Brandertechnieken Stookoliebranders Stookolie: Eigenschappen en Opslag

Brandertechnieken Stookoliebranders Stookolie: Eigenschappen en Opslag
Centrale Verwarming 5.3A Brandertechnieken Stookoliebranders Stookolie: Eigenschappen en Opslag

1. Ruwe olie en derivaten 1.1 Ruwe olie en derivaten
1. Ruwe olie en derivaten 1.1 Ruwe olie en derivaten Complex mengsel van koolwaterstofverbindingen: Koolstofatomen Waterstofatomen Zwavelverbindingen Stikstofverbindingen zuurstofverbindingen

1. Ruwe olie en derivaten 1.1.1 De winning van ruwe olie
Ontginning: - Vasteland - Op zee met boorplatform 1.1.2 Rangschikking: Lichte ruwe olie (hoofdzakelijk afkomstig uit Libië en de Noordzee) Halfzware ruwe olie (hoofdzakelijk afkomstig uit het Midden-Oosten) Zware ruwe olie (hoofdzakelijk afkomstig uit Arabië en Venezuela)

1. Ruwe olie en derivaten 1.1.3 Raffinage 1.1.4 Distillatie
- Verschillende bestanddelen worden afgescheiden - Onzuiverheden worden verwijderd 1.1.4 Distillatie Atmosferische distillatie in distillatietoren - Opwarming tot de olie overgaat in dampvorm - Zware fracties scheiden zich van de lichtere en zakken naar de bodem - Lichtere fracties stijgen

1. Ruwe olie en derivaten - Topstroom bevat producten met kookpunt onder 0°C - Verschillende zijstromen (aftapping) leveren kerosine en solventen, lichte en zware fracties waaruit stookolie wordt geproduceerd - De bodem levert producten met kookpunt boven 370°C

1. Ruwe olie en derivaten Vacuümdistillatie
- Producten met kookpunt boven 370°C worden doorgevoerd naar de vacuümdistillatie - Door de druk te verhogen ligt het kookpunt lager dan 400°C - zo worden de zware producten verder gedistilleerd

1. Ruwe olie en derivaten 1.1.5 Kraking
Bewerking waarbij druk en temperatuur worden opgevoerd om de moleculaire structuur van de koolwaterstofketens te wijzigen Toegepast op de bodemstroom van de distillateitoren Thermische kraking: Ontbinding van koolwaterstoffen : ± 10 bar en 400°C Katalytische kraking: Snellere scheikundige reactie door de aanwezigheid van een katalysator ± 2 bar en 500°C Ontzwavelen: Na raffinage ( zwavel wordt gebruikt in de rubber, kunstmest, chemische en farmaceutische industrie

2. Vloeibare brandstoffen
2.1 Indeling - De wetgever bepaalt de kenmerken van de brandstof - Verschillend afhankelijk van de raffinage 2.1.1 Stookolie / mazout / gasolie - Brandstof voor verwarmingsinstallaties en dieselmotoren 2.1.2 Stookolie extra - Extra laag zwavelgehalte - Speciaal voor condensatieketels en vergassingsbranders (blauwevlam)

1. Ruwe olie en derivaten 2.1.3 Halfzware stookolie - Gebruikt in de glastuinbouw, voor schepen en grote installaties en industriële warmtetechniek - Moet worden voorverwarmd Zware stookolie - Zeer stroperig - Moet verwarmd opgeslagen worden - Zeeschepen gebruiken ze

2.2 Analysemethodes 2.2.1 De massadichtheid, densiteit Uitgedrukt in kilogram per kubiek meter, kilogram per liter of in gram per milliliter (veelal bij 15°C)

2.2.2 De relatieve dichtheid De relatieve dichtheid (of kortweg de dichtheid) van een product bij een temperatuur θ1 is de verhouding van de massa van een volume van dit product bij deze temperatuur θ1 tot de massa van een gelijk volume water bij een referentietemperatuur θ 2.

De dichtheid van stookolie wordt gemeten met een dichtheidsmeter (densimeter) De dichtheid van stookolie bedraagt ± 0,800 à 0,880 bij 15°C Bij temperatuur <15°C zal door samentrekking het volume verkleinen Bij temperatuur > 15°C zal het volume toenemen door uitzetting

2.2.3 Het vlampunt – Flash Point Het vlampunt is de laagste temperatuur waarop een product verwarmd kan worden en waarbij de ontwikkelde dampen nog ontvlammen in aanwezigheid van een vlam.

2.2.4 kinematische viscositeit (Symbool = V) De kinematische viscositeit van stookolie is haar vermogen om meer of minder vloeibaar te zijn, met andere woorden haar vermogen om meer of minder weerstand te bieden bij het oppompen of doorstromen in een opening of een leiding.

2.2.5 Het verwarmingsvermogen Het verwarmingsvermogen van een brandstof is de hoeveelheid warmte-energie die vrijkomt bij de volledige verbranding van een kilogram vloeibare of vaste brandstof of een kubieke meter gas. Het verwarmingsvermogen wordt uitgedrukt in kilojoule (kJ) per kilogram of kubieke meter brandstof. 2 Verwarmingsvermogens : Verbrandingswaarde of calorische bovenwaarde Stookwaarde of calorische onderwaarde

Calorische bovenwaarde De bovenste verbrandingswaarde van een brandstof is de hoeveelheid warmte die vrijkomt bij een volledige verbranding van een kg brandstof, waarbij de verbrandingsproducten afgekoeld worden tot de begintemperatuur en waarbij de bij de verbranding gevormde waterdamp gecondenseerd wordt. Calorische onderwaarde De stookwaarde of onderste verbrandingswaarde is de warmtehoeveelheid die ontwikkeld wordt bij de volledige verbranding van een kg brandstof, maar waarbij de gevormde waterdamp niet gecondenseerd wordt terwijl de verbrandingsproducten worden afgekoeld tot de aanvangstemperatuur. De latente verdampingswarmte wordt dus niet teruggewonnen.

• Voor een brandstoftype blijft het verwarmingsvermogen vrij constant. • De eenheid van het verwarmingsvermogen was vroeger de kilocalorie (kcal). De internationale eenheid is nu de joule (J). Noteer dat: • 1 cal = 4,1868 J • 1 kcal = 4186,81 J = 4,187 kJ • 1 kJ = 0,238 kcal • 1 MJ = Joule • 1 W= 1 J/s • 1 kWh = 3,6 MJ • 1 kcal/h = 1,163 W

WARMTEVERMOGENS Gebruikt voor de berekening van het nuttig rendement van de ketel Maken het mogelijk om het debiet van de verstuiver te bepalen Maken het mogelijk de energiekostprijs te vergelijken Maken het mogelijk om het brandstofverbruik te berekenen

2.2.6 Het zwavelgehalte - Reglementering bepaalt het zwavelgehalte in de voorgeschreven installaties Corrosieverschijnselen in de installatie zijn vaak het gevolg van het zwavelgehalte in de rookgassen

2.2.7 Water en sedimenten Brandstoffen mogen slechts een zeer kleine hoeveelheid water en sedimenten bevatten Water kan afkomstig zijn: Door doorsijpelen in ondichte tank Door condensatie van het vocht in de lucht op de binnenwand van de tank Bij levering van stookolie (wettelijke specificaties bepalen dat stookolie niet meer dan 0,05% water mag bevatten = ½ liter per duizend liter stookolie) Volgens de Vlarem wetgeving dient de gebruiker de tank regelmatig te laten controleren en indien nodig te reinigen

2.2.8 Conradson-residu Door pyrolyse (verhitting op hoge temperatuur) van petroleumproducten gaan deze verdampen Na verdamping wordt het residu gewogen en bepaalt men de hoeveelheid koolstof welke zich kan afzetten op branders en verbrandingskamers

2.2.9 Invloed van lage temperatuur op vloeibare brandstoffen Het troebelpunt Is de temperatuur waaronder zich zeer kleine druppeltjes paraffinekristallen vormen Naarmate de temperatuur daalt wordt de stookolie almaar minder doorschijnend De stookolie gaat minder goed vloeien, de viscositeit (vloeistofweerstand) wordt merkelijk groter

Het uiterste punt van filtreerbaarheid Dit is het kritieke punt waaronder men niet mag dalen als we de normale brandstofbevoorrading willen waarborgen. Onder dit punt gaan de paraffinekristallen aan elkaar kleven waardoor een dichtte, witachtige massa ontstaat. De brandstof kan op dit punt niet meer vloeien Uiterste schenkpunt Is de laagste temperatuur waarbij de brandstof nog stroomt. Deze temperatuur beïnvloedt de plaats van opslag en bepaalt de mogelijkheid om stookolie op te pompen.

