Абат ішінде жағу

Жылжымалы жану процесін тікелей қ абатта қ олдану жылу шығ ынын азайтумен бірге жылумен ә сер етудің тиімділігін жоғ арылатады. Мұ найдың кокс тә різді қ алдық тарымен қ анық қ ан кеуекті ортада қ ажетті кө леммен қ абатқ а ауа беріп жағ уғ а болады.

Қ абатта жағ у нә тижесінде мұ найды термиялық айдау процесі жү реді. Кеуекті ортадағ ы мұ найды термиялық айдау нә тижесінде кокс тә різді қ алдық тар отын жә не жану ошағ ы ретінде қ олданылады. Жану аумағ ы су айдау ұ ң ғ ымаларының қ абырғ аларынан бастап радиалды бағ ытта орын ауыстырады. Тү зілген ыстық газдар қ абаттағ ы сұ йық ты ө ндіру ұ ң ғ ымаларына қ арай жылжытады. Температурасы +450÷ 500⁰С–ғ а жеткенде жылу ағ ымының тү зілуі нә тижесінде келесі қ ұ былыстар болады: 1) жану аумағ ының алдында жынысты қ анық тырушы мұ найдың кейбір жең іл компоненттері газ фазасына ауысады; 2) мұ найды қ ұ райтын кейбір кө мірсутегілердің ыдырауы (крекинг) болады; 3) крекинг-процесі нә тижесінде тү зілген кокс тә різді қ алдық тардың жануы; 4) жыныстардың кеуекті ортасында парафиндер мен асфальтендердің еріп жү зуі; 5) қ абат суының буғ а айналуы; 6) мұ найдың қ ызуы нә тижесінде тұ тқ ырлығ ының тө мендеуі жә не мұ найдың жең іл фракцияларымен араласуы; 7) мұ найды айдау кезінде ө німнің булануы (конденсация) жә не мұ найғ а қ анық қ ан аумақ ты қ ыздырудан кейін температураның тө мендеуі нә тижесінде қ озғ алыс ағ ымының тү зілуі; 8) жану ағ ымына термиялық ә сер етудің нә тижесінде ірі бө лшектердің аралығ ындағ ы байланыстың бұ зылуынан тұ тқ ыр ортада жанғ ан қ ұ рғ ақ массаның тү зілуі.

Қ абат ішінде жағ у процесінде қ абатта бірнеше аймақ тү зіледі (6.12-сурет):

I- Жану ағ ымы ө ткеннен кейін жанбай қ алғ ан мұ найдың жә не кокстың қ алдық тары ауа айдаудың нә тижесінде жылумен қ ыздырылады.

II- Максималды температурасы +300÷ 500⁰С –ғ а жететін жану аймағ ы. Бұ л аймақ та жылу конвекция есебінен беріледі.

III- Жану аймағ ынан келіп тү сетін ыстық газдың қ алғ ан мұ найды қ ыздыруы нә тижесінде мұ найдың фракцияларғ а ыдырауы, яғ ни булану аймағ ы.

IV- Температураның тө мендеуі нә тижесінде кө мірсутегілер мен су буының конденсациялануы жү ретін аймағ ы.

V- Мұ най, су жә не газ компоненттерін қ ұ райтын суғ а қ анығ уы жоғ ары болатын аймақ.

VI- Жең іл кө мірсутегілермен байытылғ ан тұ тқ ырлығ ы аз мұ найды қ ұ райтын ө ткен аймақ тардағ ы мұ найдың араласуы нә тижесінде тү зілген мұ найғ а қ анығ уы жоғ ары болатын аймақ. Бұ л аймақ тардағ ы температура алғ ашқ ы аймақ тағ ы температурағ а жақ ын болады.

VII- Қ абат температурасы практика жү зінде алғ ашқ ы кү йде қ алатын қ озбағ ан аймақ, сол себептен ығ ыстырылып шығ арылатын мұ найдың тұ тқ ырлығ ы тө мен болады.

