Уважаемый читатель! Если Вам действительно интересна эта тема, Вы можете скачать ее в разделе Ссылки. В самом низу моей страницы.
Магнитная обработка воды и топлива на предприятиях тепловой энергетики.
Применение магнитных систем на различных узлах и агрегатах предприятий (котельные, бойлеры, тепловые станции, электростанции, и т. д.) следует рассматривать как комплекс мер направленных на прямую экономию энергоресурсов и иных эксплуатационных затрат, улучшение экологических показателей, а также предотвращение сложных инженерных и эксплуатационных проблем.
Этот комплекс мер состоит из следующих основных направлений:
1.Предотвращение образования инкрустаций и удаление уже имеющихся отложений на всех узлах и агрегатах комплекса
2.Изменение теплоемкости и снижение теплоты парообразования воды.
Тема известная, к сожалению, довольно узкому кругу специалистов-магнитологов.
Но при этом исключительно перспективная и экономичная. Мы эту технологию в своей практике успешно реализуем с помощью Магнитогидродинамических резонансных системах (МГДРС).
3.Изменение свойств топлива и как результат изменение химии процесса горения, а значит и изменение продуктов горения, что в свою очередь резко снижает экологические проблемы.
Учеными и специалистами компании Magnetic Technologies на качественно новом мировом техническом уровне освоен и усовершенствован как процесс обработки воды и жидких топлив, так и магнито-гидродинамические системы для реализации процесса. Найдены решения позволяющие целенаправленно изменять основные свойства жидкостей.
Информация по теплоемкости.
КРАТКАЯ ИНФОРМАЦИЯ О МАГНИТОГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ РЕЗОНАНСНЫХ СИ-СТЕМАХ КОМПАНИИ MAGNETIC TECHNOLOGIES
1. Принцип действия МГДРС
Вода протекает через МГДРС, где на нее воздействует сила Лоренца (Fл = q•[V;B]), резонансная по частоте собственным колебаниям молекул воды и ее кластерам (ассоциатам). В результате структура (энтропия) воды скачком меняется - происходит фазовый переход второго рода (ФП2), т.е. Фазовый переход, при котором происходит изменение теплоемкости, но не происходит выделения или поглощения скрытой теплоты. В точке ФП2 изменяются все свойства воды, в частности, теплоемкость, теплота парообразования, вязкость, плотность, поверхностное натяжение и т. д..
Экспериментально установлены, по меньшей мере, две резонансные частоты силы Лоренца, со-здаваемые в МГД резонаторе, при воздействии которых на воду меняется теплоемкость и теплота па-рообразования. Но, как это следует из T - S диаграммы для обычной воды, снижение теплоты парооб-разования воды сопровождается повышением ее теплоемкости. Невозможно одновременно снизить и теплоемкость, и теплоту парообразования воды. Очевидно, что такая естественная закономерность сохранится и в воде претерпевшей ФП2 под влиянием МГД резонанса.
Дело в том, что при комнатной температуре теплоемкость воды (Ср) составляет приблизительно 4.3 кДж/кг • ;K, а теплота парообразования (r) - 2500 кДж/кг. Таким образом, снижение теплоемкости на 1% составляет 0.043 кДж/кг • ;K, а снижение теплоты парообразования на 1% - это 25 кДж/кг. Од-нако с ростом температуры теплоемкость воды растет, растет и ее теплосодержание (энтальпия), а теплота испарения падает. Кроме того, поскольку энтальпия определяется как h =Cp • (Ti - Tнач.), она растет с ростом температуры Тi. Следовательно, есть область температур и давлений, где энтальпия и теплота испарения сопоставимы. Поэтому выбирается наиболее рациональный режим работы МГДРС для процессов либо теплообмена, либо парообразования.
В начале 90-х годов в Институте Проблем Машиностроения Академии Наук Украины под руковод-ством и при непосредственном участии специалистов компании Magnetic Technologies на дифферен-циальном калориметре измерялась теплоемкость обработанной в МГДРС воды. Исследования прово-дились при атмосферном давлении и в диапазоне температур 20 – 98 ;C. Показано, что в диапазоне температур 20 – 40 ;C можно изменить теплоемкость воды в 1.1 - 1.15 раза, но уже в диапазоне 75 - 98;C достигаются изменения в 1.6 - 1.8 раза.
Повысить эффективность сжигания топлива;
Предотвратить накипеобразование на теплообменных поверхностях и отложения в трубопроводах;
Очистить от старой накипи поверхности теплообмена без засорения коммуникаций;
Интенсифицировать теплообменные процессы за счет повышения коэффициента теплоотдачи.
Вопросы возможному заказчику.
Для изготовления магнитных систем с учетом особенностей Вашего производства и формиро-вания цены на оборудование просим ответить на следующие вопросы:
Что хотите улучшить, изменить, интенсифицировать? Кратко опишите процесс.
Часовой объемный расход воды (м;/ч) и его колебания.
Химический анализ воды.
Биологический анализ воды.
Диаметр трубопровода (наружный и внутренний) в системе водоподготовки и оборотного водо-снабжения.
Давление и температура воды.
Есть ли возвратный конденсат, его расход (м;/ч) и диапазон возможных колебаний расхода.
Диаметр конденсатного трубопровода.
Давление и температура возвратного конденсата.
Расход пара, его давление и температура.
Вид используемого топлива (мазут, газ, дизтопливо, газолин).
Расход топлива (кг/ч), его давление, температура и вязкость.
Диаметр топливопровода (наружный и внутренний) перед форсункой.
После получения ответов на заданные выше вопросы мы сообщим Вам цену магнитных систем.
Информация в раздел инкрустации.
.
Многофункциональная магнитная система МГДРС
Типоряд магнитных систем. МГДРС ыполняется в трех модификациях.
-Для изменений свойств нефти и нефтепродуктов.
-Для изменений свойств масел и смазок.
-Для изменений свойств воды.
Данная информация относится к магнитной системе применяемой в процессах водоподготовки.
Магнитная система (далее МГДРС изменяется в процессах водоподготовки на различных ста-диях.
- Непосредственно после забора воды из скважины.
В этом случае с высокой эффективностью задерживает содержащиеся в воде мелкодисперс-ные частицы в виде твердой фазы и суспензии (магнетический ил) с очень большей измельчен-ностью без опасности нарушения требуемой циркуляции.
Обработанная в МГДРС вода, это практически новая жидкость в которой мгновенно изменя-ются такие свойства как:
Использование наших магнитных систем позволит Вам:
Изменить удельную теплоту парообразования воды;
Изменить теплоемкость воды
Плотность
Вязкость-Текучесть.
Поверхностное натяжение.
Диэлектрическая проницаемость.
Магнитная восприимчивость.
Растворяющая способность.
Скорость фазовых переходов.
Адсорбция из растворов.
Прозрачность.
Смачивание кристаллов.
Повышение активности кислорода и других газов.
Энергоемкость.И.Т.Д.
Используя эти изменения, мы в свою очередь в значительной мере ускоряем и улучшаем даль-нейшие процессы водоподготовки и осветления воды.
Следует особо отметить способность МГДРС нейтрализовать практически все виды патоген-ных бактерий находящихся в воде.
МГДРС Устанавливаются Непосредственно перед теплообменниками, насосами, контрольно- измерительной аппаратурой, как в устройствах, так и в теплосетях.
Могут также устанавливаться в циркуляционном контуре горячей и технической воды перед теплообменниками и насосами.
Конструкция МГДРС Позволяет легко сбрасывать накопившийся шлам который улавливает-ся как из теплообменников (в результате растворения старых отложений солей жесткости так и из трубопроводов горячего водоснабжения). Так и из подпиточной воды поступающей непосред-ственно из водозабора.
Использование Сводит практически к полному отказу от химических реагентов используемых в обычных условиях. МГДРС п оскольку полностью исключает образование новых инкруста-ций.
Производительность МГДРС определяется техническими требованиями заказчика.
Инструкция по эксплуатации.
МГДРС
Во всех случаях монтируется параллельно существующего трубопровода как это показано на рисунке-1.
