На рис. 4.2 приведена схема мазутного хозяйства.

Рисунок 4.2 - Схема подачи жидкого топлива

1 -- цистерна; 2 -- желоб сливной; 3 -- приемная емкость; 4 -- эстакада; 5 -- фильтр тонкой очистки; 6, 22 -- мазуто-меры; 7, 20 -- паровые подогреватели; 8 -- клапан сливной; 9, 27-- насосы; 10 -- подогреватель жидких присадок паровой; 11, 13, 26-- фильтры грубой очистки; 12-- линия рециркуляции мазута на разогрев доставочной емкости; 14 -- конденсатный бак; 15 -- линия возврата мазута к насосам; 16 -- клапан рециркуляции мазута помимо котлов; 17-- насосы перекачивающие; 18-- насос-дозатор; 19-- бак жидких присадок; 21 -- расходная емкость; 23-- клапан рециркуляции мазута; 24 -- участок циркуляционный; 25 -- основная емкость.

Вдоль железнодорожных путей сооружается эстакада 4 для обслуживания цистерн 1. Слив мазута осуществляется через нижний сливной прибор самотеком в межрельсовый сливной желоб 2 и далее в приемную емкость 3. Они снабжены трубчатыми паровыми подогревателями для поддержания необходимой температуры 70°С. Далее мазут проходит предварительную очистку в фильтрах грубой очистки 13 и поступает в основной резервуар 25. Потом насосами 27 мазут перекачивается в расходную емкость 21, предварительно еще раз пройдя очистку в фильтрах грубой очистки 26. В расходной емкости также поддерживается необходимая температура мазута паровыми подогревателями 20, расположенными внутри расходной емкости. Затем мазут, пройдя третью ступень фильтров 11 грубой очистки, насосами 9 подается на внешние мазутные подогреватели 7, где он подогревается до температуры, необходимой для полного сжигания в горелках. Перед подачей к котлам мазут проходит последнюю ступень очистки -- фильтры 5 тонкой очистки. В случае останова котла открывается клапан 16 рециркуляции мазута, который пропускает мазут в расходную емкость.

Расход топлива определяется мазутомерами 6 как на прямой, так и на обратной линиях к котельной. Это необходимо для определения разности расходов мазута, потребляемого котлами.

Жидкие присадки смешиваются с мазутом после первой ступени фильтров грубой очистки 13. Жидкие присадки подаются из бака 19 насосом-дозатором 18. При этом их подогревают в паровом подогревателе 10. Конденсат отработавшего пара скапливается в конденсатном баке 14, затем после очистке его возвращают в пароводяной тракт котла.

В этом разделе было рассмотрено газовое и мазутное хозяйство проектируемой тепловой электростанции. Описано, каким образом топливо поступает на станцию, как оно хранится и доставляется к горелкам. Произведен расчет низшей теплоты сгорания газа кДж/м³, рабочий расход топлива Враб=362,15 т/ч, объем дымовых газов .

5. СПЕЦИАЛЬНЫЙ ВОПРОС

5.1 НАЗНАЧЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ МАСЕЛ

Технические масла предназначены для уменьшения трения в машинах и механизмах, снижения износа и охлаждения трущихся поверхностей, защиты их от коррозии. При уменьшении трения повышается коэффициент полезного действия механизма, снижается износ трущихся деталей. Отвод теплоты от узлов трения при циркуляции масла позволяет повысить нагрузку на детали механизма, создает нормальные температурные условия для его работы.

В системах регулирования масла используют в качестве рабочей (передающей усилия) и смазочной жидкости; в электрических аппаратах - в качестве изолирующей и теплоотводящей среды. В двигателях внутреннего сгорания, компрессорах и других поршневых машинах масло используют также и в качестве уплотняющей среды.

5.2 СВОЙСТВА ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ МАСЕЛ И СПОСОБЫ ИХ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Основные физико-химические свойства масел, определяющие их качество и возможность использования для тех или иных целей, - плотность, вязкость и ее зависимость от температуры, температура вспышки и застывания, содержание водорастворимых кислот и щелочей, стабильность против окисления и термическая стабильность, кислотность, зольность, коксуемость, деэмульсирующая и деаэрирующая способность.

1) плотность энергетических масел

Плотность масел служит показателем, характеризующим их среднюю молекулярную массу: чем «тяжелее» масло, тем выше плотность. Плотность определяют при температуре 20 °С, относя ее к плотности воды при температуре 4 °С. Таким образом, плотность масел обычно выражается относительной (безразмерной) величиной.

В России стандартизированы два метода определения плотности: ареометрический и пикнометрический (ГОСТ 3900-85).

Пикнометрический метод - наиболее точный метод определения плотности. Его преимуществом является использование сравнительно малых количеств анализируемой пробы (1-20 мл). Недостатком метода является сравнительно большая длительность определения.

2) вязкость энергетических масел

Вязкость - одна из важнейших характеристик масла, определяющая эффективность работы узлов трения, систем охлаждения, прокачиваемости масла в системах смазки и регулирования. Повышенная вязкость масла увеличивает потери мощности на трение, ухудшает теплообмен; недостаточная вязкость повышает износ трущихся деталей и потери масла вследствие вытекания его через зазоры в механизмах. Вязкость масла зависит от химического состава и строения его углеводородной части, присутствия в нем примесей, условий эксплуатации. С повышением температуры вязкость масла снижается, с понижением растет. Вязкостные свойства масел обычно характеризуют кинематической вязкостью н, м²/с.

