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锅炉燃料油基本知识

锅炉燃料油基本知识
河南太康银晨锅炉 www.ycglc.cc 官网每日一帖: (1)什么是燃料油? 什么是燃料油? 绝大部分石油产品均可用作燃料,但燃料油在不同的地区却有不同的解释。欧洲对燃料油的概念一般 是指原油经蒸馏而留下的黑色粘稠残余物,或它与较轻组分的惨合物,主要用作蒸汽炉及各种加热炉的燃 料或作为大型慢速柴油燃料及作为各种工业燃料。但在美国则指任何闪点不低于 37.8°C 的可燃烧的液态 或可液化的石油产品,它既可以是残渣燃料油(Residual Fuel 011,亦称 Heavy Fuel 011)也可是馏分燃 料油(Healing 011)。馏分燃料油不仅可直接由蒸馏原油得到(即直馏馏分),也可由其它加工过程如裂 化等再经蒸馏得到。 燃料油的性质主要取决于原油本性以及加工方式,而决定燃料油品质的主要规格指标包括粘度 (Viscosity) 硫含量 , (Sulfur Content) ,倾点(Pour Point)等供发电厂等使用的燃料油还对钒 (Vanadium) 、 钠(Sodium)含量作有规定. 1、 燃料油的自然属性 燃料油是成品油的一种,广泛用于电厂发电、船舶锅炉燃料、加热炉燃料、冶金炉和其它工业炉燃料。 燃料油主要由石油的裂化残渣油和直馏残渣油制成的,其特点是粘度大,含非烃化合物、胶质、沥青质多。 (1)粘度 粘度是燃料油最重要的性能指标,是划分燃料油等级的主要依据。它是对流动性阻抗能力的度量,它 的大小表示燃料油的易流性、易泵送性和易雾化性能的好坏。对于高粘度的燃料油,一般需经预热,使粘 度降至一定水平,然后进入燃烧器以使在喷嘴处易于喷散雾化。粘度的测定方法,表示方法很多。在英国 常用雷氏粘度(Redwood Viscosity),美国惯用赛氏粘度(Saybolt Viscosity),欧洲大陆则往往使用恩氏 粘度(Engler Viscosity),但各国正逐步更广泛地采用运动粘度(Kinemetic Viscosity),因其测定的准确 度较上述诸法均高,且样品用量少,测定迅速。各种粘度间的换算通常可通过已预先制好的转换表查得近 似值。 目前国内较常用的是 40°C 运动粘度(馏分型燃料油)和 100°C 运动粘度(残渣型燃料油)。我国过去的 燃料油行业标准用恩氏粘度(80°C、100°C)作为质量控制指标,用 80°C 运动粘度来划分牌号。油品运 动粘度是油品的动力粘度和密度的比值。运动粘度的单位是 Stokes,即斯托克斯,简称斯。当流体的动力 粘度为 1 泊,密度为 1g/cm3 时的运动粘度为 1 斯托克斯。CST 是 Centistokes 的缩写,意思是厘斯,即 1 斯托克斯的百分之一。 (2)含硫量 燃料油中的硫含量过高会引起金属设备腐蚀的和环境污染。根据含硫量的高低,燃料油可以划分为高 硫、中硫、低硫燃料油。在石油的组分中除碳、氢外,硫是第三个主要组分,虽然在含量上远低于前两者, 但是其含量仍然是很重要的一个指标。按含硫量的多少,燃料油一般又有低硫(LSFO)与高硫(HSFO)之 分, 前者含硫在 1%以下, 后者通常高达 3.5%甚至 4.5%或以上。 另外还有低蜡油 (Low Sulfur Waxy Residual 缩写 LSWR),含蜡量高有高倾点(如 40 至 50°C)。在上海期货交易所交易的是高硫燃料油(HSFO)。 (3)密度 为油品的质量(Mass)与具体积的比值。常用单位——克/立方厘米、千克/立方米或公砘/立方米等。 由于体积随温度的变化而变化,故密度不能脱离温度而独立存在。为便于比较,西方规定以 15°C 下之密 度作为石油的标准密度。 (4)闪点 是油品安全性的指标。油品在特定的标准条件下加热至某一温度,令由其表面逸出的蒸气刚够与周围 的空气形成一可燃性混合物,当以一标准测试火源与该混合物接触时即会引致瞬时的闪火,此时油品的温

