油類燃料油類燃料的分類與特點(diǎn)

柴油是壓燃式內(nèi)燃機(jī)的燃料，也能作為鍋爐的燃料。按柴油的用途劃分，通常可分為輕柴油和重柴油兩類。

輕柴油是原油在一定溫度條件下的常壓直餾餾分與深加工的柴油組分按一定比例調(diào)制而成，顏色呈淡黃，主要由C₁₅-C₂₄的烴類組成，餾程寬度為260-360℃。輕柴油適用于轉(zhuǎn)速高于960r/min的高速柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，一般作為火力發(fā)電廠鍋爐的點(diǎn)火材料，當(dāng)前已成為小型燃油鍋爐的主要用油。輕柴油的燃料性能好，具有足夠的粘度，能夠保證良好的霧化和平穩(wěn)燃燒。雜質(zhì)含量極少，燃燒時(shí)不易在燃燒室內(nèi)形成明顯的結(jié)焦、積炭和沾污物。由于含硫、酸、堿等化合物很少，使用過程中不會對設(shè)備產(chǎn)生腐蝕性，對環(huán)境污染性小。

重柴油是原油的常、減壓重質(zhì)直餾餾分，或與深加工中重質(zhì)柴油組分，或與輕質(zhì)柴油組分調(diào)制而成，主要由C₁₈-C₄₀的烴類組成，餾程寬度為250-450℃。主要用于轉(zhuǎn)速低于960r/min的中低速柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，也可作為鍋爐的燃料。重柴油與輕柴油相比，其粘度大得多，凝點(diǎn)也高，故一般使用時(shí)應(yīng)先進(jìn)行預(yù)熱；相對雜質(zhì)含量較高，油品易氧化，使用前需進(jìn)行過濾和沉淀，以免堵塞油噴嘴和濾清器。

重油是石油各種加工工藝中重質(zhì)餾分和殘?jiān)目偡Q，是燃料油中密度最大的油品，主要作為各種鍋爐、冶金加熱爐和工業(yè)窯爐的燃料。石油經(jīng)過常壓、減壓蒸餾得到重質(zhì)直餾重油；經(jīng)過各種裂化加工后得到裂化重油；蒸餾和裂化工藝中的殘留物即為渣油。商品重油一般通過各種重油與輕質(zhì)油按不同比例調(diào)和制成，如常壓重油和渣油的粘度較小，有時(shí)可不加輕質(zhì)油直接作為各種窯爐燃油；減壓渣油因含瀝青質(zhì)較多，粘度大，須調(diào)合一些輕質(zhì)油料(如柴油)后才能燃用；而裂化加工后的渣油粘度更大，并存在大量游離碳和不飽和烴類，著火溫度高，不易燃燒，無法直接燃用，須調(diào)制更多的輕質(zhì)油。重油或渣油由于其熱值較高，著火和燃燒及時(shí)穩(wěn)定，生產(chǎn)量大，對環(huán)境污染較小，是目前燃油鍋爐的首選燃料。

重油、渣油是原油提取輕質(zhì)餾分后的殘余油，元素分析成分中碳、氫、氮、硫等含量均比原油高。其中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約85%，氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約12%。這兩種可燃元素合計(jì)含量超過95%，因此熱值較高，約為39300～44000 kJ/kg，具有很好的燃燒性能。一般來說，含氫量越高，越容易著火燃燒；含碳量越高，重油的粘度也就越大。

鍋爐常用燃料油有柴油和重油兩大類。柴油一般多用于中、小型工業(yè)鍋爐和生活鍋爐，重油多用于電廠鍋爐的燃料。特別是對燃煤電站鍋爐點(diǎn)火及低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，要使用液體燃料暖爐或助燃。

