Глава 5. Работа бытовых печей на жидком топливе

25. Основные свойства жидкого топлива

Для сжигания в отопительных и отопительно-варочных печах могут с успехом использоваться жидкие нефтепродукты. Теплотехнические свойства жидкого топлива, также, как природного газа, существенно лучше, чем твердого топлива: в нем отсутствуют зола и шлаки, не требуются специальные устройства для подготовки его к сжиганию, оно имеет высокую теплоту сгорания и позволяет получить высокую температуру в топке.

Процесс сжигания жидкого топлива более сложный, чем газообразного, но, с другой стороны, жидкое топливо не требует газорегуляторных и газораспределительных станций и других сооружений. Оно может быть доставлено в любое место в цистернах или баках, а трубопроводы для его подачи имеют значительно меньшие диаметры, чем газовые.

Также может доставляться к местам потребления и сжиженный газ. Однако следует учитывать, что его стоимость в 1,5 - 2 раза выше, чем сетевого газа, кроме того, масса баллонной тары на единицу теплоты сгорания сжиженного газа значительно больше, чем тары для транспортирования жидкого топлива. Жидкое топливо получают термической перегонкой нефтепродуктов. Качество топлива в основном определяется содержанием низкокипящих и высококипящих фракций. В зависимости от количественного соотношения этого показателя различают "легкие" и "тяжелые" марки жидкого топлива. Сортамент жидких топлив располагается в порядке убывания самых ценных низкокипящих фракций в следующей последовательности: бензин, керосин, дизельное топливо (соляровое масло), смолы, мазут.

Интересно, что при значительной разнице физических свойств этих топлив их химический элементарный состав практически одинаков, что определяет и примерно одинаковую величину теплоты сгорания. Однако различие физических свойств существенно сказывается на требованиях, предъявляемых к условиям сжигания этих топлив.

Жидкие топлива почти целиком (на 96 - 98%) состоят из углеводородов, причем массовое содержание углеводорода составляет 80 - 90%, а водорода 8 - 14%.

Кроме углеводородов, жидкое топливо часто содержит свободную и связанную серу (0,5 - 3%), небольшие количества связанного кислорода и азота, а также воду. Последние три вещества не оказывают заметного влияния на качество топлива. Весьма нежелательным элементом является сера, так как при ее сгорании образуется сернистый газ, обладающий сильным коррозионным воздействием на металлы.

Важным показателем является вязкость топлива, от ее величины зависит надежность его транспортирования по трубопроводу к горелке, а также качество сжигания, причем увеличение вязкости оказывает неблагоприятное действие на оба эти процесса. Жидкое топливо в современных горелках сжигается, как правило, после его газификации (т. е. после испарения сжигаются его пары). В связи с этим важным свойством жидкого топлива является его способность испаряться, характеризуемая температурой вспышки, при которой начинается обильное выделение паров, которые могут вспыхнуть при поднесении к ним пламени. Температура вспышки значительно ниже температуры воспламенения собственно топлива. Топливо с низкой температурой вспышки быстро испаряется, что облегчает его сжигание, с другой стороны, при эксплуатации оно требует особого внимания, так как при нагреве до температуры, близкой к температуре вспышки, возможно выделение паров из мест с открытым содержанием топлива, а это может привести к пожару. Поэтому не рекомендуется держать топливо с температурой, близкой к температуре вспышки в баках с открытой поверхностью.

Существенной характеристикой является температура замерзания жидкого топлива, так как она определяет условия его хранения и транспортирования. При охлаждении топлива резко увеличивается его вязкость, что затрудняет его слив и транспортирование по трубопроводам.

Содержащиеся в жидком топливе зола и влага представляет собой балласт, снижающий теплоту сгорания и ухудшающий процесс горения. Зола - пассивный балласт, к тому же ее содержание невелико, влага же при испарении требует дополнительной затраты теплоты топлива (в количестве 2514 кДж/кг), что снижает температуру горения и ухудшает качество сжигания. Количество влаги в топливе зависит не только от его марки, но и от условий транспортирования, хранения и т. д. Например, при перевозке мазута в железнодорожных цистернах часто производят обогрев его впуском пара, что приводит к повышению его влажности.

Основные характеристики жидких топлив приведены в табл. 14.

Таблица 14. Характеристики жидких топлив

Потребление жидкого топлива в промышленности имеет дифференцированный характер: наиболее качественно - бензин используется в двигателях внутреннего сгорания (авиация, легковой автотранспорт), работающих в наиболее напряженных условиях, керосин и дизельное топливо - в автотракторных дизелях и тепловозах. Тяжелое жидкое топливо - мазут, а также смолы используют для сжигания в крупных промышленных и энергетических котлах, оборудованных высокоэффективными механизированными горелочными устройствами.

Для бытовых отопительных и отопительно-варочных печей техническими условиями предусмотрено использование печного дистиллятного топлива (ПДТ). По свойствам ПДТ близко к осветительному керосину.

Технические условия регламентируют следующие показатели качества ПДТ: