2.6 Прокачиваемость топлив
Определяющим этот показатель являются вязкостно-температурные свойства, содержание воды, механических примесей и ПАВ. Реологические свойства топлив изучались на ротационном вискозиметре «REOTEST - 2» с коаксиальными цилиндрами в интервале температур (-20...100°С) и скоростей (1,5...1400 с1), отвечающем условиям эксплуатации. [4]
Исследования проводились после предварительной термообработки и четырехчасовой выдержки образца топлива в приборе методом последовательного разрушения структур. Полные реологические кривые, полученные при этом, дали возможность оценить значение эффективной вязкости и, что немаловажно, начальную ньютоновскую вязкость практически неразрушенной структуры, которая обусловливает прокачиваемость топлив в начальный период работы двигателя, при его запуске.
В силу того, что топлива являются вязкопластичными системами и начальная вязкость экспериментально трудноизмерима, нами использовался для ее определения способ экстраполяции эффективной вязкости в область малых сдвиговых скоростей в двойных логарифмических координатах.
2.7 Низкотемпературные свойства
Характеризует условия слива и перекачки топлива. Она зависит от двух основных факторов: качества перерабатываемой нефти и способа получения топлива. Тяжелые моторные топлива, получаемые смешением остаточных и дистиллятных фракций, довольно не стабильны, их tпри хранении может повышаться на 4—15 °С. Явление это присуще только топливам, содержащим остаточные компоненты — такие как флотский мазут Ф-5, моторное топливо ДТ и ДМ и экспортный мазут. Полагают, что повышение tзаст при хранении (регрессия) обусловлено взаимодействием парафиновых углеводородов и асфальтено-смолистых веществ с образованием более жесткой кристаллической структуры. Это свойство топлив очень затрудняет их применение и не позволяет гарантировать соответствующее качество после хранения и транспортирования.
Большое влияние на tзаст оказывают температура нагрева, скорость охлаждения, наличие или отсутствие перемешивания и даже диаметр сосуда, в котором она определяется. Для котельных топлив tзаст изменяется в зависимости от условий термической обработки. [3]
2.8 Теплота сгорания
Это одна из важнейших характеристик топлива, от которой зависит его расход, особенно для топлив, применяемых в судовых энергетических установках, так как при заправке топливом с более высокой теплотой сгорания увеличивается дальность плавания. Теплота сгорания зависит от отношения Н/С, а также элементного состава топлива и его зольности. Различают высшую и низшую теплоту сгорания. При определении высшей теплоты сгорания учитывают, что часть тепла, выделяющегося при сгораний топлива, расходуется на конденсацию паров воды, образовавшейся при сгорании водорода в топливе. При определении низшей теплоты сгорания тепло, затрачиваемое на образование воды, не учитывается. [3]
3. Современные и перспективные требования и технологии к качеству тяжелых моторных и судового маловязкого топлива
Настоящие технические условия распространяются на топливо маловязкое судовое получаемое из дистиллятных фракций прямой перегонки и вторичной переработки нефти.
Топливо маловязкое судовое должно изготавливаться в соответствии с требованиями настоящих технических условий по технологии, согласованной с разработчиком и утвержденной в установленное порядке.
Топливо маловязкое судовое вырабатывается трех видов в зависимости от массовой доли серы: [6]
I вид - с массовой долей серы не более 0,5 %; код ОКП 02 5195 0301
IIвид - с массовой долей серы не более 1,0 %; код ОКП 02 5195 0302
III вид - с массовой долей серы не более 1,5 %; код ОКП 02 5195 0303
При производстве топлива маловязкого судового разрешаемся использование присадок, допущенных к применению в установленном порядке.
Топливо маловязкое судовое соответствует марке ДМА MSIPO - 8217.
На предприятиях, впервые осваивающих производство топлива маловязкого судового, осуществляется постановка его на промышленное производство по ГОСТ 15.001.
Производство топлива маловязкого судового допускается только на предприятиях, согласовавших настоящие технические условия и внесенных, как производитель, в каталожный лист продукции, зарегистрированный в установленном порядке.
