Стандарт ISO 8217 2005 допускает содержание воды, в процентах по объёму, в остаточных топливах - не более 0,50%, а для дистиллатнх топлив сортов DMB и DMC - не более 0,30%.
Обводнение морских сортов топлива может быть вызвано:
- нарушениями технологических процессов изготовления топлив;
- несоблюдением надлежащих процедур транспортировки и хранения топлива на берегу, бункеровщике и на судне;
- преднамеренное обводнение топлива при его поставках или непосредственно на борту судна;
- плохой или недостаточно эффективной обработкой топлива на борту судна.
Несомненно, что по коммерческим соображениям, покупателю нежелательна поставка топлива содержащего воду. Достаточно просто определить влияние количественного содержания воды на чистую удельную теплоту сгорания топлива (нетто) - QH . Каждый процент содержания воды в топливе снижают его QH на 1,06 %. Это означает, что на каждые 100 US$ стоимости топлива за одну тонну, при содержании в нём воды 1,0 %, покупатель платит за воду, в эквиваленте потенциальной энергии, приблизительно 1.06 US$.
Если количество содержания воды в топливе превышает 0,50%, то покупатель вправе рассчитывать на пропорциональное снижение цены топлива.
Кроме финансовых потерь, повышенное содержание воды в топливе вызывает ряд проблем связанных с технической эксплуатацией судовых технических средств и судна в целом. Многое в этом зависит от природы воды - морская или пресная; конструктивных особенностей цистерн хранения топлива и их систем, включая возможности систем подогрева в цистернах хранения, отстойных, расходных цистернах и в системах транспортировки топлива; особенностей конструкции и работы центробежных сепараторов. Плотность и вязкость топлива оказывают дополнительное влияние на эффективность процессов удаления воды в отстойных цистернах и центробежных сепараторах.
Обводнение топлив морской водой
Чаще всего забортная вода попадает в топливо при его поставках с бункеровщика, это может происходить:
- при смешивании балластной воды с топливом в процессе погрузки бункеровщика;
- вследствие дефектов корпусных конструкций или неисправностей клапанов бункеровщика во время морского перехода или в процессе выдачи бункера на судно.
Не следует исключать и преднамеренное обводнение топлива недобросовестными поставщиками или перевозчиками.
Непосредственно на судне, забортная вода может попадать в цистерны хранения топлива через дефектные горловины цистерн или трещины в корпусе судна.
Обводнение топлива может явиться также результатом его смешивания с балластной водой. Наиболее распространённой причиной поступления балластной воды в топливные танки является коррозионное разрушение мерительных труб топливных цистерн, которые проходят через балластные танки.
В ряде случаев вода может образовать с топливом стойкие гидрофильные эмульсии (вода в топливе), которые трудно поддаются разделению фаз вода-топливо. Это возникает при значениях плотности топлива близких к плотности забортной воды. При этом капельки воды удерживаются тяжёлыми фракциями топлива во взвешенном состоянии.
Образование стойкой эмульсии может быть вызвано действиями обслуживающего персонала бункеровщика: одновременная подача топлива в сочетании с дозированной подачей забортной воды и воздуха, что приводит к увеличению занимаемого объёма топлива поступающего в цистерны хранения. В этих случаях, в зависимости от условий, топливо в эмульгированном состоянии может удерживаться достаточно долго - до нескольких суток. Образование устойчивой эмульсии, при проведении бункеровочных операций, не позволяет определить фактический объем и массу принятого топлива, чем пользуются недобросовестные поставщики (перевозчики). Характерными признаками подачи воздуха с бункерным топливом являются: пульсация приёмного бункеровочного шланга; интенсивное наполнение воздухом контейнера отбора проб топлива воздухом, и выход воздуха наружу в месте его крепления к пробоотборнику.
Обводнение забортной водой приводит к интенсивному шламообразованию в топливных цистернах, блокированию топливных фильтров, нарушениям в процессах сгорания топлива, коррозии топливной аппаратуры и выпускных клапанов, загрязнению газовыпускных трактов и турбин газотурбокомпрессоров.
Присутствие капелек воды задерживает процесс окисления тяжёлых фракций топлива - асфальтенов, вызывая рост температур в камере сгорания. Асфальтены, в процессе догорания, достигают поверхности камеры сгорания, зеркала цилиндра в верхней части втулки и донышка поршня. В полурасплавленном виде эти частицы, внедряются в защитную масляную плёнку. В результате, масляная плёнка, подвергается деградации и разрушению и, как следствие, может явиться причиной повышенных износов поршневых колец и зеркала втулок, а также залегания колец в поршневых канавках. Окисление тяжёлых фракций топлива на донышке поршня и зеркале цилиндра в верхней части втулки, может вызвать серьёзные повреждения ЦПГ дизелей.
Кроме того, повышенное содержание воды в топливе, приводит к перегрузке топливных насосов высокого давления (перегрузка топливных насосов высокого давления может быть вызвана также и нестабильностью топлива). Это объясняется тем, что при низких значениях давлений, в ТНВД создаются условия способствующие вскипанию воды и выделению газов из топлива, с последующим образованием гидрофильной эмульсии, которая вызывает ухудшение процесса сгорания и, как результат, может вызвать неустойчивую работу двигателя.
Установлено, что более высокие значения зольности имеют топлива, в которых присутствовали значительные количества морской воды, по сравнению с топливами, в которых количества воды были минимальными, так как золообразующие компоненты, содержащиеся в забортной воде, дополнительно увеличивает их содержание в топливе.
При использовании обводнённых топлив интенсифицируется образование значительных количеств зольных отложений на защитной решётке перед газотурбокомпрессором и на сопловых и рабочих лопатках турбины. Если своевременно не удалять эти отложения, путём сокращения периодичности очистки проточной части турбины, то будет снижаться эффективность работы турбокомпрессора. В результате это приведёт к ухудшению процесса сгорания топлива и дополнительному увеличению слоя отложений.
Одной из основных проблем, которая возникает при обводнении топлив морской водой, является протекание химических реакций между соединениями натрия (Na), содержащимися в воде, и ванадия (Va), содержащимися в топливе, вызывающими высокотемпературную коррозию выпускных клапанов и их сёдел.
Вследствие сложного состава морских сортов остаточных топлив, достаточно трудно, в каждом конкретном случае, определить наиболее эффективные процессы топливообработки, направленные на удаление больших количеств содержания морской воды в топливах.
При правильно организованных процессах отстоя и сепарирования, из топлива удаляется забортная вода, уменьшается содержание в нём золообразующих компонентов и, следовательно, натрия.
Обводнение топлив пресной водой
Обводнение топлив пресной водой может явиться следствием различных причин. Пресная вода может быть поставлена вместе с топливом при бункеровке; образоваться в цистернах хранения запасов топлива на борту судна при конденсации паров влаги из воздуха; результатом поступления вовнутрь топливных цистерн дождевой воды. Обводнение топлива происходит при утечках пара или его конденсата из систем обогрева топлива, а также при неправильно организованных процессах отстоя и сепарирования топлива.
Обводнение пресной водой топлив не так опасно, как морской, однако могут возникнуть проблемы с образованием гидрофильной эмульсии и повышенным шламообразованием.
При правильно организованных процессах отстоя и сепарирования, пресная вода практически полностью удаляется из топлива и снижается количество содержащихся в топливе, золообразующих компонентов.
