Том 335 № 4 (2024)
DOI https://doi.org/10.18799/24131830/2024/4/4536
Характеристики горения капель водомазутной эмульсии со специализированными присадками
Актуальность. Применение мазутного топлива на энергетических установках характеризуется повышенными значениями недожога и антропогенных выбросов. Одним из способов снизить антропогенные выбросы является использование водомазутных эмульсий. Также для сокращения антропогенных выбросов и улучшения характеристик горения топлива используются дополнительные специализированные присадки. Цель. Исследование направлено на определение оптимальной присадки к мазутному топливу для снижения антропогенных выбросов и времен задержки зажигания. Методы. В состав водомазутного топлива добавляли присадки: ИОН-М, Роснефть P503B3, Роснефть Р502В1 (относительная массовая концентрация 0,5 %). Определены физико-химические свойства мазута М-100, а также элементарный состав CHNSO. Установлены реологические характеристики составов водомазутных топлив. С помощью высокоскоростной съемки определены времена задержки зажигания капель. С помощью газоанализатора определены антропогенные выбросы. Результаты и выводы. Результаты проведенных исследований показали, что присадка на основе особого сочетания положительно и отрицательно заряженных ионов (ИОН М) снижает времена задержки зажигания на 20–60 % при варьировании температуры газовой среды в диапазоне от 700 до 900 °С. Добавление присадки на основе жирных растительных кислот (P502B3) снижало времена задержки зажигания на 7–10 % при изменении температуры в диапазоне от 700 до 900 °С относительно водомазутного топлива. Установлено, что использование присадки P502B1 в водомазутном топливе позволило снизить времена задержки зажигания на 15–50 %. Определено, что в присутствии катализаторов горения вода связывается с тяжелыми углеводородами и тем самым выход летучих веществ происходит быстрее, т. е. подведенная теплота не тратится на прогрев воды в капли, а равномерно воздействует на весь объём топлива. Результаты исследований антропогенных выбросов показали, что использование присадок при сжигании водомазутного топлива снижает концентрации CO, CO2, NO, SO2 на 8, 6, 10 и 13 %, соответственно, по сравнению с мазутом.
Ключевые слова:
водомазутное топливо, присадки, характеристики горения, антропогенные газовые выбросы, газоанализатор