2.3 Het productsveiligheidsblad of veiligheidsinformatieblad of MSDS-fiche (material Safety Data Sheet) Bevat informatie en gegevens nuttig voor de persoon die de brandstof behandeld of verwerkt o.a. Identificatie van het product en de maatschappij Risico’s voor de gezondheid en het milieu Wettelijk verplichte informatie Enz.

3. De verbranding van stookolie
3.1 Algemeen Een correcte verbranding bekomt men pas na het afstellen van: CO2 – gehalte Rookgetal Temperatuur Rendement Luchttoevoer Met geschikte meetapparatuur

Scheikundige reactie tussen zuurstof en brandbare stof ↓ WARMTE Verbranding vereist voldoende zuurstof Samenstelling van de lucht

3.3 Soorten verbranding 3.3.1 Volledige verbranding Bij een volledige verbranding verbindt de koolstof zich volledig met de zuurstof die aanwezig is in de lucht. De koolstof wordt omgezet in koolstofdioxide, dit is een exotherme reactie: Ook verbranding van waterstof is exotherme reactie.

3.3.2 De onvolledige verbranding Bij onvoldoende zuurstof (luchttekort) zal de koolstof toch opbranden. Bij deze reactie komt koolstofmonoxide vrij, een gevaarlijk giftig gas. Bij deze reactie komt ook minder warmte vrij. De reactie:

3.3.3 De destructieve verbranding Gekenmerkt door lichtgevende vlammen De vlam onttrekt zuurstof aan de omringende lucht Bij contact met bv. De ketelwand stopt de verbranding en komt onverbrand koolstof vrij (roetafzetting) 3.3.4 De hydroxylatieve verbranding (blauwe-vlam brander) Primaire lucht wordt voorafgaand aan de verbranding met de vergaste brandstof gemengd Luchtaanvoer gebeurt in twee stadia: Primaire lucht voorafgaand aan de verbranding Secundaire lucht tijdens de verbranding

Hoeveelheid verbrandingsproducten is afhankelijk van de samenstelling van de brandstof Voornaamste bestanddelen van stookolie

3.4.1 De verbranding van koolstof De onvolledige verbranding van koolstof C + O2  CO + warmte ( vorming van koolstofmonoxide) De volledige verbranding van koolstof C + O2  CO2 + warmte ( vorming van koolsofdioxide)

3.4.2 De verbranding van waterstof 2 H2 + O2  2 H2 O + warmte De verbranding van 1 gram waterstof vergt 8 gram zuurstof Resultaat = 9 gram water in de vorm van waterdamp (1 g H g O2  9 g H2O + warmte) 3.4.3 De verbranding van zwavel S + O2  SO2 + warmte De verbranding van 1 gram zwavel vergt 1 gram zuurstof Resultaat = 2 gram zwaveldioxide ( 1 g S g O2  2 g SO2 + warmte)

3.4.4 Bepaling van de hoeveelheid zuurstof Onderstaande tabel geeft de benodigde zuurstof weer voor een volledige verbranding bij een massadichtheid tussen 830 en 870 kg/m³.

Verdere berekeningen rond volledige verbranding Totale gewicht nodig voor volledige verbranding van 1 liter stookolie (Lucht bestaat voor 23 massaprocent uit zuurstof) Luchtvolume dat overeenstemt met 12,3 kg bij 15°C Dit is theoretisch! In praktijk zal dit nooit een volledige verbranding opleveren, maar is er meer lucht nodig (luchtovermaat). We houden rekening met max. 24% luchtovermaat.

3.5 samenstelling van de verbrandingsgassen * Koolstofdioxide (CO2) * Waterdamp (H2 O) * Zwaveldioxide (SO2) * Stikstof (N2)

3.5.1 Hoeveelheid koolstofdioxide (CO2) 3.5.2 Hoeveelheid water in de vorm van waterdamp (H2O) 3.5.3 Hoeveelheid zwaveldioxide (SO2)

3.5.4 Hoeveelheid stikstof (N2) 3.5.5 Totale hoeveelheid verbrandingsgassen Dit alles werd berekend bij 0° en mbar

3.5.6 Maximaal theoretische co2-gehalte Het volume ‘’droge gassen” is het totale volume verbrandingsgassen, min het volume aan waterdamp

3.5.7 Vorming van stikstofoxiden (NO) - Fuel NOx : ontstaat bij lage temperatuur - Spontane NOx : vormt zich bij een zuurstofoverschot - Thermische NOx : ontstaat bij temperaturen boven 2.000°C (Verdere stijging van de vlamtemperatuur zal de vorming van NOx doen toenemen) Elementen die de emissies van stikstof kunnen beperken: Vlamtemperatuur verminderen Verblijftijd van de verbrandingsgassen in de vuurhaard zoveel mogelijk beperken Zuurstofovermaat binnen bepaalde grenzen houden

