Клуб директоров

20
лет

904
директоров

5860
статей



На протяжении 4-х лет наша фирма занимается внедрением новых энергосберегающих технологий в ТЭК Приморья и ДВ региона в целом. На данный момент наши специалисты успешно осваивают и другие регионы России, в т. ч. и Европейскую ее часть. За это время даже самые ярые скептики убедились на практике в эффективности наших установок. К сожалению, осталось еще и не мало противников в лице флотских специалистов, которые в настоящее время занимают высокие технические должности во многих компаниях, а в свое время были мотористами и младшими механиками на судах флота во время «внедрения сверху» эмульгаторов, спроектированных и изготовленных специалистами Министерства судостроения. Чем это закончилось, знают практически все судовые механики, и у них выработался стойкий иммунитет к данным технологиям. К сожалению, здесь вина не технологий, а технического несовершенства эмульгаторов тех лет. Закрытость общества приводила к тому, что в то же самое время специалистами-ракетостроителями были изготовлены и внедрены в оборонную отрасль компактные ультразвуковые эмульгаторы с высочайшими показателями, которым до сих пор нет равных. В данной статье я попытаюсь кратко объяснить теорию горения водно-мазутной эмульсии (ВМЭ) в котлоагрегатах и ДВС.



Теория горения водно-мазутной эмульсии

Ученые многих стран мира да и просто любопытные люди давно заметили, что соединение, казалось бы, противоположных жидкостей - воды и топлива - улучшает процесс горения. Почему это происходит? К сожалению, этот процесс в полной мере не исследован. Есть работы профессоров Исаева, Синайского и закрытые диссертации специалистов Ленинградского Института горючих ископаемых, МФТИ, МВТУ, Уфимского нефтяного института, а также интересные исследования специалистов ОВИМУ.

Итак, основными факторами, определяющими ценность любого топлива, в том числе и ВМЭ, является теплотворная способность, т. е. количество тепла, выделяемого при полном сгорании массы топлива, а также физические свойства рабочего тела, содержание вредных примесей в продуктах сгорания. Теплотворная способность эмульсии не может быть измерена на испытательной бомбе, т.к. метод подразумевает взрыв небольшого количества топлива, а молекулы и капли, равномерно распределенные в топливе, во время взрыва выпадают в виде росы и не принимают участие в процессе окисления топлива. Но если эта же эмульсия горит в топке котла или камере сгорания ДВС, то заряженные молекулы и капли воды принимают непосредственное участие в окислительном процессе. Интересен тот факт, что при испытании теплотворной способности ВМЭ в испытательной бомбе, она снижается ровно настолько, сколько процентов воды находится в топливе!

В то же время качество горения, а именно температура факела, увеличивается практически в той же пропорции. Но после добавления 22% и выше воды этот показатель резко снижается. Эти данные получены нами в процессе практических испытаний и настройки наших установок непосредственно на предприятиях ТЭК и судах.

Заслуживает внимания тот факт, что после обработки мазута на наших установках его вязкость уменьшалась в несколько раз, теплотворность увеличивалась, а температура вспышки снижалась в среднем на 20-30 градусов. А самое интересное, что отобранная проба необработанного мазута при комнатной температуре застывала в бутылке, а обработанный спокойно вытекал из нее. Очевидно, при приготовлении водно-топливных эмульсий в ультразвуковых аппаратах происходит разрушение высокочастотными колебаниями длинных углеводородных молекул, а образовавшиеся легкие активные радикалы интенсивно перемешиваются вихревым потоком в объеме обрабатываемой среды, вступают в реакцию с молекулами остатков углеводородных фракций, что в конечном итоге изменяет геометрию молекул. При непосредственном вспрыске эмульгированного топлива в топку или камеру сгорания, топливная струя, встречая сопротивление воздушного заряда, разрушается на границе раздела фаз топлива и воды, где поверхностное натяжение имеет наименьшее значение, дробится на высокодисперстные капли, т.о., удельная поверхность горения увеличится в десятки раз. В камере сгорания после прогрева мгновенного разрушения глобул, осколки тяжелых фракций (асфальтогены), перемещаясь с высокой скоростью, интенсивно взаимодействуют с кислородом воздушного заряда и сгорают практически полностью, т.е. без образования нагара. Находящаяся в составе эмульгированного топлива водная фаза частично диссоциирует в ходе окисления топлива, затем, по мере повышения температуры, реакция диссоциации воды резко ускоряется. Образовавшиеся при диссоциации избытки атомов водорода вступают в реакцию с атомами кислорода и, как результат, резко ускоряется процесс горения. К примеру, температура факела необработанного мазута самой худшей марки ТКМ или ИФУ 380 составляет 1350 градусов, а при горении ВМЭ этого же мазута 1890 градусов. Почувствуйте разницу!

В нашей практике были случаи, когда при установке оборудования на современных котельных при давлении подачи ВМЭ на форсунки порядка 70 кг/см2 температура факела достигала 3000 градусов! Невероятно, но факт! Таким образом, обычный обработанный мазут горел как ракетное топливо!

В процессе горения ВМЭ в камере сгорания судовых дизелей происходит конверсия газовых фракций, образовавшихся в результате фазовых превращений, горящий с водяным паром мазут обогащается водородом и сгорает с выделением дополнительной энергии практически полностью, с резким уменьшением вредных выбросов. Увеличение продуктов сгорания при использовании ВМЭ подтверждается результатами индицирования ГД. Линия расширения на индикаторной диаграмме имеет большее значение средних ординат Рi, давление газа перед началом открытия выпускных клапанов имеет повышенное значение параметров, а сам процесс горения завершается относительно угла поворота коленвала на 30 градусов раньше. Таким образом, сам процесс горения осуществляется при постоянном давлении и в малом объеме камеры сгорания, что предотвращает потерю теплоты рабочего тела через стенки цилиндра, а температура уходящих газов уменьшается на 10-12 градусов. При этом существенно снижается износ деталей цилиндра поршневой группы, а группа газо-выводящего тракта меньше подвержена аброзивному износу, и, как следствие, увеличивается надежность топливной аппаратуры, т.к. отсутствует коксование отверстий распылителей форсунок.

Использование ВТЭ на ГД Pielstik, Zulser, DMR показали, что реальный расход топлива снижается в среднем на 10-12 % при существенном снижении токсичных выбросов CO2, NOx, SO2, H2S.


Мутаев Александр Александрович

Должность:
директор
Компания:
ООО "Авто-Урал"

Для получения контактных данных
(email, телефон и адрес),
зарегистрируйтесь


Комментарии к статье. Напишите свой комментарий первым.

Введите цифры на картинке