Основными потребителями жидкого топлива на небольших электростанциях являются двигатели внутреннего сгорания.
Жидкое топливо заслуживает особого внимания к хранению его и подготовке. Обычными видами топлива для тихоходных двигателей являются тяжелые топлива марок: ДТ-1(Ма); ДТ-2(М4) и ДТ-3(М5) (ГОСТ 1667—51).
Топлива ДТ-2 и ДТ-3 требуют подогрева на всем своем пути от слива из цистерн до подачи к форсункам двигателя. Необходимость подогрева мазута для транспорта его трубопроводами объясняется повышенной вязкостью этих топлив, даже при температуре 50° С; марка ДТ-2 имеет вязкость Ε50= 7,5°, а марка ДТ-3 - Е50 = 9°. При температурах ниже 50 С вязкость нарастает очень быстро; при температуре 40° С она поднимается для ДТ-3 до 12°, а при 30° С превышает уже 20°.
Во избежание излишних потерь тепла на разогрев мазута при сливе из цистерн лучше всего, если он перевозится горячим в изолированных цистернах, что обеспечивает его слив из них без подогрева. К сожалению, надо считаться с тем, что таких цистерн, гак же, как и цистерн с расположенными внутри обогревающими змеевиками, мало. Поэтому при перевозке тяжелых моторных топлив в обычных цистернах приходится иметь на территории электростанции эстакаду с устройствами для разогрева прибывающих цистерн острым паром. Этот способ, особенно при недостаточно квалифицированной работе, приводит к значительным потерям тепла и конденсата, который не возвращается в котельную. Кроме того, это приводит к обводнению мазута, что снижает его качество.
Расход пара на разогрев жидкого топлива при сливе его растет, если из цистерны оно сливается долго из-за недостаточности диаметра сливной трубы, малого открытия сливного золотника и из-за наличия других местных сопротивлений. Поэтому разогрев в цистерне острым паром должен производиться достаточно быстро. Пар должен быть направлен не только по центральной трубе к сливному отверстию, но и к обычно трудно разогреваемым торцам цистерны при помощи изогнутых труб, не доходящих до днища цистерны на 1 м. На концах труб необходимо установить расширяющиеся под углом 6—12° сопла с тем, чтобы энергию выходящего пара использовать полностью, создавая такую скорость истечения пара, которая привела бы массу мазута в движение. Так как теплотворность мазута низка, то быстрая передача тепла может быть только за счет передвижения мазута под влиянием эжектирующего действия выходящей струи пара.
Неразогретый мазут оказывает вначале большое гидравлическое сопротивление выходу струи пара и поэтому понижение его давления ниже 4 ата в начальные периоды разогрева не должно иметь места. Однако это случается из-за падения давления пара, если присоединительная вилка и другие элементы паропроводов неплотны и парят, будучи неисправными. Время слива и потери пара при этом растут. Поэтому необходимо контролировать давление пара, входящего в цистерну, по установленному здесь манометру.
Понижению давления греющего пара способствуют малые диаметры паропровода при большой его протяженности, наличие многих местных сопротивлений, скопление конденсата из-за отсутствия продувки, плохая изоляция трубопроводов и другие недостатки проекта и эксплуатации.
Пониженное давление пара при входе в цистерну, обнаруженное по манометру, наглядно показывает причину медленного и неэкономичного разогрева мазута в цистернах.
С этой же целью уменьшения потери давления необходимо пар к магистрали, идущей по фронту слива, подсоединять не к концу магистрали, а к ее середине. Паропровод надо укладывать с уклоном для быстрого стока конденсата и устраивать спуски для него, что имеет особо важное значение в зимнее время, когда конденсата образуется много. Состояние изоляции должно постоянно проверяться, обрушенные участки должны сейчас же восстанавливаться.
Сливной жёлоб, идущий вдоль фронта, заглубляется в землю, стенки выступают над поверхностью земли на 150—200 мм. Перекрытие лотка съемными щитками сверху также предохраняет мазут от потери тепла. Подогрев мазута в жёлобе рекомендуется делать уложенными в него паропроводами, по которым идет пар от концов магистрали.
Если подводящий и магистральный паропроводы должны рассчитываться на небольшие скорости пара и малые падения давления при расходе пара для одновременного разогрева цистерны, то отводные по жёлобу паропроводы могут иметь меньшие диаметры потому, что они служат лишь поверхностями нагрева и конденсатоотводчиками.
Утечки пара во внешнюю среду при разогреве мазута острым паром могут, (быть оценены подсчетом разницы расхода пара по паромеру в котельной на линии к эстакаде слива и количества конденсата пара, обводнившего мазут, что определяется путем замера начальной и конечной влажности мазута.
Для расчета расхода тепла при сливе мазута можно воспользоваться следующими формулами:
(13)
(14)
где: Qц — расход тепла на нагрев металла цистерны, ккал;
Gц — вес металла цистерны, кг;
tц" и t —конечная и начальная температуры металла, °С;
(15)
Qm— расход тепла на разогрев мазута, ккал;
а — содержание парафина в топливе, %;
Gт — вес топлива в цистерне, кг;
(16)
Qо.с — потеря тепла цистерной в окружающую среду, ккал; k—коэффициент теплопередачи «мазут—окружающая среда» через стенку, ккал/м2 С час; может быть
принят: 8—12 для неизолированной цистерны и 2—3 — для изолированной;
F — поверхность охлаждения цистерны, м2;
tcp — средняя температура топлива при разогреве в цистерне, равная:
(17)
z — время, потребное на подогрев мазута, час;
toc — температура окружающей среды, °С;
Qnn — расход тепла в окружающую среду паропроводами, ккал (см. раздел VII).
Расход пара на разогрев цистерны с топливом:
(18)
где: D — расход пара за период разогрева, кг;
i — теплосодержание пара, поступающего в паропровод разогрева, ккал/кг;
iK — теплосодержание конденсата, охлажденного до температуры мазута, ккал/кг.
Удельный расход пара на слив мазута из цистерн:
(19)
Для мазутов с вязкостью Е50=5—6° он равен 7,5—9 кг/т; для более вязких мазутов он выше. Замедленный процесс разогревания мазута при сливе повышает этот удельный расход пара в 1,5—2 раза.
Подогрев мазута в нефтехранилищах должен решить и задачу отстоя мазута от воды и механических примесей, поэтому следует избегать одностороннего подогрева мазута, создающего организованные конвекционные токи в резервуаре. Если вместо спокойного и всеобщего подогрева мазута будет бурный подогрев в одной части резервуара, то циркуляция жидкого топлива захватит отстоявшиеся слои механической взвеси и воды и ухудшит качество топлива.
Наличие воды и механических примесей ухудшает качество работы двигателей и ведет к быстрому их износу. Поэтому необходимо уже в мазутохранилищах наладить наиболее эффективный отстой топлива во избежание перенапряженной работы фильтров и сепараторов топлива на электростанции.
На основе данных практики рекомендуется, чтобы продолжительность отстоя до перекачки составляла около 12 часов.
Мазутохранилища должны быть протарированы по объему и снабжены мерными устройствами. Расход жидкого топлива необходимо контролировать дважды: по учету в мазутохранилищах и по мерным расходным бакам в помещении двигателей.
