Методы определения качества водомазутных эмульсий, используемых в виде жидкого котельного топлива

Содержание статьи:

НОРМАТИВНЫЕДОКУМЕНТЫ
ДЛЯ ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ
И КОТЕЛЬНЫХ

МЕТОДЫОПРЕДЕЛЕНИЯ
КАЧЕСТВА ВОДОМАЗУТНЫХ
ЭМУЛЬСИЙ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ
В ВИДЕ ЖИДКОГО КОТЕЛЬНОГО
ТОПЛИВА

РД 34.44.215-96

Москва 1997

РАЗРАБОТАН Всероссийскимдважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехническимнаучно-исследовательским институтом (ВТИ)

ИСПОЛНИТЕЛЬ Н.Н.Кузина

УТВЕРЖДЕНДепартаментом науки и техники РАО «ЕЭС России»

14 декабря 1996г.

Начальник                                     А.П. Берсенев

ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ.Периодичность проверки — 5 лет

Ключевые слова: энергетика, тепловые электростанции, газомазутные котлы,водомазутные эмульсии, состав, свойства, контроль

РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ

Срок действия с 1997—07—01

до 2007—07—01

Настоящий Руководящий документ распространяется наводомазутные эмульсии (ВМЭ), предназначенные для сжигания в топках газомазутныхкотлов (взамен мазута или газа), и устанавливает методы определения ихкачества.

Положениянастоящего нормативного документа подлежат обязательному применению напредприятиях отрасли «Электроэнергетика» и могут быть использованы расположеннымина территории Российской Федерации предприятиями и объединениями предприятий, всоставе (структуре) которых независимо от форм собственности и подчинениянаходятся тепловые электростанции и котельные.

Термины иопределения, применяемые в настоящем Руководящем документе, приведены вприложении А.

1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Водомазутныеэмульсии представляют дисперсную систему, в которой роль среды выполняет мазут,а фазой является вода в виде капель микронных размеров. Размеры и распределениеводяных капель по размерам (дисперсность) могут быть различными (от единиц досотен микрон) и зависят от типа используемых для приготовления эмульсийаппаратов (струйные, ротационные, вибрационные и т.д.). Наиболее предпочтительныаппараты, которые позволяют получить размер капель водной фазы в мазуте неболее 20 мкм.

Размер идисперсность водной фазы оказывают влияние на стабильность ВМЭ, а также напроцессы горения и образования при этом токсичных компонентов. В связи с этимпри хранении, транспортировании и сжигании эмульгированного мазута необходимодополнительно контролировать (помимо традиционных показателей качества мазутапо ГОСТ10585-75) размер, дисперсность и стабильность водной фазы в ВМЭнепосредственно перед сжиганием или за сутки до начала сжигания, а также прихранении.

Стабильность ВМЭопределяется для эмульсий, хранящихся в мазутных баках, для установления периодичности включенияв работу эмульгирующего устройства, а также при его монтаже или замене.

2ОБЪЕМ И МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ВОДОМАЗУТНОЙ ЭМУЛЬСИИ

Объем и методыконтроля физико-химических показателей качества ВМЭ устанавливаются в соответствиис действующими нормативно-техническими документами и настоящим документомнезависимо от содержания воды и типа используемых для производства эмульсийустройств (таблица 1).

3 ОТБОР ПРОБ

Отбор проб проводятв соответствии с требованиями ГОСТ 2517. Дляконтрольной пробы берут 1,5 дм³ ВМЭ. Периодичность и точки отборапроб определяются для каждой ТЭС инструкцией по применению ВМЭ, утвержденнойглавным инженером электростанции.

Таблица 1 — Методыконтроля качества ВМЭ

4 МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ

4.1 Определениеразмера и распределения капель водной фазы

4.1.1 Аппаратура, приборы и реактивы

Микроскоп МБС(или иного типа, обеспечивающий 50 — 200-кратное увеличение и имеющий окулярныймикрометр).

Шкаф сушильныйШС-3 с терморегулятором, обеспечивающим температуру нагрева от 0 до 200 °С.

Палочкистеклянные диаметром 5 ± 0,1 мм, длиной l = 20 см.

Стекла покровныедлиной и шириной 18 мм.

