Обработка, эмульгирование, гомогенизация -
обводненный мазут коксохимический мазут, печное и котельное топливо.

Наши результаты - экономия топлива 5-11%, снижение вредных выбросов до 70%, дымности, прекращение образования и устранение старого нагара.

Улучшение сгорания обводненного и коксохимического мазута.

Работа котельных на мазуте осуществляется очень редко ( в периоды ограничения потребления газового топлива ), поэтому его обновление растягивается на длительное время. При длительном хранении мазут постепенно ухудшает свои качества и создает дополнительные технические сложности эксплуатационному персоналу.

Рассмотрим проблемы, которые возникают перед эксплуатационным персоналом котельных в процессе поступления, длительного хранения , транспортировки из мазутохранилища , подготовке и сжиганию в топке котлов вязких тяжелых мазутов .

Качество мазута

Как известно , нефть добывается из подземных пластов вместе с водой . И , несмотря на то , что нефтеперерабатывающая промышленность должна по ГОСТ 10585-75* поставлять мазут с влажностью от 0,3 до 1,5%, на самом деле его влажность в результате сливо - наливных операций и хранения в резервуарах достигает 3-5 %, а при длительном хранении и до 20%. Вода в мазуте частично отстаивается , распределяясь в виде линз , прослоек и т . д ., или присутствует в виде глобул ( капелек ) с размерами от единиц до сотен микрометров . Попытки удаления воды с помощью отстаивания не достигают цели , поскольку плотность тяжелого мазута практически не отличается от плотности воды даже при нагревании до 90 ╟С .

Таблица . Отдельные показатели мазута .

В энергетической стратегии развития предусматривается не только рост объемов добычи нефти, но и одновременное увеличение глубины ее переработки , что приведет к ухудшению качества мазута . Уже в ближайшее время следует ожидать поставку мазута , имеющего показатели , представленные в таблице .

В энергетической стратегии развития предусматривается не только рост объемов добычи нефти, но и одновременное увеличение глубины ее переработки , что приведет к ухудшению качества мазута . Уже в ближайшее время следует ожидать поставку мазута , имеющего показатели , представленные в таблице .

В процессе добычи , транспортировки , хранения и глубокой переработки нефти на нефтеперерабатывающих заводах в состав высоковязких тяжелых топочных мазутов попадают твердые минеральные примеси , вместе с которыми в мазут переходят соли щелочных металлов , продукты коррозии трубопроводов , резервуаров и оборудования .

В процессе крекинговой переработки нефти образуются высокореакционные соединения непредельных углеводородов , в том числе асфальтосмолистые вещества , которые могут переходить в первоначальном виде или трансформироваться в процессе термокаталитического крекинга в асфальтены , карбены и карбоиды . Асфальтены являются естественными поверхностно - активными соединениями , которые склонны к коагуляции и оказывают существенное влияние на вязкость мазута . При хранении и транспортировке мазута по трубопроводам его температура для обеспечения низкой вязкости должна поддерживаться на уровне 50-90 ╟С . В то же время снижение вязкости мазута только способствует увеличению скорости осаждения грубодисперсных частиц , которые не способно поддерживать во взвешенном состоянии даже тепловое ( броуновское ) движение молекул дисперсионной среды.

Недостаточно эффективная стабилизация дисперсных частиц поверхностно - активными веществами приводит к коагуляции и образованию агломератов , выпадающих в осадок .
Карбены и карбоиды , являющиеся основой грубодисперсной части асфальтосмолистых веществ , увеличивают нестабильность мазутов вследствие их склонности к коагуляции и осаждению при отстаивании . Скорость процесса осаждения , обусловленная разностью плотностей твердых коксовых частиц и жидких компонентов мазута , в зависимости от температуры изменяется , увеличиваясь с ее ростом . Осадок накапливается в придонной части емкостей мазутохранилищ , и его прирост составляет от 0,3 до 0,7 м в год и более . При длительном хранении мазута осадок покрывает подогреватели , распложенные в мазутных емкостях , что приводит к существенному увеличению термического сопротивления и снижению эффективности их работы .

С другой стороны , выпадающие в осадок асфальтены , корбены и карбоиды включают в свой состав сернистые соединения , в результате чего происходит коррозия трубной системы днищевых подогревателей , что приводит к дополнительному обводнению мазута за счет образовавшихся свищей . Необходимо отметить , что существующая на котельной технология подготовки мазута к сжиганию способствует повышению скорости полимеризации асфальтеносмолистых включений . Полимеризация асфальтеносмолистых включений приводит к росту коксования и появлению отложений на поверхностях нагрева подогревателей мазута , котлов . В результате появления отложений ухудшается эффективность работы подогревателей, увеличиваются потери тепла с уходящими газами , вследствие ухудшения коэффициента теплопередачи и появления дополнительного расхода топлива .

