Совершенствование компоновочных схем к способу модификации мазутного топлива

В результате исследований воздействий электромагнитных полей на различные соединения углеводородов [1, 2] разработана инновационная технология обогащения топлива, в частности мазута, которая может использоваться на тепловых станциях, металлургических заводах, обогатительных фабриках и других предприятиях, использующих в технологических процессах мазутное топливо.

В основу этой инновационной технологии положены результаты исследований по улучшению технологических свойств мазута путем изменения его физико-химических свойств, за счет преобразований структуры обрабатываемого мазута. Это достигается тем, что обработка жидких углеродов путем электромагнитного воздействия осуществляется в импульсно магнитном поле, которое создается в соленоиде, охватывающем трубопровод с технологическим мазутом, либо в стержневом соленоиде, размещенным в мазутной емкости. Оба варианта компоновочных схем обработки мазута имеют свои положительные и негативные стороны.

Следует отметить простоту обслуживания и более высокую степень безопасности конструкции исполнительного органа соленоидного типа внешнего исполнения. Недостатком является непрерывность работы установки с достаточно высокой частотой подачи импульса магнитного поля, что накладывает некоторые ограничения на ресурс работы установки.

Второй вариант компоновочной схемы – размещение исполнительного органа в мазутной емкости. В этом случае используется соленоид стержневого типа, выполненный в защитном масло– бензиностойком исполнении. Обработка мазута в емкости осуществляется циклическими сериями импульсов, в зависимости от ее объема и повторяется по мере расходования мазута и повторного заполнения емкости. Наиболее оптимальным является использование мазутной емкости до 100 тонн мазута. Положительным фактором данной компоновочной схемы является неограниченный ресурс работы установки, негативным – сложность осмотра и обслуживания соленоида, вызванная демонтажем соленоида и его очисткой. Однако, этот недостаток нивелируется достаточно длительными периодами между проведением технического обслуживания соленоида стержневого типа.

Обработка мазута производится сериями импульсов с выдержкой во времени между сериями. В результате обработки мазута внутри емкости с мазутом возникает импульсное электромагнитное поле с напряженностью 7 104 2 105 А/м и длительностью импульсов 0,008 – 0,015 с. Целесообразно, как показали эксперименты, производить энергетическое воздействие магнитным полем, с учетом геометрических размеров мазутной емкости и массы обрабатываемого мазута. Перемешивание мазута производится в течение всего времени истечения мазута из емкости, что обеспечивает выравнивание состава мазута и стабилизирует режим работы тепловых агрегатов, использующих мазут в качестве топлива. Повторение цикла обработки мазута осуществляется при заполнении резервуара мазутом до установленного уровня.

Экспериментальные исследования воздействий импульсного магнитного поля на мазут, проведенные на опытно-промышленной установке по обработке мазута в ОАО «БСЗ» (г. Брянск), позволили установить изменения тонкой структуры мазута до и после магнитноимпульсной обработки (МИО). Контроль качества мазута до и после МИО осуществлялся рентгеновским способом.

Рентгеновские исследования, проведенные по методике Института нефтехимического синтеза им А.В. Топчиева РАН, показали, что в результате МИО отмечены изменения обобщенного рентгеновского показателя. Полученные результаты исследования мазута приведены в табл. 1.

Таблица 1.

Характеристика мазута до и после МИО.

Основные концептуальные конструктивные решения по компоновке магнитно-импульсной установке модификации мазута (МИУ-М), апробированные в ОАО «БСЗ», применительно к условиям металлургического производства, могут быть использованы на других предприятиях, использующих мазут.

Для эффективного применения МИУ-М в условиях тепловых электростанций и металлургических заводов установлена необходимость их обеспечения эффективными методами контроля процесса горения мазута и выбора оптимальных режимов подачи топлива к форсункам плавильных печей и котловых агрегатов

В настоящее время разрабатывается комплекс такой измерительной аппаратуры, включающий систему измерений и контроля, состоящей из следующих подсистем:

• 1.    Интегрального измерения уровня топлива в топливных емкостях с учетом температурных изменений объема;

• 2.    Измерения температуры предварительного разогрева топлива при его подаче на форсунки каждой плавильной печи;

• 3.    Измерения расхода топлива через напорный трубопровод каждой плавильной печи;

• 4.    Измерения температуры сгорания в каждой печи.

Перечисленные подсистемы через блок синхронизации измерений и интерфейс ориентированы на согласование с аналогово-цифровым преобразователем и компьютером. Методика измерений и программное сопровождение направлены на обеспечение контроля и учета расхода жидкого топлива при осуществлении МИО, а также регистрацию фактической информации о процессе сгорания и теплотворной способности мазутного топлива.

Программное обеспечение включает в себя следующие компоненты:

• •    библиотека функций, эталонов и стандартных величин;

• •    утилиты сбора, визуализации и сохранения данных;

• •    тестирующие программы;

• •    визуальный 16-ти разрядный драйвер.

Компонентами системы являются датчики и приборы, прошедшие Государственную сертификацию, произведенные или собранные на заводах России. Система измерений, при необходимости, может быть подключена к локальной компьютерной сети, что обеспечивает возможность контроля параметров и управления процессом сжигания топлива с рабочего места директора, главного инженера, оператора мартеновского цеха и т. д. При монтаже и наладке системы, выбираются такие точки установки датчиков и приборов, которые обеспечивают максимально точные показания. Установка большей части элементов системы не требует остановки работы печей и врезки в рабочие трубопроводы.