ТОПЛИВО Является продуктом перегонки сырой нефти.

Про топливо

Maritime blog

ТОПЛИВО

Является продуктом перегонки сырой нефти.

Условно подразделяются на 3 основные группы:

  • Дистиллятные - дизельные ( газоли),
  • Моторные топлива, представляющие собой механическую смесь, состоящую из мазутов прямой перегонки, или крекинг - нефти и керосина, или дизельного топлива,
  • Мазуты - остатки прямой перегонки нефти или крекинг - процесса

Основные физико - химические свойства топлив приведены в приложениях к Правилам технической эксплуатации судовых дизелей.

1. Дистиллятные топлива - обладают малой вязкостью - наиболее легкие - дизельные топлива. Они должны обеспечивать легкий и надежный запуск двигателя,( при правильном) обеспечивается мягкая работа дизеля, обладают необходимой вязкостью для хорошего распыла топлива. Не содержат воды и механических примесей. Не вызывают закоксованности форсунок и повышенного нагарообразования в полостях камеры сгорания. Содержание серы до 0.5%.

2. Моторные топлива - высоковязкие, ( вязкость которых напрямую зависит от количества смешиваемых компонентов). Для нормальной работы топливной аппаратуры все сорта моторных топлив должны подвергаться очистке от механических примесей, путем сепарации и фильтрации. Физико-химические свойства топлив имеют существенное значение для нормальной работы двигателя. Особое влияние оказывает характеристика топлива на процессы топливоподачи и сгорания топлива.

Для 1-й и 2-й группы топлив особенно большое эксплуатационное значение имеет температура помутнения и температура застывания.

Температура помутнения - характерезуется началом кристаллизации парафина, растворенного в топливе, а

Температура застывания - потерей подвижности, вследствие кристаллизации, при пониженных температурах окружающей среды.

  • Мазуты.

Используются в качестве топлив для малооборотных двигателях, при выполнении следующих требований:

  • Подготовка спецальных систем, обеспечивающих подогрев мазута в танках хранения, расходных и отстойных танков и топливных трубопроводов, сепарацию, фильтрацию и отстой.
  • Время и температура отстоя имеют более важное значение для топлив с повышенными вязкостью и плотностью. Для нормального отстаивания топлив с вязкостью 280 сСт. при 50 градусах Цельсия, цистерны должны иметь возможность удерживать его при температуре 60 градусов Цельсия в течении 4-х суток. Максимальные температуры должны, конечно, поддерживаться ниже температуры вспышки топлива ( см. правила Классификационных общест ). Если температура слишком высока, некоторые из более легких компонентов топлива могут испариться и это приведет к увеличению вязкости топлива.
  • Выбрать правильный гравитационный диск, в соответвии с плотностью сепарируемой жидкости, ее вязкостью и расходом. Наибольший диск, который может использоваться без нарушения водяного затвора, является правильным,
  • Обеспечить работу сепаратора при постоянном расходе.
  • Работать при постоянной температуре.
  • Сепарирование топлива, в частности мазута, вызывает его качественное изменение, о чем свидетельствует изменение таких показателей как : - температура вспышки, застывания, содержание воды, механических примесей, а также изменение фракционного состава,
  • Изменение качества топлива связано с двумя процессами, происходящими при сепарировании:
  • Сепарирование топлива снижает количество карбенов и карбоидов, но незначительно. Однако это не значит что такие примеси вообще не удаляются при сепарировании. Эффективность очистки очистки топлива от примесей неорганического происхождения зависит от размеров частиц, входящих в их состав.
  • Постоянная оптимальная эффективность сепарации, поскольку отделенная вода никогда не входит в дисковый комплект,
  • Единая операция - система ALKAP выполняет всю работу,
  • Повышенная гибкость, поскольку любое жидкое топливо с плотностью вплоть до 1010 кг/ м.куб. при 15 град. Цельсия и с вязкостью вплоть до 700 сСт при 50 град. Цельсия может быть эффективно очищенно от воды и твердых частиц,
  • Потенциальное сокращение расходов на топливо за счет бункеровки топливами более высокой плотностью и вязкостью,
  • Меньшее число человеко-часов.,затраченных при обслуживании, поскольку система проста в обращении. Отсутствуют гравитационные диски. Меньшее число аварийных сигналов, поскольку отсутствует водяной затвор, который может быть нарушен,
  • Снижены расходы на обслуживание, вследствие меньшего числа деталей системы,
  • Меньше необходимости в ручной очистке, вследствие улучшенной чистоты барабана,
  • Снижены затраты на монтаж, поскольку монтируется меньшее число более простых компонентов системы.
  • Вода,
  • Сажа и другие продукты сгорания,
  • Частицы износа,
  • Песок, пыль и грязь,
  • Крейцкопфные двигатели - 30%
  • Тронковые двигатели - 20%
  • Очистка масла сальниковой коробки - это масло может содержать множество загрязнений, таких как сажа, окисленное топливо и смазочное масло, продукты сгорания и элементы содержащие катализаторы окисления. Это масло должно обрабатываться следующим образом:
  • Уменьшить пропускную способность очистителя до 15% производительност или меньше, от номинальной,
  • Увеличить температуру сепарации до 90 градусов Цельсия,
  • Разгружать барабан через каждые 5 минут,
  • Полностью сепарировать масло несколько раз. После сепарации масло должно быть пропущено через фильтр тонкой очистки,
  • Перед возвратом в систему образец масла должен быть представлен в лабораторию для анализа.

Хотя суда оборудованы соответствующими сепараторами и фильтрами, их правильная эксплуатация важна для получения удовлетворительных результатов.

Использование таких топлив почти всегда приводит к увеличению содержания загрязняющих компонентов в смазочном масле, что можно устранить только внимательным отношением к устройствам очистки.

Центробежный сепаратор является главным элементом в системе очистки как топлив, так и смазочных масел. Хотя для обработки топлив и масел имеются альтернативы, такие как фильтра и гомогенезаторы, они должны рассматриваться только как дополнение к сепаратору, и никогда в качестве его замены.

Однако работа на этом топливе приводит к повышенным износам и коррозии деталей дизеля.

Наиболее эффективные пути решения этой проблемы следующие:

а) Изыскание стойких против коррози материалов и поверхностное покрытие деталей- азотирование, сульфидирование, хромирование - с целью повышения их сопротивляемости агрессивному влиянию сернистых соединений.

б) Использование специальных цилиндровых масел для мощных малооборотных двигателей и подбор присадок к картерным среднеоборотным двигателям.

… Механические примеси ( песок, глина, окиси железа ) - не лимитированые ГОСТОМ и содержание их в тяжелом топливе более 0.25% , приводят к повышенным износам деталей топливной аппаратуры.

Основными компонентами, из которых образуются загрязнения, являются нерастворимые в горючем органические соединения, вода и менеральные вещества, микроорганизмы. В состав минеральных соединений, попадающих в горючее, входят самые различные элементы. Части всего это Fe, Na, Ca, Al, Si, Mg, Cu, Mn, Ni, Zn..

… Содержание воды более 2% уменьшает теплотворную способность мазута и может вызвать переодические пропуски вспышек и даже остановку дизеля,

… Коксуемость и - нагревание без доступа воздуха - зольность, получающаяся при сгорании мазутов ( 0.3% ) способствует образованию твердых частиц нагара в цилиндре двигателя, что вызывает абразивный износ поршневых колец и цилиндровых втулок.

Жидкие соединения золы проникают в металл вдоль границ зерна, разрушая металл. Расплавленный слой зольных отложений продолжает поглащать кислород из окружающих газов. Этот кислород способствует быстрому окислению металла под слоем отложений.

… Сера при повышении содержания в топливе оказывает вредное химическое и механическое воздействие на детали дизеля и является главной причиной их интенсивного износа.

Химическое воздействие серы проявляется как в газовой, так и в жидкостной фазах. Образующиеся в результате сгорания сернистые соединения SO2 и SO3 вызывают коррозию не только в цилиндре, но и на всем выхлопном тракте. В жикостной фазе образуются кислоты H2 SO3 и H2 SO4, вызывающие коррозию деталей двигателя и особенно элементов топливной аппаратуры.

Механическое воздействие серы, находящейся в топливе, проявляется следующим образом:

продукты конденсации сернистых содинений, концентрируясь в нагарах, резко увеличивает их твердость, а следовательно, и абразивный износ.

Для эффективного использования таких топлив и уменьшения вредных влияний серы в двигателях используются специальные распылители ( с увеличеным диаметром распылителей и углом распыла топлива ).

При температуре поверхности выше 500 градусов Цельсия некоторые соединения ванадия, натрия, серы, находящиеся в газовом потоке, отлагаются на поверхности в жидкой или полужидкой фазе.

