Качество мазута оказывает сильное влияние на конструкцию и работу котельной установки, на схему и компоновку электрической станции в целом. Свойства мазута можно разделить на две группы: «управляемые», которые в процессе его подготовки можно существенно изменить и привести к желаемым значениям (вязкость, плотность, содержание влаги), и «неуправляемые, практически не изменяющиеся в процессе подготовки мазута (зольность, температуры застывания и воспламенения).

Вязкость. Вязкость мазута весьма существенно зависит от температуры. В логарифмических координатах эта зависимость выражается прямой линией. Вязкость мазута оказывает сильное влияние на продолжительность сливно-наливных операций, эффективность транспортировки по трубопроводам, качество распыления мазута перед сжиганием в топках и полноту его сжигания, а так же способность отстаивать содержащуюся в нем воду.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1.4 – Зависимость вязкости мазута от температуры

 

На рисунке 1.4 пунктирными линиями показаны предельные значения вязкости, при которой обеспечивается удовлетворительная работа перекачивающих мазут поршневых насосов (I), центробежных насосов (II), нормальная работа распыливающих паромеханических (III) и механических форсунок (IV).кроме энергетических на рисунке показана характеристика транспортных мазутов, применяемых для судовых установок (флотский мазут Ф5). Повышение вязкости мазута с понижением температуры определяется присутствием в них парафинов. При невысокой температуре по своим механическим свойствам мазут марок М40 и М100 занимает промежуточное состояние между жидкостью и твердым телом. Он обладает свойством налипать на стенки емкостей, труб, аппаратуры и прочно удерживаться на них, особенно при пониженных температурах (менее 40⁰С), что может вывести мазутосистему из работы. При нагреве мазута до 70⁰С и выше эти явления исчезают.

Плотность. Обычно используются относительной плотностью мазутов (плотностью по отношению к плотности воды при температуре 20 ^оС).

Влажность. Для мазута с относительной плотностью при 20 ^оС ρ₂₀<1 влагу отделяют отстаиванием в баках. Благодаря несколько большей плотности вода осаждается в нижних участках емкости, откуда она дренируется. При ρ₂₀ > 1 вода всплывает на поверхность очень медленно, и это затрудняет ее удаление. Содержание воды в техническом мазуте составляет 1-3 %. Влага в небольшом количестве способствует распылу мазута и улучшает характеристики воспламенения. При повышенном содержании влаги (до 10-15 %) развивается коррозия конвективных поверхностей нагрева, и растут потери теплоты с продуктами сгорания.

Зольность. При переработке нефти, содержащиеся в ней минеральные примеси концентрируются в основном в более тяжелых фракциях, главным образом в мазуте. Зольность мазута на сухую массу должна быть не более 0,1 %.

Особенностью золы мазута (главным образом, сернистого) является наличие в ней ванадия, интенсифицирующего образование плотных отложений на поверхностях нагрева. Окислы ванадия, кроме того, при температуре металла выше 590⁰С вызывают коррозию этих поверхностей. Поэтому в эксплуатации мазутных электростанций принимают меры, предотвращающие развитие интенсивной ванадиевой коррозии.

Температура застывания. Она зависит от химической природы исходной нефти и технологии ее переработки и характеризует ту минимальную температуру, при которой мазут теряет свойство текучести. Температура застывания оказывает непосредственное влияние на выбор технологической схемы хранения мазута, его транспорта по трубопроводам и подачу в топку.

При высокой температуре застывания возникают трудности слива из цистерн и перекачки по трубопроводам. Застывший мазут приходится подогревать, что увеличивает эксплуатационные расходы и вызывает потерю времени. Лучшим является мазут с температурой застывания ниже -5 ^оС. Температура застывания большинства марок мазутов от +10 до +36 ^оС.

Температура вспышки. Эта температура определяет условия, когда пары мазута в смеси с окружающим воздухом вспыхивают при соприкосновении с открытым пламенем.

Мазут, сжигаемый на электростанциях, имеет температуру вспышки 90-140 ^оС. Во избежание пожара температура подогрева мазута в открытых системах всегда должна быть ниже температуры вспышки, причем недогрев должен составлять не менее 10 ^оС. Закрытая система теплоснабжения – в теплообменниках под давлением – допускает подогрев мазута выше температуры вспышки.

Температура воспламенения. Это температура, при которой после вспышки топливо горит не менее 5 с. Температура воспламенения превышает температуру вспышки на 15-20 ^оС.