油類燃料(1)柴油

柴油按其餾分的組成和用途分為輕柴油和重柴油兩種。

輕柴油按其質(zhì)量分為優(yōu)等品、一等品和合格品三個(gè)等級，每個(gè)等級按其凝點(diǎn)分為10，0，

-10，-20，-35，-50等6種牌號。

10號輕柴油—凝點(diǎn)為10℃，使用中應(yīng)有預(yù)熱設(shè)備；

0號輕柴油—凝點(diǎn)為0℃，適用于最低氣溫在4℃以上的地區(qū)使用}

-10號輕柴油—凝點(diǎn)為-10℃，適用于最低氣溫在-5℃以上的地區(qū)使用；

-20號輕柴油—凝點(diǎn)為-20℃，適用于最低氣溫在-5～-14℃的地區(qū)使用；

-35號輕柴油—凝點(diǎn)為-35℃，適用于最低氣溫在-14～-29℃的地區(qū)使用；

-50號輕柴油—凝點(diǎn)為-50℃，適用于最低氣溫在-29～-44℃的地區(qū)使用。

輕柴油的使用和輸送溫度應(yīng)高于凝點(diǎn)3～5℃，因?yàn)樵谀c(diǎn)前幾度柴油中就開始析出石蠟結(jié)晶，這將會堵塞油料供應(yīng)系統(tǒng)，降低供油量，嚴(yán)重時(shí)會中斷供油。

油類燃料(2)重油

重油的特性指標(biāo)有粘度、凝固點(diǎn)、閃點(diǎn)、燃點(diǎn)、含硫量和含灰分量等。

①粘度。粘度是表征液體燃料流動(dòng)性能的指標(biāo)。燃油的粘度常用恩氏粘度計(jì)測量，用°E表示。粘度愈小，流動(dòng)性能愈好。重油的粘度隨溫度升高而減少。重油在常溫下粘度過大，為保證重油的輸送和油噴嘴的霧化質(zhì)量，重油必須加熱，使油噴嘴前的重油粘度小于4°E，才能正常使用。

②凝固點(diǎn)。凝固點(diǎn)是表征燃油喪失流動(dòng)性能時(shí)的溫度。它是將燃油樣品放在傾斜45°的試管中，經(jīng)過一分鐘后，油面保持不變時(shí)的溫度作為該油的凝固點(diǎn)。燃油的凝固點(diǎn)高低與燃油的石蠟含量有關(guān)。含石蠟高的油，其凝固點(diǎn)高。

③閃點(diǎn)及燃點(diǎn)。在常壓下，隨著油溫升高，油表面上蒸發(fā)出的油氣增多，當(dāng)油氣和空氣的混合物與明火接觸而發(fā)生短促閃光時(shí)的油溫稱為燃油的閃點(diǎn)。閃點(diǎn)可在開口或閉口的儀器中測定，閉口閃點(diǎn)通常較開口閃點(diǎn)高20～40℃。燃點(diǎn)是油面上的油氣和空氣的混合物遇到明火能著火燃燒并持續(xù)5 s以上的最低油溫。閃點(diǎn)和燃點(diǎn)是燃油防火的重要指標(biāo)。因此，儲運(yùn)時(shí)的油溫，必須使敞口容器中的溫度低于開口閃點(diǎn)10℃以上，在壓力容器中則無此限制。

④含硫量

燃油的含硫量高，會對鍋爐低溫受熱面產(chǎn)生腐蝕。按油中含硫量的多少，燃油可分為低硫油(S_ar<0.5%)、中硫油(S_ar—0.5%～2%)和高硫油(S_ar>2%)三種。一般來說，當(dāng)燃油的含硫量高于0.3%時(shí)，就應(yīng)注意低溫腐蝕問題。

⑤灰分

重油的灰分雖少，但灰中常含有釩、鈉、鉀、鈣等元素的化合物，所生成的燃燒產(chǎn)物的熔點(diǎn)很低，約600℃，對壁溫高于610℃的受熱面會產(chǎn)生高溫腐蝕。

重油按其在50℃時(shí)的恩氏粘度分為20，60，100和200等4個(gè)牌號，如60號重油在50℃時(shí)其恩氏粘度為60，200號重油在50℃時(shí)其恩氏粘度為200等。這些牌號的數(shù)值相應(yīng)于該種油品在80℃時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度值，即20號重油在80℃時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度和50℃時(shí)的恩氏粘度均為20。