Механизм ванадиевой коррозии заключается, видимо, в том, что окислы ванадия и его соединения с натрием являются переносчиками кислорода и ускоряют окисление металлов.

Пятиокись ванадия оказывает сильное действие на процессы окисления и разрушения металла, если она находится в расплавленном или размягченном состоянии. В жидком состоянии она растворяет окисную пленку на поверхности металла. В процессе растворения, протекающего одновременно с окислительно - восстановительными реакциями, из раствора выделяются ванадаты, реагирующие сметаллом.

В обводненном топливе скорость коррозии возрастает и особенно в случае выделения воды в виде отдельной фазы.

ПОЛОЖЕНИЕ ПОВЕРХНОСТИ РАЗДЕЛА

Когда две жидкости, скажем топлива и вода, разделяются в барабане центробежного сепаратора любого типа, между ними образются цилиндрическая поверхность раздела.

Положение поверхности раздела представляет огромную важность, поскольку наилучшие возможные результаты сепарации получаются в том случае, когда она находится настолько близко к переферии барабана, насколько это возможно, или во всяком случае, за пределами дискового комплекта барабана.

Это - фундаментальный факт, справедливый для всех типов центробежных сепараторов при очистке топлив, масел и прочих жидкостей.

Поверхность раздела топливо / вода будет перемещаться в дисковый комплект, при уменьшении плотности, вязкости или расхода, а также при повышении температуры, что приведет к ухудшению процесса сепарации.

При противоположных условиях, поверхность раздела будет перемещаться наружу от переферии барабана, в результате чего может нарушиться водяной затвор.

Для установки водяного затвора в правильное положение и обеспечения оптимальной сепарации важно выполнить следующее:

В инструкциях для сепараторов всегда включены таблицы и графики, которые позволяют обслуживающему персоналу выбрать правильный размер гравитационного диска в соответствии с удельным весом сепарируемой жидкости и рабочими темперами.

РЕЗУЛЬТАТЫ СРАВНЕНИЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ И

ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СЕПАРАТОРОВ

Размеры частиц, мкм

5 - 6

6 - 8

8 - 10

В подаваемой

потоке

16100

13300

6200

В очищенном

масле

- при последовательной работе -

380

190

60

- при параллельной

работе -

910

760

400

РЕКОМЕНДУЕМЫЕ ПРОПУСКНЫЕ СПОСОБНОСТИ СЕПАРАТОРОВ

Вязкость, сСт

при 50 град. С

Макс.пропускная способность, % ном.

Темпаратура сепарации , град.С

Вплоть до 30

40

62

62

70 - 98

80 - 98

60

47

80 - 98

100

180

380

45

31

26

90 - 98

90 - 98

98

460

22

98

600

18

98

Исследования изменения качества топлива при сепарироваании позволяют сделать следующие выводы:

  • окислением углеводородов, приводящим к образованию смол,
  • удалением углеводородов парафино - нафтанового ряда.

Первый процесс имеет место и при хранении топлива, но при высоком подогреве он интенсифицируется,

Второй процесс является следствием того, что углеводороды парафино - нафтанового ряда легко образуют эмульсию с водой, которая затем удаляется.

НОВЕЙШАЯ СИСТЕМА СЕПАРАЦИИ

Обычные сепараторы не могут обрабатывать топлива с плотностью более 990 кг/ м. куб. при 15 град. Цельсия. Это не дает возможности судовладельцу воспользоваться преимуществами дешевых топлив с высокой вязкостью и высокой плотностью.

Для разрешения этих проблем фирма ALPHA - LAVAL разработала сепарационную систему нового типа, названную ALKAP, которая дает СЛЕДУЮЩИЕ ПРЕИМУЩЕСТВА:

ПРИНЦИП РАБОТЫ

Основным элементом системы ALKAP является сепаратор FOPX, который в основном работает как осветлитель. Чистое топливо непрерывно выпускается из выходного отверстия чистого тплива. Отделенный осадок и вода накапливаются на переферии барабана, как показано на рис. 1. Когда отделенная вода достигает дискового комплекта, некоторые капли воды начинают уходить с очищенным топливом. Небольшое увеличение содержания воды в очищенном топливе немедленно обнаруживается датчиком воды, установленным у выходного отверстия чистого масла. Сигнал от датчика воды непрерывно передается к блоку управления и там обрабатывается. Измеряются только изменения в содержании воды и абсолютные значения содержания воды не рассматриваютя.