Стекла предметныедлиной l = 75 мм, высотой h = 25 мм, толщиной d = 2 мм.

Стакан химическийвместимостью см³ (ГОСТ25336).

Бензинавиационный Б-70 (ГОСТ 1012).

Бумагауниверсальная индикаторная (ТУ 6-09-1181).

Водадистиллированная (ГОСТ 6709).

4.1.2 Средний размер капель водной фазы эмульсии измеряют непосредственно подмикроскопом, в окуляр которого вставлена микрометрическая сетка (окулярныймикрометр). Каждое деление сетки соответствует определенной длине объекта,видимого под микроскопом. Пользуясь микрометрической сеткой, подсчитывают числокапель воды одного размера в поле зрения. Каплями одинакового размера принятосчитать капли, соответствующие одному и тому же числу целых делений сетки.

4.1.3 Приготовление препарата для микроскопирования

Пробуводомазутной эмульсии объемом см³ отобранной из контрольной пробы после ее тщательногоперемешивания, выливают в стакан, которыйзатем помещают в сушильный шкаф, нагретый до 50 ± 0,5 °С, где выдерживают в течение 15мин. После этого содержимое стакана тщательно перемешивают стеклянной палочкойи отбирают пробу эмульсии для микроскопирования. Из пробы отбирают не менее 10капель. Каплю ВМЭ наносят на предметное стекло и осторожно накрывают покрывнымстеклом. Оба стекла предварительно промывают, бензином марки Б70, хромовойсмесью, дистиллированной водой до получения нейтральной реакции науниверсальной индикаторной бумаге.

4.1.4 Микроскопический анализ

Предметное стеклос препаратом помещают под объектив микроскопа и начинают подсчет капель воды вэмульсии.

С микроскопомнеобходимо обращаться осторожно, не трогать оптику руками.

Объектив и окулярподбирают так, чтобы получить наилучшее для подсчета увеличение, обеспечивающееодновременный обзор 20 — 30 капель воды. Размеры капель измеряют окулярныммикрометром. В техническом паспорте каждого микроскопа приведена переводнаятаблица, в которой указано, какой истинной линейной величине объектасоответствует одно деление (0,1 мм) шкалы окулярного микрометра и стороныодного квадрата (1 мм) сетки при выбранном увеличении.

Для определенияистинного размера объекта достаточно подсчитать количество делений окулярнойшкалы, накладываемых на измеряемый участок, и это количество умножить на число,указанное в переводной таблице, соответствующее тому увеличению, при которомпроизводится измерение.

Перемещаямикрометрическим винтом тубус микроскопавыбирают поле зрения для подсчета. Необходимо при этом следить, чтобы придвижении объектив не коснулся покровного стекла. В поле зрения должнонаходиться не более 20 — 30 капель, иначе подсчет будет затруднен.

Микрометрическаяшкала разбивает поле зрения на квадратов со стороной в 5 делений. Так какобычно мелких капель бывает больше, чем крупных, то целесообразно считатькрупные капли во всем поле зрения (в квадратах), а мелкие — только вопределенной части поля зрения. Так, например, капли воды диаметром меньше 1деления можно считать в 10 центральных квадратах со стороной в 5 делений, т.е.10/ поля зрения, затем капли от 2 до 3 делений (диаметром меньше 3 делений)считают в 20 центральных квадратах, т.е. 20/ поля зрения. Общее число мелкихкапель во всем поле зрения определяется пересчетом на все квадратов(умножая найденное число соответственно на /10 или /20 и т.д.).

Каплю считают втом квадрате, где находится ее центр. Если центр капли воды выходит за пределысетки, ее вообще не считают. Результаты измерений заносят в таблицу 2 (1 поле), в которой подсчитанноеколичество капель записывают на строчке, соответствующей числу целых деленийсетки, укладывающихся в диаметре капли.

Таблица 2 — Результатыподсчета числа капель в поле зрения микроскопа

После того, какподсчет капель в данном поле зрения закончен, произвольным поворотом микрометрическихвинтов тубуса перемещают препарат, не глядя в окуляр, и подсчитывают капли вновом поле зрения. Результаты подсчета также записывают в таблицу 2 (2 поле, 3, 4… и т.д.). Чтобыполучить достоверный результат анализа, в каждом поле зрения должно быть неменее 20 — 30 капель, а общее число капель — не менее .