Сущность метода определения кинематической вязкости заключается в измерении времени истечения определенного объема испытуемого масла под влиянием силы тяжести. Для определения вязкости используют прибор - вискозиметр.

3) температура вспышки масла

Температурой вспышки масла называется температура, при которой его пары в свободной смеси с воздухом воспламеняются при поднесении к ним пламени. Температура, при которой вслед за вспышкой продолжается горение поверхностного слоя масла не менее 5 с, называется температурой воспламенения (обычно выше температуры вспышки на 50-70 °С). Температура вспышки характеризует наличие в масле легкокипящих фракций, что определяет степень его огнеопасности. Определение температур вспышки и воспламенения проводятся в приборе Мартенс-Пенского по ГОСТ 6356-75.

4) температура застывания масла

Под температурой застывания масел понимают ту максимальную температуру, при которой масло в стандартных условиях опыта загустевает настолько, что при наклоне пробирки с маслом под углом 45° к горизонтали его уровень приходит в движение ровно через минуту. Обычно температура застывания для различных масел находится в пределах от -10 до -80 °С.

5) содержание воды в масле

Вода ухудшает смазывающие свойства масел, способствует их эмульгированию и вызывает окисление металлических поверхностей узлов. Поэтому присутствие воды в масле недопустимо и при ее обнаружении масло подлежит очистке или замене. Содержание воды в масле определяют по ГОСТ 2477-65 отгоном воды из смеси испытуемого масла с органическими растворителями, имеющими температуру кипения, близкую к температуре кипения воды, но несколько превышающую ее. Для этой цели применяют толуол.

6) содержание механических примесей

Механические примеси в масле представляют собой твердые вещества в виде осадка или во взвешенном состоянии. Их присутствие вызывает повышенный износ и нагрев трущихся поверхностей, приводит к образованию отложений и закупорке маслопроводов. Метод определения общего содержания механических примесей основан на способности всех органических компонентов нефти растворяться в органических растворителях. Нерастворившийся остаток, задерживаемый фильтром при фильтровании раствора нефтепродукта, характеризует содержание в нем механических примесей. Содержание механических примесей определяют по ГОСТ 6370-83.

7) содержание водорастворимых кислот и щелочей

Содержание водорастворимых кислот и щелочей - показатель, определяющий коррозионную активность масла. Водорастворимые кислоты представляют собой смесь низкомолекулярных органических кислот, образующиеся в процессе окисления высокомолекулярных водонерастворимых углеводородных соединений при контакте масла с водой или паром.

Щелочь в масле может остаться после его щелочной обработки при недостаточной промывки масла водой. Присутствие щелочи в масле приводит к образованию осадка, ухудшающего свойства масла. По условиям эксплуатации масло не должно содержать водорастворимых кислот и щелочей, так как они вызывают коррозию металлов. Определение содержания водорастворимых кислот и щелочей в масле проводят по ГОСТ 6307--75. Метод заключается в извлечении водой из нефтепродуктов растворимых кислот и щелочей и в определении значения pH водной вытяжки рН-метром или реакции среды с помощью индикаторов.

8) кислотность масла

Кислотность масла характеризуется общим количеством содержащихся в нем кислот. Они образуются обычно в процессе эксплуатации масел в результате их окисления. При соприкосновении с металлами нафтеновые кислоты в присутствии воды или при повышенной температуре вызывают их коррозию. Образующиеся при этом мыла понижают устойчивость масел против окисления кислородом и способствуют увеличению эмульгируемости масла с водой. Мерой кислотности масла является кислотное число К - количество миллиграммов КОН, необходимой для нейтрализации 1 г масла.

Кислотность масла и кислотное число определяют по ГОСТ 5985-19. Сущность метода заключается в титровании кислых соединений испытуемого продукта спиртовым раствором гидроокиси калия в присутствии цветного индикатора и определении для светлых нефтепродуктов кислотности в мг КОН/г.

9) зольность масла

Зольность масла характеризует содержание в нем солей и других минеральных веществ, которые в небольшом количестве, в зависимости от глубины очистки могут оставаться в масле.

Зольность определяют по ГОСТ 1461-75 взвешиванием остатка, полученного после выпаривания, сжигания и прокаливания навески масла.

10) противоокислительная стабильность масла

Противоокислительная стабильность масла характеризует способность его противостоять окислительному воздействию кислорода воздуха. В результате окисления углеводородов масла в нем появляются нейтральные и кислые продуты. К нейтральным относятся смолы и асфальтены, которые повышают вязкость масла, к кислым - органические кислоты, оксикислоты и фенолы. Оксикислоты слаборастворимы в масле и при дальнейшем окислении превращаются в твердые лакообразные вещества, отлагающиеся на горячих частях оборудования. Противоокислительную стабильность определяют по ГОСТ 981. Сущность метода заключается в окислении масла в приборе ВТИ под воздействием кислорода при повышенной температуре в присутствии катализатора. Стабильность масла против окисления характеризуется кислотным числом, количеством летучих низкомолекулярных кислот и осадка, образующихся при окислении.

11) коксуемость масла

Коксуемость масла характеризует его склонность разлагаться под действием высоких температур с образованием твердого углистого осадка - кокса. Коксуемость масла определяется по ГОСТ 19932-74 и выражается коксовым числом, которое показывает количество кокса, получаемое после испарения масла при высоких температурах в специальном приборе.