由于各種牌號重油的粘度存在差異，使用時(shí)應(yīng)適用于不同的噴嘴，以保證良好的霧化燃燒。20號重油適用于較小噴嘴(30 kg/h以下)的燃油鍋爐；60號重油適用于中等噴嘴的工業(yè)爐或船用鍋爐；100號重油適用于大型噴嘴的各種鍋爐；200號重油適用于與煉油廠有直接輸送管道的具有大型噴嘴的鍋爐。60，100和200等3個(gè)牌號重油在使用中應(yīng)先進(jìn)行預(yù)熱,牌號越大的重油，預(yù)熱要求越高。

發(fā)電用燃料大致可以分為三類，即固體燃料、液體燃料和氣體燃料。火力發(fā)電廠的蒸汽鍋爐一般采用固體燃料，只在鍋爐起動(dòng)點(diǎn)火或低負(fù)荷時(shí)為了維持穩(wěn)定燃燒才燃用極少量的液體燃料。缺煤、缺水地區(qū)，個(gè)別有條件的地方，或需采用內(nèi)燃機(jī)等發(fā)電時(shí)，則亦有燃用液體或氣體燃料的 。

發(fā)電用燃料固體燃料

固體燃料主要是煤炭。煤炭根據(jù)炭化程度的不同，大致可以分為無煙煤、煙煤、褐煤和油頁巖等幾種。當(dāng)前發(fā)電燃用最多的是煙煤。固體燃料中，除含有水分(W)和灰分(A)等不可燃物質(zhì)外，主要是由碳(C)、氫(H)、氧(O)、氮(N)、硫(S)構(gòu)成的燃質(zhì)，其中碳、氫和揮發(fā)性硫是可燃成分。對于煤來說，含有揮發(fā)分(V)，也是一個(gè)重要特性。

煤炭中的水分分為二種，經(jīng)30~35℃干燥而發(fā)散的稱之為表面水分，經(jīng)100℃以上干燥而蒸發(fā)的稱之為固有水分。在與空氣隔離的情況下采用高溫加熱后，其中水分和揮發(fā)分析出，殘留下來的是固定炭素和灰分。固定炭素、揮發(fā)分以及灰分的比率是衡量煤炭品質(zhì)的主要指標(biāo)。含灰多，含揮發(fā)分和固定炭素少，每單位重量的發(fā)熱量比較低的稱為劣質(zhì)煤。

灰分中主要是二氧化硅(SiO₂)、三氧化二鋁(Al₂O₃)、三氧化二鐵(Fe₂O₃)以及生石灰(CaO)等。隨著這些成分的含量不同，灰熔點(diǎn)將發(fā)生變化。低灰熔點(diǎn)的煤在燃燒時(shí)往往導(dǎo)致爐內(nèi)結(jié)渣，受熱面粘污，甚至影響鍋爐出力。 發(fā)電用煤的灰熔點(diǎn)一般在1100～1500℃之間。

硫分在燃燒時(shí)將生成亞硫酸(SO₂)，與煙氣中的水分結(jié)合可以生成硫酸，是造成鍋爐受熱面腐蝕的主要原因 。

發(fā)電用燃料液體燃料

液體燃料主要為地下取出來的石油，或稱原油。原油經(jīng)過加熱精煉加工后，分餾成為汽油、煤油、柴油，最后在300℃以上分餾出以重碳?xì)浠衔餅橹饕煞值暮诤稚赜停?重油的發(fā)熱量高達(dá)10000kcal/kg,含灰量極少，是很好的燃料油。