度即定义为其闪点。其特点是火焰一闪即灭,达到闪点温度的油品尚未能提供足够的可燃蒸气以维持持续 的燃烧,仅当其再行受热而达到另一更高的温度时,一旦与火源相遇方构成持续燃烧,此时的温度称燃点 或着火点(Fire Point 或 Ignition Point)。虽然如此,但闪点已足以表征一油品着火燃烧的危险程度, 习惯上也正是根据闪点对危险品进行分级。显然闪点愈低愈危险,愈高愈安全。 (5)水分 水分的存在会影响燃料油的凝点,随着含水量的增加,燃料油的凝点逐渐上升。此外,水分还会影响 燃料机械的燃烧性能,可能会造成炉膛熄火、停炉等事故。 (6)灰分 灰分是燃烧后剩余不能燃烧的部分,特别是催化裂化循环油和油浆渗入燃料油后,硅铝催化剂粉末会 使泵、阀磨损加速。另外,灰分还会覆盖在锅炉受热面上,使传热性变坏。 (7)机械杂质 机械杂质会堵塞过滤网,造成抽油泵磨损和喷油嘴堵塞,影响正常燃烧。 2、燃料油的分类 燃料油作为炼油工艺过程中的最后一种产品,产品质量控制有着较强的特殊性,最终燃料油产品形成 受到原油品种、加工工艺、加工深度等许多因素的制约。根据不同的标准,燃料油可以进行以下分类: (1)根据出厂时是否形成商品,燃料油可以分为商品燃料油和自用燃料油。商品燃料油指在出厂环节形成 商品的燃料油;自用燃料油指用于炼厂生产的原料或燃料而未在出厂环节形成商品的燃料油。 (2)根据加工工艺流程,燃料油可以分为常压重油、减压重油、催化重油和混合重油。常压重油指炼厂催 化、裂化装置分馏出的重油(俗称油浆);混合重油一般指减压重油和催化重油的混合。 (3)根据用途,燃料油分为船用内燃机燃料油和炉用燃料油两大类。前者是由直馏重油和一定比例的柴油 混合而成,用于大型低速船用柴油机(转速小于 150 转/分)。后者又称为重油,主要是减压渣油、或裂化 残油或二者的混合物,或调入适量裂化轻油制成的重质石油燃料油,供各种工业炉或锅炉作为燃料。 船用内燃机燃料油是大型低速柴油机的燃料油,其主要使用性能是要求燃料能够喷油雾化良好,以便燃烧 完全,降低耗油量,减少积炭和发动机的磨损,因而要求燃料油具有一定的黏度,以保证在预热温度下能 达到高压油泵和喷油嘴所需要的黏度 (约为 21-27 厘斯) 通常使用较多的是 38°C。 , 雷氏 1 号黏度为 1000 和 1500 秒的两种。由于燃料油在使用时必须预热以降低黏度,为了确保使用安全预热温度必须比燃料油的 闪点低约 20°C,燃料油的闪点一般在 70-150°C 之间。 工业锅炉燃料油 重油主要作为各种锅炉和工业锅炉燃料油 工业锅炉燃料油。各种工业炉燃料系统的工作过程大体相同,即抽油泵把重油从 储油罐中抽出,经粗、细分离器除去机械杂质,再经预热器预热到 70-120°C,预热后的重油黏度降低, 再经过调节阀在 8-20 天大气压下,由喷油嘴喷入炉膛,雾状的重油与空气混合后燃烧,燃烧废气通过烟囱 排入大气。 3、 燃料油的主要标准 为了与国际接轨,中国石油化工总公司于 1996 年参照国际上使用最广泛的燃料油标准;美国标准试验 协会(ASTM)标准 ASTMD396-92 燃料油标准,制定了我车的行业标准 SH-TO356-1996。

