CC BY
108
УДК 621.181.62:620.193.519.8 ББК 39.455.11-082.04:31.391.9-5
В. Ю. Горячкин, В. С. Корниенко
ИНТЕНСИВНОСТЬ КОРРОЗИОННЫХ ПРОЦЕССОВ В УТИЛИЗАЦИОННЫ1Х КОТЛАХ ПРИ СЖИГАНИИ ВОДОТОПЛИВНЫ1Х ЭМУЛЬСИЙ
V. Yu. Goryachkin, V. S. Kornienko
INTENSITY OF CORROSION PROCESSES IN EXHAUST GAS BOILERS AT BURNING WATER-FUEL EMULSION
Представлены аппроксимационные зависимости удельных показателей интенсивности низкотемпературной сернистой коррозии и загрязнений при влиянии основных параметров, характеризующих эти процессы. Проведена статистическая обработка результатов исследований, показавшая преимущественное влияние на убыль металла содержания серы и воды в водотопливной эмульсии. Получены зависимости скорости низкотемпературной сернистой коррозии от температуры стенки за 100 и 1 000 часов при сжигании стандартного топлива и водотопливной эмульсии. Подтверждено, что перенос данных, полученных на экспериментальной установке, является корректным при рассмотрении развития этих процессов в реальных утилизационных котлах, установленных после двигателя внутреннего сгорания.
Ключевые слова: утилизационный котел, водотопливные эмульсии, низкотемпературная сернистая коррозия, загрязнения, аппроксимационные зависимости.
Approximation dependences of specific rates of low-temperature sulfur corrosion and pollution intensity under the influence of the main parameters characterizing these processes are presented. Statistical processing of the research results that displayed the primary influence on decrease in metal sulfur and water content of water fuel emulsion is conducted. The dependences of low-temperature sulfur corrosion rate on the wall temperature for 100 and 1000 hours at burning standard fuel and water-fuel emulsion are received. Reliability of data transfer obtained at experimental facility on consideration of these processes in real exhaust gas boilers installed after internal-combustion engine is confirmed.
Key words: exhaust gas boiler, water-fuel emulsion, low-temperature sulfur corrosion, pollution, approximation dependences.
Введение
Получение дополнительной энергии за счет утилизации тепловых потерь двигателя внутреннего сгорания (ДВС) позволяет экономить топливо, расходуемое на работу судовой энергетической установки (СЭУ). Это соответственно ведет к уменьшению выбросов вредных веществ в атмосферу, способствует удовлетворению более жестких норм Международной морской организации (ИМО - International Maritime Organization, IMO), регламентирующих пределы этих выбросов. Именно поэтому важно обеспечить максимально возможную утилизацию тепловых потерь главного двигателя (ГД). В связи с существенным снижением температуры выхлопных газов современных ДВС и резким увеличением скорости низкотемпературной сернокислотной коррозии (до 1,5 мм/год при температуре стенки ниже 130 °С при сжигании товарных сернистых топлив с водосодержанием W = 2 %) имеет место существенное снижение паропроизводитель-ности утилизационных котлов (УК) и глубины утилизации теплоты газов.
Уровень использования теплоты сжигания топлива может быть повышен путем глубокого охлаждения продуктов сгорания ниже точки росы, т. е. за счет максимального использования не только физической теплоты газов, но и скрытой теплоты содержащихся в них паров серной кислоты, конденсация которой и ограничивает температуру выхлопных газов при значениях температуры стенки ^ст ниже температуры точки росы паров серной кислоты (ТТР H2SO4).
Именно поэтому снижение интенсивности низкотемпературной сернистой коррозии (НТК) при значениях температуры поверхности ниже ТТР H2SO4 является практически единственной возможностью снижения температуры уходящих из УК газов и повышения экологичности и экономичности СЭУ.
Анализ последних исследований и публикаций
В [1] представлены результаты экспериментальных исследований интенсивности коррозии и загрязнения поверхностей нагрева УК марки КУП-1300, установленного после газотурбинного двигателя ГТД М-25, при сжигании топлива ДС с содержанием серы У = 0,1 % при избытке воздуха а = 6,5 и 8,4 (при частичной мощности ГТД) при ^ст ниже ТТР H2SO4. Продолжительность коррозионных испытаний составляла 15.. .19 ч, скорость НТК находилась в области «кислотного пика» в пределах 0,24.0,32 г/(м2-ч), а скорость образования отложений -
0,27. 0,74 г/(м2-ч), ТТР составляла 115 °С.
В [2] опубликованы данные по скорости НТК и роста отложений, полученные при проведении исследований на вспомогательном котле при а, соответствующих избытку воздуха в ДВС
(2,3...2,5) при сжигании мазута с содержанием серы на уровне 1,6_1,7 %. Продолжительность
испытаний составляла 6,5 ч, потеря массы образцов вследствие коррозии - 3,75 г/м2, а масса отложений коксосажистых частиц — 25 г/м2 в районе кислотного пика при = 110 °С.
Авторами [3] представлены результаты эксплуатационных испытаний котла КВГ-34К при сжигании товарного топлива М100В и водотопливной эмульсии (ВТЭ) на его основе с водосодер-жанием Ж = 30 % при а = 1,3 _ 1,4. При сжигании ВТЭ наблюдалось снижение скорости отложений и изменение их структуры на поверхностях нагрева котла. Изменился характер коррозии, наблюдалось отсутствие язвенной и наличие только равномерной поверхностной коррозии. Но в [3] отсутствуют количественные данные по интенсивности развития этих процессов в зависимости от а, Ж и тем более Ъъ т. к. для этого необходимо проведение специальных исследований.
По данным [4], при сжигании ВТЭ отложения становятся рыхлыми, легко удаляются водой или вообще отсутствуют вследствие уменьшения генерирования сажи и кокса, т. к. при горении капель ВТЭ наблюдаются микровзрывы капель, которые интенсифицируют процесс горения, что наблюдается и в камерах сгорания ДВС [5]. Но и в этих литературных источниках нет количественных данных по интенсивности НТК.
В [6] представлены результаты исследований процесса коррозии, полученные на экспериментальной установке при сжигании ВТЭ на основе мазута М40 (У = 1,8 %, Ж = 30 %) при коэффициенте избытка воздуха а = 1,45 и при сжигании того же мазута при водосодержании Ж = 2,0 % и а, равном 1,05_ 1,15, т. е. при а, соответствующем режимам сжигания топлива в водогрейном котле. Продолжительность опытов составляла от 2 до 100 часов. В [6] представлены количественные зависимости скорости коррозии К в области кислотного пика при tст = 110 °С: сравнительный уровень коррозии при сжигании мазута с Ж = 2 % К = 0,63 г/(м2-ч) при а = 1,05, при сжигании ВМЭ К = 0,17 г/(м2-ч) при а = 1,45. В [7] даны количественные зависимости интенсивности загрязнения Кз в том же диапазоне а: при сжигании мазута с Ж = 2 % Кз = 30 г/(м2-ч), при сжигании ВМЭ Кз = 25 г/(м2-ч) при времени испытаний 8 часов.
В опубликованных работах по эксплуатации ДВС на ВТЭ [5] не рассматриваются вопросы интенсивности коррозионных процессов в УК, определяющих надежность работы и тепло-восприятие УК.
Интенсивность процессов коррозии зависит в основном от содержания серы в топливе, коэффициента избытка воздуха, при котором идет горение, содержания воды в топливе (или ВТЭ), значений температуры поверхности нагрева. С учетом изложенного были поставлены следующие цели исследований:
1. Получение зависимостей удельных показателей интенсивности НТК ДGк (по убыли металла) и загрязнений ДGз (по приросту их массы) при влиянии: коэффициента избытка воздуха а (до 2,5...2,9), соответствующего сжиганию топлива в ДВС, содержания серы У (0,98... 1,8 %) и водосодержания Ж (2.30 %).
2. Получение зависимостей скорости низкотемпературной коррозии К от ^ст, которые необходимы для проектирования поверхностей УК.
3. Оценка корректности переноса данных, полученных на экспериментальной установке, на рассмотрение развития этих процессов в реальных УК, установленных после ДВС.
При планировании кратковременных экспериментальных исследований необходимо учесть механизм влияния а и У на интенсивность коррозионных процессов в рассматриваемом диапазоне их изменения. Интенсивность коррозионных процессов определяется влиянием а и У на образование SO3 и количество паров H2SO4, при конденсации которых начинается развитие НТК и осаждение твердых частиц. В пределах роста а от 1,01 до 1,1 наблюдается стремитель-
ный рост содержания SO3 (рис. 1, а), а значит, и рост количества паров Н^04. Затем, при более высоких а, имеет место стабилизация содержания SO3. В пределах изменения содержания серы от 0,5 до 1,0 % имеет место значительный рост ТТР ^ (рис. 1, б), значение которой также характеризует содержание паров Н^04 в выхлопных газах. При У больше 1 % значения температуры ^ стабилизируются.
Обработка данных, представленных на рис. 1, указывает на то, что развитие коррозионных процессов в зависимости от а и У достоверно описывается степенными зависимостями, которые и были использованы при обработке данных исследований коррозионных процессов. Следовательно, вид зависимости и уровень развития интенсивности НТК и загрязнения низкотемпературных поверхностей нагрева (НТПН) УК возможно определить по данным на начальном участке исследуемых зависимостей от а и У. Поэтому следует считать корректным получение аппроксимационных уравнений ДGк = / (а) и ДGз = / (а) по данным исследований на экспериментальной установке при значениях а от 1,05 до 1,5, а затем оценить применимость этих уравнений к процессам в УК по значениям ДGк и ДGз при а = 2,9, полученным при проведении экспериментов на реальном УК на судне.
Диапазон изменения Ж необходимо выбирать в пределах от 2 до 40 %, т. к. при увеличении Ж, по данным [6], имеет место существенное снижение интенсивности НТК и загрязнения [7] НТПН при ниже ТТР Н^04. Учитывая разные подходы к оценке водосодержания, необходимо отметить, что при приготовлении ВТЭ с водосодержанием 30 % смешивались вода и топливо в соотношении 300 г воды Gв и 700 г топлива GТ, что означает 30 % воды в 1 кг ВТЭ (обозначается Ж = 30 %). Этому значению Ж соответствует водотопливное отношение Gв/Gт = (300/700) 100 % = 42,86 %.
SOз, Па
а б
Рис. 1. Влияние коэффициента избытка воздуха и содержания серы на механизм НТК: а - на концентрацию 803; б - на ТТР (при а = 1,25): 1 - вид кривой по уравнению 803 = 4,5487р0,2418 ^ = 120,3065" 0,143 R2 = 0,6566 R2 = 0,9755
На основании результатов кратковременных экспериментальных исследований были получены регрессионные уравнения динамики развития коррозии и загрязнения при влиянии а, У и Ж тоже в виде степенных зависимостей ДGк = / (т) и ДGз = / (т). Для построения искомых зависимостей ДGк = / (а) и ДGз = / (а) были выбраны результаты 8-часовых исследований, т. к. в течение этого времени воздействия потока газов наступает динамическое равновесие развития процессов.
Как показывают представленные на рис. 2, а зависимости ДGк = /(а), полученные на экспериментальной установке при одинаковом содержании серы (5" = 1,5 %) при Ж = 2 % в топливе и Ж в эмульсии 15 и 30 %, с увеличением а наблюдается рост ДGк при любых значениях Ж в эмульсии, хотя абсолютные значения ДGк увеличиваются с ростом значения а. Если при сжигании стандартного топлива (Ж = 2 %) при увеличении а с 1,05 до 2,9 ДGк возросло в 2,2 раза, то при сжигании ВТЭ с Ж = 30 % - в 1,9 раза, но на существенно более низком уровне интенсивности НТК. При сжигании ВТЭ с Ж = 30 % значение ДGк в 2,8 раза ниже, чем при сжигании стандартного топлива при а = 2,9. Достоверность результатов, рассчитанных по уравнениям ДGк = / (а), была оценена путем сравнения расчетного значения ДGк при а = 2,9 с данными экс-
периментальных исследований при сжигании смеси топлив ДТ + ДЛ (Г = 2 % и У = 1,5 %) а = 2,9 на судне во время ходовых испытаний на УК типа КУП 1000Р, установленного после ГД марки 8ДКРН 60/195-10. Расхождение составило 1,9 % (рис. 2, а). Следовательно, уравнения, полученные по данным результатов исследований НТК при а в диапазоне 1,05. 1,5 (см. подри-суночные подписи), достоверно описывают ход процесса и значения скорости НТК и в УК после ДВС при больших значениях а. Это подтверждается одинаковыми значениями соотношений между величинами ДGк при Ж, равных 2, 15 и 30 %, составляющих соответственно (3; 2; 1) при а = 1,05 и при а = 2,9, хотя абсолютные значения ДGк при а = 2,9 естественно выше.