СМЕШИВАНИЕ ТОПЛИВ НА БОРТУ СУДНА

В настоящее время значительное количество судов оборудовано смесительными установками. Это позволяет смешивать судовое дизельное топливо ( газойль ) с тяжелым топливом в пропорциях, требуемых для удовлетворения рекомендаций завода-изготовителя двигателя. Это позволяет судовладельцам экономить средства при закупке бункерного топлива.

Многие из этих смесителей довольно сложны, имеют средства автоматического регулирования вязкости, совместно с автоматической регулировкой температуры подогрева. Для некоторых моделей пропорция дистиллятного топлива увеличивается, при снижении нагрузки двигателя и снижается при увеличении нагрузки. Все это происходит в автоматическом режиме, для обеспечения максимально экономичной работы.

Имеется возможной риск несовместимости, если смешиваются вместе два топлива из различных источников. В частности, добавление дистиллятного топлива парафинистого типа к тяжелому топливу может привести к тому, что некоторое количество асфальтенов выпадает из смеси и образует осадок, хотя обычно, поставщики топлив обеспечивают в тяжелом топливе достаточный запас стабильности для предотвращения подобных явлений. Однако механики должны знать о проблемах, которые могут возникнуть при смешивании на борту судна двух различных топлив и, если имеются сомнения, конечная смесь должна быть проверена с помощью простого испытания на стабильность, такого как “метод пятна” Американского общества по испытанию материалов( ASTM ) .

СМАЗОЧНЫЕ МАСЛА.

Смазочные масла в дизельных двигателях подвергаются загрязнениям от различных источников. В связи с этим сепаратору и фильтрам необходимо удалять следующие загрязнения, присутствуюшие в масле :

Усложняющим обстоятельством в очистке отработавших смазочных масел является то, что присадки в моющих маслах, особенно дисперганты, значительно затрудняют отделение грязевых частиц в сепараторе. Кроме того, сами моющие присадки ( обычно кальцевые и магневые сульфонаты ) являются чувствительными к контакту с водой и они могут истощаться с образованием отложений, или в крайнем случае, эмульсий.

Дополнительная трудность состоит в том, что некоторые современные остаточные топлива, особенно те, которые имеют высокое содержание ароматических компонентов, приводят к образованию липких осадков, которые трудно удаляются из самоощищающихся сепараторов.

СЕПАРАЦИЯ СМАЗОЧНЫХ МАСЕЛ.

Нормальной практикой являеся очистка рабочего смазочного масла с помощью сепаратора, работающего в режиме очистителя. В этом случае, единственной проблемой является выбор гравитационного диска - его размер. Как и для топлив, слишком малый гравитационный диск будет приводить к вхождению поверхности раздела масло/ вода слишком далеко в дисковый комплект, что к недостаточной сепарации. Слишком большой размер гравитационого диска будет вызывать нарушение водяного уалотнения.

Хотя для выбора правильного размера гравитационного диска имеются таблицы и графики, наилучшим методом является метод проб и ошибок, с помощью которого находится диск наибольшего диаметра, при котором не будет нарушатся водяное уплотнение.

Режим осветлителя не рекомендуеся использовать для систем сепарации смазочных масел по следующим причинам:

- Проблемы с осадком

Замечено, что трудно выпускать осадок от смазочных масел, накапливающийся в осветлителе. Барабан легко забивается, или осадок на нем распределяется неравномерно, что может вызвать дисбаланс, повышенную вибрацию и разрушения. В очистителе вода оказывает смягчающее, кондиционирующее влияние и осадок выходит с меньшими проблемами.

- Потери масла

Потери масла происходят в барабане осветлителя при разгрузке сепаратора, поскольку не добавляется вода вытеснения.

- Ограниченная возможность обработки воды

Для обеспечения оптимальной эффективности сепарации, отдаленная вода никогда не должна входить в дисковый комплект. Она может быть выпущена только с осадком через отверстия для осадка на переферии барарбана, когда выходное отверстие воды закрыто. Таким образом, если заметное количество воды присутствует в масле, в осветлителе нельзя обеспечить регулировку эффективности сепарации.