质量指标 项目 1号 2号 轻 闪点(闭口),°C 不低于 闪点(闭口),°C 不低于 10%回收 不高于 温度 馏程,°C 90%回收 不低于 温度 不高于 — 288 282 — 338 — — — — — — — — — — — 215 — — — — — — — 38 — 38 — 38 — 55 — 4号 4号 轻 55 — 重 55 — 5号 5号 6号 号 60 — — 130 7

不小于 40°C 不大于 运动粘度 mm2/s 不小于 100°C 不大于 10%蒸余残留物,%(v/v)不大于 灰分, %(v/v)不大于 硫含量, %(v/v)不大于 铜片腐蚀(50°C,3h)级不大于 不小于 密度(20°C)kg/am3 不小于 倾点, °C 不高于

1.3 2.1 — — 0.15 — 0.5 3 — 846 -18

1.9 1.9 5.5 — 3.4 5.5 24.0 — — — — —

— —

— — — —

— 5.0 9.0 15.0 — 8.9 14.9 50.0 — — — — 18.5 — — — — — — —

0.35 —

— 0.05 0.10 0.15 0.15 — 0.5 — 3 — — — — — — — — — — — — — — — — — —

— 872 — 872 — -6 -6 — -6

1 号和 2 号是馏分燃料油,适用于家或工业小型锅炉燃烧器上使用。4 号轻和 4 号燃料油是重质馏分燃 料油或是馏分燃料油与残渣燃料油混合而成的燃料油。5 号轻、5 号重、6 号和 7 号是粘度和馏程范围递增 的残渣燃料油,为了装卸和正常雾化,在温度低时一般都需要预热。我国使用最多的是 5 号轻、5 号重、6 号和 7 号燃料油。新标准中 5 号-7 号燃料油粘度和分牌号是按 100°C 运动粘度来划分的,国外进口的燃 料基本是按 50°C 运动粘度分类, 它们是 50°C 运动粘度≥180mm2/s 和 50°C 运动粘度≥380mm2/s 两大类 (2)国内多数用户常用燃料油质量标准

项目 密度(15°C kg/1) 运动黏度(50°C,CST) 灰分(m/m.%)

限度 不高于 0.98 不高于 180 不高于 0.10 不高于 15

检验方法 ASTM D1298/4052 ASTM D445 ASTM D482 ASTM D189/D4530 ASTM D97 ASTM D95 ASTM D93 ASTM D4294-D2622 ASTM D4870/IP375 AAS/ICPES/IP377MOD/ASTM D1548 AAS AAS/ICPES/IP377

倾点(C) 水分(V/V.%) 闪点(°C 开口) 含硫(m/m.%) 总机械杂质含量(m/m.%)

不高于 24 不高于 0.5 不低于 66 不高于 3.5 不高于 0.10 不高于 150 不高于 100 不高于 30

(3)普氏燃料油标准 (3)普氏燃料油标准

180CST:含硫 2% 含硫量 运动粘度 50°C 密度 闪点 倾点 2%MAX 180CST 0.991 66°C 24°C

180CST:含硫 3.5% 3.5%MAX 180CST 0.991 66°C 24°C

380CST:含硫 3.5% 4.0%MAX 380CST 0.991 66°C 24°C

灰分 残炭 矾 钠 铝+硅 含水量 杂质

0.15%16% 95PPM 65PPM 80PPM、铝 30PMM 0.50% 0.10%

0.15% 16% 200PPM 100PPM 80PPM、铝 30PMM 0.50% 0.10%

0.15% 16% 200PPM 100PPM 80PPM、铝 30PMM 0.50% 0.10%

(4)重油质量指标(SY1091-77(88)) 重油质量指标(SY1091-77(88))

