Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Литературный обзор
1.1. Рост добычи нефти и структура топливного баланса II
1.2. Отличительные особенности жидкого топлива . 12
1.3. Влияние режимных факторов процесса горения и вида горючего на загрязнение воздушного бассейна продуктами сгорания топлива 15
1.4. Методы уменьшения вредных выбросов 18
1.5. Использование нефти в качестве котельного топлива 20
1.6. Применение водотопливных эмульсий и маловязких жидких топлив 21
1.7. Газовый конденсат и возможность его применения совместно с топочными мазутами 23
Результаты анализа литературного материала 27
ГЛАВА II. Методика проведения исслвдований 30
2.1. Методика определения физико-химических характеристик 30
2.2.Методика изучения выгорания капель жидких топлив и устройство установки 32
2.3. Лабораторные стендовые установки и методика испытаний по исследованию горения смесей 34
ГЛАВА III. Изучение физико-химических жидких топлив при добавке маловязких компонентов 40
3.1. Изменение показателя вязкости с увеличением содержания газового конденсата и температуры подогрева смеси 40
3.2. Исследование плотности различных мазуто-конденсатных смесей 47
3.3. Изучение температуры вспышки с изменением количества газового конденсата в составе мазутов. 51
3.4. Влияние газового конденсата в составе топочных мазутов на показатель температуры застывания 54
3.5. Характеристика теплоты сгорания смесей в зависимости от процентного соотношения компонентов 58
3.6. Изменение показателей коксуемости и содержание смолистых веществ 60
3.7. Особенности использования мазутов по предложенному методу 62
Выводы к главе Ш 69
ГЛАВА ІV. Частиц мазута с добавкой различных компонентов 73
4.1. Исследование выгорания одиночных капель мазута с добавкой различных компонентов 73
4.2. Характерные особенности горения капель различного состава 79
4.3. Количественные отличия при сгорании частиц мазута и смесей 82
Выводы к главе ІУ 90
ГЛАВА V. Влияние состава топлива на изменение концентрации продуктов сгорания в топочном пространстве 91
5.1.Распределение концентраций продуктов сгорания по объему топки при сжигании тошшв разного состава . 91
5.2.Изменение концентраций токсических компонентов в топочных газах в процессе горения
жидких топлив Д)4
5.3.Разработка и применение раопыливающего устройства для мазуто-конденсатных смесей и
регулирование состава смеси ЛЗ
Выводы к главе У JI8
ГЛАВА МІ. Технико-экономическое обоснование и результаты промышленных испытаний 121
6.1.Исходные компоненты смесей 121
6.2.Сравнение мазута и мазуто-конденсатных смесей J25
б.З.Расчет технико-экономической эффективности при переводе объекта с мазута на мазуто-
конденсатную смесь 127
6.4.Применение смесей на промышленном объекте. J33
Выводы к главе УІ J47
Заключение и рекомендации 149
Литература
- Отличительные особенности жидкого топлива
- Лабораторные стендовые установки и методика испытаний по исследованию горения смесей
- Влияние газового конденсата в составе топочных мазутов на показатель температуры застывания
- Характерные особенности горения капель различного состава
Введение к работе
Добычу нефти, включая газовый конденсат по нашей стране намечается довести к 1985 г. до 620-645 мин.т / 66 /. Предполагается значительное увеличение объема добычи природного газа. По сравнению с 1950 г. добыча нефти возросла у нас в 13,7 раза, природного газа - в 56 раз / 29 /. Но быстрые темпы роста индустрии несколько опережают прирост добычи горючего, так за 15 лет с 1961 по 1975 годы добыча топлива в СССР возросла в 2,3 раза, в то время как объем промышленной продукции в 3,3 раза /29,68 /. Поэтому повышение эффективности использования горючего и вовлечение неиспользуемых ресурсов в топливный баланс является важнейшей народнохозяйственной задачей.
