Топливно-мазутный комплекс (ТМК-М)

Назначение комплекса ТМК-М

ФПГ «Технологии энергосбережения» разработала и запатентовала трансзвуковую струйную технологию приготовления ВМЭ, включая приготовление водомазутного топлива (ВМТ). Комплекс ТМК-М предназначен для получения водомазутных эмульсий типа «вода-масло» и способен перевести водяные линзы в стойкую однородную мелкодисперсную ВМЭ в объеме резервуара, а также создавать ВМЭ с заданной влажностью (до 30 %). Большое экологическое значение приобретает создание ВМЭ с использованием замазученной подтоварной воды, для чего с успехом можно применять комплекс ТМК-М.

Описание технологии 

Тенденция к ухудшению качества топливного мазута приводит, во-первых, к необходимости борьбы с водяными линзами в резервуарах при плотности мазута близкой к плотности воды; во-вторых – к уделению особого внимания экологическим аспектам сжигания мазута. Современные высокосернистые мазуты практически не отстаиваются от воды. В них сохраняются очень стойкие водяные линзы в различных по высоте сечениях мазутохранилищ. При сжигании таких мазутов в котлах снижается КПД котельного агрегата, увеличивается коррозия хвостовых поверхностей нагрева, ухудшаются экологические показатели котлоагрегата, снижается надежность топливоподачи из-за наличия в мазуте водяных «пробок», что приводит к погасанию факела в котле или наброс топлива на экранные трубы.

B нacтoящee вpeмя для пoлyчeния вoдoтoпливныx эмyльcий иcпoльзyютcя такие устройства как пapo-пнeвмaтичecкиe, ультpaзвyкoвыe, мaгнитoгидpoдинaмичecкиe и рoтopнo-мexaничecкиe диcпepгaтopы. Эти устройства не всегда обеспечивают необходимую дисперсность и однородность эмульсии, сложны в эксплуатации и зачастую имеют внушительные размеры и большое энергопотребление.

Комплекс ТМК – Трансзвуковой модуль компаундирования (раннее название – комплекс ТСА), отличается от перечисленных устройств по принципу своей работы и не имеет присущих им недостатков. Уникальные качества комплекса и свойства получаемой эмульсии подчеркнуты в научно-техническом отчете ФГУП «Институт горючих ископаемых» Минэнерго РФ (г. Москва) по теме «Оценка качества водомазутных эмульсий, получаемых на комплексе ТСА»:

·                         Пoкaзaнo, чтo для пpигoтoвлeния вoдoмaзyтныx тoпливныx эмyльcий комплекс TCA являeтcя paбoтocпocoбным ycтpoйcтвoм и пo эффeктивнocти нe ycтyпaeт, a пo pядy пapaмeтpoв и пpeвocxoдит иcпoльзyeмыe в нacтoящee вpeмя для пpигoтoвлeния вoдoмaзyтныx тoпливныx кoмпoзиций диcпepгaтop кoнcтpyкции ИГИ, poтopнo-пyльcaциoнный aппapaт (PПA) и эcтoнcкий дeзинтeгpaтop (эмyльcoл).

·                         Уcтaнoвлeнo, чтo пpи ввeдeнии вoды в кoличecтвe дo 30% в эмyльcию, в aппapaтe ТСА пoлyчaeтcя ycтoйчивaя тoпливнaя кoмпoзиция co cpeдним paзмepoм чacтиц 3-4 мкм и мaкcимaльным paзмepoм чacтиц вoды нe пpeвышaющим 10 мкм пpи дoпycтимoм cpeднeм paзмepe чacтиц вoды 6 мкм и мaкcимaльнoм paзмepe чacтиц 15 мкм.

·                         Taкиe тoпливныe кoмпoзиции мoгyт быть peкoмeндoвaны кaк caмocтoятeльный вид тoпливa вмecтo мaзyтa M100 в кoтeльныx пpoмышлeннoгo и кoммyнaльнo-бытoвoгo ceктopa пpи cooтвeтcтвyющeй cepтификaции.

В состав комплекса входит: ·                         насосный агрегат, ·                         трансзвуковой струйный реактор, ·                         насадка предварительного смешения (НПС), ·                         запорно-регулирующая арматура, ·                         трубопроводы обвязки, ·                         манометры, ·                         мановакууметр, ·                         термометр сопротивления, ·                         устройство контроля температуры, ·                         шкаф управления, ·                         измеритель влажности мазута (по желанию заказчика), ·                         рама комплекса.

В ТМК происходит предварительное смешение мазута с водой и последующее получение мелкодисперсной эмульсии с высокой степенью равномерности. Основа трансзвуковой струйной обработки заключается в локальном комплексном высокоинтенсивном воздействии на поток обрабатываемой среды в совокупности с мгновенным (примерное время воздействия – 10^-4÷10^-6 секунды) перепадом давления. При этом не применяются мощные дорогостоящие электронные генераторы ультразвука, электромагнитные и резонансные излучатели, не расходуется тепловая энергия. В зоне резкого перепада давления при движении среды происходит мгновенное газовыделение. При определенных условиях происходит генерация пульсаций давления достаточно высокой интенсивности за счет гидродинамических эффектов. При этом формируется широкочастотный спектр ультразвуковых и электромагнитных колебаний. Генерируемые в узкой зоне потока пульсации давления производят разрушение потока. Кроме этого, при перепаде давления (от вакуума к избыточному давлению) возникает скачок давления, обусловленный переходом режима движения среды от сверхзвукового к дозвуковому. В зоне действия скачка давления происходит схлопывание парогазовых пузырей, что сопровождается мощным механическим воздействием на обрабатываемую среду. Перечисленные факторы обеспечивают обработку потока во всем сечении рабочего участка с получением стойкой водомазутной эмульсии.

Достоинства комплекса ТМК-М

·                         способность создавать стойкие мелкодисперсные однородные ВМЭ;

·                         компактность и легкость в обслуживании; занимаемая площадь: 1,5–3 м², вес до 720-1000 кг;

·                         низкое энергопотребление – ~1,8 кВт·ч на тонну эмульсии (~2 рубля на тонну);

·                         надежность работы комплекса: определяется надёжностью насосного агрегата; средний срок службы комплекса до капитального ремонта – не менее 10 лет; срок службы реактора – не менее 20 лет.

Свойства получаемой эмульсии

Основными параметрами, характеризующими ВМЭ, являются: влажность; вязкость; стабильность; дисперсность. По этим параметрам в лаборатории ФГУП «Институт горючих ископаемых» были проведены исследования полученной на комплексе ТСА водомазутной эмульсии. ВМЭ приготавливалась с различной влажностью и на различных режимах работы комплекса ТСА и выдерживалась в течение 10 суток. Анализы образцов до и после обработки проводились по методикам существующих ГОСТ на нефтепродукты. Ниже приведены выдержки из отчета ИГИ по данной теме.