Стабильность и совместимость топлив
Стабильность топлива — это его способность сохранять первоначальные свойства в условиях хранения, транспортировки и использования, противостоять образованию осадков, шламоотделению и расслаиванию.
Совместимость топлив — это сохранение стабильности смеси при смешивании компонентов, способность не расслаиваться, не выпадать в осадок. Несовместимость проявляется при смешивании остаточных топлив с парафиновыми дистиллатами.
Для повышения стабильности и улучшения совместимости топлив используются различные химические препараты (присадки). Вот некоторые из них:
- Химический препарат (топливная присадка) фирмы «MALFLEET» «DISPERSANT FUEL OIL» - стабилизирует смешанные топлива, уменьшает отложения.
- Химический препарат (топливная присадка) фирмы «DREW AMEROID MARINE»:
- FOT — стабилизирует и рассеивает отстой в танке, препятствует образованию осадка;
- BUNKERSOL-D — уменьшает проблемы, возникающие при смешении топлив;
- AMERGY 222 — поддерживает однородность смеси топлива.
Рекомендации:
- Не следует смешивать топлива разных бункеровок, они могут оказаться несовместимыми.
- Перед смешиванием топлив проверить компоненты на совместимость методом «пятна».
- Избегать смешивания топлив в пропорции 50:50 или 40:60.
Проверка на совместимость методом «пятна»
Смесь нагревают до 60 °С, выдерживают при этой температуре в течение 15—20 минут и наносят каплю топлива на белую фильтровальную бумагу. Просохшее пятно сравнивают с эталонными пятнами.
Виды и сорта топлив
Нефтяные топлива подразделяются на пять групп, которые представлены двумя классами: дистиллатные топлива с вязкостью 2,5—14,0 мм2/с и тяжелые топлива с вязкостью 40—800 мм2/с.
За рубежом качественные показатели морских топлив определяются спецификациями Международной Организации Стандартов (ISO) — ISO 8217, 1996, и Британского института стандартизации (BSI) - BSMA100, 1982.
Дистиллатные топлива
В России выпускают дизельные топлива марок Л, 3, ЗС, А и УФС. По содержанию серы они делятся на две подгруппы: S<0,2% и S=0,21—0,50%. Топливо УФС от остальных отличается более высокой вязкостью (3—6 мм2/с) и более высокими температурами помутнения (+5 °С) и застывания (0 °С). В качестве заменителя дизельного топлива используют газотурбинные топлива ТГ и ТГВК. Выпускают также судовое маловязкое топливо, по своим показателям близкое к топливу марки Marine Diesel Oil-DMB. Вязкость его достигает 11 сСт, содержание серы до 1,5%, цетановое число - не ниже 40.
Зарубежными спецификациями предусматривается четыре сорта дистиллатных топлив. Топливо DX — высококачественный дистиллат, предназначается для использования в двигателях спасательных шлюпок и АДГ. Топливо DA — высококачественный дистиллат (Gas Oil или Marine Oil). Топливо DB — основной сорт дистиллатного топлива, применяемого в судовых дизелях. Оно имеет более темный цвет в сравнении с топливами DX и DA. Топливо DB именуют Marine Diesel Oil (MDO). Топливо DC также входит в группу MDO, но требует более эффективной топливоподготовки, включая и подогрев.
Тяжелые топлива
Этот класс топлив подразделяется на две группы: промежуточные топлива вязкостью до 180 мм2/с и тяжелые остаточные топлива вязкостью более 180 мм2/с (котельные топлива и мазуты).
В России к топливам первой группы, выпускаемым промышленностью, относятся: моторное топливо ДТ, флотские мазуты Ф-5 и Ф-12, топлива ДМ и технологические Э-4 и Э-5. Все они после подогрева и очистки могут быть использованы как в средне-, так и в малооборотных дизелях. Ко второй группе относятся топочные мазуты марок 40 и 40В.
Зарубежные топлива
Международный стандарт ISO 8217 предусматривает 15 марок остаточных топлив от RMA до RML. Все топлива поделены на группы вязкости, предельные значения кинематической вязкости при 100 °С для которых указаны в маркировке. Например, топливо RMA10 — это судовое остаточное топливо вязкостью 10 сСт при 100 °С (40 сСт при 50 °С), качество А.
Соотношение вязкости при 100 °С и 50 °С следующее:
- 10 сСт при 100 °С - 40 сСт при 50 °С
- 15 сСт при 100 °С — 80 сСт при 50 °С
- 25 сСт при 100 °С — 180 сСт при 50 °С
- 35 сСт при 100 °С - 390 сСт при 50 °С
- 45 сСт при 100 °С — 585 сСт при 50 °С
- 55 сСт при 100 °С — 810 сСт при 50 °С
Топливоподготовка
Топливоподготовка должна обеспечить содержание морской воды в топливе перед двигателем не более 0,5%, а механических примесей — 25—50 ppm. Способы топливоподготовки: отстаивание, сепарирование, фильтрование.
Отстаивание топлива
Отстаивание топлива в отстойной цистерне быстрее и лучше происходит при температуре топлива в ней 50—55 °С, но не доходя до температуры вспышки на 15 °С.
Сепарирование
При сепарировании используются центробежные силы, на много порядков превышающие гравитационные силы при отстаивании. Поэтому и эффективность работы сепараторов значительно выше работы систем отстаивания.
В сепараторы топливо поступает из отстойной цистерны, предварительно подогретое в самой цистерне и в подогревателях до температуры, обеспечивающей вязкость менее 40 сСт, но температура должна быть не выше 98 °С. Иначе вода может испариться, и нарушится водяной затвор сепаратора.
Для поддержания равновесного положения между количеством воды, отбираемой из топлива (поступающей в гидравлический затвор), и уходящей из него, на выходе установлен гравитационный диск, который подбирают в зависимости от плотности топлива.
Необходимость регулирования положения водяного затвора путем подбора гравитационного диска в новых моделях сепараторов полностью исключена. В них осуществлен контроль за выходящим из сепаратора топливом, и при появлении в нем воды в количестве более 0,2% автоматически увеличивается проходное сечение клапана, а также уменьшается сопротивление на выходе воды из барабана. Расход воды из сепаратора возрастает, граница раздела смещается к стенке барабана, захват воды топливом прекращается, и клапан приходит в исходное положение.
Плотность современных топлив достигает величин 990— 1000 кг/м3 и более. Плотность пресной воды при 20 °С составляет 1000 кг/м3, плотность морской воды — 1000—1013 кг/м3. Опыт свидетельствует о том, что при сепарации вода активно отделяется от топлива, если разность между плотностями воды и топлива достигает значения 30 кг/м3. Этот необходимый минимум обеспечивается для всех топлив, плотность которых лежит ниже 991 кг/м3. Таким образом, плотность 991 кг/м3 — это верхний предел плотности топлива, при котором еще возможно отделение пресной воды. Сепарация морской воды возможна и от более тяжелых топлив.
При работе на тяжелых остаточных топливах сепарацию рекомендуется проводить в следующем режиме: два параллельно работающих на малой производительности пурификатора с последовательно включенным кларификатором.
Гомогенизация, водотопливные эмульсии
Гомогенизация увеличивает производительность МОД на 1—2%, а СОД — на 3—4%. При использовании водотопливных эмульсий температура в камере сгорания понижается, что приводит к уменьшению образования сажи и окислов азота. Однако гомогенизация приводит к увеличению износов топливной аппаратуры и деталей ЦПГ, так как большая часть механических абразивных включений в топливе остается и лишь дробится до 3—5 мкм. Механические примеси таких размеров при сепарации не удаляются. Чтобы этого избежать, рекомендуется включать гомогенизатор после сепаратора, который очищает топливо от механических примесей и воды.
Для снижения эмиссии С и NOx в топливо перед гомогенизатором добавляют пресную воду в количестве 6—15%. Гомогенизаторы используют также в качестве смесителей при введении в топливо присадок.
Применение присадок к топливу
Поставщик присадок всегда дает информацию о присадке: с какой целью она применяется, каким образом вводится в топливо и в каком количестве. Как правило, об этом же имеется информация судовладельца.
Предлагаемая ниже информация о присадках позволит механику лучше ориентироваться в вопросах применения присадок.
- Для улучшения прокачиваемости топлива могут использоваться депрессорные присадки марки Парадин, А504Х и др. в количестве 0,5% массы топлива.
- Для обеспечения стабильности топлива и уменьшения отложений используют антиокислительные и диспергирующие присадки.
- Для предотвращения образования осадков и устранения несовместимости топлив используют стабилизаторы-диспергенты.
- Для предотвращения сернисто-ванадиевой коррозии выпускных клапанов, лопаток газовых турбин применят присадки на основе соединений магния и алюминия.
Хорошо зарекомендовали себя присадки Vecom FOT-NW, FOT-D-II, FOT-D-IV, Bunkersol-D, Perolin 622-DE и др.
В целях снижения явления прогорания клапанов, а также для увеличения моторесурса в топливо вводят следующие присадки: Vecom FOT-SA, FOT-DA, Mark-IV, Perolin 687-SD, Amergize 2.
Кроме указанных выше, могут применяться следующие топливные присадки:
- Фирма «UNITOR», присадка «FUEL CARE» — предотвращает забивание фильтров, улучшает впрыск, предотвращает расслаивание топлива, улучшает горение при использовании тяжелых остаточных топлив.
- Фирма «UNITOR», присадка «BURNAID» - улучшает сгорание топлива, уменьшает дымность и образование сажи.
- Фирма «UNITOR», присадка «VALVECARE» — уменьшает коррозию выпускных клапанов, увеличивает срок службы клапанов, уменьшает коррозионные отложения на деталях ГТН, увеличивает интервалы между чистками ГТН.
- Фирма «UNITOR», присадка «DIESELITE» — снижает смолистые отложения и углеродистой окалины.
- Фирма «UNITOR», присадка «DUAL PURPOSE PLUS» — для улучшения сгорания высоковязких топлив, уменьшает дымность, низкотемпературную коррозию.
- Фирма «NALFLEET», присадка «MAXI-MAZE REGULAR» — улучшает сгорание топлива, уменьшает сажеобразование, дымность, препятствует высоко- и низко¬температурным коррозиям (применяется для обработки тяжелого остаточного топлива).
- Фирма «NALFLEEET», присадка «SOOT REMOVER» — для удаления и предотвращения осаждения сажи в газовыхлопных системах дизелей и котлов.
- Фирма «DREW AMEROID MARIN», присадка «FOT» улучшает качество топлива и процесс горения при работе на тяжелых остаточных топливах.
- Фирма «DREW AMEROID MARIN», присадка «AMERGIZE» — улучшает сгорание тяжелого высоковязкого топлива, нейтрализует любую кислоту, препятствует высоко- и низкотемпературной коррозии, а также сернисто-ванадиевой коррозии.