Остатки нефтепереработки - мазуты используются как горючее в топках котлоагрегатов и промышленных печей. По сравнению с другими видами топлива мазуты обладают рядом преимуществ: удобство складирования, высокая теплота сгорания, возможность автоматизации процесса горения и пр. Хотя в настоящее время намечается постепенная замена мазута природным газом, но доля мазута в топливном балансе страны остается значительным. Особенно высокая роль жидких котельно-печных горючих как резервного вида топлива, в зимнее время. Но из-за повышенных значений вязкости и температур застывания применение мазутов требует больших затрат тепла на их разогрев при транспортировании, сливе, хранении и подготовке к сжиганию.
Новые крупные газоконденсатные месторождения расположены в отдаленных и труднодоступных районах Крайнего Севера и Западной Сибири нашей страны. Вывоз газового конденсата поэтому зачастую оказывается невозможным. Бросовый газовый конденсат ска-
пливается также на месторождениях с небольшим объемом добычи газа и вдоль линий магистральных газопроводов. Сбор и транспортировка таких конденсатов оказывается нерентабельным. Кроме того строительство газоперерабатывающих заводов требует больших капитальных затрат и на данный момент объем добычи газового конденсата опережает мощность таких предприятий.
Предложенный нами метод (а.с. № 5II474) исследованный в данной работе, заключающийся в добавке к тяжелым жидким топливам в определенном соотношении маловязких углеводородных компонентов (в частности - газового конденсата), позволяет не только улучшить свойства мазута, но и расширить область применения газового конденсата. Следует отметить, что такое использование газового конденсата не противопоставляется его химической переработке. Предполагается использование не находящих применения газовых конденсатов в близлежащих от источника промышленных объектах. В СССР и за рубежом накоплен большой опыт использования маловязких, с низкой температурой вспышки топлив в качестве котельно-печного горючего взамен мазутов. Драме мазутов мазуто-конденсат-ные смеси могут также заменить маловязкие жидкие бытовые топлива и легкие нефтепродукты типа дизтопливо и керосин сжигаемых в различного рода топочных агрегатах. В частности легкие нефтепродукты применяются как топливо при сушке сельхозпродуктов (хлопка, зерна, кормов и т.п.). Только на сушке хлопка-сырца по Узбекистану расход тракторного керосина составляет несколько десятков тысяч тонн. Замена легких нефтепродуктов мазуто-кон-денсатными смесями не только экономически выгодно, но и позволяет высвободить эти легкие нефтепродукты и направить их для использования по прямому назначению - в качестве моторного топ-
лива.
С экономией топлива неразрывно связана другая актуальнейшая задача современности - борьба с загрязнением окружающей среды. Замена топочных мазутов мазуто-конденсатными смесями позволяет не только снизить стоимость топлива, но и уменьшает загрязнение воздушного бассейна вредными соединениями.
Актуальность проблемы. В энергетических и технологических установках сжигается большое количество остатков нефтепереработки - мазутов, несмотря на то, что намечены и проводятся в жизнь изменения в структуре топливопотребления в сторону увеличения доли твердого и газообразного топлив. Углубленная переработка нефти приводит к образованию остатков с повышенным содержанием серы и смолисто-асфальтеновых веществ. Крекинг утяжеленных остатков сложен и требует их специальной подготовки. Сжигание высоковязких, сернистых мазутов осложнено по техническим и экологическим причинам.
Высокий темп роста добычи природного газа е нашей стране, за счет освоения мощных газоконденсатных месторождений обуславливает возрастание количества газовых конденсатов. Основным перспективным направлением использования газового конденсата является химическая переработка. Но в настоящее время основная часть газового конденсата перерабатывается с целью получения бензина, керосина и дизтошшва. Часть газового конденсата по ряду причин (отдаленность и труднодоступность районов добычи, нерентабельность сбора с малых месторождений) не находит применения.
