Несмотря на снижение, вследствие всеобщей и повсеместной газификации, доли котлов, работающих на жидком топливе, такие котлы, работающие на мазуте, ТНО (тяжелых нефтяных остатках), тяжелой нефти, отработанных маслах, остатках висбрекинга и т.д., все еще достаточно широко распространены в России и во всем мире.
Значительное количество энергостанций также имеют тяжелое топливо в качестве основного или резервного. Большинство таких котлов рассчитаны на работу с тяжелым топливом достаточно хорошего качества – мазут М-100, флотский, М-80, М-40 и т.д., которое с каждым годом становится все дороже, т.к.:
- значительно снижается доля добываемой «легкой» нефти в общем объеме нефтедобычи, (разрабатываются месторождения, ранее считавшиеся неперспективными, из-за высокой вязкости залегающей тяжелой нефти);
- снижается выработка прямогонного мазута современными вертикально интегрированными нефтяными холдингами, вплоть до полного прекращения,
- с развитием современных технологий глубина переработки нефти значительно растет.
В современных условиях, когда влияние всех этих факторов только увеличивается, необходимы решения, которые обеспечат экономичную и бесперебойную работу котлов, работающих на мазутах, высоковязкой тяжелой нефти и остатках висбрекинга, причем свойства этих топлив будут только ухудшаться.
Для этого в первую очередь необходимо обеспечить:
- снижение вязкости нефти, мазута, или остатка висбрекинга,
- уменьшение удельного расхода топлива котлом,
- ослабление экологической нагрузки, уменьшив выбросы,
- снизить затраты на подготовку топлива,
- увеличить межсервисный промежуток непрерывной работы котла,
- а также снизить трудозатраты на ППР котла.
Присадка АВ-12, предлагаемая компанией ООО «Дарконт», предназначена для высокоэффективного решения всех этих задач:
- АВ-12 повышает эффективность сжигания топлива, т.е. уменьшает удельный расход топлива котлов, работающих на тяжелом и высоковязком топливе, за счет его более полного сгорания;
- АВ-12 также улучшает физико-химические характеристики тяжелых и высоковязких топлив:
• снижает вязкость вязких и высоковязких топлив без ввода большого количества дорогостоящих легких фракций,
• снижает температуру предварительного нагрева, обеспечивающую качественный распыл тяжелых топлив в топке котла,
• уменьшает количество сажистых и закоксовавшихся асфальтеновых отложений на радиационной и конвективных поверхностях котла, а также их структуру, переводя их в рыхлые, легкоудаляемые формы,
• снижает выбросы в атмосферу: SO3, NOx, СО
Присадки, улучшающие сгорание топлива, состоят из стабилизаторов, детергентов и сложных атомов металлов, в которых их ядра окружены длинноцепочными диспергирующими молекулами, способными координировать эти металлы;
Химические компоненты присадки АВ-12 имеют органическую природу и, при достижении определенной температуры, подвергаются окислению до высших оксидов;
Компонентный состав присадки для снижения вязкости нефти АВ-12 разработан на основе одной из самых перспективных и научно-признанных технологий, предусматривающих использование хим. компонентов, содержащих оксид магния (MgO), для полноты сгорания любых марок КПТ, ТНО и мазутов в виде тяжелого остатка висбрекинга.
Cинтезирование хим.компонентов АВ-12 и органического магния, позволило в итоге получить стабильную суспензию специальных высокоактивных окисей металлов (в основном, с частицами субмикронных размеров), легко регулируемую и особенно необходимую для обеспечения надежного и более стабильного горения и соответственно полноту сгорания различных марок КПТ (ТНО) в топке/печи котельного оборудования.
Компоненты АВ-12 характеризуются более высокой каталитической активностью, так как инициирование и прекращение процесса окисления сажи происходит при более низких температурах, чем у других аналогов. Это обеспечивает максимальную полноту сгорания КТП (ТНО) во всем диапазоне температур и позволяет завершить процесс сгорания топлива за более короткий промежуток времени, равный 1/3 части времени, необходимого для сгорания того же объема обычного топлива (топочного мазута).
Присадка АВ-12 предотвращает коррозию холодной поверхности котельного оборудования: SO3 реагирует с MgO, образуя MgSO4, и в результате нейтрализуется. Значительно понижается точка росы, а коррозионные, вязкие и влажные осадки не образуются. Закоксованные, трудноудаляемые отложения, реагируя с MgO, становятся хрупкими, сухими, порошкообразными и осыпаются.
Вязкостная присадка к нефти позволяет уменьшить избыток воздуха, снижает CО и образования NOX и SO₃. Образование SO₃ нейтрализуется органическим магнием;
Ванадий известен как катализатор формирования SO₃, поэтому уменьшение отложений означает меньше коррозии. Присадка содержит некоторые формы магния для того, чтобы они обеспечили высокую температуру плавления ванадия, с последующей целью оставить ванадий в качестве золы, которая не прилипает к металлическим поверхностям поверхностей нагрева котла/печи, и которая легко удаляются механическими средствами (метал. щетками, воздушной обдувкой).
Помимо вышеперечисленного, присадка АВ-12 улучшает сгорание топлива, при этом потери с мех. недожогом сокращаются до 95%. Это особенно важно при сжигании топлива низкого качества, с большим количеством асфальтенов.
Для подтверждения заявленных характеристик в 2017г. были проведены испытания АВ-12 на котлоагрегате ТГМЕ-464 одной из крупных ТЭЦ. Испытания были проведены службой наладки и испытаний тепломеханического оборудования ТЭЦ.