3.5.8 Het dauwpunt Het waterdauwpunt Water in de verbrandingsgassen = waterdamp Bij afkoeling = condenseren Dauwpunt hangt af van het watergehalte Waterdampgehalte voor stookolie = ± 12,5 % Dauwpunt = ± 45°C Het zuurdauwpunt Het zuurdauwpunt is de temperatuur van de rookgassen waarbij het dampgehalte aan zwaveldioxide zal condenseren. Onder het zuurdauwpunt wordt zwavelzuur (H2 SO2) afgescheiden. Dit kan leiden tot corrosie welke nog versterkt zal worden bij verdunning door waterafscheiding

3.6 Luchtfactor 3.6.1 Invloed van de luchtovermaat op het CO2-gehalte Te laag CO2-gehalte kan twee oorzaken hebben: Te weinig zuurstof Te grote luchtovermaat (verdunning van de rookgassen) Maximum CO2-gehalte bedraagt 15,15 % (theoretisch) en is afhankelijk van het koolstofgehalte in de brandstof Praktisch stellen wij de brander in op 12,5 % Een gehalte van 14 % is niet ondenkbaar maar houdt risico’s in bij lage temperatuur (in de winter is het zuurstofgehalte in de lucht groter dan bij hoge temperaturen in de zomer)

Luchtfactor moet zo klein mogelijk zijn, maar groot genoeg om volledige verbranding toe te laten. Indien te grote of te kleine luchtfactor : Rendementsverlies INSTELLINGSPUNT

Verbranding met een te grote luchtfactor Laag CO2-gehalte Onttrekt warmte aan de vlam Verhoogt de rookgastemperatuur Gevolg: rendementsverlies Verbranding met te kleine luchtfactor Hoog CO2-gehalte Roetvorming CO-vorming Vervuiling van de ketel Slechte warmteoverdracht Gevolg: rendementsverlies

3.7 Verbrandingsrendement 3.7.1 Formule van Siegert Berekening van het rendement η = rendement RT = rookgastemperatuur VT = verbrandingsluchttemperatuur % CO2 = koolstofdioxide in de rookgassen K = coëfficiënt K = (0,008 x % CO2) + 0,48

3.7.2 Bij meting van het CO2-gehalte 3.7.3 Bij meting van het zuurstofgehalte

3.8 Luchthoeveelheid

3.9 Samenvatting

4. De opslag van stookolie
4.1 Het reservoir en zijn uitrusting Overwegend opgeslagen in ingegraven cilindrische reservoir. In de toekomst waarschijnlijk opslag in een of meerdere aan elkaar gekoppelde reservoirs in toegankelijk lokaal. Voor verdere info : “Praktische handleiding voor de installatie en het nazicht van stookoliereservoirs”.

4.1.1 Niet toegankelijke reservoirs Reservoir dat rechtstreeks ingegraven wordt Reservoir dat geplaatst wordt in een groeve waar ruimte tussen wand en groeve opgevuld wordt met een inert materiaal. De buitenwand is dus niet visueel controleerbaar. Enkel cilindrische reservoirs toegestaan. 4.1.2 Toegankelijke reservoirs Buitenwand van reservoir kan visueel gecontroleerd worden. Indien bovengronds, kan dit cilindrisch of rechthoekig zijn.

4.1.3 Constructie van een reservoir: materiaal, plaatdikte en bekleding Metalen reservoirs

Bekleding van het reservoir Reservoir met toegankelijke buitenwand Bedekt met twee lagen roestwerende verf in verschillende kleur Reservoir waarvan buitenwand niet toegankelijk is Voldoende waterdichte bekleding vereist (Bitumen) Reservoirs uit kunststof (polyester, polyetheen, nylon, …) Voldoen aan norm NBN EN 976-1

4.1.4 Het mangat Mangat met minimumdiameter van 500mm verplicht voor cilindrische reservoirs > 3000 liters. Indien lengte reservoir > 10 m, min. twee mangaten. Mangatring loopt min. 15 mm naar binnen + is bestand tegen koolwaterstoffen en hun mogelijke additieven Er moeten voldoende aansluitstukken aanwezig zijn voor o.a. peilmeting, eventueel lekdetectiesysteem, vulleiding, ontluchting, enz.