Л(?к, г/м’
\уг = ь
/о— 1 / Г = 1 5%
* . —
• _ — ! ^ 11 1 —
\и %
1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 а
а
АС,., г/м2
35 30 25 20 15 10 5
1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 5" , %
б
ЛС?К, г/м2
30 ■
25 ■
20 ■
15 ■
10 ■
5 ■ '
%
Рис. 2. Зависимость удельной убыли металла ДGк вследствие НТК при т = 8 ч: а - от избытка воздуха а при разном водосодержании Ж ВТЭ при У = 1,5 %: Ж = 2 % - ДОк = 13,9516 а 0’3841, R2 = 0,9999;
Ж = 15 % - ДОк = 8,9149 а 0’5134, R2 = 1;
Жг = 30 % - ДОк = 4,2105 а а568, R2 = 0,8852;
б - от содержания серы У при разном водосодержании Ж ВТЭ при а = 2,9: Ж = 2 % - ДОк = 9,8129 £ 1>9308, R2 = 0,9989;
Ж = 15 % - ДОк = 7,4156 £ 1>6821, R2 = 0,9895;
Ж = 30 % - ДОк = 5,2975 £ 1>2173, R2 = 0,8956; в - от водосодержания Ж ВТЭ при разном содержании серы У при а = 2,9: У = 1,8 % - ДОк = 33,7985е -0’0341, R2 = 0,9975;
У = 1,5 % - ДОк = 22,783е -а°363, R2 = 0,9941;
У = 0,98 % - ДОк = 9,8871е -0’0202, R2 = 0,9999
в
Следовательно, принятая методика определения зависимостей убыли метала ДGк путем построения аппроксимационных уравнений, полученных при меньших значениях а, по которым представлено достаточное количество публикаций [1, 6], корректна и обеспечивает получение достоверных данных и при больших а. Поэтому считаем, что экспериментальные данные развития процессов коррозии и загрязнения в остальных режимах, полученные на экспериментальной установке при сжигании ВТЭ, при рассмотрении коррозионных процессов в УК также достоверны.
Представленные на рис 2, б зависимости (удельной убыли массы металла вследствие коррозии) ДGк = /(£) при одинаковом значении а = 2,9 при содержаниях Ж в топливе 2 % и эмульсии 15 и 30 % показали, что при сжигании топлива (Ж = 2 %) при увеличении £ с 0,98 до 2 % ДGк увеличилось в 3,9 раза, при Ж = 15 % - в 3,2 раза при тех же условиях. При сжигании ВТЭ с Ж = 30 % наблюдается незначительный рост ДGк: при увеличении £ с 0,98 до 2 % ДGк увеличилось в 2,3 раза. При этом также необходимо отметить, что значение убыли массы металла ДGк при сжигании ВМЭ (Ж = 30 %) в 1,7 раза ниже, чем при сжигании топлива (Ж = 2 %) при £ = 0,98 % и в 3 раза ниже, чем при У = 2 %.
На основании данных ДGк = /(а) и ДGк = /^г) (рис. 2, а, б) построены зависимости ДGк = /(Ж) при £, равных 0,98, 1,5 и 1,8 % при а = 2,9 (рис. 2, в). Полученные зависимости показали, что с увеличением Ж в эмульсии ДGк снижается. Чем выше содержание серы в топливе, тем круче снижается кривая зависимости ДGк = /(Ж). При £ = 0,98 % при увеличении содержания воды в топливе и ВТЭ от 2 до 30 % ДGк снижается в 1,7 раза, при У = 1,8 % в тех же пределах изменения Ж ДGк снижается в 2,6 раза. То, что значения ДGк при разном £ существенно сближаются при Ж = 30 % (рис. 2, в) объясняется тем, что при этом Ж в эмульсии создаются условия для пассивации поверхности металла и резкого снижения скорости НТК [8].