Сброс шлама, производится: На первом этапе эксплуатации не реже одного раза в месяц. В по-следствии количество шлама скопившегося в течении месяца даст вам точное представление о необходимой цикличности последующих очисток
Для сброса шлама необходимо:
1.Перекрыть впускной и выпускной патрубок МГДРС И направить поток по основной маги-страли.
2.Открыть воздушный патрубок М ГДРС
3.Открыть патрубок сброса шлама.
4.После сброса шлама проделать все операции в обратной последовательности.
Не реже одного раза в год:
Вскрыть верхнюю крышку М ГДРС и очистить магнитные модули от примагнитившихся к ним частиц. Для этого достаточно использовать обычную ветошь и пластиковую щетку.
Примеры эксплуатации.
В качестве примера предлагаем вам ознакомиться с результатами плучеными на оном из крупных предприятий в ОАЭ . Это предприятие использует наше оборудование уже более 7 лет. ( здесь пере-ход на отчет и иные примеры)
N0 Сфера применения Место применения, год Достигнутый результат Примечание
1. Очистка рассола от ионов Mg 2+ и Ca 2+ Крымский содовый завод, 1980г., 1991- 1992г г.
ПО "Сода", г. Стерлитамак, 1987г. (Башкирия) 1. Скорость очистки увеличи-лась в 2,3 раза.
2. Снижение расхода сырья и электроэнергии для получе-ния очищенного рассола на 10 - 15%.
3. Повышение производитель-ности оборудования на 20 - 30%.
4. Уменьшение объема шлама на 25%.
2. Производство минераль-ного наполнителя - белой сажи (процессы карбони-зации, фильтрации, про-мывки, сушки) Лениниский горно-химический завод (Тульская область),
1979 - 1980 г. г. 1. Увеличение выпуска продукта в 1,09-1,34 раза
2. Снижение объема сточ-ных вод на 25-30%
3. Снижение расхода газа в 1,13 ; 1,23 раза
3. Промывка твердых про-дуктов химического произ-водства Крымский содовый завод,
1981 г.
Лисичанский содовый завод, 1983 г. (Луганская обл.)
ПО «Сода», Стерлитамак,
1987 г. 1. Снижение расхода воды на промывку в 1,2 ; 1,3 раза
2. Снижение потерь про-дукции при промывке в 1,3 ; 1,5 раза
3. Снижение энергозатрат на производство на 5 %
4. Процессы растворения, выпаривания, центрифу-гирования, промывка осадков Актюбинский завод хромовых соединений, Казахстан, 1984 г. 1. Снижение энергозатрат в процессе выпарки и центрифугирования на 20-30%
2. Снижение брызгоуноса в выпарных аппаратах в 50-60 раз
3. Повысилось качество то-варного продукта (со-держание основного ве-щества, уменьшение примесей)
5. Производство пресной во-ды и пара выпариванием морской воды ПО «Карабогазсульфат», Турк-мения, 1985 - 1986 г. г. 1. Снизились энергозатра-ты 1,3 ; 1,5 раза
2. Отсутствие солеотложе-ний на поверхностях теплообмена
3. Отказ от использования комплексонов 40-корпусная выпарная установка, Каспийское море
6. Интенсификация процесса приготовления рассола при производстве соды Березниковский калийный ком-бинат, Пермская область, 1984 г. 1. Повышение концентра-ции рассола на 1,5 – 2 %
2. Увеличение выхода соды при карбонизации на 0,7-1 % Такой процент дал уве-личение выпуска соды на 4500 тон/год
7. Предотвращение карбо-натных отложений на по-верхности оборудования и трубопроводах 1. Парокотельный цех пивзавода N1,г. Харьков
2. Бутыломоечный цех пивзавода N3, г. Харьков
3. Химический цех ТЭЦ, г.Кременчуг
4. Харьковский завод пи-щевых кислот, Харьков
5. Харьковский жиркомби-нат, г. Харьков. Оборот-ное водоснабжение
6. Завод САУ, г. Харьков, котельная
7. Котельная областного «Харьковтеплоэнерго», 1990-1998 г. г. Очищались старые отложения и больше не появлялись вооб-ще
8. Отопление домов Макеевский металлургический комбинат. Г. Макеевка, Украи-на, 1992г. 1. Снизился расход газа на 10-15 %
2. Продлился в 4 раза срок эксплуатации водо-грейных котлов
9. Парогенерирущая уста-новка «Укрбургаз», 1997г. 1. Увеличилось давление пара в котле в 1,7 –1,8 раза
2. ППУ ни разу не останав-ливали на кислотную промывку котла
Обычно 2-3 раза за се-зон
10. Паровой котел, химводо-очистка АОЗТ «Козак» (швейная фаб-рика), г. Фастов, Киевская об-ласть, 1998г. 1. Расход газа уменьшился в 1,2-1,3 раза
2. Увеличилось в 4 раза время работы ионооб-менных фильтров (суль-фоуголь) между регене-рациями
3. Снизился в 4 раза рас-ход поваренной соли NaCl на регенерацию Na – катионита (сульфо-уголь)
4. Уменьшился объем
Хлоросодержащих сто-ков Аналогичные результа-ты были получены за отопительный сезон 1997-1998 в котельной Пивненского сахарного комбината (г. Тростянец Сумская область) и за сезон 1999-2000 в ко-тельной Сумско-Степановского завода (Сумская область)
11. Сушка шликера Плиточный завод, г. Харьков, 1998г. Снизился расход газа
на 20-27 %
12. Выпаривание диффузион-ного сахарного сока Пивненковский сахарный ком-бинат, г. Тростенец (Сумская область), 1999г. Снижение энергозатрат
на 30 %
13. Производство спирта Ивашковский спиртзавод (Харьковская область), 1999г. Снижение расхода газа
на 20-25 %
14. Производство бетонных смесей ЖБК – 5, г. Харьков, 1998г. Повысилась прочность бетона на 30-38 %
15. Производство сухого мо-лока Харьковский молочный завод, 2001г. Снижение расхода газа на 10 %
16. Производство сухого мо-лока Молочноконсервный комбинат,
гТальне (Черкасская обл.), Украина, 2001г. Снижение расхода газа на 17%
17. Производство солода Пивзавод № 1, г. Харьков,
1992 г. Увеличение количества про-росших зерен ячменя 46%
18 Производство цемента
(система водяного охла-ждения) National Cement Co. p.s.c., Du-bai, U. A. E., 1997г. 1.Отказ от использования ком-плексонов (ингибиторов отло-жения солей).
2.Снижение интенсивности об-разования отложений в 3 - 25 раз.
Информация по топливу.
Магнитная обработка топлива
Позволяет изменить его структуру, разрушить длинные молекулярные связи сложных углеводоро-дов с образованием свободных радикалов, интенсифицировать процесс горения. Изменение свойств топлива влечет за собой изменение химии процесса горения, а значит и изменение продуктов горе-ния, что в свою очередь резко снижает экологические проблемы. Обработка мазута в наших МГДРС обеспечивает значительную экономию мазута.
Применение углеводорных топлив порождает целый спектр экологических проблем, в частности за-щиту атмосферы от вредных выбросов, утилизацию воды загрязненной нефтепродуктами. Решение этих задач достаточно дорогостоящее. Мы предлагаем вариант которое позволит не только ослабить эти проблемы, но и получить при этом прямой экономический эффект. Наша технология направлена на защиту атмосферного воздуха и водного бассейна от выбросов различных ингредиентов NOх, СО, сажи, многоядерных углеводородов, нефтепродуктов и других вредных веществ и основана на сжигании мазута в виде водомазутных эмульсий (ВМЭ).
Метод сжигания водомазутной эмульсии достаточно известен. Для достижения поставленной задачи ВМЭ должна быть приготовлена в виде однородной смеси мазута и добавляемой влаги по типу "вода-масло", в которой вода как дисперсная фаза в виде частиц диаметром несколько микрометров находится внутри топливной оболочки. Только при соблюдении этого условия и влажности водомазутной эмульсии до 20% а в некоторых случаях даже выше 50%, обеспечиваются надежное воспламенение и устойчивое ее горение с высокой полнотой сгорания. Повышенная эффективность процесса горения эмульсии (даже при предельно низких избытках воздуха) обусловлена микровзрывом ее капель вследствие различия температур кипения воды и мазута. При дополнительном дроблении капель эмульсии достигается ускорение их испарения и, следовательно, улучшается процесс перемешивания топлива с воздухом, в результате чего с учетом наличия в зоне горения продуктов диссоциации воды процесс сгорания мазута существенно интенсифицируется. Для приготовления кондиционных ВМЭ требуемых влажности, дисперсности, вязкости и др. мы разработали Магнитногидродинамическую резонансную систему модификации и эмульгации топочного мазута (МГДРС-2004М). Использование в качестве добавочной воды сточных вод дает возможность подвергнуть огневому обезвреживанию значительный их объем (примерно до 20% расхода топлива на котел). Это позволяет перевести ТЭС или котельную на малоотходную технологию (по крайней мере путем утилизации всех сточных вод, загрязненных нефтепродуктами). Аналогичный эффект достигается при сжигании природного газа с добавлением влаги.
Сжигание ВМЭ и природного газа с добавлением влаги приводит к снижению уровня температур в зоне максимальной генерации оксидов азота, и, следовательно, к значительному (на 30-50%) сниже-нию их концентрации в дымовых газах. Более глубокого подавления NO можно достигнуть в том случае, если в качестве добавочной влаги вместе со сточными водами использовать растворы азотсо-держащих веществ при соответствующей организации процесса сжигания топлива. Для снижения концентрации оксидов серы при сжигании сернистых мазутов в составе добавочных вод можно также использовать раствор или слабую взвесь Са(ОН)2.
Процесс образования многоядерных углеводородов при сжигании органических топлив исследован пока крайне мало. Однако известно, что снижение концентрации С20Н12 в дымовых газах возможно путем организации дожигания продуктов неполного сгорания топлива, повышением температуры в зоне горения более 1500 °С, а также вводом специальных ингибиторов. Установлено также, что при вводе влаги в зону горения с последующей диссоциацией молекул воды на ионы Н+ и ОН- значитель-но снижается концентрация С20Н12 в продуктах сгорания топлива.
На основании оценки отмеченных выше факторов: влияния влаги или растворов реагентов в высоко-температурной зоне горения топлива на содержание в дымовых газах различных вредных веществ (NOx, SO2, СО, С20H12 и др.) и возможного огневого обезвреживания сточных вод сжигание мазута в виде ВМЭ или природного газа с добавлением влаги можно считать комплексной, многоцелевой, экосовместимой технологией. Применение этой технологии оправданно и экономически, так как при ее осуществлении достигается более рациональное использование теплоты топлива и для реализации этого метода не требуются большие капиталовложения. Выполнение этой технологии на действующих ТЭС и котельных имеет еще одно важное преимущество: перевод котлов на сжигание ВМЭ или природного газа с добавками сточных вод не вызывает необходимости существенного из-менения их конструктивного исполнения. Не требуется также никаких изменений и в схеме газового хозяйства. В случае перевода котлов на сжигание ВМЭ должны быть внесены лишь незначительные изменения в схему мазутного хозяйства ТЭС или котельной. Таким образом, предлагаемая технология хорошо совместима с технологиями сжигания топлива на находящемся в промышленной эксплуатации оборудовании.
С целью создания однородного высокодиспергированного состояния водомазутной смеси произво-дится предварительная подготовка жидкого топлива путем его магнитогидродинамической резонансной обработки в МГДРС-2004М, что обеспечивает улучшение физико-технологических характеристик топлива (дисперсность, однородность, устойчивость во времени) и способствует более высокой эффективности его использования.
Эффективность сжигания мазутной эмульсии прежде всего определяется наличием и силой микро-взрывов глобул в факеле. Экспериментально установлено, что с уменьшением размеров глобул уменьшается эффект микровзрывов, то есть взрывная мощность, которая определяется относительной скоростью разлета "обрывков" капли и их числом. В МГДРС-2004М достигается максимальный эф-фект за счет оптимального размера дисперсной фазы мазутной эмульсии.
Зависимость теплоотдачи мазута от содержания воды
Прямой ответ на такой вопрос однозначен - теплоотдача при сжигании обводненного мазута падает пропорционально росту содержания воды в нем. И это неоспоримый факт в "традиционно" обводненных мазутах - т.е. в тех мазутах, что обводнены в силу внешних факторов. В таких мазутах вода содержится в виде линз, блоков и крупных капель (диаметр больше 200 мкм).
Однако эмульгированный мазут отличается от исходного тем, что вода в нем находится в микродис-персной фазе (диаметр капли порядка 10 мкм).
Эмульгированный мазут распыляется в топке так же, как и исходный, но процесс горения качествен-но меняется.
Эффективность сжигания жидкого топлива определяется качеством его распыливания и смешения с окислителем (воздухом).
Эмульгированный мазут в таких же по размеру каплях распыленного топлива содержит тысячи мик-рокапель воды. Попадая в топку, капли такого топлива взрываются (за счет мгновенно вскипающих микродисперсных капель воды) и происходит внутритопочное вторичное распыливание топлива, что позволяет вести сжигание при пониженных значениях коэффициента избытка воздуха. Причем физически такой характер процесса не зависит от уровня обводненности мазута, однако экономически эффективно сжигать эмульсию с уровнем водности в диапазоне 10% - 20%. Оптимальный уровень водности корректируется по месту в зависимости от технологического процесса и характеристик оборудования.
Эффективность диспергированной воды как "присадки" в эмульгированном топливе объясняется не только распыливающим эффектом, но и изменением химии топочного процесса. Последнее связано с тем, что эта вода подвергается процессу диссоциации (Н2О = Н+ + ОН-). Образующаяся при этом группа ОН- по окислительной способности превосходит кислород и, находясь в зоне избытка топлива, успешно компенсирует его недостаток.
Учитывая изложенное, при сжигании эмульгированного топлива расход дутьевого воздуха снижается до величин близких к стехиометрическому соотношению, что способствует повышению эффективности топочного процесса.
Преимущества МГДРС-2004М
- сохранение существующей системы подготовки топлива на предприятии;
- непрерывность, надежность и простота получения эмульсии;
- обеспечение возможности перехода с эмульсии на основное топливо без остановки топли-восжигающего агрегата;
- обеспечение возможности контроля и регулирования степени водности эмульсии, и поддержа-ния ее на постоянном уровне;
- для установки системы не требуются дополнительные площади и капитальные затраты.
Суммарная экономия при эксплуатации системы складывается из:
- прямой экономии топлива за счет оптимизации горения;
- уменьшения количества вдуваемого воздуха и попутной очистки поверхностей нагрева котло-агреата;
- экономии за счет стоимости природоохранных мероприятий;
- экономии за счет стоимости утилизации загрязненной воды.
Таким образом, используя все составляющие, нам удается в целом значительно снизить прямые затраты на энергоносители, эксплуатационные и экологические затраты предприятий.
По данным Министерства энергетики США (Нехимические технологии управления накипью и жесткостью) перерасход топлива в зависимости от величины слоя накипи составляет:
1/32" (0.8мм) - 8.5%
1/16" (1.6мм) - 12.4%
1/8"(3.2мм) - 25%
1/4"(6.4мм) - 40%.
По нашим расчетам 1мм накипи приводит к перерасходу топлива на 10%. Как видно, нет расхожде-ния с представленными цифрами из США.
1ккал = 4190 Дж или 1Дж = 0.239 кал.
Расчет обычно проводят исходя из теплотворной способности так называемого условного топлива, теплотворность которого принята равной 29,3• 10 Дж/кг.
Удельная теплота парообразования воды при температуре кипения и нормальном давлении составля-ет 539,7 ккал/кг.
Предложение компании «Магнитные технологии» по улучшению экологических показателей работы тепловых электростанций и установок
1. Экологические проблемы мирового сообщества
Основным загрязнителем среды обитания живого на Земле являются тепловые электриче-ские станции (ТЭС) и энергетические установки.