Экспериментальныеданные (таблица 2) подвергаютматематической обработке и строят по ее результатам интегральную идифференциальную кривые распределения. Дифференциальную кривую распределениястроят в тех случаях, когда необходимо получить более наглядное представление одисперсности водяных капель эмульсии, а также вычислить эквивалентный радиускапель, соответствующий максимальному количеству капель определенного размера вданной дисперсной системе (rмакс). Эквивалентныйрадиус капель входит в расчет поверхности капель в эмульсии.

4.1.5 Расчет функции распределения числакапель по размерам

Прежде всегорассчитывают радиус капель воды каждой фракции, пользуясь ценой деления шкалымикрометрической сетки. Средний радиус капли воды r (мкм) во фракции определяют по формуле

                                                               (1)

где x — цена деления шкалы микрометрической сетки при данномувеличении, мкм;

n — число делении шкалы, в которое укладывается капля.

Затемподсчитывают процентное содержание капель каждой фракции Q по отношению ких общему количеству по формуле

                                                              (2)

где N — количество капель данной фракции:

SN — суммарное число капель.

Результатывычислений записывают в таблице 3.

Таблица 3 — Исходные данныедля построения интегральной кривой распределения капель воды по радиусам

По данным таблицыстоят интегральную кривую распределения. Чтобы уменьшить погрешность вычислений,рекомендуется при построении кривой цену деления откладываемых по осям величинвыбирать таким обратом, чтобы получить диаграмму в форме квадрата. Начинаютпостроение с самых мелких капель воды радиусом r0, откладывая их процентное содержание Q0 на оси ординат; для капель следующей фракции радиусом r1 откладывают ординату, равнуюсумме процентного содержания капель предыдущей фракции радиусом r0 и фракциирадиусом r1: Q = Q0 + Q1; далее аналогично, откладывая на оси ординат нарастающее суммарное содержаниекапель от наименьшего до данного радиуса включительно. Таким образом, последняяточка на ординате (соответствующая максимальному радиусу) составит %.

На основанииполученных данных проводят классификацию дисперсионного состава ВМЭ, результатыкоторой сводят в таблицу 4.

Таблица 4 — Результатыдисперсионного анализа ВМЭ

В отдельныхслучаях строят дифференциальную кривую, для построения которой обрабатывают интегральнуюкривую следующим образом: через равные интервалы радиусов, которые выбираютсяпроизвольно (например, Dr = 5 мкм), строят ординаты до пересечения с интегральнойкривой и находят знамения DQ — приращениепроцентного содержания капель в выбранном интервале радиусов (очевидно, DQ равно разности двух соседних ординат).Полученные данные записывают в таблицу 5.

Таблица 5 — Данные дляпостроения дифференциальной кривой распределения капель воды по радиусам

Откладывая на осиабсцисс значения эквивалентных радиусов, а по оси ординат — функциюраспределения DQ/Dr, строят прямоугольники, беря за их основание равные интервалырадиусов Dr, а за высоту — DQ/Dr; полученные точки соединяют плавной кривой и продолжают этукривую до точек абсциссы, соответствующих наименьшему и наибольшему радиусамкапель воды в эмульсии.

По полученнойкривой определяют наименьший и наибольший диаметры капель воды, а также rмакс — радиус(диаметр) капель воды, которых больше всего содержится в данной дисперснойсистеме.

Допустимыерасхождения между результатами определения размера капель воды в эмульсии недолжны превышать при размере капель воды:

до 20 мкм — 20 %;

от 20 до 50 мкм -15 %;

свыше 50 мкм — 10%.

Если расхождениемежду двумя параллельными определениями превышает приведенное значение,определение повторяют. За окончательный результат анализа принимаютсреднеарифметическое значение результатов двух параллельных определений.

4.2 Определение стабильности

Сущность методазаключается в выдерживании проб ВМЭ при температуре 60 и 120 °С и наблюдении заее расслаиванием.

Испытания поопределению стабильности эмульсий проводят при температуре выдерживания 60 °С втех случаях, когда приготовленная ВМЭ будет храниться в мазутных баках втечение длительного времени. При использовании эмульсии непосредственно послеприготовления испытания по определению стабильности необходимо проводить толькопри температуре выдерживания 120 °С.

