Жидкое топливо
Природное жидкое топливо - сырая нефть. Она представляет собой смесь жидких углеводородов различного состава, в которых могут быть растворены твердые углеводороды. Сырая нефть как жидкое топливо не используется. Для промышленных и водогрейных котельных агрегатов в качестве топлива применяется только отход переработки нефти - мазут.
Мазут состоит из углерода, водорода, кислорода, азота, серы, влаги и небольшого количества минеральных примесей. Мазут по своему составу мало отличается от сырой нефти. Содержание углерода в горючей массе составляет Сг = 85,54/87,8 %, водорода Нг= 10,04/11,7 %; кислорода, и азота Ог + Nr = 0,6/ 1,0 %; серы Srop+K = 0,5/З,5 %. Содержание влаги не превышает 3- 4 %, а минеральных примесей 0,5 %.
Наибольшие трудности при сжигании мазута вызываются содержащимися в его золе оксидами щелочных металлов и ванадия. Несмотря на малое содержание ванадия (не более 0,15 %) наличие его приводит к коррозии металла, если температура превышает 600 °С.
В мазуте имеются механические примеси, содержание которых в соответствии с ГОСТ допускается до 2,5 %. При сжигании мазута необходима его очистка от механических примесей. В зависимости от содержания серы в рабочей массе мазута различают малосернистый мазут при
сернистый при
и высокосернистый при
Мазут принято характеризовать также вязкостью, плотностью, температурой застывания, вспышки и воспламенения. Вязкость мазута измеряют в градусах условной вязкости (°ВУ) или в мм2/с. Под условной вязкостью понимают отношение времени истечения из вискозиметра 200 см3 мазута, нагретого до 50 °С (для вязких мазутов до 80 °С), ко времени истечения такого же количества дистиллированной воды при 20 °С.
Жидкое топливо для промышленных парогенераторов и водогрейных котлов это мазут марок 40 и 100, значительно реже - марки 200. Марка определяется предельной вязкостью, составляющей 8°ВУ (59 мм2/с) для мазута 40 при 80 °С; 15° ВУ (110 мм2/с) для мазута 100 при 80 °С; 9,5° ВУ (70 мм2/с) для мазута 200 при 100 °С).
При понижении температуры мазут застывает и становится нетранспортабельным, превращаясь в твердый продукт. Температурой застывания мазута называют ту температуру, при которой он в условиях опыта густеет настолько, что при наклоне пробирки под углом 45° к горизонту уровень мазута остается неподвижным в течение 1 мин. Наиболее вязкие сорта мазута имеют температуру застывания 25-35 °С.
Воспламеняемость мазута принято характеризовать температурой вспышки и воспламенения, которые также позволяют судить о пожарной опасности мазута. Температурой вспышки называют такую температуру, при которой пары мазута, нагреваемого в определенных лабораторных условиях, образуют с окружающим воздухом смесь, вспыхивающую при поднесении к ней пламени. Под температурой воспламенения понимают такую температуру, при которой нагреваемый в определенных лабораторных условиях мазут загорается при поднесении к нему пламени и горит не менее установленного времени. Температура воспламенения превышает температуру вспышки на 10-40 °С. Для мазута температура вспышки составляет 80- 100 °С.
Пересчет состава мазута из одной массы в другую производится посредством множителей, приведенных в табл. 2-2. Соотношение между высшей и низшей теплотой сгорания выражается уравнениями (2-6)-(2-8).
Расчет высшей теплоты сгорания мазута по теплоте сгорания, определенной в калориметрической установке (МДж/кг), производится по формуле
QB = Q6-9,43*10-2S6 - 4,2*10-6Q6, (2-15)
где 4,2*10-6Q6- теплота образования азотной кислоты в бомбе для жидкого топлива.
Ориентировочное определение теплоты сгорания мазута может быть произведено по формуле (2-10), предложенной Д. И. Менделеевым.