12) деэмульсирующая способность масла

При сильном перемешивании с водой или паром масла способны образовывать водомасляные эмульсии. Деэмульсирующие свойства масел непосредственно связаны с поверхностным натяжением, обусловленным как их углеводородным составом, так и полярными веществами, присутствующими в маслах в качестве примесей. Чем ниже поверхностное натяжение, тем легче разрушаются эмульсии. Образование эмульсий нежелательно, так как она резко изменяет вязкость масла и понижает его маслянистость. Деэмульсирующая способность масла, т.е. способность быстро и полностью отделяться от воды, выражается числом деэмульсии - временем в минутах, в течение которого происходит полное разрушение эмульсии, образовавшейся при пуске пара через масло в условиях испытания по ГОСТ 12068.

В табл. 5.1 показаны нормативные документы, которых необходимо придерживаться при определении свойств энергетических масел [2].

Таблица 5.1 Нормативные документы, необходимые для определения свойств энергетических масел

Свойства масел	Способы определения свойств масел
Плотность	ГОСТ 3900-85
Вязкость	ГОСТ Р 53708-2009
Температура вспышки	ГОСТ 6356-75
Температура застывания	ГОСТ 20287-91
Содержание воды	ГОСТ 2477-65
Содержание механических примесей	ГОСТ 6370-83
Содержание водорастворимых кислот и щелочей	ГОСТ 6307--75
Кислотность	ГОСТ 5985-19
Зольность	ГОСТ 1461-75
Противоокислительная стабильность	ГОСТ 981
Коксуемость	ГОСТ 19932-74
Деэмульсирующая способность	ГОСТ 12068

5.3 КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА МЕСЕЛ

При приемке смазочных материалов производят входной контроль над поступающей партией масла. Партией называется смазочный материал, выработанный одновременно, имеющий одинаковые свойства, характеристики и относящиеся к одной марки масла. У партии масла имеется паспорт, в котором отражаются все основные характеристики данной партии. При входном контроле проводят сокращенные анализ, в который входят определение кислотного числа, визуально наличие влаги, механических примесей, цвета, а также стабильность против окисления. При несоответствии паспортных данных, а также показателей качества масла требованиям ГОСТ и ТУ масло бракуют и либо возвращают заводу-изготовителю, либо на регенерацию[1].

При эксплуатационном контроле смазочные материалы проводят сокращенный анализ, куда помимо входных характеристик входят температурные характеристики (температуры вспышки и застывания). Сокращенный анализ следует проводить не реже одного раза в три месяца. Показатель кислотного числа, а также антикоррозионные свойства контролируют раз в неделю. В случае отклонения характеристик проводят полный анализ.

5.4 ЛАБОРАТОРНОЕ ПОМЕЩЕНИЕ

Категория пожарной безопасности - Д, степень огнестойкости - II, группа санитарной характеристики производственных процессов - 1-а, площадь лаборатории - 68,4 м². Полы в лаборатории выложены керамической плиткой. Стены рабочего помещения высотой 3,5 м выкрашены светлой масляной краской. Двери шириной 1,2 м открываются наружу. На рис. 5.1 представлена схема лаборатории.



Рисунок 5.1 - Схема учебной лаборатории энергетических масел

В рабочем помещении лаборатории допускается хранение не более 1 кг горючих и едких веществ каждого наименования и не более 4 кг в общей сложности. Остальное количество веществ должно храниться в кладовой. Огнеопасные и летучие вещества следует хранить в вытяжных шкафах. Ядовитые вещества должны храниться в сейфе под замком.[6]

5.4 ОСНАЩЕНИЕ ЛАБОРАТОРИИ

В таблице 5.2 приведены сведения об оснащении лаборатории мебелью, оборудованием, приборами, посудой, реактивами, их количество, первоначально необходимое для лаборатории и стоимость.

