности дистиллированной воды при температуре t стандартными температурами в СССР приняты: t = =4°С; t2=20°C. Условная вязкость — отношение времени, необходимого для непрерывного истечения 200 см3 нефтепродукта при определенной температуре, ко времени истечения этого же объема дистиллированной воды при температуре 20 °С.
Температурой вспышки называется температура, при которой топливо, будучи нагрето в строго определенных Условиях, выделяет достаточное количество паров для того, чтобы смесь этих паров с окружающим воздухом могла вспыхнуть при поднесении к ней пламени. Температура застывания — такая температура нефтепродукта, при которой он загустевает настолько, что при наклоне пробирки с топливом на 45° к горизонту его уровень остается неподвижным в течение 1 мин.
Мазуты, применяемые для производства тепловой энергии в котлах (табл. 1.8), делятся на флотские мазуты марки Ф5 и Ф12 (легкие топлива), топочные мазуты марок 40В и 40 (средние топлива), топочные мазуты марок 100В, 100 и 200 (тяжелые топлива). В качестве котельного топлива применяются также угольный и сланцевые мазуты, являющиеся продуктами термохимической переработки угля и сланца. Флотский мазут предназначен для использования в судовых котлах, газотурбинных установках и двигателях, поэтому его условная вязкость при температуре 50 °С не превышает 5 (мазут Ф-5) и 12 (мазут-12) °УВ. Мазуты марок 40 и 40В используются в судовых котлах, промышленных печах, отопительных котельных и крупных тепловых станциях; мазуты марок 100, 100В и 200 в основном используют на крупных тепловых станциях и на теплоэлектроцентралях.
Топочные мазуты по содержанию в них серы делятся на три группы: малосернистые (Sc <0,5 %), сернистые (S =0,5—2,0%) и высокосернистые (Sc более 2,0 %).
Зольность мазутов Ad не превышает 0,1—0,3%. увеличиваясь с повышением его вязкости. В минеральных компонентах мазута содержится Fe203 от 3,0 до 10 % и V2Os от 0 до 29 % (на массу золы). Содержание воды в мазуте колеблется в весьма широких пределах (от 0,5 до 5 % и выше), что связано с технологией его разогрева в процессе доставки и приемки у потребителя. При разогреве мазута острым паром его влажность может повыситься на 5—10%. Теплота сгорания мазута Q зависит в основном от его влажности и составляет 39—42 МДж/кг. Мазуты являются жидкостями с высокой относительной плотностью, равной 0,98—1,05. Температура вспышки мазутов равна 80— 140 °С, а температура застывания (—5) — (+42) °С; условная вязкость, определяемая при температурах 50, 80 и 100°С, меняется от 5 до 16°УВ.
Топливо печное бытовое (ТПБ) имеет теплоту сгорания Qri =41,87 МДж/кг и содержание серы от 0,5 до 1,2 %, содержание золы Ат составляет не более 0,02 %, температура застывания не выше минус 15°С и температура вспышки не ниже +42 °С. Топливо печное бытовое является маловязким топливом с условной вязкостью не более 1,15° ВУ, что позволяет использовать его без предварительного подогрева.
Дизельное топливо имеет низшую теплоту сгорания 0; 42,5 МДж/кг; выпускаются две марки дизельного топлива: ДТ и ДМ. Дизельное топливо марки ДТ имеет вязкость при 50°С менее 5,0° ВУ, температуру вспышки более 65°С, температуру застывания менее —5°С. Дизельное топливо марки ДМ характеризуется вязкостью при 50°С, равной 20°ВУ; температура вспышки составляет 85 °С, а температура застывания—10 °С. Оптовые цены на нефтепродукты определены прейскурантом № 04-02 в зависимости от марки топлива и содержания в нем серы.