Результаты исследований и литературные данные [7, 9] показывают, что переход на сжигание ВТЭ с Ж = 30 % приводит к уменьшению количества отложений твердых золовых и сажистых частиц из потока газов в 5 раз по сравнению с Ж = 2 % вследствие улучшения качества горения топлива из-за микровзрывов капель эмульсии ВТЭ. По данным [7] на рис. 3 представлены графики изменения относительного уменьшения интенсивности отложений 5отл, сульфатов 5с, остаточной кислоты 5к.ост и их суммы, т. е. загрязнений 5з, в зависимости от Ж, которые позволяют оценить изменение их количества при сжигании ВТЭ с Ж от 2 до 30 % путем следующих построений. По данным исследований интенсивности загрязнения ДGз при Ж = 2 %, полученным на экспериментальной установке при а в диапазоне 1,05 ...1,5, и при а = 2,9 в УК во время ходовых испытаний на судне, построена зависимость ДGз(Wr=2 %)дт+дл = / (а) при Ж = 2 % (рис. 4). Уменьшение значений ординат зависимости ДGз(Wr=2 %)дТ+дЛ = / (а) в 5з раз (по данным рис. 3 при Ж = 30 %) при каждом а (2,9; 2,8 ...) позволяет получить зависимость ДGз(Wr=30 %)дТ+дЛ = /1 (а) при Ж = 30 %. С целью оценки влияния большего количества золы в топливе на загрязнения НТПН по экспериментальным данным построена зависимость ДGз(Wr=2 %)М40 = Ф (а) при сжигании М40. По принятой методике построена зависимость загрязнения при сжигании ВТЭ на основе М40
Д^!(ЖГ=30 %)М40 = Ф1 (а).
53 А ^з( И*'^з(И"'=2 %)
Рис. 3. Зависимость удельного увеличения массы отложений от водосодержания ВТЭ
Рис. 4. Зависимость удельного увеличения массы загрязнения AG3 от а при Sr = 1,5 % при т = 8 ч
Сравнение значений интенсивности загрязнения для каждой марки топлива показывает, что при сжигании стандартных топлив с W = 2 % увеличение массы загрязнения в 1,2 раза выше, чем при сжигании ВТЭ с водосодержанием W = 30 % на основе этих же топлив. При сжигании М40 с большим содержанием золы и ВТЭ на основе этого же топлива АОз в 3 раза выше, чем при сжигании (ДТ + ДЛ).
По данным [10], по мере нарастания отложений на НТПН с /ст ниже ТТР H2SO4, приблизительно через 85 часов толщина слоя достигает 4 мм и стабилизируется, т. к. на поверхности слоя отложений температура становится равной и выше ТТР H2SO4. В соответствии с представленным механизмом образования отложений большое значение имеет размер частиц: частицы с радиусом менее 1,2-10-5 м при своем движении следуют линиям тока газов (и поэтому практически не осаждаются), а более крупные частицы как бы «пробивают пограничный слой» и осаждаются. При сжигании ВТЭ, благодаря микровзрывам капель ВТЭ, размеры частиц в основном меньшего размера и находятся на уровне 1,2-10-6 м, поэтому загрязнение НТПН резко снижается.
Чтобы оценить совместное влияние 3-х рассмотренных факторов (a, S, W) на скорость коррозии в виде AGk, определить значение констант и весовых коэффициентов в уравнении многофакторной регрессии, определиться с факторами существенного влияния на AGk для статистической обработки экспериментальных данных, была использована система STATGRAPHICS Plus for Windows, которая обеспечивает доступ к полному набору статистических методов и предоставляет возможность провести расширенный регрессионный анализ. Модуль системы STATGRAPHICS Plus for Windows, посвященный планированию экспериментов, дает возможность учесть взаимодействие анализируемых факторов на величину AGk.
Статистическая обработка данных позволила получить уравнение, учитывающее влияние на величину AGk коэффициента избытка воздуха а, содержания серы Sr в топливе и воды W в ВТЭ:
AGk =-2,52262 + 0,450857Wr - 8,57701а + 17,0426Sr + 0,0101935(Wr )2 - 0,0730657Wr а -- 0,727298Wr Sr + 2,01146а2 + 0,326722aSr + 3,32115(Sr )2.