Целью диссертации является: разработка метода совместного использования тяжелых остатков нефтепереработки и газового
- 8 -конденсата; исследование влияния добавки газового конденсата на характеристики топочных мазутов; изучение сгорания одиночных капель разного состава; выбор наиболее оптимального соотношения компонентов смеси; изучение горения распыленного топлива в топочном пространстве и определение возможности применения мазуто-конденсатных смесей взамен топочных мазутов и легких нефтепродуктов.
Научная новизна работы заключается в использовании опытных данных для выяснения характера изменения основных свойств топочных мазутов при добавке естественного вида топлива. Выявлено сокращение общего времени сгорания и наличие микровзрывов при сжигании единичных частиц смесей в отличии от частиц мазутов. Установлен характер интенсификации горения, заключающийся в сокращении длины факела, повышении полноты сгорания и возможности снижения коэффициента избытка воздуха по мере увеличения содержания газового конденсата в составе топлива.
Показано распределение концентраций токсичных соединений (СО, сажи, NOx и бенз(а)пирена) в продуктах сгорания по топочному пространству при изменении соотношения компонентов топливной смеси.
Степень достоверности и обоснованности результатов. При проведении экспериментов использовались современная измерительная аппаратура и тщательно отработанные методики.
Полученные результаты по свойствам и характеристикам горения реальных топлив совпадают с расчетными данными и с материалами из литературных источников.
Практическая ценность работы заключается в возможности использования полученных результатов для расчета проектируемых
- 9 -топливосжигающих установок и их топливного хозяйства, работа которых предполагается на мазуто-конденсатных смесях. Результаты могут быть использованы также при переводе существующих установок на такой вид топлива. Настоящее исследование может быть использовано при составлении технических материалов по расчету вязкости, плотности, температур вспышки и застывания, коксуемости, теплоты сгорания топлив, содержащих в своем составе топочные мазуты и естественный вид топлива в различных пропорциях.
Личный вклад автора в поставленной задаче заключается в обосновании проблемы; проведении экспериментальных исследований; обработке, изучении полученных экспериментальных данных и установлении влияния изменения состава жидких топлив на их свойства и характеристики горения; в проведении промышленных испытаний и расчете экономии от внедрения.
Апробация работы. Полученные данные исследований по работе докладывались.
На 17 Республиканской научно-технической конференции энергетиков. г.Ташкент, 1973.
На I Республиканской научно-технической конференции молодых ученых по технологии добычи и использования газа в народном хозяйстве. г.Ташкент, 1974 г.
На У Республиканской научно-технической конференции энергетиков. г.Ташкент, 1976 г.
На I Республиканской конференции по проблеме повышения эффективности использования газа и резервных видов топлива в народном хозяйстве. г.Ташкент, 1977 г.
На XI Всесоюзном творческом семинаре молодых специалистов и молодых ученых Мингазпрома. г.Баку, 1981 г.
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 17 печатных работ.
Результаты вошли также в отчеты по научно-исследовательской работе.
- II -
Отличительные особенности жидкого топлива
Рост добычи нефти приводит к увеличению производства моторных видов тошшв и остатков нефтепереработки - мазутов. В мазут переходит от 30 до 107о добываемой нефти в процессе его переработки. В народном хозяйстве мазуты используют как горючее. При использовании мазутов их подвергают многократному разогреву до высоких температур - 350-400 К / f03 /. Разогрев требует больших затрат тепла. На практике из-за низкого коэффициента теплопроводности применяют разогрев мазутов острым паром. Такой способ хотя и позволяет в короткий промежуток времени снизить вязкость, но приводит к значительному обводнению мазутов. Содержание влаги возрастает до 8-1. Тогда как по стандарту этот показатель не должен превышать А%. Сжигание высокообводненных жидких тошшв приводит к нарушениям технологического режима,, что выражается в срыве пламени и охлаждении топки / $0 /.