Таблица 5.2 Оснащение лаборатории

Наименование	Количество	Цена за штуку, руб.	Суммарная цена, руб.
Мебель
Стойка-стеллаж к островному столу	2	16184.88	32369,76
Стойка-стеллаж к пристенному столу	4	9659.48	38637,92
Стол-мойка	2	31612,20	63224,4
Стол островной	2	44672,44	89344,88
Стол пристенный	7	26014,28	182099,96
Стул	4	1200	4800
Табуретка	4	1200	4800
Тумба	11	4456,86	49025,46
Шкаф	4	9385,72	37542,88
Шкаф вытяжной	7	78698,92	550892,44
Оборудование, приборы
Автоматический анализатор температуры вспышки в закрытом тигле по Пенски-Мартенсу, модель PMA 5	1	147429,47	147429,47
Автоматический дистиллятор, модель 2004, 4 л/ч	1	128539,6	128539,6
Аппарат АКОВ-10	1	3000	3000
Аппарат для определения времени деэмульсации масел АДИМ	1	268700	268700
Аппарат ТЛ-1	1	92276	92276
Вакуумная фильтрационная система Sartolab	1	7903,47	7903,47
Весы аналитические ВЛ-210	2	56670	113340
Вискозиметр ВПЖ-2 0,34	3	2760	8280
Вискозиметр ВПЖ-2 0,56	3	2760	8280
Водяная баня, модель 1008	1	1024,8	1024,8
Компактный плоский орбитальный шейкер KS 260 basic с максимальной нагрузкой 7,5 кг	1	172891,3	172891,3
КРИО-ВТ-05-01 (-80…+20°С) криотермостат для определения низкотемпературных характеристик нефтепродуктов	1	166100	166100
Лабораторный рН-метр/иономер S220-Kit	1	73085	73085
Мешалка 79-1А	1	3224	3224
Пикнометр типа ПЖ-2-50 КШ 10/19	3	495	1485
Прибор ВТИ для окисления масел	1	4570	4570
Регулятор мощности, 240B	1	1830	1830
Термостат лабораторный ТС-1/20 СПУ	2	12900	25800
Трёхместный колбонагреватель UT-4100-3, 500мл	1	47190	47190
Универсальная лабораторная электроплитка ПЭ	2	3100	6200
Универсальная муфельная печь L5/11/B180 Tмакс=1100С	1	246736	246736
Универсальный сушильный шкаф, модель UF55	1	135673,4	135673,4
Термостат для вискозиметров "ЛТН-03"	1	102450	102450
Оборудование приборов
Термометр ртутный стеклянный типа ТЛ - 4 № 4	2	2606	5212
Зажим для трубок внутренним диаметром 12 мм	20	150	3000
Принтер матричный Canon	1	2090	2090
Секундомер СОСпр-2б-2-000	2	3625	7250
Держатель для вискозиметров	1	19534	19534
Термометр ТН6 (-30...+60°С)	1	1140	1140
Держатель с поворотом на 45°	2	1045,69	2091,38
Термометры ртутные стеклянные типа ТЛ - 2 № 2	5	940	4700
Универсальная платформа AS 260.1	1	340	340
Термометр ТН-2М, 0…+360:1°С	1	1203	1203
Щипцы тигельные	1	272	272
Фитинг для трубок диаметром 10 мм	20	70	1400
Посуда лабораторная
Пипетка с оттянутым капилляром	10	5	50
Пробирка П1-22-160	20	5	100
Цилиндр 1-100-2	10	110	1100
Эксикатор без крана 2-180	5	592	2960
Воронка В-56-80	10	74,96	749,6
Стакан В-1-250	10	120,40	1204
Колба 2-1000-45/40 Бунзена	10	1727	17270
Колба КН-1-1000 45/40	10	432	4320
Воронка В-75-110	10	60	600
Колба КН-1-500-29/32	10	250	2500
Колба П-1-1000-29/32	10	355	3550
Воронка Бюхнера №2	5	529	2645
Стакан В-1-400	5	153,75	768,75
Стакан В-1-600	5	178,75	893,75
Стакан В-1-1000	5	200	1000
Стаканчик СВ-24/10	5	39	195
Стаканчик для взвешивания СН-34/12	10	77	770
Трубка медицинская резиновая вакуумная (тип 3), м	5	62	310
Промывалка КШ 29/32	2	1200	2400
Палочка стеклянная 22 см	10	20	200
Пинцет, тефлоновое покрытие	5	2478	12390
Колба КН-1-750-29/32	10	247	2470
Воронка Бюхнера №3	5	912	4560
Цилиндр 1-50-2	10	240	240
Воронка ВД-1-250	5	280	1400
Воронка В-56-80	5	44	220
Стакан В-1-150	5	90	450
Колба КН-1-250-29/32	10	232	2320
Воронка ВД-1-500	5	429	2145
Цилиндр 1-100-2	10	121	1210
Пипетка 1-2-2-10	10	165	1650
Пипетка 1-2-2-5	10	165	1650
Пипетка 1-2-2-2	10	186	1860
Капельница 2-25	10	156	1560
Пробирка П-2а-10-0,2	10	34,5	345
Чаша выпарительная №5	5	313	1565
Цилиндр 1-25-2	10	193	1930
Колба КН-1-100-29/32	10	330	3300
Кн-2-100-34	10	135	1350
КН-1-250-29/32	10	225	2250
КГУ-2-1-1000-29/32	10	460	4600
Дефлегматор елочный длиной 400 мм	5	2650	13250
Холодильник ХШ-1-400-29/32	5	880	4400
Цилиндр 1-50-2	10	240	2400
Цилиндр 1-1000-2	10	812	8120
Бюретка 1-2-25	10	325	3250
Бюретка 6-2-2	10	580	5800
Бюретка 6-2-5	10	580	5800
Бюретка 7-2-10	10	460	4600
Пипетка 2-1-50	10	365	3650
Стакан Н-2-50	10	63,72	637,2
Шпатель №2	10	20	200
Эксикатор 1-100	10	510	5100
Капельница лабораторная стеклянная 2-25	10	190	1900
Трубка хлоркальциевая ТХ-П-1-25	10	125	1250
Эксикатор 2-150	10	631,53	6315,3
Чаша выпарительная №2	5	109	545
Чаша выпарительная №3	5	135	675
Чаша выпарительная №4	5	256	1280
Тигель низки №5	10	75	750
Тигель низкий №6	10	91	910
Тигель высокий №4	10	75	750
Тигель высокий №5	10	90	900
Реактивы, кг
Спирт этиловый технический	10	190	1900
Аммоний азотнокислый	1	53	53
Нефрас-С 50/170	5	50	250
Ацетон	2	70	140
Этиловый эфир бензойной кислоты	2	240	480
Гидроокись калия	1	450	450
Кальций хлористый 2-водный	1	28,76	28,76
Аскарит	1	850	850
Бифталат калия	1	280,84	280,84
Изооктан эталонный	1	380	380
Кислота серная	5	24	120
Кислота соляная	5	110	550
Кислота янтарная	1	290	290
Ксилол нефтяной	5	57	285
Сульфат натрия безводный	5	32	160
Хлорид натрия	2	60	120
Бензол	10	700	7000
Толуол	5	58	290
Щелочной голубой 6Б	0,1	19000	1900
Индикатор нитрозиновый желтый	0,1	24920	2492
Индикатор фенолфталеин	0,1	2000	200
Эфир петролейный	10	140	1400
Метиловый оранжевый	0,1	48700	4870
Вспомогательные лабораторные материалы
Асбестовый картон 3 мм, кг	1	66,91	66,91
Бумага наждачная различных номеров (книжки)	5	270	1350
Пробка резиновая №19	20	9,27	185,4
Пробка резиновая №40	20	49,62	992,4
Фильтр обеззоленный «красная лента», пачка	1	63,13	63,13
Фильтр обеззоленный «белая лента», пачка	1	21,46	21,46
Трубка силиконовая 10*2 м, кг	1	2860	2860
Халат лабораторный	8	584	4672
Полотенце, рулон	8	506,92	4055,36
Рукавицы брезентовые, пар	3	53,30	159,9
Перчатки лабораторные	8	218	1744