Состоявшаяся в декабре 1997 года в Киото международная конференция по экологии, на ко-торой были представлены 170 стран мира, в качестве решения основной задачи - спасение планеты от тепловой смерти, - предложила снизить на 5,2 % от уровня 1990 года выбросы в атмосферу вред-ных газов, аэрозолей, тепла. Согласно расчетам американского физика Алекса Габбарта, большая ТЭС, сжигающая уголь, ежегодно выбрасывает с золой и дымом 5,2 кг урана (3,6 г/час) и 12,8 кг то-рия (8,9 г/час). Осенью 1999 года в Бонне состоялась очередная конференция по охране окружаю-щей среды, констатировавшая, что за последние два года ситуация в мире не улучшилась, а прави-тельства развитых стран никаких действенных мер к улучшению ситуации не приняли.
Осенью 2000 года в Гааге (Нидерланды) состоялась VI конференция Рамочной конвенции ООН (Всемирная конференция по изменению климата). Очередной раз констатировался факт гло-бального потепления климата планеты как следствие парникового эффекта, вызываемого выброса-ми в атмосферу тепловых электростанций и энергетических установок.
2. Постановка задачи: Основной загрязнитель атмосферы – ТЭС
В настоящее время коэффициент полезного действия (КПД) тепловых электростанций (ТЭС), использующих цикл Ренкина, не превышает 41 %.
Возможность повышения КПД путем дальнейшего усовершенствования конструкции узлов и агрегатов паротурбинных установок (ПТУ) оценивается в десятые доли процента.
3. Решение задачи: Магнитогидродинамический резонанс
Изменение свойств рабочего тела (воды) методом МГД резонанса позволяет повысить тер-модинамический КПД на 10 %, снизить расход топлива на 20 %, уменьшить выбросы в атмосферу на 30 %.
Изделие – МГД резонатор найдет чрезвычайно широкое применение у потребителей, так как на любой ТЭС, снижая теплоемкость и теплоту парообразования воды, позволит экономить топливо на получение тепловой и электрической энергии, снизит выбросы ТЭС в атмосферу.
4. Решение проблемы, существующие на сегодняшний день, аналогичные изде-лия, технологический уровень, недостатки
Известен и осуществлен в 1988 году Министерством Энергетики США на демонстрационной станции в 1 МВт цикл А.И. Калины, в котором повышение КПД тепловой электростанции на 10 % и снижение затрат топлива на 20 % достигается за счет уменьшения теплоемкости рабочего тела (питательной воды парогенератора) химической обработкой (добавлением аммиака). Недостатками цикла Калины являются:
- сложность технического решения, громоздкость узла разделения в паровой фазе воды и химической добавки – это цех длиною 40 метров;
- потенциальная опасность утечки химической добавки в окружающую среду;
- невозможность внедрения цикла Калины на существующих ТЭС.
5. Краткое описание предлагаемой технологии и изделия
Предлагается технология изменения теплофизических (физико-химических) свойств рабочего тела паротурбинной установки (ПТУ) – воды, методом МГД резонанса, а также устройство – МГД резонатор для его осуществления.
Вода после конденсатора паротурбинной установки (ПТУ) протекает через МГД резонатор, где на нее воздействует сила Лоренца, резонансная по частоте собственным колебаниям молекул воды и ее кластерам (ассоциатам). В результате структура (энтропия) воды скачком меняется – происходит фазовый переход второго рода (ФП2). В точке ФП 2 изменяются все свойства воды, в частности, теплоемкость, теплота парообразования, вязкость, плотность и т.д. Вода поступает в парогенератор, где на ее нагрев до температуры кипения и на ее испарение будет истрачено меньше топлива. Водяной пар вращает турбину, вырабатывая при этом электроэнергию, и, попадая в кон-денсатор турбины, конденсируется. Конденсат вновь протекает через МГД резонатор. Так замыкает-ся цикл.
Молекулы воды в газовой фазе (водяной пар) «не помнят», что их межмолекулярное взаимо-действие было нарушено силой Лоренца, когда они находились в жидкой фазе, поэтому никаких специальных мер по удалению влияния МГД резонанса на рабочее тело применять не надо. Поскольку вода с пониженной теплотой испарения потребует на превращение в пар меньше затрат топлива, ТЭС с заданной установленной мощностью выбросит в окружающую среду меньше СО2, вредных газов, пыли и так далее. Расчеты показывают, что повышение КПД паротурбинной установки на 1 %, позволяют снизить затраты топлива на 2 %, уменьшить выбросы в окружающую среду на 3 %.
Устройство – МГД резонатор – монтируется в трубопровод подачи воды в парогенератор на фланцах и настраивается на резонансную частоту, при которой в данном процессе достигается желаемый результат.
Поскольку в устройстве используются постоянные магниты, в дальнейшем после настройки и наладки, оно не потребляет электроэнергии и не требует обслуживания. МГД резонатор воздействует магнитным полем только на обрабатываемую воду и никакого ущерба окружающей среде не наносит.
6. Области применения, использования
Предлагаемый процесс и устройство может быть использовано на электростанциях, на кото-рых в качестве рабочего тела применяется вода. Поскольку МГДР позволяет снизить теплоту испа-рения воды, этот эффект может быть использован при сушке продукции химической и химико-фармацевтической промышленности, приводя к снижению энергозатрат на сушку, повышая качество продукта. Производственные испытания, проведенные при сушке белой сажи (минеральный наполнитель каучуков при производстве резинотехнических изделий), показали снижение энергозатрат на 10-15 % (Ленинский горно-химический завод, Тульская область).
Обработка питательной воды МГДР перед деаэрацией в паротурбинной установке позволяет снизить содержание кислорода, снизить коррозию оборудования, продлить сроки его эксплуатации. Эффект неоднократно показан в лабораторных условиях.
Изменение теплофизических характеристик воды при обработке в МГДР позволяет увеличить коэффициент теплоотдачи теплообменного оборудования. На стендовой установке в лабораторных условиях показано, что увеличение коэффициента теплоотдачи может достигать 10 %, что при использовании в энергомашиностроении эквивалентно снижению на такую же величину металлоемкости теплообменного оборудования. Внедрение МГДР на опреснителе морской воды ПО «Карабогазсульфат» за счет снижения теплоты парообразования, улучшения работы теплообменного оборудования позволило снизить энергозатраты на опреснение на 15-20 %.
7. Какие исследования предстоит выполнить для использования метода МГД ре-зонанса на ТЭС
7.1. Диаграмма состояния воды
Экспериментально установлены, по меньшей мере, две резонансные частоты силы Лоренца, создаваемой в МГД резонаторе, при воздействии которых на воду меняется теплоемкость и теплота парообразования. Но, к сожалению, как это следует из T – S диаграммы для обычной воды, снижение теплоты парообразования воды сопровождается повышением ее теплоемкости (T – температура, S – энтропия). И, наоборот, повышение теплоты парообразования воды сопровождается снижением ее теплоемкости. Невозможно одновременно снизить и теплоемкость, и теплоту парообразования воды. Очевидно, что такая естественная закономерность сохраниться и в воде, претерпевшей ФП2 под влиянием МГД резонанса.
Дело в том, что при комнатной температуре теплоемкость воды (СР) составляет приблизи-тельно 4,3 кДж/кг•град, а теплота парообразования (r) – 2500 кДж/кг. Таким образом, снижение теплоемкости на 1 % составляет 0,043 кДж/кг•град, а снижение теплоты парообразования на 1 % - это 25 кДж/кг. Однако с ростом температуры теплоемкость воды растет, растет и ее теплосодержание (энтальпия), а теплота испарения – падает. Кроме того, поскольку энтальпия определяется как h = CP • (Ti – Тначальная), она растет с ростом температуры Ti. Следовательно, есть область температур и давлений, где энтальпия и теплота испарения сопоставимы.
В настоящий момент достаточно высокий КПД ТЭС достигается за счет того, что на основе диаграммы состояния воды (T-S диаграммы), выбирается наиболее рациональный режим работы ПТУ. Если диаграмма состояния обычной воды хорошо известна и детально исследована, то диаграмма состояния воды, претерпевшей ФП2, никогда не была построена и исследована в широком диапазоне температур и давлений.
7.2. Имеющиеся экспериментальные данные о теплоемкости воды,
обработанной в МГД резонаторе.
