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燃料油常识
燃料油常识
一、品种特性
燃料油也叫重油、渣油,为黑褐色粘稠状可燃液体,粘度适中,燃料性能好,发热量大。
用于锅炉燃料,雾化性良好,燃料完全,积炭及灰少,腐蚀性小。
闪点较高,存储及使用较安全。
燃料油是原油炼制出的成品油中的一种,广泛用于船舶锅炉燃料、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。
燃料油主要技术指标有粘度、含硫量、闪点、水、灰分、和机械杂质。
二、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量,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。
商品的燃料油分国产和进口燃料油:
1)国产燃料油种类
200号重油、250号重油 180号重油7号燃料油、工业燃料油 催化油浆蜡油浆混合重油沥青
2)进口燃料油种类
复炼乳化油、奥里乳化油、180号低硫燃料油、380号低硫燃料油、180号高硫燃料油M100M300。
2、根据加工工艺流程,燃料油可以分为常压燃料油、减压燃料油、催化燃料油和混合燃料油。
常压燃料油指炼厂常压装置分馏出的燃料油;减压燃料油指炼厂减压装置分馏出的燃料油;催化燃料油指炼厂催化、裂化装置分馏出的燃料油(俗称油浆);混合燃料油一般指减压燃料油和催化燃料油的混合。
3、根据用途,燃料油可以分为船用燃料油和炉用燃料油及其他燃料油。
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。
重油主要作为各种锅炉和工业用炉的燃料油。
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。
三、燃料油的主要质量指标
燃料油的主要技术指标有粘度、含硫量、闪点、水、灰分和机械杂质等。
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。
目前国内较常用的是40℃运动粘度(馏分型燃料油)和100℃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℃、100℃)作为质量控制指标,用80℃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/cm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(LowSulfurWaxyResidual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(FirePoint或IgnitionPoint)。
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。
四、我国现行燃料油标准
目前我国还没有关于燃料油的强制性国家质量标准。
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:
美国材料试验协会(ASTM)标准ASTMD396-92燃料油标准,制定了我国的行业标准SH/T0356-1996。
表1SH/T0356-1996燃料油主要技术要求
项目
质量指标
1号
2号
4号轻
4号
5号轻
5号重
6号
7号
闪点(闭口),℃不低于
38
38
38
55
55
55
60
—
闪点(开口),℃不低于
—
—
—
—
—
—
—
130
馏程,℃
10%回收温度,不高于
215
—
—
—
—
—
—
—
90%回收温度,不低于
—
282
—
—
—
—
—
—
不高于
288
338
—
—
—
—
—
—
运动粘度,mm2/s
40℃不小于
1.3
1.9
1.9
5.5
不大于
2.1
3.4
5.5
24.0
100℃不小于
—
—
—
—
5.0
9.0
15.0
—
不大于
—
—
—
—
8.9
14.9
50.0
185
10%蒸余物残留,%(v/v)不大于
0.15
0.35
—
—
—
—
—
—
灰分,%(v/v)不大于
—
—
0.05
0.10
0.15
0.15
—
—
硫含量,%(v/v)不大于
0.5
0.5
—
—
—
—
—
—
铜片腐蚀(50℃,3h),级不大于
3
3
—
—
—
—
—
—
密度(20℃),kg/am3
—
—
872
—
—
—
—
—
不小于
846
872
—
—
—
—
—
—
不大于
倾点,℃不高于
-18
-6
-6
-6
—
—
—
—
1号和2号是馏分燃料油,适用于家用或工业小型燃烧器上使用。
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。
我国使用较多的是5号轻、5号重、6号和7号燃料油。
新标准中5号-7号燃料油粘度控制和分牌号是按100℃运动粘度来划分的,国外进口的燃料油基本是按50℃运动粘度分类,它们是50℃运动粘度≥180mm2/s和50℃运动粘度≥380mm2/s两大类。
五、燃料油的主要用途
我国燃料油消费的主要方式是以燃烧加热为主,少量用于制气原料,具有较强的节约和替代潜力。
同时,我国煤炭资源比较丰富,很多大型煤矿生产能力未充分发挥。
从我国石油供需情况看,工业用油占石油消费量的一半,其中燃料油又占工业用油的35%,因此,我国减少工业用油的重点将放在燃料油替代方面,是缓解我国石油消费过快增长的有效途径。
根据国家统计局统计,我国燃料油消费主要是用作烧油,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%;其次是石化行业,主要用于化肥原料和石化企业的燃料,占消费总量的25%;第三是交通运输行业,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%;钢铁部门的燃料油消费占全部消费量的比例为7%左右。
各行业燃料油的主要用途如下:
电力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1700万千瓦,仅占整个装机容量的5.7%,但却消耗了32%的燃料油消费量。
石油化工行业的燃料油使用主要为自备电厂的发电、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。
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。
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。
化工行业耗油主要用于化肥、炭黑、原油加工和化学品生产供热。
我国燃料油的主要消费地区集中在华南、华东地区,占全国消费总量的71%左右。
另外,东北占14%、华北占10%、华中占5%。
华南主要集中在广东省,占该地区消费量的80%。
华东主要是上海、江苏、浙江、山东,占该地区消费量的72%。
六、燃料油市场(2002年数据)
(一)国际燃料油市场概况
世界石油资源分布
世界已探明原油储量为1.2万亿桶,70%集中在中东地区,世界石油分布是极不平衡的,仅中东地区就占68%的可采储量,其余依次为美洲、非洲、俄罗斯和亚太地区,分别占14%、7%、4.8%和4.27%。
燃料油的供需格局
供应方面来看,近三年全球各地前苏联地区以外,燃料油供应都呈下降趋势,其中以北美下降的速度最快。
2002年世界燃料油供应量为6.01亿吨,较上年减少1205万吨,同比减少1.96%。
北美燃料油供应较上年下降了736万吨。
由于前苏联地区已经连续数年实现经济增长,并且主要依靠能源工业拉动,因此前苏联地区燃料油供应近年来大幅上升,2002年前苏联地区燃料油供应较上年增长了618万吨。
2000年以来,世界燃料油需求逐年下降,平均每年下降约1400万吨。
美洲大陆需求下降最为明显。
2002年世界燃料油消费量约5.48亿吨,比上年减少1420万吨,同比下降2.5%。
其中北美需求下降了983万吨,南美需求下降了609万吨;而西欧需求增长409万吨;其他地区需求都呈下降趋势,但下降速度都有所减缓。
综合来看,世界燃料油供过于求。
2002年世界燃料油供应过剩5346万吨,但是从地区平衡来看,亚太和北美需求短缺,需要从其它地区大量进口;前苏联、拉美和中东地区有较大的燃料油过剩。
2002年亚太地区需求缺口高达3127万吨;北美由于需求下降较快,缺口逐渐减小,已经从200
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