УДК 622.23.05 : 662.7
доц., к. т.н.
кафедра «Горные машины и оборудование»
Московский государственный горный университет
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОМПОНОВОЧНЫХ СХЕМ К СПОСОБУ МОДИФИКАЦИИ МАЗУТНОГО ТОПЛИВА
IMPROVING THE LAYOUT OF CIRCUITS TO THE METHOD OF MODIFICATION OF FUEL OIL FUEL
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 (г. Брянск), позволили установить изменения тонкой структуры мазута до и после магнитно-импульсной обработки (МИО). Контроль качества мазута до и после МИО осуществлялся рентгеновским способом.
Рентгеновские исследования, проведенные по методике Института нефтехимического
синтеза им 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.
№ п/п | Вид топлива | Влаж-ность | Теплота сгорания | |||||
( %%) | Оаб | Оа в | Ор в | Sаобщ | Нг | Ор н | ||
1. | Мазут до МИО | 0,02 | 10206 | 10143 | 10145 | 2,35 | 10,07 | 9599 |
2. | Мазут после МИО (1 импульс) | 0 | 10243 | 10170 | 10170 | 2,78 | 10,20 | 9619 |
3. | Мазут после МИО (2 импульса) | 0,03 | 10294 | 10220 | 10223 | 2,86 | 10,76 | 9639 |
Основные концептуальные конструктивные решения по компоновке магнитно-импульсной установке модификации мазута (МИУ-М), апробированные в , 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.
Литература.
1. , , и др. Способ обработки жидких углеводородов и устройство для его осуществления. Патент РФ № 000.
2. Ивахник : Методологические и практические аспекты применения импульсных электромагнитных технологий // Третий Международный Радиоэлектронный Форум «ПРИКЛАДНАЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКА. СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВА РАЗВИТИЯ» (МРФ-2008). – Украина, Харьков, 2008. – С. 93-109.
Аннотация.
Дается описание инновационная технология обогащения мазутного топлива за счет преобразования структуры мазута импульсным электромагнитным воздействием. Приводятся компоновочные схемы магнитно импульсной обработки предельных и непредельных углеводородов, результаты модификации мазутного топлива на металлургическом производстве и рекомендации по конструктивному совершенствованию способа модификации мазутного топлива.
A description of the innovative technology of the enrichment of the fuel oil fuel, due to the transformation of the structure of fuel oil pulsed electromagnetic influence. Given the layout scheme of magnetic pulse treatment of saturated and unsaturated hydrocarbons, the results of the modification of the fuel oil fuel in metallurgy and recommendations for a constructive improvement of methods used to modify the Residual Fuel oil.
Ключевые слова.
инновационная технология, модификация свойств, мазутное топливо, предельные и непредельные углеводороды, режимы импульсных электромагнитных воздействий
innovative technology, modification of the properties, black oil fuel, saturated and unsaturated hydrocarbons, modes of pulse electromagnetic impacts