В начале 90-х годов в Институте Проблем Машиностроения в академии Наук Украины под руководством и при непосредственном участии кандидата химических наук, старшего научного сотрудника Присяжнюка В.А. на дифференциальном калориметре измерялась теплоемкость об-работанной в МГД резонаторе воды. Исследования проводились при атмосферном давлении и в диапазоне температур 20-98 0С. Показано, что в диапазоне температур 20-40 0С можно изменить теплоемкость «обработанной в МГД резонаторе воды» в 1,10 – 1,15 раза, но уже в диапазоне 75-98 0С достигаются изменения в 1,6-1,8 раза. Исследовать области давлений до 500 кг/см2 и области температур до 300 0С, при которых работают ПТУ на ТЭС, не представлялось возможным из-за отсутствия соответствующих калориметров.
7.3. Объем предполагаемых исследований
Предстоит в лабораторных условиях исследовать при высоких давлениях и температурах диаграммы состояния воды, обработанной в МГД резонаторе при различных частотах. Это поз-волит найти условия (температуры, давления и резонансную частоту в МГД резонаторе), при ко-торых должна работать паротурбинная установка, чтобы ее КПД возрос на 10 %, затраты топлива снизились на 20 %, а выбросы в окружающую среду уменьшились на 30 %. Соответственно, на основе полученных данных будет отработана технология использования МГД резонатора.
7.4. Экономическая целесообразность выполнения исследования
диаграмм состояния воды, обработанной в МГД резонаторе.
Как следует из доклада 1986 года о цикле Калины (см. раздел 4), внедрение этого термоди-намического цикла на всех электростанциях США дает годовой экономический эффект 26 миллиардов US $ за счет снижения затрат на топливо. Стоимость топлива за прошедшие 14 лет постоянно увеличивается. Внедрение МГД резонатора на уже работающих электростанциях обходится неизмеримо дешевле, чем строительство новых ТЭС, работающих по циклу А.И. Калины. Исходя из этого, можно принять, что годовой экономический эффект от внедрения МГД резонаторов только на ТЭС США составит не менее 26 миллиардов US $. Простота монтажа и пуско-наладочных работ МГД резонаторов на действующих ТЭС всего мира значительно расширяет рынки сбыта разработки и изделия, многократно увеличивая годовой экономический эффект.
Необходимо напомнить, что повышение термодинамического КПД ТЭС на 10 % при неиз-менной установленной мощности снижает ее выбросы в атмосферу на 30 %. Исчислять экономи-ческую целесообразность этого факта бессмысленно, поскольку на сегодняшний день актуален вопрос спасения жизни на планете Земля от тепловой смерти.
Еще раз отметим тот факт, что внедрение МГД резонатора на одной ТЭС можно выпол-нить за один месяц, что гораздо радикальнее, чем предложение ученых США насаждать леса, использующие для своего роста СО2 из воздуха и, тем самым, снижающие парниковый эффект на всей планете Земля. Но надо понять, что остальные вредные выбросы в атмосферу точно также угнетают растущие леса, как и все живое на Земле.
8. Предложение решения проблемы
Предлагается исследовать диаграмму состояния воды, обработанной в МГД резонаторе. Это позволит приступить к внедрению МГД резонаторов на постоянных магнитах (не требуют за-трат энергии и эксплуатационных затрат при работе) непосредственно на ТЭС. МГД резонаторы под руководством В.А. Присяжнюка совершенствуются, выпускаются и внедряются уже 20 лет. МГД резонаторы используются для интенсификации технологических процессов в различных отраслях промышленности и позволяют снижать затраты топлива и сырья на производство продукции, уменьшать выбросы в окружающую среду промышленных предприятий.
Оценка экономической эффективности водяных насосов при перекачке воды, обработанной магнитным полем.
Ткаченко Ю.П. Косневич А.Г.
Известно, что вода под действием магнитного поля изменяет свои параметры и, причем, весьма за-метно. К таким параметрам, например, относятся: плотность, вязкость, теплоемкость, удельная тепло-та парообразования и др.
Изменение плотности и вязкости воды влияют на потребляемую водяными насосами мощность. Если настроить магнитную систему в режим понижения плотности (вязкости) воды, то такая настройка магнитной системы МГДР позволит снизить энергопотребление водяными насосами. Для того чтобы оценить такую возможность, необходимо воспользоваться некоторыми расчетными формулами и определенной методикой расчета. При этом, желательно, четко понимать физический смысл всех ис-пользуемых параметров и характеристик, как воды, так и самого насоса и его привода.
1. Плотность воды (;) это физическая величина, которая определяется массой единичного объема в килограммах на метр кубический (кг/м3). Ее можно рассчитать по приближенной формуле зависимо-сти от температуры воды:
или взять из справочника по физике или в интернете.
2. Вязкость жидкости и, в частности, воды – свойство оказывать сопротивление сдвигу. При движе-нии воды по трубопроводу ближайшие слои прилипают к стенкам (к внутренней поверхности трубо-провода), остальные слои скользят друг относительно друга. Сила необходимая для преодоления скольжения слоев называется сопротивлением среды. Если при движении воды (жидкости) не возни-кает завихрений, то величина сопротивления среды пропорциональна скорости движения. Коэффициент пропорциональности есть коэффициент внутреннего трения, и называется абсолютной вязкостью. Абсолютная вязкость, иногда называемая динамической или просто вязкостью (µ), является произведением кинематической вязкости и плотности жидкости
. (2)
Абсолютная вязкость выражается в системе СИ, как Паскаль-секунда (Па•с).
Под кинематической вязкостью ( ) понимается мера потока имеющей сопротивление жидкости под влиянием силы тяжести. То есть, когда две жидкости равного объема помещены в идентичные капиллярные вискозиметры и двигаются самотеком, то вязкой жидкости требуется больше времени для протекания через капилляр. Например, если одной жидкости требуется для вытекания 200 с, а другой 400 с, вторая жидкость в 2 раза более вязкая, чем первая по шкале кинематической вязкости. Размерность кинематической вязкости в системе СИ – (м2/с).
2
Кинематическую вязкость воды в зависимости от ее температуры можно рассчитать по приближен-ной формуле:
или взять из номограмм, приведенных в справочниках.
Изменение вязкости жидкости (воды) влияет в основном на потери мощности насоса, на дисковое трение и гидравлические сопротивления движению потока жидкости и оказывает значительно боль-шее по сравнению с плотностью жидкости влияние на потери мощности. При снижении вязкости жидкости (воды) увеличиваются напор и подача насоса и характеристика Q – H повышается.
3. Подача (производительность) насоса – это количество жидкости, перемещаемое насосом в единицу времени.
4. Подача может быть выражена по-разному: Q – объемная подача (м3/с), G – массовая подача (кг/с). Между массовой и объемной подачей есть взаимосвязь:
, (4)
где – плотность перекачиваемой жидкости (кг/м3).
Подача насоса зависит от его конструкции, скорости вращения рабочего колеса, вязкости жидкости и характеристик трубопровода, по которому насос перемещает жидкость.
4. Напор насоса (Н) – это энергия, которую получает объем жидкости весом в один Ньютон при про-хождении через насос. Измеряется в метрах (м) столба рабочей (перекачиваемой) жидкости. Напор можно рассматривать и с геометрической точки зрения, как высоту, на которую может быть поднят один Ньютон жидкости за счет энергии, вырабатываемой насосом.
Следует отметить, что напорная характеристика насоса не зависит от плотности перекачиваемой жидкости, но зависит от вязкости жидкости. Напорную характеристику можно получить только при испытании реального насоса и, соответственно, из паспорта на конкретный насос.
5. Полезная мощность – это энергия, отдаваемая жидкости за единицу времени при работе насоса. Полезная мощность обозначается , измеряется в системе СИ в Ваттах. Полезную мощность можно определить по формуле:
где ускорение свободного падения в [м/с2].
6. Общий КПД насоса - это отношение полезной мощности к мощности на валу :
3
7. Мощность на валу – это энергия, потребляемая насосом за единицу времени. Другими словами, мощность на валу это энергия, передаваемая валу рабочего колеса насоса от электропривода (элек-тродвигателя) или двигателя внутреннего сгорания.
