ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО СКУ

Рис. 1.1. Номограмма для определения содержания в топливе воды

2.3. Определение температуры вспышки Определение температуры вспышки топлива производится путем

визуального наблюдения воспламенения паров нефтепродуктов от нагретой электрическим током спирали воспламенителя. Температура пробы измеряется электрическим термометром.

Рисунок 5.1 – Прибор для определения температуры вспышки жидких нефтепродуктов ПВНЭ: 1 – резервуар; 2 – крышка; 3 – корпус; 4 – механизм перемещения заслонки; 5 – жигалка; 6 – термометр; 7 – мешалка

Прибор для определения вспышки нефтепродуктов состоит из двух блоков: нагревателя с тиглем и датчика температуры; блока стабилизированного питания с измерительным прибором.

Перед проведением опыта необходимо проверить состояние прибора, установить воспламенитель, проверить его нажатием кнопки в течение 5 с.

Определение температуры вспышки производится в следующем порядке.

2.3.1.Прибор прогревается до 100оС, для чего снимается воспламенитель,

прибор закрывается защитным колпачком, переключатель предела нагрева устанавливается в положение "90—110оС", переключатель шкал термометра —

вположение "50—150оС".

2.3.2.После прогрева прибора переключатель предела нагрева

устанавливается в положение "0", защитный колпачок снимается и прибор охлаждается до температуры 50оС.

2.3.3.Топливо наливается в тигель с нанесенной на дне буквой "Т" до уровня проточки. Воспламенитель устанавливается так, чтобы край его спирали был ниже верхнего края тигля на толщину проволочки. Прибор закрывается защитным колпачком.

2.3.4.Переключатель предела нагрева устанавливается на два интервала

выше предполагаемой температуры вспышки. Рост температуры контролируют по нижней шкале прибора (50—150оС). Скорость роста температуры не должна превышать 2 оС в минуту. Ее регулируют переключением предела нагрева.

2.3.5.Примерно за 10оС до предполагаемой температуры вспышки начинают

наблюдение через смотровое окно колпачка. Кнопку воспламенителя нажимают через каждые 2оС и держат нажатой примерно 5 с. При появлении вспышки фиксируют температуру на шкале.

2.3.6.Прибор отключают от сети, снимают защитный колпачок, вынимают

при помощи пинцета воспламенитель и тигель. Внимание! Горячий тигель может вызвать ожоги! После охлаждения тигля до 50оС опыт повторяют с

новой пробой топлива. Расхождение между результатами не должно превышать 3 оС. Результаты заносят в табл. 1.6.

Примечание. Истинная температура вспышки определяется с учетом температурной поправки Δt (табл. 1.7), которую необходимо прибавить к температуре вспышки, найденной опытным путем.

2.4. Определение вязкости топлива.

Вязкость характеризуется силами внутреннего трения, возникающими при взаимном перемещении слоев жидкости. Количественно эти силы оцениваются при помощи коэффициента динамической вязкости. При

движении слоев жидкости с различными скоростями между ними возникают касательные силы, равные

F = μ |dv/dz|S,

где μ — коэффициент динамической вязкости, Па·с;

|dv/dz| — модуль градиента скорости, характеризующий изменение скорости в направлении z, перпендикулярном слоям жидкости;

S — площадь соприкосновения слоев.

Коэффициент динамической вязкости μ численно равен касательной силе, действующей на площади 1 м2 и обеспечивающей разность скоростей движения параллельных слоев жидкости, находящихся на расстоянии 1 м, равной 1 м/с. Отношение динамической вязкости к плотности топлива называется кинематической вязкостью, то есть

ν= μ /ρ.

Вкачестве единицы кинематической вязкости используется сантистокс (сСт).

Вязкость остаточных топлив может быть выражена в градусах условной вязкости, оВУ, или градусах Энглера. В зарубежной практике вязкость выражается в секундах Редвуда № 1 (RI) и в секундах Сейболта универсальных (SSU). Вязкость, выраженная в сСт, может быть переведена в другие единицы измерения. Таблица перевода размерностей приведена в приложении 1.

Определение условной вязкости заключается в сравнении времени истечения нефтепродукта через калиброванное отверстие индикатора вязкости со

временем истечения того же количества дистиллированной воды при температуре 20оС. Индикатор вязкости представляет собой сосуд с отверстием, перекрываемым деревянным запорным штифтом. Прибор подвешен на левой крышке ящика лаборатории.