质量指标 项目 恩氏粘度, 闪点(开口),°C,不低于 凝点,°C 不高于 灰分,%不大于 水分,%不大于 硫含量,%水大于 机械杂质,%水大于 20 号 5.0 80 15 0.3 1.0 1.0 1.5 60 号 11.0 100 20 0.3 1.5 1.5 2.0 100 号 15.5 120 25 0.3 2.0 2.0 2.5 200 号 5.5~9.5 130 36 0.3 2.0 3.0 2.5

试验方法

GB266 GB267 GB

GB387 GB511

注:1 供冶金或机械工业加工热处理的各号重油其硫含量须不大于 1.0%; 2 由水路运输或用直接蒸汽预热卸油时,水分允许不大于 5%,但此时水分的超标部分应从产品总重量中扣 除; 3 由含硫 0.5%以上原油制得的重油,硫含量允许不高于 3%; 4 凝点可根据使用条件允许由生产单位和用户协商另订。 (5)催化柴油工业燃料油标准

批准 分析项目 运动粘度(40°C)不大于 含硫(%)不大于 水分(%)不大于 机械杂质(%)不大于 凝点(°C)不高于 闪点(°C)不低于 灰份(%)不大于 密度(20°C)不大于 -10 0 65 0.2 实测 -10 号 0号 10 0.5 痕迹 0.1 5 5号

试验方法

GB/T 265 GB/T 380 GB/T 260 GB/T 511 GB/T 510 GB/T 261 GB/508 GB/T 1884-1885

(6)船用燃料油标准 船用燃料油标准 1ISO 8217:1996(E)船用 180 燃料油标准

种类 ISO-F Limit 项目 密度@15deg Max C.(kg/cu.m) 粘度@100deg.C Max (mm2/s) 闪点 deg.C 倾点(upper)deg.C --冬季品质 --夏季品质 残碳%(m/m) 灰份%(m/m) 水%(V/V) 硫%(V/V) 钒 mg/kg ppm 铝+硅 mg/kg ppm 总残余物%(m/m) Max ? Max Max Max Max Max Max Max 200 80 0.10 15 0.10 30deg.C 30deg.C 20 0.15 1.0 5.0 500 300 80 0.10 18 0.15 1.0 5.0 600 30deg.C 30deg.C 22 0.20 ISO3016 ISO3016 ISO10370 ISO6245 ISO3733 ISO8754 ISO14597 ISO10478 ISO10307-2 Min 60 60 ISO2719 225 35 ISO3104 0.991 0.991 ISO12185 RME25 RMF25 RMG35 RMH35 ISO3675/ 检测依据

2 船用燃料油(渣油型)及其他标准

名称

船用燃料油

重柴油 20 号

轻柴油 试验方法 标准

标准牌号项目 RMD15 120 RME25 180 RMG35 380 (=DMC,DMO) 运动粘度 100°Cmm2/s ≤ 15.0 25.0 35.0

0号

20.5(50°C) 3.0-8.0(20°C) GB/T265GB/T11137 ISO31014

运动粘度 50° 120 Cmm2/s≤ 雷氏粘度 800 (37.8°C) ≤ 闪点(闭 60 口),°C≥ 凝点 上倾点°C≤ 30 30 30 23 (GB/T510):0 残碳,康氏 wt% 14 ≤ 15 18 0.5 10%蒸余物:0.40 ISO 6615 GB/T 508 灰分 wt%≤ 0.10 0.10 0.15 0.06 0.02 ISO 6245 GB/T 260 水分 wt%≤ 0.80 1.0 1.0 1.0 痕迹 ISO 3733 机械杂质 wt% 0.10 ≤ 0.10 0.10 0.10(GB/T511) 无(GB/T511) ISO 10307-2 ISO 3016 GB/T 268 60 60 65 65 ISO 2719 GB/T 3535 GB/T 261 950 2000 1600 3800 3600 135 30-40 180 380