5.5 ЗАТРАТЫ НА ОСНАЩЕНИЕ ЛАБОРАТОРИ

Лаборатории должны быть оборудованы вытяжными шкафами с принудительной вентиляцией, а также водопроводом, канализацией и горячей водой. Всю работу, сопровождающуюся выделением ядовитых паров и газов, необходимо проводить в вытяжном шкафу. Помещение лаборатории должно быть оборудовано приточно-вытяжной вентиляцией с нижним и верхним отсосом, обеспечивающей равномерный приток свежего воздуха и удаление загрязненного. Для установки приточно-вытяжной системы потребуется 105200 рублей.

В лабораторию необходимо провести холодное и горячее водоснабжение. Сумма затрат для подвода холодной воды составляет 25500 рублей, горячей - 25500 рублей. Чтобы провести канализацию в лабораторию потребуется 11500 рублей.

В лаборатории должны работать два лаборанта под руководством химика-энергетика (две смены). Оклад лаборанта составляет 23000 рублей, химика-энергетика - 35000 рублей.

В таблице 5.3 представлены затраты на покупку приборов и оборудования, подвод коммуникаций и оплату труда работникам лаборатории.

Таблица 5.3 Затраты на оснащение лаборатории

Наименование затрат	Сумма затрат, тыс. рубл.
Подвод коммуникаций	167,7
Мебель	1052,738
Основное оборудования	1766,038
Оборудование приборов	48,232
Посуда лабораторная	152,926
Вспомогательное оборудование	16,171
Реактивы	24,49
Зарплата	81
Всего	3309,295

В этом разделы рассмотрены свойства энергетических масел и способы их определения. Была разработана схема лаборатории по определению свойств масел, выбрано оборудование для их определения и рассчитаны затраты, связанные с оснащением лабораторного помещения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Данная работа бакалавра посвящена проектированию станции мощностью 1500 МВт, работающей на природном газе. В результате была составлена принципиальная схема энергоблока на 1500 МВт, произведен тепловой расчет, где рассчитаны основные показатели работы станции такие, как расход пара в голову турбины, КПД блока, удельный расход топлива. Выполнен первый лист графического материала, на нем представлена принципиальная тепловая схема.

Во втором разделе рассчитана производительность ВПУ, произведен выбор схемы предварительной обработки добавочной воды: коагуляция с известкованием и трехступенчатое обессоливание в катионитных фильтрах в Н-форме, анионитных - в ОН-форме и ФСД. Описаны процессы очистки воды в каждом фильтре, определены концентрации ионов после каждой ступени обработки. Сделан выбор фильтров, загрузочного материала, рассчитан фильтроцикл каждой ступени обессоливания и механического фильтра.

В третьем разделе рассмотрены особенности ВХР на ТЭС с прямоточными котлами и разработана схема дозирования реагентов в тракт энергоблока. Представлены схемы дозирования реагентов в тракт. Выполнен третий лист графического материала, на нем представлена схема дозирования реагентов в тракт ТЭС с указанием мест отбора проб контролируемых показателей.

В четвертом разделе рассмотрена технология подготовки твердого топлива к сжиганию, приведены схемы подготовки и сжигания основного и резервного топлива.

В пятом разделе рассмотрен специальный вопрос, заключающийся в разработке лаборатории по определению свойств энергетических масел.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Белосельский Б.С. Технология топлива и энергетических масел: учебник для вузов / Б.С. Белосельский. - 2-е изд. испр. и доп. - М.: Издательский дом МЭИ, 2005. - 348 с.: ил.

2. Белосельский Б.С. контроль энергетических масел: учебное пособие для вузов / Б.С. Белосельский. - М.: Издательство МЭИ, 1988. - 49 с.

3. Воронов В.Н. Водно-химические режимы ТЭС и АЭС: учебное пособие / В.Н. Воронов, Т.И. Петрова. - М.: Издательский дом МЭИ, 2009. - 240 с.

4. Егошина О.В. Системы химико-технологического мониторинга: учебное пособие / О.В. Егошина. - М.: Издательский дом МЭИ, 2013. - 48 с.

5. Копылов А.С. Водоподготовка в энергетике: учебное пособие для вузов / А.С. Копылов, В.М. Лавыгин, В.Ф. Очков. - 2-е изд., стереот. - М.: Издательский дом МЭИ, 2006. - 309 с.: ил.

6. Кострикин Ю.М. Водоподготовка и водный режим энергообъектов низкого и среднего давления: Справочник / Ю.М. Кострикин, Н.А. Мещерский, О.В. Коровина. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 254 с.