重油與煤炭相比，同樣發(fā)熱量的重油容積僅為煤炭的一半，它具有可以利用油泵和油管輸送，勿需排灰處理，貯藏設(shè)備和燃燒裝置都比較簡單以及燃燒效率高、對負(fù)荷適應(yīng)性較強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。但是，由于含硫量較大，有大氣污染和低溫腐蝕等問題。 特別是在重油中即使有極微量的釩時(shí)，由于高溫燃燒生成五氧化二釩(V₂O₅)，與鍋爐的過熱器或再熱器的高溫（約600℃以上）金屬表面接觸后，將引起所謂“高溫腐蝕”。此外，重油還易于著火爆炸，輸送和貯藏時(shí)要特別注意安全 。

發(fā)電用燃料氣體燃料

氣體燃料有高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣和天然氣三種。發(fā)電用的氣體燃料主要是天然氣。

天然氣是一種天然產(chǎn)出的可燃性氣體，主要成分是碳?xì)浠衔?，大致又可以分為天然煤氣、油田煤氣、煤田煤氣和水溶性煤氣四種。后三種煤氣都是伴生性質(zhì)，是油田或煤田地帶的背斜構(gòu)造所形成的構(gòu)造性煤氣。

天然煤氣幾乎能以理論空氣量達(dá)到完全燃燒。由于含灰極少，排煙清潔。 氣態(tài)形式的燃燒便于控制，可以盡快地調(diào)節(jié)燃燒溫度，且點(diǎn)火和滅火過程均比較簡單。同時(shí)，發(fā)熱量高，熱量的利用系數(shù)亦比其它形式的燃料高，燃燒時(shí)可以獲得極大的鍋爐效率。

氣體燃料的貯藏一般比較困難，又受地理?xiàng)l件的限制，燃料價(jià)格往往比其它形式的貴。 同時(shí)有在裝卸、使用和運(yùn)輸過程中由于泄漏而引起爆炸等缺點(diǎn) 。

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1、石墨、二硫化鉬類固體懸浮型：

主要起減摩抗磨作用，但只能應(yīng)用于固體潤滑和低速大負(fù)荷設(shè)備，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)超過1000r/min時(shí)它們沒有任何作用。另外，它在潤滑油中的狀態(tài)不穩(wěn)定，在一定的時(shí)間及溫度條件下會發(fā)生析出現(xiàn)象。其析出物會造成油路的堵塞，并加速油泥的形成。

2、特氟龍樹脂微粒型：

作為抗磨劑曾在美國應(yīng)用廣泛，但由于它在低溫下會沉積在油道、油泵集濾器上造成堵塞，以及沉積在活塞環(huán)槽內(nèi)使其失去活性，并加速油泥的形成，現(xiàn)美國很少推薦使用。

3、含銅、鉛等重金屬微粒的鍍膜類：

能在摩擦表面形成一層金屬膜，起抗磨及抗極壓作用，但是必須使用濾芯孔徑略大的機(jī)油濾清器，否則會被過濾出來，堵塞機(jī)油泵及油路。再有，長時(shí)間使用它會在活塞及缸體表面形成膜狀物，造成兩者粘結(jié)，易出現(xiàn)粘環(huán)等現(xiàn)象。

4、磁性油精類：

是一種表面金屬磁化劑，主要起減摩、抗磨作用。該類產(chǎn)品有效作用時(shí)間太短，需不斷添加，費(fèi)用較高，而且會干擾汽車上的電子元件的正常工作。

5、含氯型“氯”：

是一種良好的極壓劑，但不適合發(fā)動(dòng)機(jī)高溫高速的工作環(huán)境，而且會在適宜條件下產(chǎn)生酸，對發(fā)動(dòng)機(jī)中的金屬產(chǎn)生潛在危險(xiǎn)。此外，氯添加劑可能會與潤滑油中已有添加劑發(fā)生匹配問題，引起其他副作用。

6、無鉛、無氟、無氯的化學(xué)成膜劑類：

能同時(shí)表現(xiàn)出抗極壓性、抗氧化性及一定的抗磨性。由于它在金屬表面形成的化學(xué)反應(yīng)膜作用持久，因而能有效延長潤滑油和金屬機(jī)件壽命。