辽宁号为什么烧重油?烧重油需要花多少钱?重油有什么优势
辽宁号,我国第一艘服役的航空航空母舰 ,自其首次亮相以来,就备受世人瞩目,而作为可以承载舰载作战飞机的大家伙,是依靠什么动力支撑它在广袤的海面上自由游曳的呢?今天,就来科普一下辽宁号的动力燃料——重油。
首先,我们先来看一下航母的几种类别,如果按照动力来划分,航空母舰可以划分为两种,一种是常规动力,比如美国的小鹰号航母,常规动力航母以锅炉或者蒸汽轮机、燃气轮机等为动力设备,航母通过消耗化石燃料产生动力,另一种是核动力,比如美国的尼米兹号,顾名思义,这种航母通过核反应堆作用产生动力,而我们的,是常规动力航母,它的动力燃料便是重油。
那么什么是重油呢?实际上,重油是一种高粘度燃料油,是石油的副产品,作为“工业血液”的石油在不断提炼的过程中,会不断提炼出汽油、柴油、煤油等我们熟知的燃料,在提炼之后所剩下的那一部分油渣就是重油了,当然,如果把重油再提炼,就会产生我们铺路用的。
重油又称燃料油 它的颜色暗淡且发黑,主要成分包括碳氢化合物,以及硫磺和微量的无机化合物等 ,是常用的船舶燃料,它的特点是分子量大,粘度高,比重可以达到0.82到0.95 ,这种油类比较黏稠,难以挥发 ,因此也比较难以清除,由于其含有大量的氮,硫,蜡以及金属,当重油的比重超过0.91的时候,这种稠油基本是不流动的,因此当加注或者使用时,需要预先加热,否则它的流动性太差,而很难喷入锅炉。
重油是一种可持久性油类,换一种话说,也就是挥发性很差,国内常用的重油,一般是40摄氏度运动粘度,以及100摄氏度运动粘度两种,刚刚简单介绍完了重油,让我们来看看,为什么辽宁号把重油作为燃料呢?首先,辽宁号的动力装置是四台TB-12G蒸汽轮机外加八个增压锅炉,别小看这四台蒸汽轮机,它们的总功率可以达到14.9万千瓦,足足可以推动六万吨的航母舰体,以近30节的高速前进。
理解蒸汽轮机的原理并不难,就是燃料燃烧产生高温高压蒸汽,气体加速冲击叶片带动中心轴的转动,以此来驱动主轴和螺旋桨 ,而蒸汽轮机正确运作离不开燃料供给锅炉的燃烧,这个时候就需要重油的出现了。重油的第一个特点是安全,一方面,我们前面提到,重油粘稠度非常高,同时,重油的凝固温度为摄氏30度左右,在常温下,一般处于半固体的状态,因此,在使用时必须要对它进行加热才能运输和装卸,这样的特质使得燃料不容易泄露,利于储藏,大大加强了航母燃料的安全保障。
另一方面,重油的闪点在200至300摄氏度之间 ,有人可能会问什么是闪点,闪点是利用火源造成液体汽化而着火的最低温度,即要想雾化重油,必须要达到合适的闪点,这样一来,当航母在作战时一旦受到炮击,燃料不会大面积,也就避免了造成二次损失 ,因此,重油是非常安全的舰船燃料。
其次,重油的含碳量非常高,大约在80%到90%之间,高含碳量,使得它的发热量较大,热度高,可以达到2000度的高温,它的热值在10000到11000kcal/kg,对比标准煤的热值只有7000kcal/kg ,假如选择的燃料热值不够高,那么加热产生的水蒸气温度就达不到,这样一来,蒸汽机的涡轮转速会降低,动力减弱直接导致航母的航速下降,同时,重油由于其粘稠,可供燃烧的时间长,对比起稀薄的汽油和柴油来说,更加适合蒸汽轮机,耐烧的特性使得其更加经济实惠了。
其实,辽宁号并不是很多,按照原理来讲,只要是能够燃烧的东西都可以使用,只要根据不同的燃料耗氧量的不同,单独调节一下燃气轮机,各种燃料都可以适应,既然如此,那么为什么在各国的军舰中有相当大的比例,使用重油作为燃料呢?