7. Маргулова Т.Х. Водные режимы тепловых и атомных электростанций: учеб. для вузов по спец. «технология воды и топлива на тепловых и атомных электростанциях» / Т.Х. Маргулова, О.И. Мартынова. - 2-е изд., испр. и доп. - М.: Высш. шк., 1987. - 319 с.: ил.

8. Рыжкин В.Я. Тепловые электрические станции: учебник для вузов / под ред. В.Я. Гиршфельда. - 4-е изд., стереот. - М.: ООО ТИД «Арис», 2014. - 328 с.: ил.

9. Стерман Л.С. Тепловые и атомные электрические станции: учебник для вузов / Л.С. Стерман, В.М. Лавыгин, С.Г. Тишин. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Издательский дом МЭИ, 2008. - 464 с.: ил.

ПРИЛОЖЕНИЕ

1. ПЛОТНОСТЬ

Пикнометрический метод определения плотности основан на измерении массы определенного объема нефтепродукта, которую относят к массе воды, взятой в том же объеме и при той же температуре. Для определения плотности пикнометрическим методом используют пикнометр - мерный сосуд в форме небольшой (на 25 - 100 см3) колбочки с узким вытянутым горлом с притертой крышкой, на котором нанесена кольцевая риска. Прежде всего необходимо с высокой точностью определить вместимость пикнометра. Для этого чистый и сухой пикнометр взвешивают, а потом - наполняют при помощи пипетки дистиллированной водой немного выше метки. Пикнометр выдерживают в течение 30 минут при температуре 20 °С. Когда уровень воды в шейке пикнометра с меткой перестанет изменяться, избыток воды отбирают пипеткой или фильтровальной бумагой и вытирают шейку пикнометра внутри. Уровень воды в пикнометре устанавливают по верхнему краю мениска. Далее высушенный пикнометр заполняют нефтепродуктом, выдерживают в термостате при температуре 20 °С, доводят уровень нефтепродукта точно до риски и вновь взвешивают.

Плотность находят по формуле

,

Где - масса пустого пикнометра; - масса пикнометра с водой; - масса пикнометра с нефтепродуктом.

2. ВЯЗКОСТЬ

Для испытания применяем вискозиметр ВПЖ-2 с номинальным внутренним диаметром капилляра 0,99. Выбранный тщательно промытый и просушенный вискозиметр наполняют испытуемым маслом. Для этого надевают на отводную трубку 3 резиновую трубку. Зажав пальцем колено 2 и перевернув вискозиметр, опускают колено 1 в сосуд с нефтепродуктом, который засасывают при помощи резиновой груши, следя за тем, чтобы в капилляре и в расширениях не образовывалось пузырьков воздуха и разрывов. Когда уровень жидкости достигнет метки «М2», колено 2 вынимают из сосуда и быстро переворачивают вискозиметр в нормальное положение. Снимают резиновую трубку с отвода трубки 3 и аккуратно вытирают с внешней стороны колена 1 избыток нефтепродукта. Далее заполненный вискозиметр устанавливают вертикально в термостате, где поддерживают заданную температуру и выдерживают 15 мин. При определении кинематической вязкости масло при помощи каучуковой трубки, надетой на колено 3, засасывают в расширение 1 немного выше отметки М2, следя за тем, чтобы в капилляре и расширении не образовывалось пузырьков воздуха, разрывов. Наблюдая за опусканием жидкости в колене 1, пускают секундомер в тот момент, когда уровень жидкости достигает метки М1, а останавливают секундомер в тот момент, когда уровень жидкости достигает метки М2. Время, отмеченное на секундомере с точностью до 0,1 с. фиксируют; определение повторяют не менее двух раз.

Кинематическую вязкость испытуемого нефтепродукта при температуре t вычисляют по формуле: н = с * ф,

где с - постоянная вискозиметра, м²/с; ф - среднее арифметическое время истечения нефтепродукта через капилляр вискозиметра.

3. ТЕМПЕРАТУРА ВСПЫШКИ И ВОСПЛАМЕНЕНИЯ МАСЛА

Автоматический анализатор температуры вспышки в закрытом тигле по Пенски-Мартенсу, модель PMA

Испытуемое масло помещают в тигель с крышкой и нагревают с определенной скоростью, непрерывно помешивая с помощью специального приспособления - двухлопастной мешалки. В крышке имеются окна, закрываемые заслонкой. С заслонкой кинематически связано зажигательное устройство. В процессе постепенного нагревания жидкости над ее поверхностью образуется концентрация паров, достаточная для мгновенной вспышки и сгорания. При повороте рукоятки заслонка открывает окна, и в одно из них опускается горячий фитиль. Емкость тигля составляет 72 см³. Задача сводится к тому, чтобы путем регулярного испытания (внесение открытого огня в паровоздушную смесь) зафиксировать на термометре температуру, при которой происходит вспышка паров.

4. ТЕМПЕРАТУРА ЗАСТЫВАНИЯ

КРИО-ВТ-05-01 (-80…+20°С) криотермостат для определения низкотемпературных характеристик нефтепродуктов

Для определения температуры застывания пробирку с маслом и термометром укрепляют в муфте, помещают в сосуд с охлаждающей смесью. При достижении предполагаемой температуры застывания пробирку наклоняют под углом 45^о и, не вынимая ее из охлаждающей смеси, держат так в течение 1 мин. Вынимают пробирку с муфтой из бани и смотрят, не сместился ли мениск. Если мениск сместился, то испытание повторяют при температуре ниже предыдущей на 4^оС. Прибор для измерения температуры застывания масла показан на.