По полученной диаграмме Парето (рис. 5) видно, что содержание серы У (фактор С), содержание Ж в эмульсии (фактор А) и а (фактор В) имеют статистически значимые эффекты. На это указывает то, что соответствующие столбцы пересекают вертикальную линию, которая соответствует 95 % уровню вероятности для определения значимости влияния факторов.
Таким образом, подводя итог анализу результатов экспериментов и их статистической обработки, можно утверждать, что на величину AGк влияет прежде всего содержание У в топливе, а затем воды в ВТЭ Ж и избытка воздуха а.
Рис. 5. Карта Парето
Достоверность полученных зависимостей ДGк и ДGз при т = 8 часов можно оценить только путем их сравнения с результатами длительных опытов. Исследования длительностью 100 часов, в течение которых стабилизируются все процессы, предоставляют возможность достоверно провести эти сравнения и оценить точность прогноза развития коррозионных процессов на длительное время при сжигании ВТЭ, что нас интересует прежде всего. Сравнительная оценка интенсивности НТК проведена по зависимостям скорости коррозии от температуры стенки. Результаты экспериментальных и расчетных исследований скорости коррозии за 100 часов в виде зависимостей К = f (Уст) представлены на рис. 6 с указанием допустимого уровня НТК (0,2 мм/год) в течение этого периода времени, в который укладывается реальные скорости развития НТК при сжигании только ВМЭ с Ж = 30 %.
Полученные зависимости показывают, что при сжигании топлива с Ж = 2 % увеличение а с 1,05 до 2,9 приводит к увеличению скорости коррозии в 2,2 раза (что соответствует данным рис. 2, а). При сжигании ВТЭ с Ж = 30 % при увеличении а с 1,45 до 2,9 скорость коррозии возрастает в 1,4 раза. Сравнение скоростей НТК при а = 2,9 показало, что при сжигании ВТЭ с Ж = 30 % при tст = 110 °С (область «кислотного пика») скорость НТК в 6,8 раза ниже, чем при сжигании стандартного топлива с Ж = 2 %.
Рис. 6. Зависимость К = f (/ст) при сжигании различных топлив:
1 - М100 (5 = 2,0 %; Ж = 2,0 %) а = 1,05, т = 100 ч [6];
2 - ДТ + ДС (5 = 1,5 %; Ж = 2,0 %) а = 2,9, т = 100 ч;
3 - ВМЭ М40 (5 = 1,8 %; Ж = 30,0 %) а = 1,45, т = 88 ч [6];
4 - ВМЭ ДТ + ДС (5 = 1,5 %; Ж = 30,0 %) а = 2,9, т = 88 ч
На рис. 7 представлены результаты расчетных исследований скорости НТК, прогнозируемые на т = 1 000 ч по полученным регрессионным уравнениям при обеспечении постоянных значений избытка воздуха а и значений температуры стенки (которые необходимо использовать при расчетах поверхностей нагрева УК). В течение этого периода времени в допустимом уровне интенсивности НТК находится вся конденсационная поверхность нагрева в пределах 4т от 140 до 70 °С при Ж = 30 %, что позволяет снизить температуру уходящих газов из УК до 80.90 °С. При Ж = 2 % допустимый уровень интенсивности НТК может быть получен при а = 1,05, который может быть достигнут только в энергетических котлах.
Рис. 7. Зависимость К = /(/ст) при сжигании различных топлив (т = 1 000 ч):
1 - М100 (У = 2,0 %; Ж = 2,0 %) а = 1,05 [6];
2 - ДТ + ДС (5 = 1,5 %; Ж = 2,0 %) а = 2,9;
3 - ВМЭ М40 (5 = 1,8 %; Ж = 30,0 %) а = 1,45 [6];
4 - ВМЭ ДТ + ДС (5 = 1,5 %; Ж = 30,0 %) а = 2,9
Выводы
Увеличение водосодержания Ж от 2 до 30 % при значениях температуры стенки в области «кислотного пика» (^ст = 100.110 °С) приводит к снижению скорости НТК в 1,7 2,6 раза
при содержании серы в топливе 0,98_ 1,8 % при а = 2,9 (благодаря процессу пассивации вследствие абсорбции оксидов азота).
