10.2 Обработка и подача топлива к дизелям

Дляобеспечению надежной работы топливной аппаратуры судовых дизелей топливо проходит предварительную обработку, заключающуюся в отстаивании, сепарировании, фильтрации, подогреве тяжелого топлива, а иногда и предусматривающуюся химическую, гидродинамическую, магнитную и другие методы. После предварительной обработки топливо подаётся к дизелям. Предварительная обработка осуществляется для удаления из топлива механических примесей и воды, улучшения агрегатного состояния топлива, снижения его коррозионной агрессивности, повышения способности топлива к самовоспламенению и сгоранию.

Наиболее широко распространены традиционные способы обработки топлива на судах, предусматривающие очистку его от механических примесей и воды путём использования:

- гравитационных сил (отстаивание в ёмкостях);

- центробежных сил (обработка с помощью центрифугирующих устройств – сепараторов);

- полупроницаемых (фильтрующих) материалов (обработка в фильтрующих устройствах);

- гомогенизаторов, разрушающих сгущения и агломераты.

Отстаивание топлива

Отстаивание – это наиболее простой метод очистки нефтяных топлив от загрязнений при условии достаточного различия в значениях плотности загрязнений, воды и нефтяного топлива. Осаждение механических примесей в гравитационном поле жидкости происходит под действием собственного веса и подчиняется законам падения тел малого размера в среде, оказывающей сопротивление их движению. Отстаивание топлива производится в специальных цистернах, а воду и осевшую грязь удаляют снизу через спускной кран.

Как известно, вязкость топлива может меняться в широком диапазоне и является тем показателем, на который можно влиять в процессе эксплуатации на борту судна путём подогрева.

Расчёты показывают, что время осаждения механических примесей, одинакового размера в мазуте, имеющем вязкость 20⁰ВУ при 50⁰С, примерно в 12-15 раз больше, чем в дизельном дистиллятном топливе. Аналогичны соотношения и для времени осаждения глобул воды, если только частицы воды не образуют стойкой водотопливной эмульсии. При наличии водотопливной эмульсии, даже при малой вязкости топлива, осаждение водяных глобул не происходит. Естественно, что при спокойном состоянии цистерны качество очистки выше. Так в стационарных установках создать благоприятные условия для отстаивания не представляет особых трудностей, то в судовых условиях выполнять все эти требования сложнее, и поэтому качество очистки значительно ниже.

На основании изложенного можно сделать следующие выводы:

- по своей эффективности отстаивание топлива как метод подготовки в последнее время теряет свое значение на флоте, особенно для высоковязких топлив:

- наиболее эффективно отстаивание может применяться для очистки мало- и средневязких топлив;

- отстаивание топлив является вспомогательным способом очистки.

Процесс отстаивания дизельного топлива происходит довольно быстро, в то время как отстаивание тяжелых высоковязких топлив протекает медленно и не всегда удовлетворительно. Этому мешает высокая вязкость топлива. Для её снижения топливо в цистерне подогревают паровыми змеевиками, до 70°С, если температура вспышки топлива выше 85°С. При меньших значениях температуры вспышки во избежание пожара температура подогрева не должна превышать 15 градусов от температур вспышки и подогрева топлива. Это условие выбора максимально допустимой температуры подогрева топлива распространяется для всех видов подогревателей, сообщающихся с атмосферой. На механические частицы и глобулы воды, находящиеся в топливе, действует гравитационная сила и выталкивающая сила, направленная вверх – в сторону, противоположную действию силы тяжести. При превышении силы тяжести частицы выпадают в осадок, происходит отстаивание, позволяющее в известной степени очистить топливо от загрязняющих его примесей. Если допустить, что осаждение происходит с постоянной скоростью, то её величина может быть определена из следующего, уравнения:

(10.2.1)

Если высота осаждения L, то время падения частицы от верхнего уровня до днища танка составит следующую величину:

(10.2.2)

где μ – динамическая вязкость;

d–диаметр частицы;

– плотности частиц и жидкости;

g– ускорение силы тяжести

Из (2) следует, что отстаивание топлива будет происходить тем, быстрее, чем меньше вязкость топлива и чем больше размер частицы (d²), а также разность плотностей материала частицы и топлива.