5. СОДЕРЖАНИЕ ВОДЫ В МАСЛЕ

Для определения содержания воды в масле используют объемный метод Дина и Старка, по которому навеску нефтепродукта смешивают с органическим растворителем - толуолом, выкипающим в интервале температур 100-200°С, помещают смесь в колбу присоединяют к ней обратный холодильник с ловушкой.

Прибор для определения содержания влаги в масле

Колбу нагревают, доводя ее содержимое до кипения. Выделяющиеся пары растворителя и воды попадают в холодильник, конденсируются в нем и стекают по стенкам вниз навстречу потоку паров. Конденсат заполняет ловушку, потом растворитель начинает стекать обратно в колбу, а более тяжелая вода оседает в ловушке. Такой процесс проводят до тех пор, пока уровень воды в ловушке не перестанет повышаться, т.е. соберется вся вода, которая была в навеске. Массовую долю воды в испытуемой пробе, %, рассчитывают по формуле

,

где - объем воды в ловушке, см³; - масса взятой навески, г; - плотность воды, которую принимают равной 1 г/ см³.

6. СОДЕРЖАНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ ПРИМЕСЕЙ

В стакан помещают пробу испытуемого продукта и разбавляют подогретым растворителем (толуолом). Перед испытанием предварительно определяют минимальный объем пробы и растворителя, необходимого для ее растворения. Толуол для растворения пробы испытуемых продуктов подогревают на водяной бане до температуры 80°С. Не допускается кипение растворителя при подогреве. Содержимое стакана фильтруют через подготовленный бумажный фильтр, помещенный в стеклянную воронку.

При фильтровании в воронке Бюхнера загнутые края фильтра должны плотно прилегать к стенкам воронки. Воронку заполняют раствором не более, чем на ³/₄ высоты фильтра, каждую новую порцию добавляют после того, как предыдущая стекла достаточно полно.

При фильтровании с применением воронки для горячего фильтрования не допускается вскипание фильтруемого раствора. После фильтрации фильтр с осадком при помощи промывалки с резиновой грушей промывают подогретым до 80 °С толуолом до тех пор, пока на фильтре не будет следов нефтепродукта и растворитель не будет стекать совершенно прозрачным и бесцветным. При определении механических примесей в нефтях, присадках и маслах с присадками допускается дополнительно промывать фильтр горячей дистиллированной водой, фильтр с осадком после промывки органическими растворителями просушивают на воздухе в течение 10 - 15 мин и затем промывают 200 - 300 см³ горячей дистиллированной водой.

При определении механических примесей в нефтях промывку горячей водой ведут до отсутствия хлорид-ионов в фильтрате (отсутствие помутнения раствора). Наличие хлорид-ионов проверяют раствором азотно-кислого серебра 0,1 моль/дм³.

По окончании промывки фильтр с осадком переносят в стаканчик для взвешивания с открытой крышкой, в котором сушился чистый фильтр. Стаканчик с фильтром с открытой крышкой сушат в сушильном шкафу при температуре (105 ± 2) °С не менее 45 мин. Затем стаканчик закрывают крышкой, стаканчик с фильтром охлаждают в эксикаторе в течение 30 мин и взвешивают, с погрешностью не более 0,0002 г.

Стаканчик с фильтром высушивают и взвешивают до получения расхождения между двумя последовательными взвешиваниями не более 0,0004 г. Повторные высушивания фильтра так же, как и последующие охлаждения, проводят в течение 30 мин.

Если содержание механических примесей после первого взвешивания не превышает нормы, установленной в нормативно-технической документации на нефтепродукт или присадку, фильтр до постоянной массы не доводят.

Массовую долю механических примесей (X) в процентах вычисляют по формуле

,

где m₁ - масса стаканчика для взвешивания с бумажным фильтром и механическими примесями или масса стеклянного фильтра с механическими примесями, г;

m₂ - масса стаканчика для взвешивания с чистым подготовленным бумажным фильтром или масса подготовленного стеклянного фильтра, г;

m₃ - масса пробы, г.

За результат испытания принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений.

7. СОДЕРЖАНИЕ ВОДОРАСТВОРИМЫХ КИСЛОТ И ЩЕЛОЧЕЙ

Пробы испытуемого нефтепродукта перемешивают встряхиванием в течение 5 мин в склянке, заполненной не более чем на 3/4 ее вместимости. Вязкие и парафинистые нефтепродукты предварительно нагревают до 50 - 60 °С, а высокоплавкие составы - до температуры на 10 °С выше температуры плавления. Общее количество пробы должно быть не менее 50 г.

Дистиллированную воду, бензин и спирт необходимо проверять на нейтральность по метиловому оранжевому и фенолфталеину или при помощи рН-метра.

При испытании жидких нефтепродуктов в делительную воронку помещают 50 см³ испытуемого нефтепродукта и 50 см³ дистиллированной воды, нагретых до 50 - 60°С.

Содержимое делительной воронки слегка взбалтывают в течение 5 мин, не допуская образования эмульсии. После отслоя нижний водный слой сливают через воронку с бумажным фильтром в коническую колбу.

После охлаждения до комнатной температуры отделившийся нижний водный слой осторожно сливают через воронку с бумажным фильтром в коническую колбу. Затвердевшие продукты (парафины, церезин и др.) предварительно прокалывают стеклянной палочкой.

Если при смешении нефтепродукта с водой образуется эмульсия, то водорастворимые кислоты и щелочи экстрагируют, обрабатывая нефтепродукт спиртовым раствором (1:1), нагретым до 50 - 60 °С (вместо дистиллированной воды.