Интенсивность загрязнения при сжигании ВТЭ с Ж = 30 % на основе стандартного топлива в 1,2 раза ниже, чем при сжигании топлива (Ж = 2 %) этой же марки. Интенсивность загрязнения при сжигании М40 с большим содержанием золы и ВТЭ на основе этого же топлива в 3 раза выше, чем при сжигании (ДТ + ДЛ).
Статистическая обработка результатов исследований показывает, что на интенсивность НТК преимущественное влияние оказывает содержание серы и воды в ВТЭ.
При сжигании ВТЭ с Ж = 30 % скорость НТК в 6,8 раза ниже, чем при сжигании стандартного топлива с Ж = 2 %.
За 100 часов в допустимый уровень НТК (0,2 мм/год) укладывается скорость НТК только при сжигании ВТЭ с Ж = 30 %. За 1 000 часов в допустимом уровне НТК находится вся конденсационная поверхность нагрева в пределах от 140 до 70 °С при Ж = 30 %.
Принятая методика определения зависимостей убыли металла ЛGк путем построения ап-проксимационных уравнений, полученных при меньших значениях а, корректна и обеспечивает получение достоверных данных и при больших а.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Романов В. А. Низкотемпературная коррозия и загрязнение поверхностей нагрева в продуктах сгорания ГТД I B. А. Романов, Г. И. Дмитриев, B. И. Щербинкин, Г. B. Проценко II Энергомашиностроение. 1979. № 8. С. 22-25.
2. Проценко Г. В. Низкотемпературная коррозия теплоутилизирующих поверхностей нагрева судового вспомогательного котла I Г. B. Проценко, Н. П. Проценко, B. А. Романов, А. А. Bолков II Судостроение. 1987. № 10. С. 20-22.
3. Якубовский Ю. В. Эксплуатация производственных котлов ^Г-З4К на водотопливной эмульсии I Ю. B. Якубовский, B. М. Суменков, Ю. С. Селезнев II Рыбное хозяйство. 1991. № 3. С. 57-60.
4. Захаренков А. В. Образование и сжигание тонкодисперсных водомазутных суспензий на ТЭЦ-26 Мосэнерго I А. B. Захаренков, Г. B. Преснов, П. B. Бублей II Электрические станции. 2004. № 3. С. 19-21.
5. Пахомов Ю. А. Топливо и топливные системы судовых дизелей I Ю. А. Пахомов, Ю. П. Коробков, Д. B. Дмитриевский, Г. Л. Bаcильев. М.: Рконсульт, 2004. 496 с.
6. Горбов В. М. Исследование интенсивности коррозионных процессов при сжигании водомазутных эмульсий I B. М. Горбов, А. B. Горячкин II Зб. наук. праць УДМТУ. № 5 (391). Миколаїв: УДМТУ, 2003. С. 87-95.
7. Акимов А. В. Загрязнение поверхностей нагрева котлов и экологические показатели при сжигании водотопливной эмульсии I А. B. Акимов II Наук. праці: наук.-метод. журнал. Т. 73, вип. 60. Техногенна безпека. Миколаїв: Bид-во МДТУ ім. П. Могили, 2007. С. 116-125.
8. Спосіб захисту металу низькотемпературних поверхонь нагріву котла від сірчанокислотної корозії: пат. 99408 Україна, МПК C23F 11I10, F22B 37I00, F23J 15I00 I Горячкін B. Ю., Горячкін А. B., Акімов О. B., Іутінський B. О., Корнієнко B. С.; заявник Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова; заявл. 23.08.11; опубл. 10.08.12, Бюл. № 15.
9. Лозицкий Н. Г. Использование горелок с ротационной форсункой для сжигания мазута с присадкой воды I Н. Г. Лозицкий, B. Р. Котлер II Промышленная энергетика. 2002. № 3. С. 37-40.
10. Проценко Г. В. Характер отложений на поверхностях нагрева судовых утилизационных котлов I Г. B. Проценко II Судостроение. 1989. № 7. С. 25-28.
REFERENCES
1. Romanov V. A., Dmitriev G. I., Shcherbinkin V. I., Protsenko G. V. Nizkotemperaturnaia korroziia i zagri-aznenie poverkhnostei nagreva v produktakh sgoraniia GTD [Low-temperature corrosion and pollution of heating surfaces in combustion products]. Energomashinostroenie, 1979, no. 8, pp. 22-25.