Испытания проводились с целью:
- Оценка влияния АВ-12 на снижение динамической вязкости мазута в виде тяжелого остатка висбрекинга,
- Определения теплотехнических характеристик эксплуатационных особенностей работы котла при сжигании топлива с присадкой АВ-12,
- Оценка эффективности работы АВ-12 в отношении полноты сжигания топлива (экономии расхода топлива).
- Определение влияния присадки на процесс очистки радиационной и конвективной поверхностей котла от сажи и закоксовавшихся компонентов сгорания мазута,
- Оценки влияния АВ-12 на снижение вредных выбросов в атмосферу,
- Определение влияния воздействия присадки на количество мехнедожога, зольность и расход электроэнергии на котле,
- Оценки общей экономической эффективности АВ-12.
Результаты испытаний:
- Присадка позволяет уменьшить избыток воздуха, снижает CО и образования NOX и SO₃. Образование SO₃ нейтрализуется органическим магнием;
- Ванадий известен как катализатор формирования SO₃, поэтому уменьшение отложений означает меньше коррозии. Присадка содержит некоторые формы магния для того, чтобы они обеспечили довольно высокую температуру плавления ванадия, с последующей целью оставить ванадий в качестве золы;
- В целях предотвращения или уменьшения отложений и коррозии, температура плавления солей ванадия должна быть поднята, т.к. более высокая температура плавления означает более сухие и ломкие отложения, которые не прилипают к металлическим поверхностям поверхностей нагрева котла/печи, и которые легко удаляются как пепел, механическими средствами (метал. щетками, воздушной обдувкой).
- Помимо вышеперечисленного, присадка АВ-12 улучшает сгорание топлива, при этом потери с мех. недожогом сокращаются до 95%. Это особенно важно при сжигании топлива низкого качества, с большим количеством асфальтенов.
- Снизилась зольность с 0,109 до 0,088 (%);
- За счет уменьшения коэффициента избытка воздуха снизилось преобразование SO2 → SO3, a также уменьшилось образование NOX, что позволило сократить концентрацию вредных выбросов в атмосферу:
- Оксидов азота (NOX) на 5,8-6,7%;
- Двуокиси SO2 на 3,6-3,8%;
- Резко повысилась эффективность процесса сгорания (полнота сгорания) мазута на основе тяжелого остатка висбрекинга (уровень мехнедожога снизился в целом на ~1,5%), тем самым снижая удельный расход условного топлива на ~4,62%, а с учетом экономии электроэнергии — на ~4,92% (удельный расход электроэнергии снизился на 23,23%), что для современной ТЭЦ является отличным результатом,
- Динамическая вязкость тяжелого остатка висбрекинга снизилась до 3,2ВУ (при 130°C на форсунке)
За счет содержания в многофункциональной присадке для снижения вязкости нефти АВ-12 дополнительного инновационного катализатора горения получены следующие дополнительные результаты:
Лабораторные тесты показали увеличение температуры сгорания мазута с 1180°C до 1500°C, цвет факела говорит о том, что температура в ядре факела выше, чем при работе на природном газе.
Полученный экономический эффект присадки является результатом не только увеличения удельного количества вырабатываемой электрической и тепловвой энергии, технологического пара, улучшения экологических параметров котла, но и продления срока эксплуатации котельного оборудования.
ВЫВОДЫ: Вышеизложенное позволяет РЕКОМЕНДОВАТЬ дальнейшее применение АВ-12 для котельных агрегатов, использующих мазутное топливо в виде тяжелых остатков висбрекинга.
Для тех клиентов, кому в первую очередь важно снижение вязкости нефти реагентами, т.е. улучшение физических характеристик высоковязкой тяжелой нефти, мазутов и остатков висбрекинга, мы предлагаем новую высокоэффективную разработку ООО «Нефтехимик инн», нацеленную на максимальное воздействие именно на этот параметр – присадку АВ-12РЭНТ. При дозировке 0,05% массовых, вязкость исходного образца остатка висбрекинга АО «ТАНЕКО», полученного для исследований, снизилась при температуре 80°C с 142,84 мм2/сек до 105,95 мм2/сек, то есть почти на 26%.
Снижение кинематической вязкости висбрекинга снизит использование для его разбавления дизельных компонентов и газойлевых фракций вторичных процессов (доля ввода легких фракций которых по современным технологиям может доходить до 40%), что снизит себестоимость производства различных марок мазутных топлив на НПЗ, дав компании-производителю дополнительные конкурентные преимущества, как на внутреннем, так и на международных рынках.
Присадка АВ-12РЭНТ дорабатывается, при необходимости, под сырьё конкретного НПЗ, для максимальной эффективности её воздействия.
Присадка «АВ-12РЭНТ» разработана на основе применения инновационных технологий, использования научно-технического потенциала Республик Беларусь и Татарстана, производится в промышленных объемах в Республике Беларусь, что делает её импортозамещающей продукцией, высококонкурентной по сравнению с зарубежными и отечественными аналогами, исходя из параметров оценки «Цена-Качество», наличия интеллектуальной собственности, и в соответствии с требованиями Госстандарта и нормативных документов Таможенного и Европейского союзов.
Вязкостные присадки к нефти АВ-12РЭНТ могут с успехом использоваться как при перекачке, так и в технологии переработки тяжелой нефти, либо тяжелых фракций нефти.