Для сжигания в топках котельных установок и промышленных печей применяется жидкое топливо, представляющее собой крекинг-остатки и тяжелые остатки прямой перегонки нефти. Мазуты основной вид жидких котельных и печных топлив и поэтому все остальные жидкие горючие (продукты термической переработки углей и сланцев) также называются мазутами. Вырабатываемые нефтеперерабатывающими заводами сверхвязкие крекинг-остатки транспортируются на небольшие расстояния по мазутопроводам и только крупным потребителям. Для других потребителей их разбавляют маловязкими продуктами нефтепереработки /33 /. Ведется поиск новый путей улучшения низкотемпературных свойств вязких нефтепродуктов. Одним из перспективных способов считается применение полимерных депрессор-ных присадок, добавка которых снижает температуру застывания и вязкость углеводородных продуктов / /О/, /07 /. Несмотря на высокую стоимость депрессорных присадок 800-1200 руб/т / fr / отмечается экономическая эффективность этого метода / /2т /.
По ГОСТ 10585-63 мазут выпускается марки МП для мартеновских печей, флотский - используемый в котлах судов и топочный -предназначенный для сжигания, в основном, в промышленных печах и стационарных котельных установках, флотские мазуты являются смесями продуктов переработки нефтей. Смесь содержит до 60-70$ мазута прямой перегонки и 30-40$ газойлевых фракций. Топочные мазуты подразделяются по вязкости на марки 40, 100 и 200 и состоят из смесей мазутов прямой перегонки с крекинг-остатками. В табл. I.I. приведены основные показатели качества флотских и топочных мазутов /99 /.
Мазуты, являясь наименее ценной частью нефти, характеризуются повышенным содержанием серы и ванадия. Высокосернистые мазуты имеют пониженную теплоту сгорания из-за меньшего содержания водорода и углерода по сравнению с исходной нефтью /67 /. Следует также отметить, что особенностью процесса горения мазутов является наличие подготовительных стадий, связанных с распылением и испарением. Время протекания топочного процесса сильно зависит от качества распыления. В свою очередь существенным фактором, влияющим на распыление является - вязкость мазутов. Для снижения вредных выбросов, как известно, применяют методы сжигания с малым избытком воздуха. Снижение сС при сжигании мазута до минимальных значений является самым актуальным вопросом в настоящее время. В первую очередь требуется и в этом случае тонкое и качественное распыление топлива. Обзор материалов представляет возможность ознакомиться с некоторыми их этих методов. Способ ВТИ заключается в многократном дроблении капель мазута, распыленного форсункой // /. При этом для повышения эффективности горения мазута при минимальных еС используется воздействие нескольких воздушных потоков на частицы жидкого топлива. Предлагается //Зг/ организация сжигания с осуществлением соударения факелов встречных форсунок. При этом интенсификация горения мазута объясняется увеличением относительной скорости встречных струй и в результате вторичным дроблением капель. Реализация метода на котельных агрегатах / 39,гО/ показала относительно невысокий уровень химического и механического недожога (0,2 - 0,4$) и сравнительно равномерное распределение тепловых нагрузок. Однако встречное расположение распиливающих устройств в топках промышленных печей не представляется возможным. Во вращающихся печах топливо распыливается в головке печи, а в туннельных печах с боковым расположением форсунок, обжигаемая продукция транспортируется по внутреннему объему топки. В котлоагрегатах встречная установка горелок также вызывает большие трудности.