相当关键的一点是重油很便宜,因为重油是“油渣”,使用成本比其他燃料低得多,重油的每吨价格大约是3000元每吨,对比起轻柴油每吨的价格超过7000元,可以说是相当的实惠了 。辽宁号加注的是380号燃料油,辽宁号大约能够携带6000到8000吨重油,简单推算一下,一次加注满油箱,大约需要2400万元,假如使用轻柴油则需要5600万元 ,这样对比起来,加一次油就可以省去一大半的钱。
举个例子来计算一下,如果辽宁号以18节的速度巡航时,一天能够跑777公里 ,以俄罗斯的的公里耗油量为参考,那么一天将耗油388吨,平均每跑100公里,耗油量将是50吨,对于一个长期在海上的巨型舰船来说,降低燃料的成本,绝对是省下一笔巨款,更何况我国作为一个发展中国家,还有很多的建设需要大量的资金,节省一笔燃油费用在研发和装备升级上,岂不是更好?
其实并非只有辽宁号使用了重油锅炉和,多种型号的驱逐舰都是以重油作为燃料,比如051/051B/051C驱逐舰,俄罗斯的“现代”级驱逐舰等等,至于美国的核动力航空母舰,则是使用核反应堆和蒸汽轮机的组合,它有更强的机动性和更巨大的动力资源,能够节省大量的空间和载重的吨位,但缺点也显而易见,及核反应炉的造价以及维修的费用都相当的高 ,而辽宁号的前身——瓦良格号航母,在其诞生之时,并没有使用核动力技术,因此就必须使用烧锅炉的方式来产生高温高压气体,核动力航空母舰确实有极大的优势,但并非常规动力航母没有比核动力航母更出色的地方,比如有更长的全寿命部署时间,能够迅速从维修状态中投入服役,满足紧急需求。
既然说清楚了重油的优势,重油作为船舰燃料具体是如何储存和使用的呢?,首先用蒸汽加热,以增强重油的流动性,由于重油的杂质多,灰分多 ,需要经过分油机进一步净化,然后才送入油舱成为备用油,当需要使用重油燃料时,经过喷油嘴的雾化,重油达到闪点,以气态的形式与空气混合燃烧,源源不断地释放大量热能,当锅炉中的水沸腾之后,呈现饱和状态的蒸汽膨胀做功,推动汽轮机的蒸汽叶片运转,减速齿轮减速后即可推动螺旋桨。
重油的用途体现在多个行业方面,在二战期间,重油是燃烧弹的原料之一,除了作为航母的燃料油,大型船舶也都会使用重油,重油还经常被用作电厂发电,加热炉、冶金炉的燃料,现代工业中,在化肥原料、玻璃、陶瓷以及建筑行业方面,重油也有他的一席之地。在电力行业中,一方面是燃油发电,供热机组,另一方面是协助燃煤机组点火,作为助燃和稳燃用油,我国重油消费的第一大户就是电力行业,占到全国40%以上的消费量 。
在石油化工行业,重油的使用包括自备电厂发电、油田生活采暖,厂生产工艺用热和其他化工生产,大约占到消费量的25%,至于在建材行业,目前需求正在不断地增加,,占消费总量的14%左右,可以辅助平板玻璃以及建筑卫生陶瓷的生产,不同的行业和企业对于重油的质量要求也不相同,比如玻璃厂专用、重油皮件厂专用重油等等。
可以说只要有烧锅炉的地方就可以使用重油,当然,这种重油和船用的重油并不完全一样,工厂使用的重油粘度高,含硫量更多正是由于这个原因,容易造成较为严重的污染,部分进入了慢慢转型淘汰的轨道 ,随着人类对能源的消耗需求的增加,能源缺口越来越大,面对常规有资源趋于减少的威胁,开发重油具有重大的现实意义,发展重油工业的潜力不可小觑,重油及沥青砂作为全球能源的替代资源,已成为大势所趋。
我国目前的陆上稠油资源分布广泛,大约达到世界资源的1/5,目前已经发现70多个,我国稠油热采技术虽然起步比较晚,但发展的速度较快 ,1982年,自辽河油田高升油藏的开采实验成功以来,经过最近十几年的发展,主要采用注蒸汽吞吐的技术手段,已经形成较为成熟的稠油热采配套技术,到1997年的时候,,我国稠油的热采量已经稳定在了1100万吨以上,在辽河、新疆、胜利,河南四个油田,我国投入开发的稠油地质储量超过八亿吨,仍有很大的发展空间。
回到航空母舰,我国现在已经有辽宁号和山东号两艘正在服役,新建成的舰船,正如下饺子一般纷纷入海试航,我国自主设计建造航空母舰已不再是遥远的梦想,我们期待祖国的繁荣昌盛,也期待核动力航空母舰能在不远的将来,成为我国航母编队的一员。
深南电A拟挂牌转让子公司发电机组及重油处理线相关资产
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本文源自金融界AI电报
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