книги из ГПНТБ / Итинская, Н. И. Топливо, смазочные материалы и технические жидкости учеб. пособие

ратуры на каждые 10° почти в 2 раза ускоряет процесс окисления. Следовательно, сохранение качественных по­ казателей и уменьшение количественных потерь во мно­ гом зависят от самих механизаторов. Нельзя транспорти­ ровать и хранить нефтепродукты в плохо оборудованных, грязных цистернах и резервуарах.

Из всех видов нефтепродуктов автомобильные бензины в своем составе содержат наибольшее количество легкокипящих углеводородов, поэтому основные потери здесь на испарение. Эти потери могут происходить как в результа­ те малых дыханий, которые обусловливаются суточными изменениями температур окружающей среды и газового пространства резервуара, так и больших дыханий, когда паровоздушные смеси вытесняются при наполнении и опо­ рожнении резервуара. Большие потери наблюдаются при вентиляции газового пространства (истечение паровоздуш­ ной смеси через имеющиеся неплотности в кровле резер­ вуара),

§ 10. Меры борьбы с потерями

Особенностью нефтехозяйств колхозов и совхозов яв­ ляется сравнительно небольшой общий объем резервуар­ ного парка, хранение и перевозки нефтепродуктов в не­ больших емкостях, широкое использование горизонталь­ ных резервуаров с большим зеркалом испарения. Хранят нефтепродукты главным образом в наземных резервуарах. Нефтесклады иногда удалены от магистральных дорог на значительное расстояние, в подавляющем большинстве построены не по типовым проектам, очень часто оборудо­ вание, организация и эксплуатация нефтехозяйств не от­ вечают современным требованиям. Все это увеличивает качественные и количественные потери нефтепродуктов.

Кроме этого, если в нефтяной промышленности вопро­ сам перевозок, хранения, приему и отпуску нефтепродук­ тов уделяется должное внимание, то в сельском хозяйстве почти нет исследований и работ, направленных на сниже­ ние потерь, улучшение оборудования, рациональной ор­ ганизации и эксплуатации нефтехозяйств, а те разработки, которые имеются в данном направлении, внедряются в практику чрезвычайно медленно. Нефтехозяйства про­ должают оставаться наиболее отсталым участком в меха­ низированном сельскохозяйственном производстве. Не­ обходимо повысить квалификацию обслуживающего пер-

100

соиала. Все это приводит к тому, что в сельском хозяйстве потери нефтепродуктов во много раз превышают допусти­ мые.

Основные мероприятия, направленные на снижение потерь бензинов от испарения, могут быть следующими:

сокращение газового пространства резервуаров; уменьшение амплитуды колебаний температур паровоз­

душного пространства резервуаров; транспорт и хранение бензинов должно быть под дав­

лением, т. е. в емкости с исправными, правильно работаю­ щими дыхательными клапанами;

улавливание паров бензина; правильная рациональная организация эксплуатации

нефтескладского оборудования.

Для уменьшения газового пространства хранить бензин следует в резервуарах, заполненных на 90% объема. Удобным способом сокращения потерь бензина (распро­ странен за рубежом) является покрытие поверхности неф­ тепродукта специальными веществами или эмульсиями с плотностью, меньшей, чем у бензина. Такие вещества не должны растворяться в бензине, а их стабильность долж­ на быть достаточно высокой, чтобы длительное время они удерживались на поверхности и предохраняли бензин от испарения. В последние годы находят применение защит­ ные покрытия нефтепродуктов микрополыми шариками, которые получают на основе фенольной и карбидной смол, заполненных азотом.

Уменьшить температурные колебания резервуаров мож­ но многими способами. Наиболее простые их них — зате­ нение резервуаров лиственными породами деревьев с ши­ рокой кроной, окраска поверхности резервуаров светлыми красками, повышающими отражательную способность. Лучшая краска белая, затем розовая, светло-голубая. Ши­ роко распространенная алюминиевая окраска увеличива­ ет потери на испарение по сравнению с белой примерно в 2 раза. Кроме этого, с течением времени лучеотражательная способность алюминиевой краски значительно уменьшается.

Резко снижает температуру газового пространства, а следовательно, и потери орошение резервуаров водой. Как известно, вода имеет высокую скрытую теплоту па­ рообразования. При орошении испаряющиеся капли воды отбирают тепло с поверхности резервуара, за счет чего понижается температура внутри резервуара.

101

Хорошим средством борьбы с потерями бензина яв­ ляется хранение его в подземных или полуподземных ре­ зервуарах, в которых отсутствуют или резко сокращены (полуподземные) суточные колебания температур. Но в сельском хозяйстве эти способы хранения пока составля­ ют менее 20%.

Установка дыхательных клапанов, которые должны обеспечивать герметичное хранение бензина в заданных пределах давления и разряжения, значительно снижает потери бензина от испарения. К сожалению, с работой дыхательных клапанов положение крайне неблагополуч­ ное. Работниками ГОСНИТИ было проведено обследова­ ние ряда резервуаров для хранения топлив в нефтехозяйствах колхозов и совхозов в разных районах страны. Все

В настоящее время на большинстве резервуаров уста­ новлен дыхательный клапан ДК-50, более новая модель ДК-ТМЗ. Эти серийные клапаны не обеспечивают герме­ тизации нефтепродуктов в резервуарах, кроме этого, их конструкция такова, что при обслуживании их и проверке клапана его нужно снимать с резервуара. Пропускная спо­ собность серийных клапанов в 1,5—2 раза ниже произ­ водительности топливных насосов, что мешает внедрению более прогрессивного нижнего налива топлив. Обычно ре­ зервуары заполняют открытой струей через наливную тру­ бу или через рукав автоцистерны, опущенный в резерву­ ар через открытую горловину. И в первом, и во втором слу­ чая наблюдаются большие потери и загрязнение бензина. В ГОСНИТИ разработана и проверена новая конструкция дыхательного клапана повышенной производительности, позволяющего проводить регулировку и проверку кла­ пана без его демонтажа, т. е. без разгерметизации резер­ вуара. Оборудование резервуаров такими клапанами поз­ волит осуществлять нижний налив бензина, что резко сни­ жает потери и уменьшает загрязнение.

Потери бензина от утечек (подкапывание, просачива­ ние, подтекание) и разлива следует прежде всего снижать за счет совершенствования оборудования, используемого при транспорте, хранении, приеме и отпуске нефтепро­ дуктов. В сельском хозяйстве еще имеются случаи

102

заправки бензина ведрами, перевозки и хранения в боч­ ках.

Широко используемая трубопроводная арматура обыч­ но дает количественные потери (иногда подтекание, обыч­ но просачивание), арматура громоздка, имеет сложное устройство, неудобна при обслуживании; установка ша ровых кранов исключает эти недостатки. Обычны большие потери нефтепродуктов через сальники, фланцевые соеди­ нения. Изготовление сальников и прокладок из совре­ менных синтетических материалов (капрон, фторопласт), способных надежно работать при отрицательных и поло­ жительных температурах и не растворяющихся в нефте­ продуктах и органических растворителях, позволит резко снизить количественные потери.

Очень часто наблюдаются потери бензина за счет пе­ реполнения баков автомобилей, поэтому нужно устанав­ ливать краны с автоматическим отключением топлива. Оборудование приемо-раздаточных стояков противокапельными устройствами, внедрение быстроразъемных гер­ метизирующих муфт позволят резко снизить потери неф­ тепродуктов. В настоящее время большие потери бензинов в сельском хозяйстве в значительной степени происходят из-за несовершенных методов и средств учета, недопусти­ мого бесхозяйственного отношения ко многим мероприя­ тиям, которые необходимы при транспорте, хранении, при­ еме и отпуске автомобильных бензинов.

§ 11. Меры предосторожности при использовании бензина

Бензины, как и другие нефтепродукты, относятся к ядовитым токсичным веществам. Но какой бы большой ни была ядовитость, опасности для здоровья не будет, если знать свойства, соблюдать меры предосторожности и технику безопасности при обращении с топливами. В ор­ ганизм человека токсичное вещество может попадать через дыхательные пути, пищевой тракт, сквозь поры кожи, яд может действовать и на слизистые оболочки. Чаще всего отравление происходит через дыхательные органы. Отравления могут быть сстрыми при высоких концентрациях яда, часто имеющими летальный исход (заканчивающимися смертью), и хроническими, когда в течение длительного времени или периодически на орга­ низм действуют малые концентрации ядовитых веществ.

103

Хронические отравления могут приводить к трудноизле­ чимым заболеваниям.

Отравляющее действие токсичных веществ зависит от многих факторов: свойства вещества, его концентрации, физического состояния (газ, жидкость, твердое тело), условий работы (температура, давление, влажность сре­ ды), сопротивляемости организма. Чем выше температу­ ра, тем сильнее действие ядов.

Действие яда не всегда вызывает отравления, так как вступают защитные силы организма, кроме того, яд вы­ водится через дыхательные органы, желудочно-пищевые пути. Отравление наступает в тех случаях, когда кон­ центрация ядовитых веществ, попавших в организм че­ ловека, выше, чем защитная реакция его организма. В за­ висимости от свойств ядовитых соединений при повторных попаданиях в организм они могут накапливаться в крови и приводить к тяжелым последствиям (например, накоп­ ление свинца при небрежном обращении с этилированным бензином, допустимая концентрация тетраэтилсвинца в воздухе миллионные доли, мг/л).

Как было рассмотрено выше, современные автомобиль­ ные и авиационные бензины являются сложной смесью, состоящей из базового бензина, различных высокоокта­ новых компонентов, а часто и антидетонаторов. В за­ висимости от составляющих веществ будет меняться и ядовитость бензина.

Чаще всего отравления наблюдаются при вдыхании воздуха, в котором содержатся пары бензина, поэтому чем больше испаряемость бензина, его летучесть, выше уп­ ругость паров, тем больше опасность отравления. Авто­ мобильные бензины содержат больше легколетучих уг­ леводородов, чем авиационные, упругость их паров также выше, поэтому они опаснее для здоровья человека.

С повышением температуры окружающей среды уве­ личиваются испаряемость бензина и опасность превыше­ ния допустимой концентрации его паров в воздухе.

По данным К. К. Папок, воздух считается безопасным для здоровья человека, если содержание паров бензина в нем не превышает 0,3 мг/л. Более высокие концентрации могут вызвать отравления. Даже при недолгом вдыхании воздуха с содержанием паров бензина 6—8 мг/л появ­ ляется головная боль, раздражение слизистых оболочек глаз, носоглотки, сухой кашель, может появиться воз­ буждение и головокружение, аналогичное опьянению.

104

Длительное преоывание в такой атмосфере может вызвать острые отравления с тяжелыми исходами. При острых отравлениях парами бензина появляется вялость, мы­ шечная слабость, чувствуется озноб, понижаются темпе­ ратура и кровяное давление. При быстром удалении че­ ловека из такой атмосферы все эти явления постепенно проходят.

По данным К. К. Папок и И. Г. Барон, концентрация бензина в воздухе 35—40 мг/л опасна для жизни, если дышать таким воздухом 5—10 мин. При более высоких концентрациях происходит очень быстрое отравление, потеря сознания и смерть.

Из всех видов работ, связанных с использованием бен­ зина, наиболее опасными являются зачистка резервуаров и удаление из них остатков бензина. Здесь часто рабочим приходится работать в атмосфере, опасной для жизни. Эти работы обязательно проводятся бригадой в специаль­ ной защитной одежде и маске, соединенной длинным шлан­ гом с чистым атмосферным воздухом. Нужно работать с изолирующим кислородным противогазом; в этом слу­ чае дышат не воздухом, а кислородом, который находится в аппарате. Пользоваться обычными фильтрующими про­ тивогазами нельзя, так как они пригодны для работы толь­ ко в такой атмосфере, где имеется достаточное количество кислорода. Перед ремонтом резервуара, цистерны или их зачисткой прежде всего необходимо полностью слить топ­ ливо, затем наполнить емкость водой и слить ее вместе с всплывшими остатками топлива, открыть все люки и лазы и хорошо проветрить емкость. Только после этого можно приступать к работам.

Случаи отравления парами бензина во время слива и налива продукта, при отборе проб, замерах объема, рабо­ тах в тарных хранилищах, разливочных, лабораториях более редки, чем при зачистке резервуаров. При выполне­ нии этих работ чаще наблюдается хроническое отравление организма. Признак хронического отравления: прогрес­ сирующее малокровие, вялость, головная боль, бессон­ ница или сонливость, потеря веса, воспаление слизистых оболочек, заболевание органов дыхания.

В настоящее время широко применяются этилирован­ ные бензины, содержащие в своем составе ядовитый тет­ раэтилсвинец. Действие паров обычного и этилированного горючего практически одинаково, так как испаряются уг­ леводороды бензина, а более тяжелый с высокой темпера­

105

турой кипения тетраэтилсвинец находится в бензине в растворенном состоянии. Отравления жидким бензином, попавшим в желудочно-кишечный тракт, значительно сильнее от этилированного бензина. 1акже сильнее дей­ ствует этилированный бензин при проникновении в кровь через поры кожи, особенно при наличии поврежденной кожи (царапины, порезы).

Основные правила обращения с этилированным бен­ зином сводятся к следующему. Ремонт и зачистку резер­ вуаров и емкостей, в которых хранился бензин, обязатель­ но проводить в защитной одежде и маске с подачей чисто­ го воздуха. Осторожно обращаться при перекачках и наливе бензина, не допуская его разлива, особенно в за­ крытых помещениях.

Работать с этилированным бензином нужно в спец­ одежде, которую снимают после работы. Если на одежду попал бензин, ее проветривают до исчезновения запаха и стирают в горячей воде с мылом.