6.12-сурет. Қ абат ішінде жағ удың схемасы:

1 - ауа айдайтын ұ ң ғ ыма; 2 - ө ндіру ұ ң ғ ымасы; 3 - мұ найғ а қ анығ уды тарату; 4 - суғ а қ анығ уды тарату; 5 - температураның тарауы.

Қ абат ішінде жағ у процесінде термодинамикалық жә не гидродинамикалық есептерді шешу жолдары қ иынырақ, дегенмен арнайы ә дебиеттерде жуық тап есептеу ә дістері келтірілген. Қ абатта жану кокс тә різді қ алдық тардың жануы, крекинг жә не мұ найды айдау нә тижесінде жү зеге асады, мұ нда мұ най қ орының 5÷ 15% осығ ан шығ ындалады. Бұ л сандар қ абаттың параметрлеріне, мұ найдың химиялық қ ұ рамына жә не басқ а да факторларына байланысты болады. Қ абаттың бірлік кө леміне шақ қ андағ ы кокс қ алдық тарының саны эксперимент жү зінде анық талады. Содан кейін есептеу жолымен кокс санының бірлік кө лемін жағ у ү шін керекті ауа мө лшерін анық таймыз.

Бұ л жерде бү кіл қ олданылатын ауа кө лемін емес, тек бір бө лігін ғ ана есептейміз. Қ абатта жану ағ ымының кең еюіне байланысты ауаның кө лемін де ұ лғ айтамыз. Мұ найдың кокс тә різді қ алдық тарының жануы шамамен +375⁰С-да жү реді. Мұ ндай температураны ұ стап тұ ру ү шін тау жынысының 1м³ кө леміне 20÷ 40 кг коксты жағ у керек. Кокстың мұ ндай кө лемі тек, тығ ыздығ ы 0, 870гр/см³–ден жоғ ары ауыр мұ найларда кездеседі. Ал жең іл мұ найлар мұ ндай кө лемдегі коксты бере алмайды. Басқ а жағ ынан қ арастыратын болсақ, тығ ыздығ ы 1гр/см³ болатын ауыр мұ найлар бұ л процесте тиімсіз болады, себебі мұ най қ ұ рамында кокс қ алдық тары ө те кө п болғ андық тан ығ ыстырылып шығ атын мұ найдың кө лемі де аз болуы мү мкін.

Оттегіні 100% қ олдануда 1кг коксты жағ у мақ сатында шамамен 11, 3 м³ ауа керек. Бірақ та есептеулерде ауаны қ олдану коэффициенті 70÷ 90 % деп алады. Сол ү шін 1 м³ жынысты қ ұ райтын 20-40 кг коксты жағ уғ а шамамен 325÷ 500м³ ауа керек екен.

Қ абат ішінде жағ у процесі тік бағ ытта немесе қ арсы бағ ытта жағ у болып бө лінеді. Сонымен қ атар ұ ң ғ ыма ішінде жағ у процесі қ ұ рғ ақ, ылғ ал жә не ө те ылғ алды болып бө лінеді:

- қ ұ рғ ақ жағ уда қ ұ рамында су буы жоқ ауа айдалады;

- ылғ ал жағ уда 1 м³ ауағ а 1 литр су қ осылады;

- ө те ылғ ал жағ уда 1 м³ ауағ а 5 литрге дейін су қ осылады.

Қ абат ішінде жағ у процесін бақ ылау ө ндіру немесе арнайы бақ ылайтын ұ ң ғ ымалардың тү п аймағ ындағ ы температураны ө лшеу арқ ылы анық талады, жә не сонымен қ атар шық қ ан газдың қ ұ рамындағ ы кө міртегі газының (СО₂) қ ұ рамын талдау арқ ылы жү ргізіледі.

Бақ ылау сұ рақ тары:

1. Жылу ағ ымының тү зілуі нә тижесінде қ андай қ ұ былыстар болады?

2. Қ абат ішінде жағ у процесінде қ абатта қ андай аймақ тар тү зіледі?

3. Қ абат ішінде жағ у процесі қ алай бө лінеді?