Топливо маловязкое судовое должно соответствовать требованиям настоящие технических условий, указанным в таблице. [6]
Таблица 14 — Технические требования на СМТ (ТУ 38.101567-2000)
Наименование показателя | Значение | Метод испытания | |
| 1 | Вязкость при 20°С, не более: - условная, °ВУ | 2,0 | ГОСТ 6258 |
| - соответствующая ей кинематическая, мм2/с | 11,4 | ГОСТ 33 | |
| 2 | Цетановое число, не менее | 40 | ГОСТ 3122 |
| 3 | Температура вспышки, определяемая в закрытом тигле, °С, не ниже | 62 | ГОСТ 6356 или ASTM Д 93 |
| 4 | Температура застывания, °С, | Минус 10 | ГОСТ 20287 |
| 5 | Массовая доля серы, %, не болееI видII вид III вид | 0,5 1,0 1,5 | ГОСТ I9I2I или ГОСТ Р 50442 или ASTM Д 12 66 или ASTM Д 4294 |
| 6 | Массовая доля меркаптановой серы, %, не более | 0,025 | ГОСТ 17323 |
| 7 | Содержание воды | Следы | ГОСТ 2477 |
| 8 | Коксуемость, % не более | 0,2 | ГОСТ 19932 или ASTV Д 189 |
| 9 | Содержание механические примесей, %, не более | 0,02 | ГОСТ 6370 |
| 10 | Зольность, %, не более | 0,01 | ГОСТ 1461 или ASTM Д 482 |
| 11 | Содержание водорастворимых кислот и щелочей | отсутствие | ГОСТ 6307 |
Судовое маловязкое топливо по ТУ 38.101567-87 — это среднедистиллятное топливо, в отличие от моторного ДТ и судового высоковязкого топлива, получаемых смешением остаточных и среднедистиллятных фракций. Предназначено для применения в судовых энергетических установках вместо дизельного топлива. Компонентами маловязкого судового топлива являются негидроочищенные прямогонные атмосферные и вакуумные дистилляты, продукты вторичного происхождения — легкие и тяжелые газойли каталитического и термического крекинга, коксования.
Таблица 15 — Характеристики моторного топлива для среднеоборотных и малооборотных дизелей (ГОСТ 1667-68)
| Показатели | Марка топлива | |
| ДТ | ДМ | |
| Плотность при 20 °С, г/см3, не более | 0,930 | 0,970 |
| Фракционный состав: до 250 °С перегоняется, %, не более | 15 | 15 |
| Вязкость при 50 °С: кинематическая, мм2/с, не более соответствующая ей условная, °ВУ, не более | 36 2,95 | 130 17,4 |
| Коксуемость, %, не более | 3,0 | 9,0 |
| Зольность, % не более | 0,04 | 0,06 |
| Массовая доля серы, %, не более: в малосернистом топливе в сернистом топливе | 0,5 1,5 | 2,0 2,0 |
| Массовая доля, %, не более: механических примесей воды ванадия | 0,05 0,5 0,015 | 0,1 0,5 0,01 |
| Температура, °С: вспышки в закрытом тигле, не ниже застывания, не выше | 65 -5 | 85 10 |
| Примечание. Для марок ДТ и ДМ содержание сероводорода, водорастворимых кислот и щелочей— отсутствие. | ||
Таблица 16 — Характеристики маловязкого судового топлива (ТУ 38.101567-87)
| Показатели | Значение |
| Вязкость: условная при 20 'С, 'ВУ, не более соответствующая ей кинематическая, мм2/с, не болееЦетановое число, не менееТемпература, °'С: вспышки в закрытом тигле °С, не нижезастывания, не вышеМассовая доля, %, не более:серы меркаптановой серы воды механических примесейКоксуемость, %, не более Зольность, %, не более Содержание водорастворимых кислот и щелочей Плотность при 20 °С, г/м3, не более Йодное число, г йода на 100 г топлива, не более | 2,0 11,4 40 62 -10 1,5 0,025 Следы 0,02 0,2 0,01 Отсутствие 890 20 |
4. Ассортимент, качество и состав тяжелых видов моторных топлив
Стандарт на котельное топливо — ГОСТ 10585—75 предусматривает выпуск четырех его марок: флотских мазутов Ф-5 и Ф-12, которые по вязкости классифицируются как легкие топлива, топочных мазутов марки 40 — как среднее и марки 100 — тяжелое топливо. Цифры указывают ориентировочную вязкость (ответствующих марок мазутов при 50 °С. В зависимости от содержания серы топочные мазуты подразделяют на низкосернистые — до 0,5 %, малосернистые — от 0,5 % до 1,0 %, сернистые — от 1,0 до 2,0 % и высоко-сернистые от 2,0 до 3,5 %. [3]
Топочные мазуты марок 40 и 100 изготовляют из остатков переработки нефти. В мазут марки 40 для снижения температуры застывания до 10 °С добавляют 8—15 % среднедистиллятных фракций, в мазут марки 100 дизельные фракции не добавляют.