2. Protsenko G. V., Protsenko N. P., Romanov V. A., Volkov A. A. Nizkotemperaturnaia korroziia te-ploutiliziruiushchikh poverkhnostei nagreva sudovogo vspomogatel'nogo kotla [Low-temperature corrosion of heat utilization heating surfaces of ship additional boiler]. Sudostroenie, 1987, no. 10, pp. 20-22.
3. Iakubovskii Iu. V., Sumenkov V. M., Seleznev Iu. S. Ekspluatatsiia proizvodstvennykh kotlov KVG-34K na vodotoplivnoi emul'sii [Exploitation of operational boilers KVG-34K using water-fuel emulsion]. Rybnoe khoziaistvo, 1991, no. 3, pp. 57-60.
4. Zakharenkov A. V., Presnov G. V., Bublei P. V. Obrazovanie i szhiganie tonkodispersnykh vodomazutnykh suspenzii na TETs-26 Mosenergo [Formation and combustion of light-disperse water-residuum suspensions at heat power station 26 Mosenergo]. Elektricheskie stantsii, 2004, no. 3, pp. 19-21.
5. Pakhomov Iu. A., Korobkov Iu. P., Dmitrievskii D. V., Vasil'ev G. L. Toplivo i toplivnye sistemy sudovykh dizelei [Fuel and fuel systems of marine diesel engines]. Moscow, PKonsul't Publ., 2004. 496 p.
6. Gorbov V. M., Goriachkin A. V. Issledovanie intensivnosti korrozionnykh protsessov pri szhiganii vodomazutnykh emul'sii [Study of the intensiveness of corrosion processes at combustion of water-residuum emulsions]. Zbirnik naukovikh prats' UDMTU, no. 5 (391). Nikolaev, UDMTU, 2003, pp. 87-95.
7. Akimov A. V. Zagriaznenie poverkhnostei nagreva kotlov i ekologicheskie pokazateli pri szhiganii vodotoplivnoi emul'sii [Pollution of the heating surfaces of boilers and ecological parameters at combustion of water-fuel emulsion]. Naukovі prats! Naukovo-metodichnii zhurnal, vol. 73, iss. 60. Tekhnogenna bezpeka. Nikolaev, Vid-vo MDTU m. P. Mogili, 2007, pp. 116-125.
8. Goriachkin V. Iu., Goriachkm A. V., Akmov O. V., Iutins'kii V. O., ^тіє^^ V. S. Sposft zakhistu metalu niz'kotemperaturnikh poverkhon' nagnvu kotla v!d sirchanokislotnoї korozn [Way of protection of metal of the boiler from acidic corrosion]. Patent of Ukraine 99408. 23.08.11.
9. Lozitskii N. G., Kotler V. R. Ispol'zovanie gorelok s rotatsionnoi forsunkoi dlia szhiganiia mazuta s prisadkoi vody [Study of burners with rotational injector for burning residuum with water additive]. Promyshlennaia energetika, 2002, no. 3, pp. 37-40.
10. Protsenko G. V. Kharakter otlozhenii na poverkhnostiakh nagreva sudovykh utilizatsionnykh kotlov [Character of sediments on the heating surfaces of ship exhaust gas boilers]. Sudostroenie, 1989, no. 7, pp. 25-28.
Статья поступила в редакцию 2.07.2013
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Горячкин Владимир Юрьевич — Херсонский филиал Национального университета кораблестроения им. адмирала Макарова; канд. техн. наук, доцент; доцент кафедры «Теплотехника»; [email protected].
Goryachkin Vladimir Yurievich — Kherson Branch of Admiral Makarov National University of Shipbuilding; Candidate of Technical Sciences, Assistant Professor; Assistant Professor of the Department "Heat Engineering"; [email protected].
Корниенко Виктория Сергеевна — Херсонский филиал Национального университета кораблестроения им. адмирала Макарова; аспирант кафедры «Судовое машиностроение и энергетика»; [email protected].
Kornienko Victoriya Sergeevna — Kherson Branch of Admiral Makarov National University of Shipbuilding; Postgraduate Student of the Department "Marine Engineering and Power"; [email protected].