GB/T 1884 密度 kg/m3 0.985 0.991 0.991 实测 实测 ISO 3765 ISO 821(6.2) GB/T 11140 硫含量 wt%≤ 3.5 3.5 3.5 0.5(GB/T387) 1.0(GB/T387) ISO 8754

注:船用燃料油由重油与轻质馏分油调制而成,是一种发热量大、燃烧性能好、贮存稳定、腐蚀小、使用范 围广的优良燃油,是大马力、中、低速船舶柴油机最经济而理想的燃料,也可用作中小型喷嘴的锅炉燃料。 主要规格有: 1RMD15-120 号船用燃料油一相当于雷氏一号粘度(100°F)1000 秒左右,主要用于大马力中,低速船舶柴 油机。 2RME25-180 号船用燃料油一相当于雷氏一号粘度 (100°F) 1500 秒左右, 主要用于大马力低速船舶柴油机。 3RMC35-380 号船用燃料油一相当于雷氏一事情粘度(100°F)3000 秒左右,主要用于大马力低速船舶柴油 机。 4 船用柴油和柴油是馏分型燃油,具有腐蚀小、燃烧性好等特点。是中等马力中速船舶柴油机的优质燃料, 重柴油也可用于大马力中、低速船舶柴油机。 5 轻柴油是轻质馏分型燃油,具有烷值高、腐蚀小、燃烧性、挥发性、低温流动性、贮存安定性良好等特 点,是高速柴油机最优良的燃料,也可用于中等马力中速船舶柴油机。 (8)国外燃料油标准 按 ASTM(American Sociery for Testing and Marerials 美国材料试验协会)的规定,燃料油分为六 级,其中 No.1 属煤油型燃油,No.2 为民用取暖油,相当于柴油馏分,这两级均属馏分燃料油,以沸程分 级,No.5 及 No.6 则为残渣燃料油,主要用作工业、发电、锅炉及船用燃料,以粘度分级。No.5 又有轻、 重之分,前者 38°C 之运动粘度不超过 65 斯托克斯(CST)后者 50°C 时不超过 18 斯托克斯(CST)(相 当于 100°F 之雷氏粘度 600 钞),主要用作工业燃料。No.6,50°C 运动粘度大于 92 斯托克斯(cst), 小于 638 斯托克斯(cst),主要用作轮船及发电厂等燃料。至于 No.4 实为 No.5 或 No.6 与 No.2 或 No.1 的调合油, 基本属重柴油级燃料。 No.3 燃料油 1948 年取消, 需要时一般以 No.2 顶替。 而且本标准 JIS K2205 燃料油分为三类 AFO、BFO 及 CFO。 4、燃料油的主要用途 根据国家统计局统计,我国燃料油消费主要集中在发电、交通运输、冶金、化工、轻工等行业。其中 电力行业的用量最大,占消费总量的 32%;其次是石化业,主要用于化肥原料和石化企业的燃料,占消费 总量的 25%;再次是交通运输行业,主要是船舶燃料,占消费总量的 22%;近年来需求增加最多的是建材和 轻工行业(包括平板玻璃、玻璃器皿、建筑及生活陶瓷等制造企业),占消费总量的 14%。其他部门的燃 料油消费占全部消费量的比例变化不大。 各行业燃料油的具体用途如下: (1)行业的燃料油消费主要用于两个方面;一是燃油发电、供热机组,二是燃煤机组的点火,助燃和稳燃 用油。虽然整个电力行业中燃油机组装机容量只有 1,700 万千瓦,仅占整个装机容量的 5.7%,但却消耗 了 32%的燃料油消费量。 (2)石油化工行业的燃料油使用主要在自备电厂的发电、油田生活采暖、炼油厂生产工艺用热、化肥厂生 产用原料和燃料以及其他化工生产。 (3)建材行业消耗的燃料油主要用于平板玻璃和建筑卫生陶瓷的生产,随着产品质量要求的提高,一部分 高档产品生产将会逐步转向天然气和液化石油气为燃料。 (4)钢铁行业消费的燃料油主要用于加热炉、自备电厂发电供热和耐火材料等方面。

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