Мощность на валу является важным параметром, дающим представление об энергопотреблении ра-ботающего насоса. Однако иметь представление и оценить влияние параметров насоса, а также пере-качиваемой жидкости на энергопотребление это совсем не одно и то же. Поэтому основная цель настоящей методики заключается в оценке потребляемой насосом мощности при изменении плотно-сти (вязкости) перекачиваемой воды (жидкости).
На шильдике асинхронного двигателя (АД), который, как правило, используется в качестве привода насоса или в паспорте указывается его полезная мощность на валу (Р).
Потребляемую АД мощность из сети можно найти, если взять такие параметры как КПД (;ад) двига-теля и . При этом необходимо учесть связь между полезной механической мощностью на валу (Р), указанной на шильдике АД и указанным КПД. Через эти величины можно найти его активную мощность, которую потребляет двигатель от сети. Находится она из соотношения:
Теперь необходимо учесть тот факт, что в общем случае каждое электрическое устройство потребляет из сети не только активную, но и реактивную энергию. И асинхронный двигатель тому не исклю-чение. И чтобы найти потребляемую им полную мощность (не реактивную, а именно полную) необ-ходимо воспользоваться общеизвестным соотношением:
С учетом соотношения (7) формула (8) приобретает следующий вид:
где: Р – механическая полезная мощность на валу, указанная на шильдике (в паспорте) АД;
- КПД электродвигателя;
- угол между векторами активной и полной мощностью.
4
Принимая во внимание формулы (5 и 6), и что мощность на валу насоса ) практически равна по-лезной механической мощности (Р) на валу асинхронного двигателя, выражение (9) приобретает сле-дующий вид:
Формула (10) позволяет выполнить приблизительную оценку влияния магнитной обработки воды на энергопотребление насосом.
Следует заметить, что в настоящее время не существует никаких математических и эксперименталь-ных зависимостей, объясняющих связь параметров магнитного поля, воды и самого насоса, перека-чивающего воду. Что, казалось бы, указывает на то, что оценить влияние магнитной обработки воды на энергопотребление насосом практически невозможно. Но это не так. Да, сложно. И, тем не менее, такая возможность имеется. По крайней мере, ошибка прогнозируемого результата не превышает 25%. Ошибка прогнозирования энергопотребления насосом, безусловно, значительная, но она не ме-шает выполнить качественную оценку экономического эффекта. Сущность ошибки заключается в том, что основные технические показатели любого насоса определяются при работе его на воде с плотностью 1000 кг/м3 и кинематической вязкостью 10-6 м2/с, которые вносятся в техническую доку-ментацию, например, на центробежный насос. При пересчете технических показателей насоса при подаче им воды на подачу более вязкой жидкости используются экспериментальные данные. А вот данных для пересчета показателей насоса на подачу воды с плотностью и вязкостью ниже, чем 1000 кг/м3 и 10-6 м2/с, соответственно, не существует. Теоретическое же решение такой задачи затруднено из-за сложности явлений, происходящих в насосах. Поэтому методика оценки возможной экономии потребляемой водяным насосом электроэнергии предусматривает некоторые допущения и упроще-ния.
1. На основании большого опыта по применению магнитной обработки воды и полученных устойчи-вых результатов, изменение плотности и вязкости воды считать в пределах 3 – 6 % от базовых значе-ний.
2. За базовые значения принимаются параметры плотности и вязкости воды при 200С, а именно: ; = 998,2 кг/м3, µ = 1,002 Н•с/м2.
3. Учитывая, что изменение плотности и вязкости воды при ее магнитной обработке происходит в небольших пределах, то для пересчета параметров воды и Q – H характеристик насоса воспользуемся методом линейной экстраполяции. Как известно, он дает 100 % верный результат для уравнения пря-мой.
4. Все расчеты проводятся при условии, что параметры окружающей среды, температура воды и ре-жим работы насоса остаются неизменными, как до магнитной обработки воды, так и после нее.
5
Оценку влияния магнитной обработки воды на энергопотребление насоса проведем на примере водяного насоса типа ADB – 35 abs.
Технические характеристики насоса в номинальном режиме
1. Потребляемая насосом активная мощность Р1 = 0,43 кВт.
2. Полезная мощность на валу насоса Р2 = 0,37 кВт.
3. Расход Q = 0; 0,3; 0,6; 1,2; 1,8 м3/ч.
4. Напор Н = 35; 31; 25; 14; 4 м.
5. Рабочий диапазон Q = 0,6 – 1,5 м3/ч, Н = 10 – 20 м.
6. КПД насоса ;н= 0,86.
7. КПД асинхронного двигателя ;ад = 0.73.
8. Коэффициент мощности АД = 0,82.
9. Частота вращения вала насоса n = 2900 об/мин.
Из формулы (8) следует, что полная мощность потребляемая насосом в номинальном режиме состав-ляет:
Оценим степень методической ошибки при использовании предлагаемой методики. При этом необ-ходимо принять во внимание характер взаимного изменения параметров насоса и привода. Графиче-ская интерпретация такого изменения для наглядности представлена на рис. 1. Как видно из рисунка, характер зависимостей нелинейный даже в рабочем диапазоне насоса. В целях упрощения расчетов, приняты средние значения параметров насоса и асинхронного двигателя во всем диапазоне их изме-нения.
1. Qср = 0,975 м3/ч = 270,1•10 – 6 м3/с.
2. Нср = 21, 8 м.
3. ;н ср = 0,4.
4. ;ад ср = 0,45.
5. .
6. ; = 998,2 кг/м3.
6
Подставим эти значения в формулу (10) для определения расчетной полной потребляемой насосом мощности Sp1.
Из сравнения результатов (11) и (12) следует, что методическая погрешность не превышает 21%. Та-кой результат дает возможность однозначно ответить на вопрос возможного снижения потребляемой насосом энергии, в данном случае – электроэнергии при обработке воды магнитным полем в МГДР. Другими словами, реальная потребляемая мощность насосом при магнитной обработке воды Sм оце-нивается по формуле:
В формуле (13) коэффициент 0,25 представляет собой сумму базовой методической погрешности 0,21 и дополнительной методической погрешности 0,04. Дополнительная погрешность вызвана примене-нием метода линейной экстраполяции при пересчете Q – H характеристик насоса при изменении плотности (вязкости) воды.
Рис.1. Изменение мощности, КПД и напора насоса при изменении расхода прокачиваемой воды.
Оценка снижения энергопотребления насосом ADB – 35 abs выполнена с применением формул (11), (12), (13). Влияние магнитной обработки учтено снижением плотности воды на 5%- 7% и пересчетом Q – H характеристик, вызванных изменением плотности (вязкости) воды. После пересчета были по-лучены следующие параметры:
7
1. Q = 261,3•10 -6 м3/с; 2. Н = 23 м; 3. ; =948,29 кг/м3; 4. ;н = 0,47; 5. ;ад = 0,52;
Согласно формуле(13):
То есть каждый 1% снижения плотности (вязкости) воды дает возможность экономить приблизитель-но 4% -5% потребляемой электроэнергии.
Таким образом, потребляемая насосом ADB – 35 abs мощность при перекачке воды, обработанной в МГДР, снижается на 20%- 25%. Прямая экономия электроэнергии при этом с учетом изменения тре-ния жидкости в трубопроводах составит от 25% до 30%
КРАТКАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ВЛИЯНИИ МАГНИТНОЙ ОБРАБОТКИ НЕФТЕЙ, НЕФТЯ-НЫХ КОНДЕНСАТОВ И ТОПЛИВ НА ИЗМЕНЕНИЕ ИХ ТЕМПЕРАТУРЫ НАЧАЛА КИПЕ-НИЯ
Компания «Магнитные Технологии» располагает технологией и оборудованием, обеспечивающим повышение температуры начала кипения любых нефтей, нефтяных конденсатов и продуктов их переработки, что в конечном итоге создает условия для существенного снижения потерь легких фракций при хранении и транспортировании нефтей и нефтепродуктов.
Ниже, в таблице, приводятся соответствующие экспериментальные данные.