Для определения наличия водорастворимых кислот и щелочей по величине рН в стаканчик помещают 35 - 50 см³ вытяжки, погружают электроды на глубину 10 - 12мм и замеряют величину рН в соответствии с требованиями по эксплуатации рН-метра.

8. КИСЛОТНОСТЬ МАСЛА

Для испытания светлых нефтепродуктов отбирают от 50 до 100 см³ пробы. В другую коническую колбу наливают 50 см³ 85 %-ного этилового спирта и кипятят с обратным холодильником водяным или воздушным в течение 5 мин. В прокипяченный спирт добавляют 8 - 10 капель (0,25 см³) индикатора нитрозинового желтого и нейтрализуют в горячем состоянии при непрерывном перемешивании 0,05 н. спиртовым раствором гидроокиси калия до первого изменения желтой окраски в зеленую.

Определение кислотности

В колбу с нейтрализованным горячим спиртом приливают испытуемую пробу и кипятят в течение 5 мин (точно) с обратным холодильником при постоянном перемешивании.

Если содержимое колбы после кипячения все еще сохраняет зеленую окраску, испытание прекращают и считают, что кислотность испытуемой пробы отсутствует.

В случае изменения окраски смесь в горячем состоянии титруют спиртовым раствором гидроокиси калия при непрерывном интенсивном перемешивании до изменения желтой (или желтой с оттенками) окраски спиртового слоя или смеси в зеленую (или зеленую с оттенками). Окраска должна быть устойчивой без перемешивания в течение 30 с.

Титрование проводят в горячем состоянии быстро во избежание влияния углекислого газа, содержащегося в воздухе.

При наличии в смеси зеленой (или зеленой с оттенками) окраски титрование раствором гидроокиси калия не производят. В этом случае органические кислоты в испытуемом нефтепродукте отсутствуют.

Кислотность испытуемого нефтепродукта (K) в мг КОН на 100 см³ вычисляют по формуле



где V₂ - объем 0,05 моль/дм³ раствора гидроокиси калия, израсходованный на титрование, см³;

Т - титр 0,05 моль/дм³ раствора гидроокиси калия, мг/см³;

V₀ - объем испытуемой пробы, см³;

100 - фактор пересчета на 100 см³ продукта.

За результат испытания принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений.

9. ЗОЛЬНОСТЬ МАСЛА

Универсальная муфельная печь L5/11/B180

Зольность определяют взвешиванием остатка, полученного после выпаривания, сжигания и прокаливания навески масла. Сжигание проводят в два этапа. На первом этапе нагревают масло на электроплитке до температуры не выше 120 °С. В тигель с навеской вкладывают «фитиль» - конус, свернутый из фильтровальной бумаги. Когда он пропитается маслом, его поджигают. После сгорания фитиля тигель с навеской помещают в муфельную печь, где выдерживают до тех пор, пока его масса не перестанет изменяться. Зольность, %, определяют по формуле

,

где - масса навески, г; -масса негорючего остатка, г; - масса золы бумажного тигля, г.

10. ПРОТИВООКИСЛИТЕЛЬНАЯ СТАБИЛЬНОСТЬ МАСЛА

При определении стабильности нефтяных масел против окисления применяют прибор ВТИ для окисления из молибденового стекла с пришлифованными пробками

В чистый сухой прибор ВТИ, в котором было ранее проведено не менее одного опыта окисления масла, берут 30 г испытуемого масла с погрешностью не более 0,1 г. В масло опускают медную пластинку с надетой на нее спиралью и закрывают прибор пришлифованной пробкой. При применении резиновой пробки ее предварительно промывают спиртом и высушивают. Прибор опускают в баню (термостат), нагретую до заданной температуры, при этом все витки змеевика должны быть покрыты жидкостью, залитой в баню (уровень жидкости должен быть выше уровня масла в приборе на 5 см). Ловушку с 20 см дистиллированной воды присоединяют резиновой трубкой к отводному патрубку прибора. Резиновые трубки предварительно кипятят 30 мин в дистиллированной воде с добавлением 3%-ного раствора аммиака (5 капель на 1 дм воды), затем промывают и снова кипятят 30 мин в дистиллированной воде и высушивают. Определение содержания летучих низкомолекулярных кислот.

По истечении заданного времени окисления ловушку отсоединяют от прибора. Содержимое ловушки переносят в коническую колбу вместимостью 50 см, ловушку ополаскивают два раза по 5 см дистиллированной воды, которую сливают в ту же колбу. Содержимое колбы титруют 0,025 моль/дм раствором едкого калия в присутствии трех капель фенолфталеина до появления слабо-розовой окраски. Параллельно проводят титрование 0,025 моль/дм раствором гидроокиси калия, 120 см дистиллированной воды в присутствии трех капель фенолфталеина до появления слабо-розовой окраски. Содержание летучих низкомолекулярных кислот в мг KОН на 1 г масла вычисляется по формуле

,

где V₁ - объем 0,025 моль/дм раствора гидроокиси калия, израсходованный на титрование 120 см дистиллированной воды, см;

V₂ - объем 0,025 моль/дм раствора гидроокиси калия, израсходованный на титрование 30 см испытуемого раствора, см;

4 - отношение 120 см к 30 см;

T - титр 0,025 моль/дм раствора гидроокиси калия, мг/см;

30 - масса испытуемого масла, взятая на окисление, г.

За результат испытания принимают среднеарифметическ...