Образующийся нефтяной осадок обладает низкой текучестью , что затрудняет его всасывание и перекачку топливными насосами . Вместе с топливом насосы захватывают воду , приготавливая водо-мазутную смесь с неконтролируемым содержанием воды .
Неоднородность состава , переменная вязкость и плотность перекачиваемой среды приводят к появлению нерасчетных , предельно - допустимых нагрузок в топливных насосах , которые начинают работать в неустойчивом пульсирующем режиме . Как известно , используемые для перекачки мазута объемные насосы ( винтовые и шестеренчатые ) чувствительны к изменениям характеристик перекачиваемой среды , переменному давлению на всасывающей линии и присутствию механических примесей . Это приводит к снижению напорных характеристик с большими перепадами давления в топливоподающем трубопроводе и , как следствие , к снижению устойчивой надежной работы всей топливоподающей системы мазутного хозяйства котельной .

Кроме того , неоднородность состава мазута ( переменная вязкость и плотность перекачиваемой среды ) является причиной нарушения не только гидродинамических , но и тепловых процессов, происходящих в теплообменных аппаратах мазутного хозяйства , к повышенной коксуемости мазута , к снижению качества его распыливания , ухудшению функционирования горелочных устройств , к снижению качества процесса горения топлива в топках котлов . Это в конечном итоге приводит к снижению экономичности , надежности , ухудшению экологии , к уменьшению межремонтного цикла котельного агрегата в целом .

Проблемы подготовки мазута к сжиганию

По существующей традиционной технологии подготовки к сжиганию и транспортировке температура мазута в резервуарах находится в пределах 80-95 ╟С и поддерживается за счет местного подогрева паровыми подогревателями , расположенными на днище мазутной емкости . Затем , при помощи рециркуляционного разогрева выносными подогревателями , разогретый мазут , с необходимой вязкостью , подается в котельную к котлам . Остатки мазута поступают по рециркуляционной линии обратно в мазутные емкости . Растекание в резервуаре турбулентных затопленных струй и сопутствующие им вихревые токи обеспечивают перемешивание мазута в резервуарах и равномерное распределение температур в объеме резервуаров . В то же время , за счет многократного прокачивания мазута , получается грубая водотопливная смесь, качество которой не соответствует требованиям по условиям горения .
Низкое качество топливной смеси приводит к пульсирующему горению мазута в топке котлов .

С другой стороны , используемая технология подготовки находящегося на хранении в резервуарах мазута с переменным влагосодержанием не позволяет в должной мере обеспечить качественный процесс отстаивания и удаления воды из мазута до влагосодержания , обеспечивающего условия экономичной и экологичной работы котлов .

Другой проблемой , существенно влияющей на экономическую эффективность работы котельной , является то , что в существующих схемах мазутного хозяйства котельных отработанный конденсат пара из мазутоподогревателей выносных и находящихся в емкостях после охлаждения водой городского водопровода до требуемой температуры (40 ╟С ) сбрасывается в систему производственно - дождевой канализации и после очистки в городской коллектор .

Применяемые сейчас методы очистки сточных вод от нефтепродуктов являются дорогостоящими и не всегда эффективными . Особенно это относится к очистке сильно загрязненных нефтепродуктами вод , которые могут появиться при разрывах или свищах в мазутных подогревателях . Поэтому возврат загрязненного нефтепродуктами конденсата в питательный контур паровых котлов может привести к выходу их из рабочего состояния . Потеря конденсата от подогревателей мазута приводит к необходимости дополнения подпиточной химочищенной водой котлового контура и дополнительного топлива .

В настоящие время на котельных применяются подогреватели мазута - поверхностные теплообменники с противоточным движением сред , с трубчатой теплообменной поверхностью, с компенсацией температурного удлинения за счет нежестких конструкций . Подогреватели мазута типа ПМ представляют собой кожухотрубный аппарат с горизонтальным исполнением .

В процессе длительной эксплуатации на ряде предприятий выявлены серьезные недостатки в работе данных подогревателей , к которым следует отнести :
- невозможность использования данных подогревателей на высоковязких мазутах с УВ╟ >100 с температурой подогрева до 120-135 ╟С ;
- повышенную скорость отложений на внутренней поверхности труб со снижением тепловой мощности ( коэффициент теплопередачи снижается по оценкам ЦКТИ до 70%);
- трудности , связанные с очисткой внутренней поверхности труб от отложений окисленных продуктов полимеризации мазута при температурах пара на стенке свыше 120 ╟С ;
- относительно низкие скорости движения мазута (0,2-0,5 м / с );
- низкая гидравлическая плотность ( как по пару , так и по мазуту ) не позволяет повторно использовать конденсат греющего пара в технологической схеме котельной , который после охлаждения сбрасывается через очистные сооружения в канализацию ;
- обводнение мазута за счет возможного попадания пара или конденсата в топливо в случаях появления свищей в трубной системе подогревателей .