№ Наименование объекта исследо-ваний Температура начала ки-пения, ;С Разность температур начала ки-пения, ;С Процент повыше-ния температуры начала кипения после магниной обработки, %
В обыч-ных усло-виях После при-менения технологии
1 Олейниковская нефть 40 69 29 72,5
2 Восточно-горинская нефть 40 60 20 50
3 Губкинская нефть 38 70 32 84,2
4 Западно-сибирская (мало-сернистая) 48 59 11 22,9
5 Каменно-Ложская нефть 36 51 15 41,7
6 Комсомольский конденсат 42 73 31 73,8
7 Тарасовский кон-денсат 30 44 14 46,7
8 Бензин АИ-76 56 72 16 28,6
9 Бензин АИ-93 58 80 22 37,9
10 Дизельное топли-во 64 77 13 20,3
Из таблицы видно, что температура начала кипения нефтей после их магнитной обработки повышается на 22,9-84,2%, нефтяных конденсатов на 46,7-73,8%, а бензинов и дизтоплива – на 20,3-37,9%.
Модификаторы топлива.
Одним из важных факторов ценообразования продукции, являются затраты на топливо. Таким образом, экономия топлива крайне важна для любого рачительного хозяина. Установка Магнитного Модификатора Топлива на весь рабочий транспорт, генераторы и иные силовые установки с двигателями внутреннего сгорания, позволят вам в значительной мере решить
эту проблему.
Модификаторы в пластиковом корпусе.
Применение- дизельные и бензиновые генераторы,
мотоциклы, малолитражные автомобили.
Модификатор топлива для дизельной Модификатор топлива для использования мазута.
Крупно габаритной техники.
Модификатор топлива для корабельных силовых установок.
Модификатор топлива для крупных тепловых станций.
Магнитная система с возможностью использования обводненных нефтепродуктов.
Силовые установки – двигатели внутреннего сгорания – генераторы.
_ Сэкономить от 15 до 30% жидкого топлива.
_ Увеличить в 1,5 - 2 раза срок службы моторного масла.
_ Увеличить срок службы двигателей без капитального ремонта в 1,5 – 2 раза.
Для получения выше перечисленных эффектов необходимо установить оборудование по следую-щим позициям.
На систему подачи топлива.
По существу, физический процесс представляет собой операцию магнитогидродинамического дис-пергирования топлива. При прохождении топлива через модификатор за счет его специальной кон-струкции происходит многократное преобразование давления топлива в скорость с одновременной турбулизацией потока и его магнитной обработкой, что приводит к возникновению эффекта кавита-ции. Магнитная кавитация рассматривается, как один из важных факторов по совершению работы измельчения ассоциатов молекул топлива на более мелкие ассоциаты, вплоть до мономолекул. В общем плане, как известно, товарное топливо состоит из целого ряда углеводородов и других орга-нических соединений, которые являются неполярными жидкостями, и примесей в составе органиче-ских кислот, смол, воды, растворенного кислорода и других веществ, которые являются полярными диэлектриками. Поэтому при взаимодействии полярных молекул с магнитным полем в результате ориентационной и дипольно-релаксационной поляризации происходит перемешивание неполярных составляющих топлива с кислородом и другими полярными примесями на молекулярном уровне. Благодаря этому при распыле создаются условия для лучшей гомогенизации топливной смеси, что в конечном итоге позволяет расширить динамический диапазон воспламенения рабочей смеси на переходных режимах работы двигателя, повысить полноту сгорания топлива, а следовательно снизить расход топлива и существенно уменьшить концентрацию вредных выбросов в атмосферу.
Кроме того, следует отметить, что обработанное специальным магнитным полем топливо приобре-тает высокую термоокислительную стабильность, что обеспечивает покрытие поршневой группы идеально гладкой тонкой высокопрочной пленкой. Это в свою очередь приводит к снижению потерь на трение, а в комплексе с существенным снижением нагарообразования (по причине полноты сго-рания топлива) значительно снижается износ поршневой группы.
Конструктивно магнитный модификатор состоит из корпуса с размещенной внутри него магнитной системой и турбулизатора потока.
Корпус и другие детали и узлы магнитного модификатора изготовлены из металла, нержавеющей стали или из фенопласта, который обладает высокой стабильностью свойств. Противостоит воздействию воды, кислот, щелочей, минеральных и нефтяных масел и органических растворителей.
Магнитная система топливного модификатора изготовлена из магнито-твердого материала, пред-ставляющего собой сплав типа ;, в который входят в соответствующих пропорциях: Fe, Ba, Ni, Al, Co, Cu.
Работоспособность модификатора топлива по своему основному назначению подтверждена много-численными испытаниями на различных типах автомобилей, выполненных в таких странах, как Объединенные Арабские Эмираты, Аргентина, Англия, Австралия, Индия, Индонезия, Пакистан. Фрагменты результатов таких испытаний представлены в прилагаемой таблице и в официальных актах, полученных нами в настоящее время.
Оценка концентрации газовых составляющих в составе выхлопных газов автомобилей выполняется с помощью газовых анализаторов, которые имеются на станциях обслуживания автомобилей или с помощью лазерного трассового измерителя концентрации СО, если интерес представляет только концентрация угарного газа (окиси углерода).
Методика оценки работоспособности модификатора заключается в следующем:
1. Выполнить замеры концентрации газовых составляющих до установки модификатора на оборо-тах двигателя, соответсвующий режиму холостого хода и превышающем его в 3-4 раза. На каж-дом режиме выполнить не менее 5 замеров и вычислить среднее значение.
2. Установить модификатор на двигатель автомобиля или иной двигатель внутреннего сгорания, насколько возможно ближе к карбюратору или инжектору.
3. После эксплуатации автомобиля в обычных условиях в течение 5-7 дней, но при условии пробега не менее 250 км, выполнить замеры концентрации газовых составляющих, как это указано в п.1. и путем сравнивания замеренных параметров до установки и после установки модификатора оценить эффективность его работы.
При оценке эффективности модификатора, связанной с экономией топлива, необходимо придержи-ваться методики, прилагаемой к данному письму.
Хотелось бы обратить Ваше внимание на то, что массовое применение магнитного модификатора топлива в масштабах государства позволит существенно улучшить экологическую обстановку в стране. Расчеты показывают, например, что при сгорании 1 кг бензина образуется 720 нормальных литров газовой смеси и НС (сажи), в составе которых 8,6 н.л.СО и 0,144 г НС. Следовательно, при среднем ежесуточном расходе бензина – 20 кг, автомобилем будет выброшено в окружающую среду:
СО – 0,22 кг
НС – 2,88 г
Предположим, что в Вашем регионе ежесуточно используется не менее 1 млн. автомобилей различ-ного класса, то в окружающую среду поступает ежедневно:
СО – 220 тонн
НС – 2,88 тонны
Магнитный модификатор, как это было указанно в начале настоящего письма, позволяет существенно, в среднем в 3-6 раз сократить в составе выхлопных газов содержание угарного газа (СО) и снизить практически в 1,2-1,5 раза содержание НС (сажи).
Если же принять во внимание и вторую функцию в назначении модификатора, а именно экономию топлива, при ее минимальной величине 5%, то целесообразность массового применения модифика-тора не может вызывать сомнения.
При минимальной экономии топлива в 5%, создаваемой модификатором, ежедневные газовые вы-бросы в атмосферу по стране сократятся:
СО2 – на 167,5 тонн
СО – на 11 тонн
НС – на 144 кг
Эти цифры эквивалентны 100000 автомобилей, которые как бы исчезли из общего количества авто-мобилей. Сегодня только на учете в Москве стоит почти 4 миллиона автомашин и с каждым годом их количество растет.
Резонансный магнитный модификатор топлива компании
Magnetic Technologies
При помощи модификатора топлива, мы можем использовать в качестве полноценно-го топлива обводненный до 15% - 40% мазут или нефть.
Модификатор топлива для дизельной Модификатор топлива для использования мазута.
Крупно габаритной техники.
Модификатор топлива для корабельных силовых установок.
Модификатор топлива для крупных тепловых станций.
Резонансный магнитный модификатор топлива.
Возможно использовать обводненный до 15% - 40% мазут или нефть.
Детали Магнитного – Резонансного модификатора топлива.