Условная вязкость определяется в следующем порядке.

2.4.1. Индикатор вязкости со вставленным в отверстие запорным штырем заполняется пробой топлива, под него устанавливается мерный сосуд. Запорный штифт удаляется, одновременно включается секундомер. По достижении уровнем топлива в мерном сосуде отметки 100 мл, секундомер выключается. Измерение времени истечения производится два-три раза. Результаты не должны отличаться более чем на 0,5 с. Окончательно принимается среднее значение.

2.4.2. Условная вязкость, оВУ, при температуре измерения равна

Рисунок 7.1 – Вискозиметр ВУ (Энглера): 1 – сосуд для испытуемого топлива; 2 – сосуд для термостатирующей жидкости; 3 – крышка; 4 – термометр; 5 – стержень; 6 – сливная трубка; 7 – штиф; 8 – мешалка; 9 – колба

При помощи прилагаемого к лаборатории вискозиметра можно определить условную вязкость испытуемого топлива при различных температурах (например, при 50, 60, 70, 80оС). По полученным экспериментальным данным строится номограмма, выражающая зависимость вязкости данного топлива от температуры. Эта номограмма может быть использована для ориентировочного определения марки неизвестного топлива.

Для обеспечения качественного распыливания топлива его вязкость перед форсунками судовых котлов должна составлять 10—17 сСт (1,8—2,5оВУ). Предельно допустимая вязкость топлива не должна превышать 30—38 сСт (4— 5оВУ). Для получения заданной вязкости его необходимо подогревать. Требуемая температура подогрева определяется при помощи номограммы, представленной на рис. 1.2.

3. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

Индивидуальный отчет составляется на основании выполненной работы. Он должен содержать:

—краткое описание выполненных опытов;

—таблицы 1.5—1.8 с результатами испытаний проб топлива, обработку полученных результатов;

—внешний вид номограмм зависимости вязкости топлива от температуры и содержания воды в нефтепродуктах и описание работы с ними;

—диапазон температур подогрева исследуемых топлив на различных участках топливной системы (в цистернах запаса, отстойных и расходных цистернах, перед форсунками);

—выводы о качестве исследуемых топлив.

Рис. 1.2. Номограмма для определения вязкости топлива.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Укажите, какие анализы топлива позволяет выполнять судовая экспресслаборатория типа СКЛАМТ?

2.Поясните методики определения плотности, вязкости и температуры вспышки топлива.

3.Назовите предельную температуру подогрева топлива, которая может поддерживаться в расходных и отстойных цистернах. От чего зависит ее величина?

4.Какие эксплуатационные факторы способствуют повышению влажности топлива? Как повышенная влажность топлива сказывается на работе вспомогательного парового котла?

5.Поясните, чем температура вспышки топлива отличается от температуры его воспламенения?

6.Кто отвечает за приемку, хранение и выдачу топлива на судне? Кто непосредственно занимается его приемкой? Как следует поступить, если характеристики получаемого топлива не соответствуют требованиям инструкции по эксплуатации, выданной заводом-изготовителем?

7.Назовите документы, которые должны сопровождать партию принятого на борт топлива. Как следует поступить в том случае, если установлено, что принимаемое топливо не соответствует предъявленному на него паспорту качества?

8.Перечислите основные меры безопасности, которые необходимо предпринимать перед и в ходе приемки топлива на судно.

9.С какой целью осуществляется приведение плотности топлива к температуре, при которой она указана в сертификате? Как осуществляется такое приведение?

10.Какие эксплуатационные осложнения могут возникнуть в случае смешивания различных топлив, чем они вызваны?

11.Укажите диапазон оптимальной вязкости топлива перед форсункой судового котла. Назовите верхний допустимый предел вязкости.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 11.

«ОРГАНИЗАЦИЯ ВОДНО-ХИМИЧЕСКОГО РЕЖИМА КОТЛОАГРЕГАТОВ ТИПА КАВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РЕАГЕНТОВ

ФИРМЫ “UNITOR”».

Цель работы. Разобраться с особенностями ведения ВХР химикатами фирмы «UNITOR» и получить навыки проведения химического анализа при помощи рекомендованной фирмой экспресс-лаборатории Spectrapac 310 не только для котлов типа КАВ, но и для большинства эксплуатирующихся в настоящее время судовых вспомогательных котлов других типов.