Таблица 17 — Характеристики мазутов (ГОСТ 10585-75)
| Показатели | Марка топлива | |||
| Ф-5 | Ф-12 | 40 | 100 | |
| Вязкость при 50 °С, не более: | ||||
| условная, °ВУ | 5,0 | 12,0 | - | - |
| соответствующая ей кинематическая, мм2/с | 36,2 | 89,0 | - | - |
| Вязкость при 80 °С, не более: | ||||
| условная, °ВУ | - | - | 8,0 | 16,0 |
| соответствующая ей кинематическая, мм2/с | - | - | 59,0 | 118,0 |
| Динамическая вязкость при 0 °С, Па-с, не более | 2,7 | - | - | - |
| Зольность, %, не более, для мазута: | ||||
| малозольного | - | - | 0,04 | 0,05 |
| зольного | 0,05 | 0,10 | 0,12 | 0,14 |
| Массовая доля, %, не более: | ||||
| механических примесей | 0,10 | 0,12 | 0,5 | 1,0 |
| воды | 0,3 | 0,3 | 1,0 | 1,0 |
| Массовая доля серы, %, не более, для мазута: | ||||
| низкосернистого | - | - | 0,5 | 0,5 |
| малосернистого | - | 0,6 | 1,0 | 1,0 |
| сернистого | 2,0 | 2,0 | 2,0 | |
| высокосернистого | - | - | 3,5 | 3,5 |
| Коксуемость, %, не более | 6,0 | - | - | - |
| Температура вспышки, °С, не ниже: | ||||
| в закрытом тигле | 80 | 90 | - | - |
| ' в открытом тигле | - | - | 90 | 110 |
| Температура застывания, °С, не выше | -5 | -8 | 10; 25* | 25; 42* |
| Теплота сгорания (низшая) в пересчете | ||||
| на сухое топливо (не браковочная), кДж/кг, | ||||
| не менее, для мазута: | ||||
| низкосернистого, малосернистого | 41454 | 41454 | 40740 | 40530 |
| и сернистого | ||||
| высокосернистого | - | - | 39900 | 39000 |
| Плотность при 20 °С, кг/м3, не более | 955 | 960 | - | - |
| * Для мазута из высокопарафинистых нефтей Примечание. Для всех марок топлива содержание водорастворимых кислот и щелочей, сероводорода — отсутствие. | ||||
Флотские мазуты марок Ф-5 и Ф-12 предназначены для сжигания в судовых энергетических установках. По сравнению с топочными мазутами марок 40 и 100 они обладают лучшими характеристиками: меньшими вязкостью, содержанием механических примесей и воды, зольностью и более низкой температурой застывания. Флотский мазут марки Ф-5 получают смешением продуктов прямой перегонки нефти: в большинстве случаев 60—70 % мазута прямогонного и 30—40 % дизельного топлива с добавлением депрессорной присадки. Допускается использовать в его составе до 22 % керосино-газойлевых фракций вторичных процессов, в том числе легкого газойля каталитического и термического крекинга. Флотский мазут марки Ф-12 вырабатывают в небольших количествах на установках прямой перегонки нефти. Основными отличиями мазута ф-12 от Ф-5 являются более жесткие требования по содержанию серы (<0,8 % против <2,0 %) и менее жесткие требования по вязкости при 50 °С (<12 °ВУ против <5 °ВУ).