Лабораторные стендовые установки и методика испытаний по исследованию горения смесей
Экспериментальная установка, на которой проводились исследования механизма воспламенения и горения отдельных капель различных жидких топлив, представляла из себя теплоизолированную камеру (рис.2.1) со специальным каналом для ввода частиц топлива. Камера снабжена смотровыми окнами позволяющими вести визуальные наблюдения и киносъемку. Внутренний объем камеры составлял 250 см3. С помощью электрического нагревательного элемента вмонтированного в рубашку камеры и регулируемого автотрансформатора внутри камеры устанавливалась необходимая температура нагрева. Значение этой температуры лежало в пределах 770 980 К. Термопара-подвеска служила для ввода частиц жидкого топлива в нагретую среду камеры через водоохлаждаемый канал, а также термопара фиксировала изменения температуры жидкой фазы капель. Вторая термопара была установлена над центром камеры. Подведенная к центру капля оказывалась на расстоянии 2 мм от второй термопары и она таким образом учитывала все колебания температуры в области горения паров горючего. Кроме того данная термопара служила для замера температуры среды внутри камеры. Обе термопары типа шгагйно-платинородий имели диаметр термоэлекгродов -0",2 мм.Электрические сигналы с термопар усиливались и подавалиоь на вход быстродействующего самописца марки Н327-3. Для выявления качественной и количественной картины процесса воспламенения и горения единичных капель жидких топлив использовалась киносъемка. Киноаппарат АК-І6 имел синхронный привод и частоту съемки равную 25 кадров в секунду. Применялась контровая подсветка фона с помощью прибора "Свет-1000" и набор промежуточных колец для объектива.
Каплю исследуемого топлива диаметром 2-3 мм вводили в камеру на кончике термопары-подвески через охлаждаемый канал. После окончания каждого опыта осуществлялась продувка камеры с целью удаления продуктов сгорания. Образцы мазуто-конденсатных смесей приготавливались из топочных мазутов М40 и МІ00. Диспергирование водо-топливных эмульсий выполнялось на эмульгаторе ротационного типа. Для определения веса капель взвешивался небольшой сосуд с образцом топлива до и после изъятия из него частицы горючего. Эксперименты проводили в следующей последовательности. В очищенной от продуктов горения камеру с помощью нагревательного элемента устанавливали определенную температуру. Замеряли вес и определялся диаметр капли с помощью оптического устройства по теневому изображению. Через канал вводилась частица топлива помещенная на кончике термопары-подвески. Частица горючего имела форму круглой капли. Конец термоэлектродов термопары-подвески был выполнен в виде специальной петли. Включенные,до момента ввода капли топлива в камеру, самописец и кинокамера позволяли отразить на ленте самописца и кинограммах изменения температур и поведение капли, попавшей в нагретую среду, с момента ее превращений.
Работа по проведению экспериментальных опытных исследований процесса приготовления и сжигания мазута и мазуто-конденсатных смесей проводилась на двух установках лаборатории САФ ВНИИпром-газа. Полупромышленная установка, схема которой представлена на рис.2.2. включала в себя узел приготовления и узел сжигания. Узел сжигания состоял из: цилиндрической футерованной камеры горения о внутренним диаметром 920 мм, длиной 3700 мм, воздухопо-дающих трактов и распиливающего устройства. Угол раскрытия факела был равен 90-100. Расход топлива составлял 45-50 кг/час. Узел приготовления и подачи мазутно-кояденсатных смесей включал в себя емкости мазута и газоконденсата объемом I м3, емкость подогрева топлива и шестеренчатый насос.
Замеры всех величин в опытах проводились по показаниям стационарных и переносных приборов установленных на время испытаний в соответствии с общепринятой методикой. На линии топливопровода перед форсункой был вмонтирован манометр типа 0ШІ-І60. Расход воздуха контролировался и записывался по показаниям микроманометра связанного с тарированной диафрагмой. Давление и разрежение на различных участках замерялось с помощью тягояапорометров. Замеры и анализ продуктов горения производились в пяти сечениях по длине камеры. Каждое сечение бело равномерно разбито по радиусу на четыре точки, в которых производились замеры температур и отбор газов.
Регулированием температуры подогрева мазута и различных смесей поддерживалась вязкость равная 4,8ВУ. Применялась механическая форсунка конструкции САФ ШИИпромгаз с регулируемым сечением. Форсунка имела сопловую насадку состоящую из подвижных секторов. В дальнейшем была выбрана конструкция центробежной форсунки с тангенциальным подводом топлива в камеру завихрения. Каналы в форсунке имели круглое сечение .