1.Содержание лабораторной работы.

Водно-химическим режимом (ВХР) называется организация физикохимических процессов, протекающих на стороне рабочей среды, предназначенная для ограничения коррозии конструкционных материалов и образования отложений, обеспечения чистоты вырабатываемого пара [1].

При использовании для обеспечения ВХР отечественных химических реагентов для судовых вспомогательных котлов типа КАВ обычно рекомендовался фосфатно-нитратный режим. Для этого режима с целью эффективного осаждения накипеобразующих солей кальция использовался тринатрийфосфат Na3PO4 12H2O . Поддерживая концентрацию ионов фосфата в пределах 10-30 мг/л PO43 , а щелочное число 150-200 мг/л NaOH, можно в значительной степени защитить поверхность металла от накипи [2, 3, 4, 5]. Наряду с фосфатами с целью предотвращения агрессивного воздействия на металл избыточной щелочи в котловую воду вводится натриевая селитра

NaNO3 .

В настоящее время судовладельцы, для ведения ВХР котлов на судах, применяют химические препараты шведской фирмы «UNITOR».

Для водообработки котловой воды применяют универсальную жидкую кондиционирующую присадку «LIQUITREAT», а для анализа котловой воды экспресс-лабораторию «SPECTRAPAC 310».

Так как в учебной литературе практически отсутствуют описания особенностей ведения обработки воды и проведения ее химического анализа химикатами фирмы «UNITOR», то целью данного методического пособия является предоставление возможности обучающимся получить знания по ведению ВХР препаратами фирмы «UNITOR», а выполнение лабораторной работы позволит приобрести навыки проведения химического анализа котловой воды при помощи экспресс-лаборатории «SPECTRAPAC 310» и других.

2. Особенности ведения ВХР котлов препаратом Liquitreat

Liquitreat - универсальная "разовая" кондиционирующая присадка для простого ввода и ухода за оборудованием. Способствует содержанию котла на максимальной паропроизводительности. Поверхности нагрева содержатся

чистыми и в оптимальном термическом состоянии. Содействует образованию защитной пленки для предотвращения коррозии стальных поверхностей котла. Действие диспергатора поддерживает частицы шлама и отложений во взвешенном состоянии в воде способствуя улучшению продувания. Снижается объем технического обслуживания вследствие полного кондиционирования воды и внутренних поверхностей котла. Осуществляется кислородная очистка для улучшения защиты. Устраняется необходимость применения и хранения множества продуктов. Требует минимум внимания механика.

Liquitreat годится для использования во всех вспомогательных котлах; утилизационных котлах; экономайзерах; котлоагрегатах; огнетрубных и водотрубных котлах; парогенераторах - давлением до 30 бар.

Соответствует Британскому стандарту BS1170 Группа 1 и Группа 2 котлов давлением до 30 бар/435 psi.

Описание продукта и указания по применению. Liquitreat - жидкая смесь щелочных соединений, ингибиторов накипи и коррозии, кислородных акцепторов, модификаторов шлама и противопенных присадок.

Основные свойства препарата Liquitreat делятся на следующие категории:

КОНТРОЛЬ ЩЕЛОЧНОСТИ:

Правильный уровень щелочи гарантирует, что существует оптимальная среда для:

эффективного осаждения солей жесткости в сочетании с фосфатами;

нейтрализации кислотного состояния;

пассивации слоем магнетита;

отсутствия каустической коррозии;

контроля солей магния и кальция;

Щелочной "баланс" исключительно важен для эффективной водообработки. Liquitreat это обеспечивает, в то же время избегая излишних уровней рН, которые могут быть причиной хрупкости и коррозии деталей котла.

КОНТРОЛЬ ЖЕСТКОСТИ:

Liquitreat обеспечивает избыток фосфатов для эффективного хода реакций по осаждению солей жесткости, поступающих с питательной водой. Этим предотвращается образование изолирующей накипи на горячих металлических поверхностях и обеспечивается оптимальная теплопередача. Устойчивые фосфатные соединения, используемые в препарате Liquitreat, поддерживают по всему котлу нормальный рабочий температурный режим.