4.2.1 Аппаратура

Шкаф сушильныйШСЗ с терморегулятором, обеспечивающим температуру нагрева от 0 до 200 °С.

Пипеткавместимостью 25 см³ по ГОСТ29227.

Цилиндры вместимостьюсм³ по ГОСТ1770.

Прибор дляопределения содержания воды по ГОСТ 2477.

4.2.2 Проведениеиспытаний при 60 °С

Пробу эмульсиитщательно перемешивают в течение 15 мин, затем наливают по см³эмульсии в два пронумерованных цилиндра объемом см³, которыеплотно закрывают пробкой и помещают в сушильный шкаф (термостат),предварительно нагретый до 60 ± 0,5 °С. Цилиндры с пробой эмульсии выдерживают в течение 2 сут. Вовремя хранения контролируют состояние эмульсии. Для чего через 24 и 48 чсоответственно вынимают из термостата последовательно 1-й и 2-й цилиндры спробами эмульсии. Каждую пробу эмульсии, прошедшую испытания, разделяют вследующей последовательности:

из верхней частицилиндра (отметка на цилиндре в пределах 70 — см³) пипеткойотбирают пробу эмульсии не менее 25 см³ (осторожно безперемешивания) и переносят в колбу прибора для определения содержания воды по ГОСТ 2477;

среднюю пробуэмульсии (отметка на цилиндре 30 — 70 см) (примерно 40 ± 5 см³)переносят пипеткой в стакан объемом 50 см³;

оставшуюся пробуэмульсии в количестве не менее 25 см³ из цилиндра переносят в колбуприбора для определения содержания воды по ГОСТ 2477.

В отобранных изверхней и нижней частей цилиндра пробах эмульсии определяют содержание воды иполученные данные сравнивают с данными исходной эмульсии.

Эмульсию считаютстабильной, если значения содержания воды в верхней и нижней частях цилиндрасовпадают с исходным или отклоняются в пределах ±0,5 % при содержании воды вэмульсии до 10 % и 1,0 % при содержании воды свыше 10 %. Кроме того, привизуальном рассмотрении на дне или в верху цилиндра не должно быть слоя воды, ана стенках — крупных капель выделившейся воды. Результаты испытанийпредставляют в таблице 6, в которойчислитель — содержание воды в верхней части цилиндра (W^в), знаменатель — внижней части цилиндра (W^н).

Таблица 6 — Результатыопределения стабильности ВМЭ

4.2.3 Испытания при 120 °С

Стабильность ВМЭ определяюттермостатированием в сушильном шкафу, предварительно нагретом до 120 °С втечение 2 ч.

Подготовку проб иопределение стабильности ВМЭ проводят по п. 4.2.2

5 ХРАНЕНИЕ И ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ

Хранение итранспортирование ВМЭ следует проводить по ГОСТ1510.

6.ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

Техникабезопасности при работе с ВМЭ должна соблюдаться согласно типовым отраслевымнормам на мазут, утвержденным Государственным комитетом Совета Министров РФ повопросам труда и заработной платы.

При розливе ВМЭнеобходимо собрать ее в отдельную тару, на открытой площадке место розливазасыпать песком с последующим его удалением.

В помещениях дляхранения и использования ВМЭ запрещается пользоваться открытым огнем.

В случаезагорания водомазутной эмульсии необходимо применять все средствапожаротушения, кроме воды.

ПРИЛОЖЕНИЕА

(обязательное)

Термины и их определения

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

(справочное)

Перечень нормативно-технических документов, на которыеимеются ссылки в РД 34.44.215-96

СОДЕРЖАНИЕ

Поиск по каталогу, статьям, СНиПам:

Кроме быстрого и качественного ремонта труб отопления, оказываем профессиональный монтаж систем отопления под ключ. На нашей странице по тематике отопления > https://resant.ru/otoplenie-doma.html < можно посмотреть и ознакомиться с примерами наших работ. Но более точно, по стоимости работ и оборудования лучше уточнить у инженера.

Для связи используйте контактный телефон ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ 8(495) 744-67-74, на который можно звонить круглосуточно.