Сұйық отын және оның негізгі сипаттамалары. Сұйық отынды жіктеу

Сұйық отын ретінде шикі мұнайдан шығатын өнім мазут қолданылады.

Мазуттың элементтік құрамы белгілі негізгі бес элементтен тұрады: C, H, O, N, S. Олар мазуттың органикалық бөлігін құрайды.

Мазуттың элементтік құрамы оның тегі мұнайдың құрамына ұқсас. Аса күкіртті мазутта мұнайға қарағанда – қатынасы аз мәнді береді, осыған лайық оның – төмен болады. – мәні мазуттарда тұрақты болмай өзгеріп отырады. Мазуттың тығыздығы және крекинг қалдықтардың мөлшері артқан сайын төмендейді, ол – кемуіне себеп болады.

Мазут көмірсутектерден және асфальт-смола тәріздес заттардан тұрады.

Мазуттың келесі негізгі сипаттамаларын атап өтуге болады. Олар мазуттың жану жылуы, тығыздығы, тұтқырлығы, беттік керілуі, жарқырау, тұтану және қатаю температуралары, кокстануы. Олар мазуттың жылутехникалық сипаттамаларына жатады.

Мазуттың тығыздығы оның химиялық табиғатын, тегін және өнімдік сапасын сипаттайтын негізгі параметр. Оны мазутты сақтау үшін қажет резервуардың сыйымдылығын, мазутты тасымалдауға шығындалатын энергия мөлшерін анықтау үшін білу керек. Практикалық мақсаттар үшін мазуттың салыстырмалы тығыздығы - қолданылады. ТМД – елдерінде - мазуттың температурасын 200С–қа тең, ал – дистилденген судың температурасын 40С–қа тең деп қабылдайды. Мазуттың салыстырмалы тығыздығы - оның 200С-тағы абсолюттік тығыздығының 40С- тағы судың абсолюттік тығыздығына қатынасы. Бірақ 40С-та судың абсолюттік тығыздығы 1 г/см3 болғандықтан мазуттың салыстырмалы тығыздығы оның абсолюттік тығыздығына тең болады. Тікелей айдалған мазуттың тығыздығы 0,95 г/см3- тан төмен болса, крекинг мазуттың тығыздығы одан жоғары, тіптен 1,06 г/см3 дейін болуы мүмкін.

Тығыздық тұтқырлықпен қатар мазуттың құрамындағы суды тұнығу шарттарын анықтайды. Егер мазуттың тығыздығы – онда су тез 100-200 сағат аралығында тұнығады, мазуттың тұтқырлығы болған жағдайда ол су қабатынан төмен орналасады да, су тұнықпайды.

Тұтқырлық мазуттың ең маңызды сипаттамасы. Тұтқырлық мазутты құбырмен тасымалдауға кететін энергия шығындарын, оны құйып алуға, құйып беруге қажетті уақыт аралығын, форсункалардың тиімділігін анықтайды. Динамикалық тұтқырлық коэффициенті , , ал кинематикалық тұтқырлық коэффициенті арқылы белгіленеді де, мына формула арқылы байланысады . Мұнай өнімдерін пайдалану кезінде шартты тұтқырлықты қолданады, оны деп белгілеп, 0 ВУ – шартты тұтқырлық градусымен өлшейді. Динамикалық тұтқырлықты Стокс әдісі бойынша, шариктің сұйық отын құйылған тар ыдыста белгілі биіктіктен құлау уақыты арқылы анықтайды:

, (1.15)

мұнда шарик тұрақтысы, оны тұтқырлық өлшеуішті эталондық сұйықтарды қолданып, градуирлеу нәтижесінде анықтаған. Динамикалық және кинематикалық тұтқырлықтарды біле отырып, шартты тұтқырлықты келесі кейіптемеден анықтауға болады

(1.16)

Шартты тұқырлық мазутты маркалау үшін қолданылады.

Мазуттың беттік керілуі тұқырлығына тәуелді. Неғұрлым мазут тұтқыр болса беттік керілуі де жоғары болады. Мазутты форсункамен шашыратуға оның беттік керілуі көп әсер етеді.

Мазутты қоймада сақтау кезінде қауіпсіздік жағдайларын ұйымдастыру үшін, оның жарқырау және тұтану температураларын білген дұрыс.

Жарқырау температурасы дегеніміз – белгілі бір қатаң жағдайларда қыздырылатын сұйық отынның немесе басқа мұнай өнімдерінің жеткілікті мөлшерде буланатын температурасы. Нәтижесінде будың қоршаған ортадағы ауамен қоспасына отты жақындатқанда жарқыл пайда болуы керек. Бұл отынның әлі жануы емес.

Егер осы қоспаға отты жақындатқандағы будың жарқырауы 5 секундтан көп уақытқа дейін жалғасса, онда отынның жануы басталып, оған сәйкес температура «тұтану температурасы» деп аталады. Кейде бұл температураны «жоғарғы жарқырау шегі» деп те атайды. Ал нақты жарқырау мезетіндегі температураны «төменгі жарылғыштық шегі» деп атайды. Себебі, жарқырау деген – кішігірім жарылыстардың жиынтығы. Кез келген мұнай өнімі үшін аталған екі температура айырмашылығы өте көп емес, әдетте 700С-ден аспайды.

Тұтану температурасы сияқты, жану температурасы да мұнай өнімдерінің құрамы мен сапасының бірден бір көрсеткіші. Электр станциялары үшін жарқырау температуралары сұйық отынның сақтау кезіндегі жанып кету қауіпсіздігін, қоршаған ауадан оқшауланбаған ортада сұйық отын қыздырылуының максимал қауіпсіз температурасын білу үшін анықтайды. Бұл температура жарқырау температурасынан кем дегенде 100С-ге кішірек болу керек.

Мазуттың қатаю температурасы деп пробиркаға құйылған тұтқыр мазут, пробирканы 450 бұрышпен көлбеу ұстаған кезде оның деңгейінің 1 минут бойы қозғалмай қалатын температурасы. Энергетикалық мазуттардың қатаю температуралары 50С және 360С аралығында. Қатаю температурасы тұқырлықпен қатар мазуттың құбырдан ағып өту мүмкіндігін анықтайды.