Как и для топлив, улучшенная эффективность очистки может быть получена с помощью сепараторной сиситемы ALKAP с применением сепаратора LOPX. В случае обработки смазочных масел, система ALKAP обеспечивает следующие преимущества:

- Отсутствие гравитационного диска,

- Непрерывная оптимальная эффективность сепарации, поскольку вода и осадок в барабане не достигают дискового комплекта,

- Непрерывный контроль содержания воды в очищенном масле,

- Индикация утечек воды в масляную систему,

- Отсутствие потерь масла и отсутствие воды в очищенном масле, поскольку в барабане всегда находится правильное количество воды. Саморегулирование воды вытеснением,

- Уменьшенный контакт между водой и маслом является благоприятным для обработки масел с высокой дисперсностью,

- Сниженное потребление воды,

- Улучшенная чистота барабана, поскольку осадок и вода не достигают дискового комплекта,

Остальные преимущества в использовании сепаратора LOPX - см. систему очистки топлива с использованием сепаратора FOPX.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ПРОПУСКНАЯ СПОСОБНОСТЬ СЕПАРАТОРА

Выражается в процентах от номинальной пропускной способности для смазочных масел следующая:

Для тронковых двигателй, работающих на тяжелом топливе, рекомендуютс тоько самоочищающиеся сепараторы. Они должны иметь достаточную пропускную способность для того, чтобы весь объем смазочного масла мог быть отсепарирован пять раз в течении 24 часов.

Частота выпуска - на это влияет много факторов и только по опыту можно определить такие интервалы в каждом конкретном случае. Ниже приводятся некоторые из этих факторов:

- тип топлива,

- условия эксплуатации двигателя,

- состояние двигателя,

- тип и состояние смазочного масла.

Слишком большие интервалы между разгрузками сепаратора могут привести к уплртнению осадка в барабане. Уплотненный осадок может также привести к дисбалансу барабана, с последующими негативными эффектами для обслуживающего персонала.

Протечки - масло слива - использовать в дальнейшем не рекомедуется, однако, в некоторых случаях его количество может быть настолько большим, что его вынуждены использовать повторно. В этом случае важно чтобы масло было полностью очищено.

Масло пояса продувки ( дренаж ) - содержит большое количество продуктов сгорания и воды. Оно нкогда не должно повторно использоваться.

ФИЛЬТРАЦИЯ СМАЗОЧНОГО МАСЛА.

Полная система смазочного масла дизельного двигателя включает в себя главную систему и, почти для всех двигателей, работающих на моторном топливе или мазуте, также очистную систему. Расход масла в очистной системе составляет приблизительно 1% от расхода в главной системе смазочного масла.

Роль системы фильтров состоит в защите двигателя от вредных частиц. Весь поток смазочного масла к двигателю проходит через систему фильтрации, где вредные частицы задерживаются. При прохождении масла через очистную систему ( систему сепарации ) масло очищается, для поддержания концентрации компонентов загрязния на допустимом уровне.

Система фильтрации состоит из одного главного фильтра или, если поток смазочного масла велик, и если в двигателе установлены тонкостенные вкладыши, из двух или нескольких главных фильтров, работающих последовательно.

Часто имеется также байпасный фильтр, включенный параллельно с главным фильтром, который используется, когда главный фильтр не работает. Последовательно с главным и байпасным фильтром часто устанавливается индикаторный или защитный фильтр. Он защищает главный двигатель в случае отказа главного фильтра. Этот фильтр также указывает на неисправность главного фильтра.

Во многих случаях, главный фильтр представляет собой автоматический фильтр с обратной промывкой. Фильтрующиее элементы всегда являются элементами поверхностного типа, с металлической сеткой для обеспечения номинальных размеров удерживаемых частиц до 5 микрон. Элементы очищаются противотоком смазочного масла в цикле, определяемом дифференциальным давлением на фильтре. Когда фильтр оказывается забитым, дифференциальное давление поднимается до уровня, при котором включается в действие промывка противотоком.

Обычно эти фильры не вызывают проблем, однако иногда существуют случаи сильного их забивания, когда циклы промывки противотоком выполняются почти непрерывно. В таких случаях вероятной причиной является забивание сетки фильтра кальциевым цементом, источником происхождения которого является присадка отработавшего масла.

Наилучшим средством в этом случае является, во - первых, очистка фильтрующих элементов с помощью специальных растворителей, с последующей замочкой элементов в слабом растворе кислоты, типа SAF - ACID. Таким путем кальциевый цемент будет растворен и проблема будет решена.

RSS
No comments yet. Be the first to add a comment!
Loading...

Subscriptions

All logbook
LOGBOOK from Aleksandr Makarov
LOGBOOK/Maritime industry
LOGBOOK/Maritime industry from Aleksandr Makarov