Методы сжигания

Современные методы промышленного сжигания мазута в топках котлов основаны на факельном сжигании мелкораспыленного топлива при обязательном условии предварительного его нагрева и принудительного распыливания при помощи форсунок . Для распыления мазута в отопительных котлах чаще всего используются форсунки с механическим или паровым распыливанием , а также с комбинированным паромеханическим распылом . Механические форсунки требуют высокого давления и даже при этих условиях не могут обеспечить широкий диапазон регулирования нагрузки . Форсунки с паровым распылом требуют расход пара , что трудно осуществить в котельной с водогрейными котлами . В 70-80- х годах некоторое распространение в России получили ротационные форсунки , выпускаемые заводом ╚ Ильмарине╩ . Эти форсунки не нуждались в повышенном давлении мазута . Однако сложность конструкции и шум в работе не позволили обеспечить широкое распространение их в энергетике . Все отечественные форсунки имеют определенные недостатки , которые особенно сказываются при сжигании низкосортного мазута .

В последние годы на российском рынке появились ротационные форсунки , лишенные этих недостатков . Одним из таких образцов являются форсунки фирмы ╚ЗААКЕ ( г . Бремен , Германия ). Они могут сжигать любое жидкое котельное топливо , в том числе мазуты марок 40 и 100, остатки тяжелых минеральных масел , гудрон и т . д . Они не требуют тщательной фильтрации мазута . Однако все вышеперечисленные форсунки не обеспечивают устойчивость пламени при сжигании сильно обводненного мазута , полноту сгорания грубодисперсных фракций , которые скапливаются в донных отложениях при длительном хранении мазута . Решить эти проблемы путем совершенствования конструкции форсунок не представляется возможным .

Здесь следует отметить , что в решении проблемы сжигания обводненного мазута сделано немало . Разработано достаточно много различных диспергирующих устройств , обеспечивающих диспергацию находящейся в мазуте воды .

Наибольший эффект при стабильных эксплутационных параметрах достигается при использовании струйных диспергаторов, последовательно осуществляющих перемешивание мазута с водой , измельчение твердых фракций мазута до частиц размером не более 5 мкм и приготовление гомогенной смеси ( эмульсии ) с высокой степенью дисперсности . Эмульсия получается обратного вида - вода в топливе . Это обеспечивает дополнительное распыление мазута за счет взрыва капелек воды в камере сгорания и как следствие - более полное сгорание топлива и его экономию .

Струйные диспергаторы позволяют решать сразу несколько задач:

- измельчение и сжигание твердых фракций мазута ;
- устойчивое сжигание обводненного до 55% мазута ;
- утилизацию нефтесодержащих вод ( при наличии устройств контроля и регулирования влагосодержания мазута ).;
- увеличение полноты сгорания мазута;
- снижение вредных выбросов, при сжигании мазута и возможность сжигать более сернистые мазуты при том же уровне выбросов SO2

Заключение

Применение струйных гомогенизаторов мазута позволяет успешно решать такие проблемы :
- измельчение и сжигание мазутного шлама, что предотвращает увеличение термического сопротивления на поверхностях нагрева ;
- снижение коксуемости мазута ;
- увеличение качества его распыливания ,
- улучшение функционирования горелочных устройств ;
- улучшение качества процесса горения топлива в топках котлов ;
- увеличение надежности , маневренности производительности котельного агрегата и уменьшения его межремонтного ресурса в целом ;
- снижение потерь топлива , электроэнергии и воды .

	Это достигается за счет применения технологий диспергации и гомогенизации мазута, которые обеспечивают гомогенизацию мазута, стабилизацию давления и качества подаваемого на горение мазута, с минимальными эксплуатационными затратами. А так же многоступенчатую подготовку мазута с получением высококачественной топливной ( водотопливной ) смеси ( эмульсии ) путем диспергирования топлива содержащейся в ней водой ( или с нефтесодержащими водами ) и топливными составляющими и циркуляционный подогрев мазута..
	увеличение полноты сгорания мазута с использованием активаторов сгорания мазута и эмульгаторов (водомазутные смеси) и механизм увеличения полноты сгорания. документальные фотографии
а какая разница между расходом чистого мазута и водо мазутной эмульсии ??? авторитетное мнение тут. некоторые цифры были подтверждены и нашими работами - http://www.afuelsystems.com/ru/trga/trga-mz.html