Вторая установка (рис.2.3) состояла из туннельной печи длиной 2000 мм с квадратным сечением топки. Площадь поперечного сечения камеры сгорания составлял 250 х 250 мм.
Влияние газового конденсата в составе топочных мазутов на показатель температуры застывания
Температура застывания имеет большое практическое значение, так как показывает температуру, при которой нефтепродукт теряет подвижность. Застывание может быть результатом резкого увеличения вызкоети при повышенном содержании смолисто-асфальтовых веществ, выпадения парафина или же отвердеванием части жидких углеводородов.
Температура застывания жидких топлив тесно взаимосвязана с вязкостью и плотностью. Данный показатель в значительной степени зависит от состава исходной нефти и способа получения мазутов. Преобладание нефтено-ароматических углеводородов в нефти отражается в снижении температуры застывания мазутов. Наоборот присутствие парафинистых углеводородов значительно повышает температуру застывания. По ГОСТу температура застывания топочных мазутов равна 283 К для марки М40, 298 К для МІ00 и 309 К для M200. Встречаются парафинистые топочные мазуты с температурой застывания 315 К. Использованные образца газового конденсата обладали температурой застывания в пределе от 243 до 228 К. Естественно, добавление к топочным мазутам продукта с такой низкой температурой застывания приводит к значительному снижению данного показателя мазутов. Графическое изображение полученных данных выявило скачкообразные отклонения от прямо пропорциональной зависимости. Так на рис.3.8 точки соответствующие 40, 50, 60 процентам газоконденсата в смеси находятся ниже основной линии. Такие же отклонения некоторых значений температур застывания можно наблюдать на рис.3.9. Причина этого может заключаться в значительном влиянии условий приготовления образцов, температуры, длительности нагрева и скорости охлаждения на показатель температуры застывания. Обычно нагрев тяжелых жидких топлив до 400 420 К не влияет на температуру застывания. Повышение же температуры нагрева еще на 30 70 градусов может привести к сильному отличию температуры застывания от фактического значения. Мазуты подвергнутые термической обработке при температуре 340 370 К со временем восстанавливают характеристику температуры застывания до первоначального значения /76,63,/17/. Анализируя снижение температуры застывания различных образцов мазута (рис.3.8, 3.9) и учитывая вышеприведенные обстоятельства, а также разницу показателей различных образцов газового конденсата, можно отметить почти одинаковый, пропорциональный характер понижения данного показателя у мазуто-конденсатных смесей с увеличением содержания газового конденсата. Добавление 30 процентов легкого компонента понижает температуру застывания мазутов от 287+301 К до 275 283 К. Можно считать, что показатель температуры застывания смеси в равной
Этот показатель топлива относится к одному из важнейших, т.к. от него зависит расход горючего, максимальная температура горения, а также экономичность транспортировки топлива.Теплота сгорания зависит от элементарного состава топлив. Основную роль играет соотношение водорода и углерода, количество азота, серы, кислорода, балласта. Высокая теплота сгорания жидких топлив объясняется высоким содержанием в них углерода и водорода и небольшим количеством негорючих минеральных веществ. Теплота сгорания тяжелых высоковязких мазутов обычно ниже, чем более легких топлив за счет высокого содержания смол, асфальтенов и серы. Используют высшее и низшее значение теплот сгорания, отличающиеся на количество тепла, которое выделяется при конденсации паров влаги топлива и окислившегося водорода топлива.