МОДИФИКАЦИЯ ШЛАМА:

Котловой шлам легче всего может быть удален продуванием, если он свободно осаждается. Liquitreat гарантирует предохранение шлама от слипания, препятствуя образованию больших кристаллов, пристающих к металлическим поверхностям. В результате этого шлам состоит из мелких частиц, которые

рассеиваются таким образом, что шлам осаждается к днищу котла. Грязь затем удаляется продуванием через регулярные интервалы времени.

КОНТРОЛЬ КИСЛОРОДА:

Кислородная очистка становится более необходимой с увеличением давления в котле. Кислородный акцептор эффективно вступает в реакцию с растворенным кислородом даже при низких температурах. Это более безопасный продукт, чем большинство кислородных акцепторов.

Методы дозирования. Liquitreat лучше всего вводить в трубопровод котельной питательной воды посредством дозировочного насоса. Необходимое количество определяется из дозировочной таблицы. Если применяется подача самотеком, то место ввода присадки должно быть по крайней мере на один метр ниже уровня воды в теплом ящике рядом со стороной всасывания питательного насоса.

Отбор проб и проведение анализа. Представительная проба котельной воды отбирается ежедневно или каждые три дня (в соответствии с типом котла и давлением). В каждом случае проба должна отбираться из одного и того же места и после регулярного продувания. Проба должна быть охлаждена и немедленно проанализирована. Для выполнения анализа используется экспресс-лаборатория Spectrapac 310. Результаты анализа показывают степень обработки в котле. Используя дозировочную таблицу, приведенную ниже, можно добиться оптимального уровня процесса водообработки.

3. Проведение химического анализа котловой воды экспресс-

лабораторией Spectrapac 310.

Spectrapac 310 - лаборатория для анализа котловой воды котлов низкого давления. Позволяет проводить анализ котловой воды на Ф. Щелочность и Хлориды.

Отбор пробы.

Для качественного анализа должна отбираться представительная проба. Проба отбирается всегда из одного и того же места. Перед отбором пробы для анализа необходимо спустить воду из пробоотборного краника, чтобы убедиться, что в трубопроводе нет осадка. Перед проведением анализ - охладите пробу. Анализ на Ф. Щелочность.

Отберите пробу воды (200 мл) в приготовленную бутылочку с пробкой. Опустите одну таблетку для определения Ф. Щелочности и взболтайте до растворения. Если Ф Щелочность присутствует, то проба станет голубого

цвета.

Добавляйте таблетки до тех пор, пока голубой цвет не изменится на устойчивый желтый.

РАСЧЕТ

Ф. Щелочность ррm (СаСО3 ) = (Количество использованных таблеток • 20) -10.

Например:

Если потребовалось 8 таблеток, то тогда Ф Щелочность = (8 • 20) - 10 = 150 ррm.

Анализ на хлориды.

1.Для котлов давлением до 30 бар (кг/см2) отберите пробу воды (50 мл) в приготовленную бутылочку с пробкой.

2.Опустите одну таблетку для определения хлоридов и взболтайте до растворения. Если хлориды присутствуют, то проба приобретет желтый цвет.

3.Добавляйте таблетки одну за одной до тех пор, пока желтый цвет не изменится на оранжевый/коричневый.

РАСЧЕТ (для 50 мл)

Хлориды ррm = (количество таблеток • 20) - 20.

Например:

Если потребовалось 4 таблетки, то тогда ррm хлоридов = (4 • 20) - 20 = 60 ррm. Примечание:

При более высоком предполагаемом уровне наличия хлоридов отберите меньшую пробу, например, 25 мл, при анализе которой каждая таблетка будет означать 40 ррm. При менее низком предполагаемом уровне наличия хлоридов отберите пробу большего объема, например, 100 мл, при анализе которой каждая таблетка будет означать 10 ррm.

4. Химические реагенты фирмы "Unitor", рекомендуемые для использования при ведении ВХР по программе координированной водообработки.

Для предотвращения коррозии поверхностей нагрева и образования накипи в котельных установках фирма "Unitor" рекомендует поддержание фосфатно-щелочного режима по программе координированной водообработки. С этой целью в конденсатно-питательный трак котла осуществляется ввод следующих химических реагентов фирмы: Oxygen Control, Condensate Control, Alkalinity Control, Hardness Control и Boiler Coagulant.

Методы дозирования. Перечисленные выше химические препараты лучше всего вводить в трубопровод котельной питательной воды посредством дозировочного насоса. Необходимое количество определяется из дозировочных таблиц, приводимых для каждого реагента. Если применяется подача