Фотографии горения нефтепродуктов.
Так горит обычный мазут М-100
Температура факела 1200 - 13500С
Так горит мазут обработанный в магнитном Модификаторе топлива.
Температура факела 1700 - 18000 С
В высоковязких мазутах содержится вода в виде отдельных местных скоплений. Использование в качестве топлива специально приготовленных водо-мазутных эмульсий является одним из эффективных методов, позволяющих решить эту проблему. Одной из применяемых технологий для использования в котлах малой и средней мощности является технология с использованием магнитного модификатора топлива.
При сжигании водо-мазутных эмульсий получают существенный экономический эффект, повы-шение КПД на 3-5% и снижение эмиссии загрязняющих веществ (СО, сажи, окислов азота, бен-запирена и других канцерогенных полициклических ароматических углеводородов) в атмосферу.
Магнитная обработка водо-мазутной эмульсии, и ее последующее сжигание позволяет умень-шить в дымовых газах концентрацию окислов азота в 2-5 раз, концентрацию сернистого ангидри-да в 2-3 раза, оксида углерода в 2-2,5 раза. Происходят глубокие структурные изменения в моле-кулярном составе углеводородов, повышение степени дисперсности асфальтенов, карбенов, карбоидов до размерного ряда частиц 2-3 мкм. Длинные молекулярные цепи преобразовываются в легкие углеводородные радикалы газовых, дистиллятных топливных фракций.
Самый большой экономический эффект и одновременное снижение газовых выбросов обеспе-чивает добавление в топливо 10-15% воды.
Самый большой экологический эффект в части утилизации загрязненных органическими продуктами вод реализуется при добавлении воды до 50%.
Обеспечивается возможность сжигания некондиционных высоковязких и обводненных мазутов. В качестве водной фазы можно использовать загрязненные промышленные стоки предприятий. При повышении содержания воды в эмульсии свыше 20% по объему, качественные показатели процесса горения снижаются по сравнению с горением чистого топлива. Однако если учесть, что процесс сгорания эмульсии достаточно стабилен при более высоком содержании воды (до 40-50%) в зависимости от вида топлива, открывается возможность уничтожения (огневого обезвре-живания) жидких стоков производства.
Механизм этого эффекта объясняется следующим обстоятельством. Мазут, поступая в горелку, распыляется форсункой с дисперсностью (размер капель) мазута порядка 0,1-1 мм.
Если в такой капле топлива находятся включения более мелких капелек воды (с дисперсностью около 5 мкм), то при нагревании происходит вскипание таких капелек с образованием водяного пара. Водяной пар разрывает каплю мазута, увеличивая дисперсность подаваемого в горелку топлива. В результате увеличивается поверхность контакта топлива с воздухом, улучшается ка-чество топливо -воздушной смеси.
Одновременно в факеле происходят каталитические реакции, ведущие к уменьшению вредных газовых выбросов. Возможность снижения количества вдуваемого воздуха при сжигании ВТЭ весьма важна, поскольку КПД котельного агрегата при уменьшении коэффициента избытка воз-духа на 0,1% увеличивается на 1%. Время пребывания капель в реакционном объеме топки воз-растает за счет удлинения их траектории в процессе турбулентного перемешивания, увеличива-ется удельная реакционная поверхность капель топлива. Скорость сгорания топлива в виде мелких капель увеличивается и сопровождается выделением меньшего количества твердых продуктов, чем у крупных капель мазута, и поэтому разрушаются смолисто-асфальтенновые структуры.
Использование водно-мазутной смеси позволяет повысить коэффициент сжигания топлива, сэкономить мазут и уменьшить вредные выбросы NOx и COx в атмосферу при их сжигании.
Технико-экономическое обоснование применения Магнитного резонансного
Модификатора топлива компании Magnetic Technologies – Dubai.
Примеры установки.
Использование Мазута.
Расчеты по эксплуатации магнитной установки по переработке мазута на котельной ТЭЦ – ис-пользуется 10,000 тонн мазута, в месяц.
Так, при применении модификатора только за счет добавления 10% воды, мы получим дополни-тельно 1000 тонн мазутно-водной эмульсии в месяц.
Которая при сгорании равна по своим энергетическим свойствам мазуту высокого качества.
Использование – обводненная нефть.
Как правило, это нефть, в которой в среднем находится 7-20% Воды.
Если установить модификатор топлива на свободных емкостях крупного мазутного хранилища, то с нефтезаводов можно поставлять и обрабатывать обводненную нефть. Это нефть с 7 – 20 процентами воды. Цена такой обводненной нефти в среднем составляет 60 долларов за тонну.
Например, из 2500 тонн обводненной нефти по цене 60 долларов за тонну, мы получаем 2500 тонн мазутно-водной устойчивой эмульсии. Которая по своим энергетическим показателям сопо-ставима с мазутом 100.
Из этого следует, что 2500 тонн топочного мазута 100 по цене за 200 долларов за тонну, мы за-менили на 2500 тонн обводненной нефти по цене 60 долларов за тонну что равно 150,000 тыся-чам долларов.
Таким образом, с учетом стоимости мазута 200 долларов за тонну мы будем получать порядка 500,000 – 150,000 = 350,000 тысяч долларов экономии в месяц.
Или- 4.200.000 долларов прибыли в год.
Использование природного газа.
Прямая экономия за счет увеличения теплоты сгорания газа, составляет 15-25%
Обработка сырой нефти.
Если магнитную технологию использовать для обработки сырой нефти перед крекингом, то это позволит увеличить на 15 -17% выход легких фракций нефтепродуктов.
Многолетняя практика применения модификаторов топлива позволяет приготовить высокодис-персные мазутно-водные устойчивые эмульсии. Которые используются в котельно-энергетических установках и дизельных и бензиновых двигателях.
Модификатор топлива показал и другие преимущества:
Прямая экономия топлива без добавления воды, до 15%-25% без потери теплотворности;
Уменьшение удельного расхода мазута, дизельного топлива или бензина на тонну выработанно-го пара; нейтрализация излишней влаги и подтоварных вод и превращение их из вредного бал-ласта в продукты горения.
Технико-экономические показатели.
Энергосбережение - Экономия топлива до (15-25) % без потери теплотворности
Экология - Резкое снижение (до 70%) вредных токсичных выбросов NOX, CO2, SO2 и других, и уменьшение нагарообразования, и, как следствие, уменьшение общего износа оборудования;
Новые потребительские свойства продукции
- Оптимальное сгорание при любых нагрузках;
- Экономия топлива до (15-25)% без потери теплотворности;
- Полное сгорание топлива;
- Уменьшение удельного расхода мазута на тонну выработанного пара;
- Нейтрализация излишней влаги и подтоварных вод и превращение их из вредного балласта в продукты горения;
- Резкое снижение (до 70%) вредных токсичных выбросов NOX , CO2, SO2 и других, и уменьше-ние нагарообразования, и, как следствие, уменьшение общего износа оборудования;
- Новое химическое соединение в течение нескольких лет не расслаивается;
- Удешевление процесса утилизации шламов ГСМ в десятки раз;
- Возможность использования сернистых и обводненных мазутов;
- Повышение КПД топливных котлов от 1-% до 5%
- Оборудование устанавливается на работающий котел без изменений его конструкции, без из-менения режимной карты и не требует затрат на его сертификацию;
- Модификатор топлива легко устанавливается в рабочую систему подачи топлива к форсунке.
Топливо после обработки в магнитном модификаторе, может длительно храниться.
Топливо при горении имеет высокую теплотворную способность и оптимальную сгораемость при любых нагрузках.
Магнитный преобразователь топлива тестировался на бытовых газовых котлах: экономия природ-ного газа в среднем составляет 15-25%.
Магнитный преобразователь топлива изменяет структуру топливной смеси.
Появляющиеся под действием магнитного поля зародышевые центры стимулируют увеличение количе-ства свободных радикалов в топливовоздушной смеси, что приводит к более полному сгоранию топлива и, соответственно, к большему выделению тепла.
Администрация компании Magnetic Technologies Dubai. Желает вам удачи!
Ссылка на скачивание информации: Тепловая энергетика – Нефть.