Теплоту сгорания топлив можно определить расчетным путем или в калориметрической бомбе. При вычислении теплоты сгорания применяют формулу Д.И.Менделеева / 72 /. Имеется взаимосвязь между теплотой сгорания и плотностью топлива выраженная в аналитической зависимости. Графическая эта зависимость приведена в работе /19 /. По техническим условиям на мазут теплота сгорания лежит в пределах 39,8 40,6 МДж/кг. У газовых конденсатов данный показатель около: 43,1 43,4 МДж/кг
Характерные особенности горения капель различного состава
Выполненные на экспериментальной установке исследования поведения частиц различного состава, введенных в нагретую среду, позволили выявить качественные и количественные отличия процесса сгорания мазутов с добавкой газового конденсата по сравнению с каплями натуральных мазутов. Наглядное представление о характере роста температур внутри частицы и в некотором удалении от нее ( в области горения паров горючего) дают записи изменений электрических сигналов с соответствующих термопар. Колебания сигналов, пропорционально изменениям температур, были зафиксированы на ленте самописца. Совмещение термографических записей сигналов с обеих термопар при горении одиночной капли позволяют пронаблюдать последовательность отдельных стадий процесса горения. На рис.4.1-4.3 представлены совмещенные графики изменения температур при сгорании частиц натуральных, топочных мазутов, их смесей, с газовым;, конденсатом и различных водо-топливных эмульсий. Кривые даны для показа качественной картины протекания процесса. Период прогрева капли, т.е. промежуток времени с момента ввода до наступления воспламенения, в наших опытах находился в пределах от 0,4 до 1,6 секунд. При этом вес,вводимых в нагретую среду, капель был от 3 до 10 мг. Воспламенение частицы наступает после образования топливо- воздушной смеси вокруг капли способной воспламениться (нижний предел воспламенения). Требуется время на нагрев топливо-воздушной смеси до определенной температуры. Іфоме того затрачивается время на непосредственное прогревание самой капли и на ее испарение.
Для частиц тяжелых топлив испарение при прогреве незначительно /62 /. Таким образом нами над периодом прогрева капли подразумевается суммарное время нагрева частицы, ее испарение и также время нагревания образовавшейся топливо-воздушной смеси.
На рисунках момент воспламенения обозначен цифрой 2. Наступление воспламенения характеризуется резким возрастанием температуры на некотором удалении от поверхности капли (кривые I). Момент воспламенения четко фиксируется и на кинограммах. Крутизна кривых П (изменение температуры внутри капель) также меняется после воспламенения частиц. В этих опытах температура среды внутри камеры равнялась 880 К. Период времени обозначенный на графиках точками 3-4 отмечается отсутствием повышения или даже понижением температура. Такая зависимость на этих участках указывает на наличие реакций протекающих с поглощением тепла. По В.М.Иванову / г9 / этим эндотермическим процессом может быть рекомбинация молекул высококипящих углеводородов при их термическом распаде. Можно отметить снижение интенсивности и продолжительности эндотермической реакции на участке 3-4, с увеличением содержания легких углеводородных компонентов в составе частиц. Это объясняется, по видимому, более высокой скоростью протекания процесса термического разложения легких и средних углеводородов. Момент завершения горения испарившихся паров углеводородов (точка 5 на графиках) характеризуется довольно резким снижением температуры. Продолжительность горения паров испарившихся углеводородов, до момента отмеченного точкой 5, сокращается с возрастанием содержания легких углеводородных компонентов в мазутах. Это четко прослеживается на данных графиках. Согласно / //3 / время выгорания капли рассчитанное на основе уравнения теплового баланса Л - коэффициент теплопроводности среды нагрева; Тс - температура среды; Тм - температура поверхности частицы; Z - радиус капли; 1С - начальный радиус капли. В нашем случае использовались приведенные, эквивалентные значения диаметров частиц жидких топлив.
Подставляя численные значения величин параметров среды в следующих размерностях: температур в градусах Z , Zc - в м; X - в кдж/м ч С, Jn - в кдж/кг, Сер -в кдж/кг С, р - в кг/м3 и произведя расчеты по формуле (4.4) можно отметить удовлетворительное совпадение опытных данных с расчетными.
Продолжительность догорания коксового остатка частиц составляла 30 40$ от общего времени сгорания. На термографических записях период догорания твердого углерода отмечен точками 5-6. Как видно добавление газового конденсата в топочные мазуты приводит к неуклонному снижению времени сгорания остатка, что объясняется меньшим количеством образующейся сажи.
