Возницкий И.В. - Практика использования морских топлив на судах

Скачать

Возницкий СУДОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Том 2

ВОЗНИЦКИЙ - ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СМАЗКЕ СУДОВЫХ ДИЗЕЛЕЙ

Возницкий И.В. Повреждения и поломки дизелей. Примеры и анализ причин 2006

1. Методы нефтепереработки.Их влияние на свойства топлив
2. Эксплуатационные свойства топлив

3.Сорта и стоимость топлив.
Их использование в дизелях

3.1. Виды и сорта топлив
Нефтяные топлива, в зависимости от их углеводородного состава (в свою очередь, определяемого химическим составом нефти), и методов ее переработки, подразделяются на пять групп:
1. прямогонные дистиллаты;
2. дистиллаты каталитического крекинга;
3. прямогонные остаточные топлива;
4. крекинг-остаточные топлива, преимущественно после висбре-акипга (термического крекинга) и каталитического крекинга;
5. смеси топлив, в которые входят топлива, перечисленные в п.п.1...4.

Упомянутые выше группы представлены двумя классами:
¦ дистиллатные топлива (distillate fuels), состоящие из легких фракций, получаемых дистилляцией в прямогоиных или крекинг-установках; для них характерны малые значения вязкости, в пределах 2,5... 14,0 мм2/с;
¦ тяжелые топлива (heavy fuels), состоящие из смесей тяжелых остаточных фракций, взятых из прямогонных и крекинг-установок, с газойлями (дистиллатами); их вязкость лежит в широком диапазоне 40...500 (700) мм2/с.

В России качество топлив регламентируется государственными стандартами или техническими условиями (Приложение 2).
За рубежом качественные показатели морских топлив определяются спецификациями Международной Организации Стандартов (ISO) - ISO 8217, 1996 (см. Приложение 3) и Британского института стандартизации (BSI) — BSMA 100, 1982. В дополнение к ним Международным Советом по ДВС — SIMAC в 1990 г. были выпущены «Рекомендации по тонливам для судовых и стационарных дизелей», в основном совпадающие со специфика-цями ISO и BSMA.
ГОСТ на топлива в основном используется внутри России. Компании, поставляющие топлива на зарубежные суда и за пределы России, руководствуются стандартом ISO. Это обстоятельство вынудило их подогнать характеристики производимых ими топлив под требования этого стандарта.

Заказ топлив - Рекомендации
Никогда не заказывайте тяжелые топлива руководствуясь только одной вязкостью, в последующем это может привес ти к длительным и дорогостоящим дискуссиям, и взаимным претензиям. При заказе топлива прежде всего нужно исходить из требований дизелестроителя к его качеству (пределы по плотности и соотношение с вязкостью — CCAI), возможностей и состояния системы топливоподготовки, имеющейся на судне (наличия и мощности подогрева телей топлива, производительности сепараторов и пр.). Основываясь на сведениях о приемлемых для конкретных условий показателях, из табл.3 (ISO-8217) выбирают марку топлива. Ее и указывают в заявке-заказе на топливо, при этом не исключаются дополнительные требования по отдельным показателям.

3.2. Дистиллатные топлива
В силу ограниченности ресурсов и высокой стоимости дистилла-тов (она в 1,5...2 раза превышает стоимость тяжелых топлив), дизельные топлива используют, в основном, лишь в тех случаях, когда двигатели и система топливообработки не приспособле! гы для работы на тяжелых топливах. В общем балансе потребления топлив на морских судах расход дизельного топлива составляет 6... 12%. Его, в основном, используют в высоко- и среднеоборот! i ых двигателях, топливной системой которых применение тяжелых топлив не предусмотрено.
Отечественная промышленность выпускает дизельные топлива марок Л, 3, ЗС, А и УФС. По содержанию серы они делятся па две подгруппы:
S < 0,2 % и S = 0,21... 0,50%.
Содержание меркаптановой серы ограничивается предельным значением 0,01%. Топливо УФС от остальных отличается утяжеленным фракционным составом, вследствие чего оно имеет более высокую вязкость (3...6 мм2/с), более высокие температуры помутнения (-4- 5°С) и застывания (0°С). В качестве заменителя дизельных топлив используют газотурбинные топлива, получаемые в качестве побочного продукта в процессах замедленного коксования. Газотурбинные топлива ТГ и ТГВК (табл. 2) в сравнении с дизельными топливами имеют более высокие вязкость и плотность, содержат до 25% смолистых соединений и непредельных углеводородов, что предопределяет их низкую стабильность, проявляющуюся при нагревании и смешивании с другими топливами. В 1988 г. отечественная промышленность приступила к выпуску судового маловязкого топлива, по своим показателям близкого к топливу марки Marine Diesel Oil-DMB. Его вырабатывают смешиванием дистиллатов вторичных крекинг-процессов с дизельными фракциями с повышенными температурами кипения, взятыми из атмосферной и вакуумной колони. Вязкость топлива достигает 11сСт, содержание серы до 1,5%, характерно более низкое значение параметра ЦЧ (но не ниже 40).
Зарубежными спецификациями предусматривается четыре сорта дистиллатпых топлив (табл.3). Топливо DX — высококачественный дистиллат, благодаря низким значениям температур застывания и вспышки, предназначается для использования в двигателях спасательных шлюпок и аварийных дизель-генераторов. Топливо DA — высококачественный дистиллат, именуемый Gas Oil или Marine Gas Oil. Топливо DB — основной сорт дистиллатного топлива, прменяемого в судовых дизелях, не оборудованных системой подогрева. В нем содержатся следы остаточных фракций и поэтому оно имеет более темный цвет в сравнении с предыдущими сортами. В морской практике его именуют Marine Diesel Oil (MDO). Топливо DC также входит в группу MDO, но содержит заметное количество остаточных продуктов и потому не рекомендуется к применению, если установка не имеет необходимых средств топливообработки, включая и подогрев.