4.1.5 De identificatie van het reservoir Naam en adres van de constructeur Datum en fabricagenummer Referentie van de prototypekeuring De norm waaraan het reservoir beantwoord Volume en afmetingen van het reservoir De proefdruk in bar

4. De opslag van stookolie ENKELWANDIG RESERVOIR
Enkelwandig /dubbelwandig reservoir: Reservoir Peilmeter Vulleiding Ontluchtingsdop Ontluchtingsleiding Fluitsignaal Elektronische peilsonde (facultatief) Terugslagklep Aansluitingen Aanzuigleiding Retourleiding (eventueel) Aansluitingen en afdichting van het mangatdeksel Enkelwandig: 13. Reservebuisstuk(peilcontrole) Dubbelwandig: 13. Deksel 14. Controleruimte 15. Detectiesysteem voor lekken met controle van het vloeistofniveau 16. Reservebuisstuk (peilcontrole) 4. De opslag van stookolie ENKELWANDIG RESERVOIR DUBBELWANDIG RESERVOIR

4.2 De uitrusting 4.2.1 De leidingen - Alle openingen voor aansluiting van de leidingen dien zich boven het vloeistofpeil te bevinden - Verbindingen gebeuren bij voorkeur met losschroefbare koppelingen - Dat maakt een snelle en gemakkelijke toegang tot het reservoir mogelijk De vulleiding - Deze is uit staal en mondt uit op zowat 30 cm. Van de bodem - Bovenaan is ze voorzien van een gekleurde vuldop - De vulleiding moet beantwoorden aan de volgende diameter:

De vuldop Groene dop: Tank mag verder in gebruik blijven Oranje dop: Tank niet volledig in orde, de klant heeft 6 maanden tijd om de nodige aanpassingen te doen Rode dop: De tank mag niet meer worden gebruikt De ontluchtingsleiding Moet aan volgende afmetingen voldoen:

De aanzuigleiding: Langs deze leiding zuigt de pomp van de brander de brandstof aan Voorzien van een voetklep op 8 à 12 cm. Van de bodem Uit metaal of kunststof met voldoende mechanische weerstand De terugvoerleiding (niet altijd nodig) Als de pomp van de brander voorzien is van een terugloopleiding dan brengt deze leiding de niet gebruikte brandstof terug naar het reservoir De terugloopleiding eindigt minstens op ¾ diepte van het reservoir

4.2.2 Systemen tegen overvulling Systeem tegen overvulling verplicht, twee opties : Een waarschuwingssysteem (bv. Fluitsignaal) Een beveiligingssysteem (bv. Elektronische sonde)

4.2.3 Inhoudsbepaling van een reservoir Inhoud reservoir moet steeds bepaalbaar zijn! Hier worden vier peilsystemen behandeld, met name De gegradueerde peillat De mechanische peilmeter De pneumatische peilmeter De elektro-pneumatische peilmeter

De gegradueerde peillat Gegradueerde lat uit hout of brons om inhoud te bepalen.

De mechanische peilmeter Meter die op tank wordt geplaatst De pneumatische peilmeter Werkt aan de hand van druk om inhoud te bepalen

De elektropneumatische peilmeter Zelfde principe als de pneumatische peilmeter, maar dan met een ingebouwde elektrische luchtpomp

4.3 De plaatsing van reservoirs 4.3.1 Plaatsing van toegankelijke reservoirs Best in inkuiping of opvanglade 4.3.2 Plaatsing van ontoegankelijke reservoirs Ingegraven of in een opgevulde groeve Op bed van min. 20 cm neutraal zand of neutrale aarde Op een onvervormbare funderingsplaat Mangat rechtstreeks toegankelijk

BRANDERTECHNIEKEN STOOKOLIEBRANDERS STOOKOLIE: EIGENSCHAPPEN EN OPSLAG
EINDE DEEL 5.3 A

Brandertechnieken Stookoliebranders Stookolie: Eigenschappen en Opslag

Verwante presentaties

Presentatie over: "Brandertechnieken Stookoliebranders Stookolie: Eigenschappen en Opslag"— Transcript van de presentatie:

Verwante presentaties

Over het project

Feedback

Inloggen

Inloggen via een sociaal netwerk:

Brandertechnieken Stookoliebranders Stookolie: Eigenschappen en Opslag

Verwante presentaties

Presentatie over: "Brandertechnieken Stookoliebranders Stookolie: Eigenschappen en Opslag"— Transcript van de presentatie:

Verwante presentaties

Over het project

Feedback