Категорически запрещается продувать ртом систему питания двигателя, работающего как на этилированном, так и на неэтилированном бензине. При необходимости исправления дефектов в пути нужно работать в резиновых перчатках и стараться, чтобы бензин не попал на одежду, а особенно на тело. Если этилированное топливо попало на кожу, снять его тампоном ваты, смоченной в керосине или чистом бензине, а затем обмыть пораженное место го­ рячей водой с мылом. Нельзя принимать пищу или курить, не вымыв руки.

Нельзя применять этилированные бензины для мытья

лированном бензине, нужно обезвредить детали, удалить с них нагары и другие осадки, в которых содержится свинец, с помощью органических растворителей. Рабо­ тать в резиновых перчатках, защитной одежде и маске.

Люди, работающие в атмосфере с большими концент­ рациями паров бензина, должны периодически проходить медицинские осмотры. Особенно осторожным нужно быть при работе двигателей иа холостом ходу в закрытых поме­ щениях (гаражи, мастерские), так как в воздухе могут быстро накопиться окись углерода, соединения свинца,

106

выбрасываемые вместе с выхлопными газами. Такие по­ мещения должны быть оборудованы приточно-вытяжной вентиляцией с верхним и нижним отсосами.

§ 12. Методические указания к выполнению лабораторной работы и типовые задачи

По материалу, изложенному во II и III главах, выпол­ няется одна лабораторная работа № 3 «Исследование топ­ лива для карбюраторных двигателей». На выполнение ра­ боты требуется 4 ч.

Цель работы. Ознакомить студентов с методами опреде­ ления основных физико-химических констант топлива для карбюраторного двигателя. Научить разбираться в пас­ портах и ГОСТах. По анализу продуктов сгорания опре­ делить коэффициент избытка воздуха и подсчитать теп­ лоту сгорания горючей смеси. Определить сорт и марку топлива и дать заключение о его эксплуатационных свойст­ вах.

Содержание работы. Студенту дается образец топлива и к нему ряд дополнительных данных, которые требуют дли­ тельного времени при исследовании или не могут быть оп­ ределены из-за отсутствия аппаратуры. Например, могут быть даны: октановое число, содержание серы, индукци­ онный период. Если не определялась теплота сгорания во второй работе, то дается количество углерода и водорода для подсчета (?низ по формуле Менделеева.

Самостоятельно выполняются следующие работы.

По результату осмотра образца дают заключение о на­ личии воды и механических примесей (глава II, § 2), наличии этиловой жидкости (глава III, § 5). Определяют фракционный состав (глава II, § 8). Строят кривую раз­ гонки бензина и дают ее анализ (глава III, § 2). Опреде­ ляют содержание органических и минеральных кислот (глава II, § 10 и глава III, § 7). Определяют содержание фактических смол (глава II, § 9) и склонность топлива к нагарообразованию (глава III, § 6). Проводят анализ про­ дуктов сгорания и подсчитывают коэффициент избытка воздуха (глава II, § 6). Подсчитывают Qro смеси (глава И, § 7).

Результаты исследования. По полученным данным нуж­ но составить паспорт исследуемого топлива. Образец для бензина АИ-93 (зимний) ГОСТ 2084—67 приведен в табл. 10. В графу испытания записать результаты анализа и

107

данные, полученные от преподавателя. По паспорту по­ добрать сорт и марку образца и выписать данные, требуе­ мые ГОСТом. По имеющимся отклонениям дать заключение о качестве исследуемого топлива и возможностях его ис­ пользования.

Заключение о качестве. Бензин АИ-93 выпускается этилированный и неэтилированный. Исследуемый бензин неэтилированный, получен каталитическим крекингом с добавлением высокооктановых компонентов. Применяется зимой в высокофорсированных автомобильных двигателях ВАЗ-2101, МЗМА-412, «Волга» ГАЗ-24 и др.

108

Исследуемый бензин хорошей детонационной стойко­ сти, но имеет ухудшенный фракционный состав, несколь­ ко затруднен пуск двигателя, хуже рабочая фракция, повышенный конец кипения, что не обеспечивает полноту сгорания топлива и несколько повышает расход бензи­ на. Резко увеличено содержание фактических смол, что при применении бензина приведет к повышенному нагарообразованию. Стабильность бензина высокая и отве­ чает требованию ГОСТа; можно предположить, что плохие условия транспорта или хранения привели к резкому по­ вышению фактических смол. Заметных отклонений по кор­ розийным свойствам нет. Значительное снижение Qrop смеси свидетельствует о том, что установка, где проводилось сжигание бензина, отрегулирована неправильно (высо­ кий коэффициент избытка воздуха).

ТИПОВЫЕ ЗАДАЧИ

Задача № i

1.Определите теплоту сгорания 5 л нормальной смеси углево­

дорода С8Н16, имеющего р£° = 0,740.

в) Определяем массу сгоревшего углеводорода:

109