3.3. Тяжелые топлива
Этот класс топлив подразделяется на две группы:
промежуточные топлива вязкостью до 180 мм2/с, представляющие собой смеси остаточных продуктов с дистиллатными фракциями, и тяжелые остаточные топлива (котельные топлива и мазуты), в основном состоящие из остаточных продуктов прямогонных и крекинг-гтро-цессов нефтепереработки и имеющие вязкость более 180 мм2/с.
Отечественные топлива.
Из выпускаемых отечественной промышленностью топлив к первой группе могют быть отнесены:
моторное топливо ДТ, флотские мазуты Ф-5 и Ф-12, топлива ДМ и технологические Э-4 и Э-5.
Все они при наличии систем подогрева и очистки могут бьггь использованы как в средне-, так и в малооборотных дизелях.
Ко второй группе относят топочные мазуты марок 40 и 40В, представляющие собой прямогонные высоковязкие топлива. При этом, мазут 40В значительно чище, поэтому он более предпочтителен для применения в дизелях. Заменителем топочных мазутов может служить моторное топливо ДМ, вязкость которого не превышает 150 мм2/с, содержание серы — не более 1,5%, хотя зольность может достигать значения 0,15%.

Зарубежные топлива.
Международным Стандартом ISO 8217 — 1996 предусматривается 15 марок остаточных топлив от RMA до RML (Residual Marine) в диапазоне вязкостей 10 сСт при 100°С (RMA 10) до 55 (RML 55).
При выборе сорта топлива следует руководствоваться соображениями как технического, так и экономического характера. При этом, если с переходом от дизельных топлив (MDO) к классу тяжелых топлив (IFO 160) выигрыш в стоимости составляет величину порядка 35%, то дальнейший переход к топливам с более высокой вязкостью дает выигрыш всего 5...6%. В то же время такие топлива, как правило, будут иметь худшие характеристики, поэтому их использование, в отличие от топлив, имеющих вязкость до значений 180...240 mmVc, является проблематичным. Этим объясняется тот факт, что судоходные компании стремятся избегать применения топлив вязкостью более 240...380 мм2/с. Правда, довольно часты случаи, когда топливо с вязкостью 180 сСт оказывается не лучше более дешевых топлив с вязкостью 380 сСт. Дело в том, что в менее вязкие топлива для снижения вязкости нередко добавляют большие количества крекинг-газойлей, включая и Slurry Oils, содержащие алюмо-силикаты и асфальтены, способствующие проявлению нестабильности и ухудшающие характеристики сгорания. Качество и стоимость топлив большей частью находятся между собой в прямой зависимости. И поэтому перевод дизелей на более дешевое топливо обязятельно будет иметь следствием ухудшение технического состояния дизелей, а также сопутствующее этому увеличение эксплуатационных расходов. Поэтому при подсчете суммарного экономического эффекта следует исходить из разности между выигрышем в стоимости израсходованного за определенный промежуток времени топлива и потерями в части эксплуатационных расходов.
В общем случае рост эксплуатационных расходов при переводе дизелей на более тяжелые топлива определяется:
- Увеличением удельного расхода топлива в связи со снижением его теплоты сгорания и возможным ухудшением качества сгорания;
- Увеличением затрат энергии, идущей на подогрев топлива, и ростом em потерь с отходами (сепарации и отстаивания в тапках);
- Сокращением ресурса дизеля между моточистками, ростом трудозатрат по техническому обслуживанию и затрат на запчасти.
- Увеличением расходов на масла в связи с необходимостью использовать более качественные и дорогие их марки; следует ожидать и увеличения расхода масел из-за более частой их замены.

3.4. Стоимость топлив В течение какого-то времени после окончания Второй мировой войны нефть и получаемые из нее продукты оставались самыми дешевыми энергоносителями. Доля затрат на топливо на судах не превышала 15% общей суммы эксплуатационных расходов. Нефтяной кризис 1973-1974 гг., совпавший по времени с арабо-израильским конфликтом, вызвал резкое увеличение стоимости нефти. К 1980-1981гг. цена на нефтепродукты на мировом рынке возросла в десять и более раз (цена дистиллатных топлив увеличилась с 33 до 350...370 долл. США). Начиная с 1982 г, отмечался уже спад цен, перемежавшийся отдельными небольшими подъемами. В 1993 1994гг. цены стабилизировались и теперь для дистиллатных топлив они находятся на уровне 150-180$ США, для тяжелых топлив -97-110 $/тонну. В России цены на нефтепродукты в 1994 г. вышли на уровень цен мирового рынка. Учитывая большую, почти полуторную, разницу в стоимостях тяжелых и дистиллатных топлив, предпочтение следует отдавать первым — несмотря на то, что они имеют значительно более худшие показатели качества. Экономическая целесообразность использования на судах тяжелых топлив очевидна, несмотря на то, что затраты на техническое обслуживание и ремонт дизеля при этом возрастают. В то же время практика мирового и отечественного судоходства показывает, что в малооборотных дизелях сегодня, в основном, используют тяжелые топлива, но вязкостью не более 300 - 380 мм2/с. В среднеоборотных дизелях, являющихся более чувствительными к качеству топлива, предпочтение отдают топливам вязкостью не выше 120. ..180 мм2/с. Стоимость топлив в основных портах мира по состоянию на январь 2005 г. приведена в приложении 6.

4. Топливная система, топливообработка
4.1. Топливная система

Полезные и проверенные программы: