Топливо, используемое для судовых двигателей

Топливо, используемое для судовых двигателей

1

Топливо — это вещество, которое при сжигании выделяет большое количество теплоты и используется как источник получения энергии.
твердое, газообразное, жидкое.

2

высокая теплота сгорания;
минимальное содержание влаги, серы, золы и иных примесей;
отсутствие склонности к самовозгоранию при длительном хранении;
сравнительно невысокую стоимость;
постоянство характеристик при длительном хранении.

3

Рабочая масса
Ср + Нр + Ор + Np + Sp + Ар + Wp = 100
Сухая масса
Сс + Нс + Ос + Nc + Sс + Ас = 100
Горючая масса.
Сг + Hr + Ог + Nг + Sгл = 100

4

5

Теплота сгорания топлива — это количество теплоты в килоджоулях, которое выделяется при полном сгорании топлива массой 1 кг.
Высшей теплотой сгорания Qрв называется количество теплоты, выделившееся при полном сгорании топлива массой 1 кг при условии, что продукты сгорания охлаждены до температуры конденсации содержащихся в них водяных паров.
Низшей теплотой сгорания Qрн называется количество теплоты, выделившееся при полном сгорании топлива массой 1 кг, но за вычетом теплоты, затраченной на испарение влаги топлива и влаги, образующейся при сгорании водорода топлива.

6

Вязкость—свойство текучих тел оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой.
Кинематическая вязкость (ν)— это физико-химическая характеристика материала, показывающая его способность под действием сил гравитации сопротивляться течению.
измеряется в стоксах (Ст) или сантистоксах (сСт).
Динамическая вязкость (η) η=νρ
Единицей динамической вязкости является пуаз (дина·с/см2=1 г/(см·с). Это вязкость жидкости, в которой при изменении скорости движения 1 м/с на расстоянии 1 м, касательное напряжение равно 1 Па.
Условная вязкость — величина, косвенно характеризующая гидравлическое сопротивление течению, измеряемая временем истечения заданного объёма раствора через вертикальную трубку (определённого диаметра). Измеряют в градусах Энглера (по имени немецкого химика К. О. Энглера), обозначают — °ВУ.
Вязкость определяет качество распыливания топлива при сжигании его, условия его транспортировки и хранения из-за низких температур застывания некоторых марок.

7

Номограмма вязкость - топливо

8

Плотность. Под плотностью Q204 понимается отношение массы топлива при температуре 20°С к массе воды при температуре 4 °С, занимающей тот же объем.
Плотность топлива необходимо знать для подсчетов запаса топлива в емкостях, которое принимается на судно по объему, а учитывается по массе, для настройки сепараторов. Плотность уменьшается с увеличением температуры, что следует учитывать при бункеровке и учете расхода топлива. Значение плотности при определенной температуре обычно указывается в сертификате или паспорте на принимаемое топливо.

9

Температура застывания — это температура, при которой нефтепродукты теряют свою естественную текучесть.
Температурой помутнения называется такая температура, при которой начинается выпадение кристаллов парафина, вызывающее помутнение нефтепродукта. Температура помутнения является важным показателем нефтепродуктов, особенно для моторных топлив, поскольку она показывает, при каких условиях возможно образование кристаллов парафина (или льда), выпадение которых в двигателе может нарушить его нормальную работу.
Температура вспышки — минимальная температура нагрева нефтепродукта, при которой его пары в смеси с окружающим воздухом вспыхивают от соприкосновения с пламенем и затем быстро гаснут. Допускает использование на судах топлив, температура вспышки которых в закрытом тигле не ниже 61 °С.

10

Содержание серы. Содержание серы в мазутах для судовых котлов не должно превышать 3,5%.
Содержание ванадий и натрия. Ванадий и натрий даже в очень незначительных количествах вызывают интенсивную коррозию поверхностей нагрева котла
Цетановое число — характеристика воспламеняемости дизельного топлива, определяющая период задержки воспламенения смеси (промежуток времени от впрыска топлива в цилиндр до начала его горения).

11

CCAI - Углеродный ароматический индекс

D= density at 15°C (kg/m3)V= viscosity (cST)t = viscosity temperature (°C)
Характеризует
самовоспламеняемость
топлива.

12

Процесс получения топлива

Прямая перегонка нефти
Атмосферная перегонка
Вакуумная дистилляция
Глубокая обработка остатков
Каталитический крекинг
Термический крекинг
Гидрокрекинг

13

Получение топлива

14

Группы топлив

15

Отечественные марки топлив

Дистиллятные топлива
летнее топливо марки Л
зимнее марки 3
газотурбинное топливо марки ТГ и ТГВК
Тяжелые топлива
Средневязкие топлива:
моторное топливо ДТ
флотские мазуты Ф-5 и Ф-12
Высоковязкие топлива:
Мазут 40
моторное топливо ДМ
топочный мазут марки 40 или 40В
Технологическое экспортное топливо марок Э-4,0 и Э-5,0

16

17

Западные марки топлив

Дистилятные
Gasoil
Marine gasoil (MGO)
Средневязские
Marine Diesel Oil (MDO)
Тяжелые
IFO 60…380

18

Международный стандарт ISO 8217:2012

Настоящий стандарт устанавливает требования к судовым топливам для СЭУ и включает в себя:
- 4 марки дистиллятного топлива, одно из них для дизельных двигателей, используемых для аварийных целей (DMX):
DMX, DMA, DMZ, DMB
- 11 марок судовых остаточных топлив:
RMA 10, RMB 30, RMD 80, RME 180, RMG 180, RMG 380, RMG 500, RMG 700, RMK 380, RMK 500, RMK 700

19

МАРПОЛ

57 сессия Marine Environment Protection Committee (МЕРС 57) предложила внести изменения в Правило 14 Приложения VI, в соответствии с которыми содержание серы в топливе, используемом во всем мире, не должно превышать:
4,5 % до 1 января 2012 года;
3.50 % с 1 января 2012 года;
0,50 % с 1 января 2020 года.
Содержание серы в топливе, используемом в SECA, не должно превышать:
1,50 % до 1 марта 2010 года;
1,00 % с 1 марта 2010 года;
0,10 % с 1 января 2015 года.

20

Охрана окружающей среды

HSFO (<4,5%)
LSFO (<1,0%)
ULSFO (<0,1%)
LSMGO (<0,1%)

21

Газомоторное топливо

1.Сжиженный природный газ, СПГ, (англ. liquefied natural gas, LNG) получают при охлаждении природного газа до температуры –162°C. При этом происходит сжатие газа по объёму в 600 раз.
2. Сжатый (компримированный) природный газ, КПГ (англ. compressed natural gas CNG) – газообразные углеводороды, образующиеся в земной коре, высокоэкономичное энергетическое топливо.
3. Сжиженный газ (пропан-бутан) или сжиженный углеводородный газ, СУГ (англ. liquefied petroleum gas LPG) – газ, полученный при добыче и переработке нефти. В жидкое состояние переводят при охлаждении до критической температуры и последующей конденсации в результате отвода теплоты парообразования.
4.Синтезированный природный газ (англ. synthetic natural gas SNG) газ, полученный из угля или нефти, состоит из тех же основных химических элементов, что и природный газ, и имеет такие же горючие свойства

22

Экономическое - стоимость природного газового моторного топлива ниже, чем жидкого топлива, получаемого из нефти

23

2. Экологическое. Газовое топливо почти не содержит серы, что значительно снижает содержание серы в выхлопных газах. Применение газового топлива кардинально (на 90 %) снижает выбросы оксидов азота (NOx). Сни­жение выбросов парниковых газов на эквивалентную мощность составляет 25 – 30 %, что являет­ся дополнительным аргументом в пользу перевода судовых двигателей на газовое топливо в свете современных экологических требований ИMO.

24

3. Эксплуатационное - отсутствие зольности и улучшение условий смазки повышает срок службы масла при использовании более дешёвых масел с минимумом присадок; в связи с уменьшением износа моторесурс может быть увеличен.

25

СПГ (LNG)

1. Согласно ГОСТ Р 57431—2017 сжиженный природный газ (liquefied natural gas, LNG). Криогенная жидкость без цвета и запаха, состоящая в основном из метана, которая может содержать небольшие количества этана, пропана, бутана, азота и других компонентов, присутствующих в природном газе. ГОСТ Р 56021-2014 устанавливает показатели качества, поставляемого потребителям СПГ, следующих марок А, Б и В. В качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания используется СПГ марки А и Б.

26

Присадки к судовым топливам

Развитие химической промышленности способствовало созданию химических веществ, улучшающих характеристики топлив. Данные вещества добавляемые в топливо называются присадками. Основными целями применения присадок топлива для судовых дизелей являются
повышение температуры застывания, что позволяет применять летнее дизельное топливо в зимних условиях (депрессорные присадки )
снижение предельной температуры фильтруемости
уменьшение коррозия топливных танков
облегчение удаления остатков топлива из танков при их чистке
улучшение смазывающих свойств дизельного топлива, что способствует снижению износа топливной аппаратуры
отделение топлива и воды (деэмульгаторы)
повышение стабильности смесей топлива
улучшения процесса сгорания, снижения образования сажи нагара

27