Сайт нуждается в вашей поддержке!
Категории сайта

Состав и характеристики качества горючего

Присоединяйтесь к нашему ТГ каналу!

Качество горючего проявляется в эффективности его использования и представляет собой совокупность его эксплуатационных свойств. Количественные характеристики эксплуатационных свойств горючего, входящие в состав их качества, выступают как объективные показатели качества.

Их следует понимать как количественное определение степени пригодности удовлетворять потребности применительно к определенным условиям создания и использования горючего.

Показатели качества горючего

Показатели качества без сравнения с базовым значением или со значением, необходимым для удовлетворения потребностей, еще не раскрывают уровень качества.

Для контроля качества горючего нет необходимости выбирать все характеристики эксплуатационных свойств. Например, в ГОСТах и технических условиях некоторые показатели непосредственно оценивают уровень эксплуатационных свойств, другие косвенно и только совместно с другими показателями и признаками качества горючего и качества процессов его создания гарантируют заданный уровень качества. Наиболее общими характеристиками качества, которые в определенном сочетании характеризуют эксплуатационные свойства горючего (прокачиваемость, испаряемость, воспламеняемость, горючесть, стабильность, склонность к отложениям и коррозионность), являются:

Некоторые из названных показателей качества входят в комплекс показателей, оценивающих несколько эксплуатационных свойств. Например:

Зольность, коксуемость горючего и коксуемость 10 %-ного остатка оказывают влияние на склонность к отложениям горючего, но в большей мере характеризуют качество технологических процессов его получения.

Плотностью называют массу вещества, содержащуюся в единице объема. При определении плотности горючего используют денсиметры (ареометры), гидростатические весы и пиктометры. Для сравнения разных продуктов плотность их приводят к температуре 20 °C, принятой за стандартную, и выражают в г/см3. При пересчете плотности, определенной при температуре испытания (ρτ), к плотности при температуре 20 °C (ρ20) пользуются формулой:

ρ20 = ρt + γ (t  20),

где:

Коэффициент кинематической вязкости определяют для горючего, у которого напряжение сдвига при скольжении его слоев пропорционально скорости деформации, т. е. имеющего свойства ньютоновой жидкости. Сущность определения вязкости заключается в установлении времени перетекания некоторого объема жидкости при заданной температуре через капилляр под действием или внешней силы (для динамической вязкости), или собственной массы (для кинематической вязкости). Широкое применение для определения кинематической вязкости получили U-образные вискозиметры. Коэффициент кинематической вязкости вычисляют по формуле:

ντ = Cτ,

где:

Как показатель качества коэффициент кинематической вязкости выражают в мм2 (в сантистоксах – сСт). Величина, в сто раз большая, – Стокс (Ст) выражает кинематическую вязкость жидкости, плотность которой равна 1 г/см3 и которая оказывает сопротивление, равное 1 дине при взаимном перемещении двух слоев жидкости площадью 1 см2, находящихся на расстоянии 1 см один от другого и перемещающихся относительно друг друга со скоростью 1 см/с. Для высоковязких топлив находят показатель условной вязкости – число условных градусов, представляющее собой отношение времени истечения в стандартных условиях 200 мл испытуемого продукта при температуре испытания ко времени истечения такого же объема дистиллированной воды при температуре + 20 °C. Условные градусы вязкости обозначают знаком °ВУ.

Температурой помутнения называют максимальную температуру, при которой в горючем появляется фазовая неоднородность, горючее начинает мутнеть вследствие выделения микроскопических капелек воды, микрокристаллов льда или углеводородов. Этот показатель определяют в зависимости от технических требований с предварительным обезвоживанием или без обезвоживания.

Основу прибора для определения температуры помутнения составляют две пробирки с двойными стенками. В одной пробирке охлаждают испытуемое топливо, а другую пробирку с исходным продуктом используют как прозрачный эталон. При появлении в охлаждаемом горючем мути (слегка матовый оттенок допускается) фиксируют температуру его помутнения.

Температурой начала кристаллизаии называют максимальную температуру, при которой в горючем невооруженным глазом обнаруживают кристаллы углеводородов или льда. Этот показатель определяют с помощью прибора, предназначенного для оценки температуры помутнения. После нахождения температуры помутнения горючее охлаждают до ожидаемого начала кристаллизации и сравнивают с эталоном.

Температурой застывания горючего называют температуру, при которой оно в стандартных условиях достигает состояния потери подвижности. Горючее подвергают глубокому охлаждению в пробирке с двойными стенками и вычисляют температуру, при которой в наклоненной пробирке под углом 45° уровень продукта остается неподвижным в течение 1 мин.

Механические примеси – это твердые вещества органического или неорганического происхождения, находящиеся в горючем в виде осадка или во взвешенном состоянии. В зависимости от требований технических условий содержание механических примесей в горючем определяют качественно или количественно. Количественное содержание механических примесей оценивается путем растворения испытуемого продукта в растворителе (бензине, бензоле) и последующего фильтрования и взвешивания фильтра с осадком. Массовую долю механических примесей выражают в процентах.

Содержание воды в бензине и реактивном топливе определяют визуально. Для топлив остальных видов предусматривается количественное определение воды. Для этого воду выгоняют из образца топлива в смеси с легким растворителем, не содержащим воду.

Давлением насыщенных паров называют давление, развиваемое парами испытуемого горючего при равновесии жидкой и паровой фаз. Давление насыщенных паров горючего определяют при температуре 38 °C одним из двух методов:

В металлическом приборе, состоящем из топливной и воздушной камер, соединенных на резьбе, измеряют суммарное давление Классификация и основные эксплуатационные свойства горючегонасыщенных паров горючего, водяных паров и воздуха при соотношении паровой и жидкой фаз 4:1. После внесения поправок на изменение давления воздуха и паров воды в воздушной камере вследствие разницы между начальной температурой и температурой испытания давление насыщенных паров горючего выражают в миллиметрах ртутного столба.

Сущность определения давления насыщенных паров горючего в приборе Валявского – Бударова заключается в установлении приращения объема паровоздушной смеси после испарения горючего в специальном стеклянном приборе при постоянных давлении, температуре и отношении начальных объемов воздуха и горючего. Давление насыщенных паров горючего ps, мм рт. ст., вычисляют по формуле:

ps = V2  V1V2 pбар  49,7,

где:

Фракционный состав выражает зависимость между температурой и количеством перегоняемого при этой температуре горючего. Фракционный состав является важнейшей характеристикой испаряемости горючего. В качестве параметра этой характеристики используют температуру отгона определенного количества продукта. Фракционный состав определяют в стандартном аппарате при соблюдении стандартных условий проведения разгонки. Для испытаний берут 100 мл горючего. В процессе разгонки фиксируют температуру в момент падения первой капли с конца трубки холодильника (начало перегонки), а затем температуру перегонки определенного количества продукта в соответствии с техническими требованиями на испытуемое горючее (например, 10, 50, 90 %). Если в технических требованиях нормируются проценты отгона при определенных температурах, например до 100, 200, 300 °C, то в процессе перегонки записывают объем жидкости в цилиндре для отгона при соответствующей температуре.

Перед разгонкой горючее обезвоживают. Слегка помутневшее дизельное топливо фильтруют через сухой фильтр.

Температурой вспышки называют температуру, при которой пары горючего, нагреваемого при строго определенных условиях, образуют с окружающим воздухом смесь, вспыхивающую при поднесении пламени. Этот показатель характеризует нижний предел воспламенения испытуемого горючего в смеси с воздухом. Температуру вспышки вычисляют в открытом и закрытом тигле.

Цетановое число определяют на одноцилиндровой установке с использованием эталонных топлив гексадекана-цетана (цетановое число 100) и а-метилнафталина (цетановое число 0). Цетановое число топлива численно равно объемной доле (в процентах) цетана в смеси его с α-метилнафталином, эквивалентной по воспламеняемости данному топливу при испытании на стандартной установке в стандартных условиях. Сущность определения цетанового числа заключается в сравнении воспламеняемости дизельного топлива с воспламеняемостью эталонных топлив с известным цетановым числом. Сравнение испытуемого топлива с эталонными производят при стандартном режиме по длительности задержки воспламенения. Заданную для сравнения задержку воспламенения устанавливают изменением степени сжатия. В процессе испытаний подбирают смеси эталонов, из которых один эталон имеет заданную задержку воспламенения при большей степени сжатия, а другой – при меньшей степени сжатия, чем испытуемое топливо. Затем расчетом находят эквивалентное испытуемому эталонное топливо.

Октановое число определяют на основе сравнения детонационных характеристик ε Степень сжатия, при которой наблюдается стандартная интенсивность детонации x = f (α) испытуемого бензина и эталонного топлива при составе смеси (α), соответствующем наибольшей интенсивности детонации. В качестве эталона для определения октанового числа выбирают изо-октан (октановое число 100) и нормальный гептан (октановое число 0).

Октановое число топлива численно равно объемной доле (в процентах) изо-октана в смеси его с н-гептаном, эквивалентной по детонационной стойкости топливу при испытании на стандартной установке с переменной степенью сжатия в стандартных условиях.

Существуют различные методы определения октановых чисел. Наибольшее распространение в нашей стране получили моторный и исследовательский. Введение исследовательского метода обусловлено стремлением приблизить условий испытания топлива к условиям эксплуатации двигателей на переменных режимах. Октановое число, вычисленное исследовательским методом, вследствие менее напряженного режима испытаний на 4-8 единиц выше, чем вычисленное моторным методом. Чем больше испытуемые топлива отличаются друг от друга и от эталонных смесей групповым углеводородным составом, тем больше различаются октановые числа.

Для более полной оценки детонационной стойкости бензинов желательно при испытании сравнивать их с эталонами не по одной точке детонационной характеристики ε Степень сжатия, при которой наблюдается стандартная интенсивность детонации x = f (α), соответствующей составу смеси, при котором наблюдается максимальная интенсивность детонации, а выбирать несколько таких точек и режимов. Это можно осуществить при стендовых и дорожных детонационных испытаниях.

Топлива различного группового углеводородного состава с одинаковыми октановыми или цетановыми числами в условиях испытания, отличных от стандартных, могут иметь разные значения этих чисел.

Удельную теплоту сгорания определяют сжиганием навески испытуемого горючего в калориметрической бомбе (при постоянном объеме) в среде сжатого кислорода, насыщенного водяным паром. Выделяющаяся при сгорании продукта теплота, отнесенная к единице его массы, с учетом поправок на теплообмен калориметра с окружающей средой и на количество теплоты, вносимой устройствами для поджигания и обеспечения герметичности (запальная проволока, капсулы желатиновые), а также на количество теплоты образования и растворения в воде серной и азотной кислот, образующихся в процессе испытаний, выражает искомую удельную теплоту сгорания.

Фактическими смолами называют сложные продукты окисления, полимеризации и конденсации углеводородов и гетероорганических соединений, содержащиеся в горючем и образующиеся в нем в условиях испытания. Метод определения фактических смол заключается в выпаривании испытуемого продукта в струе горячего воздуха или водяного пара с последующим взвешиванием образовавшихся смол. Содержание фактических смол выражают в миллиграммах на 100 мл испытуемого горючего.

В тяжелом топливе (котельное топливо) определяют смолистые вещества, включая в их состав смолы, асфальтаны, полициклические и другие высокомолекулярные соединения, которые извлекаются из мазута крепкой серной кислотой. Метод определения Особенности работы топливовпрыскивающей аппаратуры на тяжелых топливахсмолистых веществ в тяжелом топливе заключается в измерении увеличения объема кислоты в результате растворения в ней указанных веществ. Количество смолистых веществ, содержащихся во взятой пробе топлива, вычисляют по формуле:

Gслив = V · 100Vг,

где:

Метод определения водорастворимых кислот и щелочей заключается в извлечении их из горючего водой или водным раствором спирта и определении величины pH водной вытяжки pH-метром или реакции среды с помощью индикаторов. Водная вытяжка по величине pH может характеризоваться как:

или как среда, в которой отсутствуют водорастворимые кислоты и щелочи. При использовании индикаторов метилового оранжевого и фенолфталеина окрашивание водной вытяжки указывает на наличие соответственно водорастворимых кислот или щелочей. Горючее считается не содержащим водорастворимых кислот или щелочей при отсутствии розового или красного окрашивания вытяжки от индикаторов метилового оранжевого или фенолфталеина.

Кислотность оценивает содержание в горючем органических кислот. При количественном определении органических кислот их извлекают из горючего кипящим спиртом с последующей нейтрализацией спиртовым раствором едкого кали. Кислотность горючего выражают в миллиграммах едкого калия потребного для нейтрализации органических кислот, содержащихся в 100 мл.

Пробой на медную пластинку качественно оценивают содержанием в горючем элементарной серы, сероводорода и меркаптанов. Сущность испытания заключается в воздействии горючего на чистую полированную медную пластинку в течение 3 ч при 50 °C. Появление на пластинке пленок или налетов черного, серого или темно-коричневого цвета или черных точек является признаком наличия в горючем свободной серы или активных сернистых соединений. Проба на медную пластинку позволяет обнаружить содержание элементарной серы в количестве не менее 0,001 %, а содержание сероводорода до 0,0005 %.

Для некоторых групп горючего требуется количественное определение содержания меркаптановой серы и сероводорода.

Коксуемостью называют массовую долю углистого остатка (в процентах), образующегося после сжигания в стандартном приборе испытуемого горючего дли его 10 %-ного остатка.

3ольноапью называют массовую долю несгораемого остатка (в процентах), образующегося при сжигании испытуемого горючего и прокаливании твердого осадка до постоянной массы.

В зависимости от технологии получения горючего, его назначения, условий хранения, транспортирования и применения выбирается то или иное сочетание показателей и признаков качества для каждого сорта и марки для оценки качества как на месте получения, так и на месте потребления. Кроме требований к качеству, предписываемых государственными стандартами и техническими условиями, для специфических условий транспортирования, хранения и применения горючего в судовой технике специальными директивными документами (руководствами) устанавливается порядок контроля качества и необходимые показатели для его определения.

Все рассмотренные показатели и признаки качества, как было указано выше, определяют необходимый уровень эксплуатационных свойств при соблюдении условий по качеству сырья и технологии производства. Если эти условия не соблюдаются, уровень эксплуатационных свойств устанавливается квалификационными и другими комплексами методов испытаний.

Автомобильные бензины

Основной маркой автомобильных бензинов является А76. Бензин марки АИ98 выпускается обычный и с государственным Знаком качества; он имеет, по сравнению с бензином А76, более высокие показатели по кислотности (не более 1,0) и фактическим смолам (на месте производства – не более 3 мг/100 мм, на месте потребления – не более 5 мг/100 мм). В бензине содержится не более 0,05 % серы, продолжительность индукционного периода не менее 1 300 мин. Ассортимент современных автомобильных бензинов дан в табл. 1.

Таблица 1. Физико-химические характеристики автомобильных бензинов по ГОСТ 2084-77
ХарактеристикаМарки бензина
АИ98АИ93А76А72
Октановое число, не менее:
по моторному методу89857672
по исследовательскому методу9893
Содержание ТЭС, г/кг, не более:0,50,50,24
Температура, °C, не выше:
начала перегонки (не менее)35353535
перегонки 10 % топлива70707070
перегонки 50 % топлива115115115115
перегонки 90 % топлива180180180180
конца перегонки195195195195
Давление насыщенных паров, мм рт. ст., не выше500500500500
Кислотность, в мг КОН на 100 мм, не более3333
Содержание фактических смол, мг на 100 мм, не более:
на месте производства5555
на месте потребления771010
Индукционный период до этилирования, мин, не менее900900900600
Содержание серы, %, не более0,10,10,10,12
ЦветЖелтыйСинийЗеленый

Кроме указанных в табл. 1 марок бензинов в нашей стране вырабатываются бензины «Экстра», АИ95 и А66.

С учетом особенностей рабочего процесса поршневых двигателей с искровым зажиганием, особенностей их применения, а также различий в конструкции и степени их формировки основными требованиями к топливу являются:

В соответствии с этими требованиями важнейшими свойствами автомобильных бензинов являются:

Оптимизация указанных свойств осуществляется с учетом сырьевых источников получения углеводородного топлива, состояния технологии и возможностей существующей производственной базы. Необходимый уровень качества автомобильных бензинов достигается компаундированием различных бензиновых фракций, высокооктановых компонентов, присадок и добавок.

С целью расширения ресурсов производства для получения автомобильных бензинов используются компоненты различных технологических процессов переработки нефти. В качестве основы бензина применяют продукты прямой перегонки, каталитического крекинга и риформинга. В качестве компонентов могут вовлекаться:

получаемые при переработке углеводородных газов:

Для получения необходимого уровня детонационной стойкости для бензина многих марок применяется этилирование – добавка этиловой жидкости.

Компонентный состав автомобильных бензинов одной и той же марки может существенно различаться. Например, бензин А72 неэтилированный готовят на основе бензинов каталитического риформинга или каталитического крекинга. Компонентами могут быть бензины прямой перегонки, термического крекинга, и других процессов.

Автомобильный бензин А76 преимущественно готовят на основе бензинов каталитического риформинга с добавлением легкого бензина прямой перегонки и термического крекинга. В состав бензина может входить в достаточно большом количестве прямогонная фракция, а также высокооктановые компоненты. Содержание ТЭС ограничивается нормой не более 0,24 г/кг топлива.

Октановое число автомобильного бензина АИ93, определенное моторным методом, составляет не менее 85, а исследовательским методом – не менее 93.

Бензин выпускают этилированным и неэтилированным. В этилированном бензине содержание ТЭС не должно превышать 0,5 г/кг. Этилированный бензин АИ93 преимущественно готовят на основе бензина каталитического риформинга мягкого режима (70-80 %) с добавлением толуола (10-15 %) и алкилбензина (8-10 %). Для улучшения испяпяемости добавляют легкую фракцию прямой перегонки или бутан-бутиленовую фракцию. Неэтилипованный бензин АИ93 на базе каталитического риформинга (70-75 %) содержит обычно алкилбензин, изо-пентан (25-28 %), а также бутан-бутиленовую фракцию (5-7 %).

Октановое число бензина АИ98, определенное исследовательским метолом, равно не менее 98, а моторным – не менее 89. Это топливо может быть получено на основе неэтилипованного бензина АИ93 с добавкой к нему до 0.5 г/кг ТЭС или компаундированием рассмотренных выше базовых бензинов изо-алкановых и ароматических компонентов. Вовлечение в состав бензинов продуктов каталитического, а в некоторых случаях термического крекинга и продуктов коксования снижает химическую стабильность, особенно этилированных бензинов. Для повышения стабильности при изготовлении бензинов добавляют антиокислители в следующем количестве по отношению к продуктам вторичного происхождения:

Требования к испаряемости автомобильных бензинов с учетом конструктивного разнообразия двигателей, а главное, условий применения наиболее полно удовлетворяются выпуском сезонных марок. Это и предусматривается ГОСТ 2084-77, в соответствии с которым все автомобильные бензины, кроме марки АИ98, подразделяются на легкие и зимние. Для зимних бензинов А72, А76 и АИ93 установлены следующие значения испаряемости:

Однако выпуск сезонных бензинов усложняет систему обеспечения горючим, непроизводительно увеличивает число резервуаров и сеть трубопроводов. С целью повышения эффективности применения автомобильных бензинов необходима дальнейшая унификация на основе оптимизации эксплуатационных свойств, в первую очередь испаряемости и детонационной стойкости.

Дизельное топливо

Дизельное топливо используется в двигателях с воспламенением от сжатия (дизели) и газотурбинных двигателях некоторых типов. Требования к качеству дизельных топлив включают:

Оптимизация этих требований осуществляется с учетом сырьевых источников и стоимости производства, поскольку масштабы потребления дизельного топлива быстро растут.

Наиболее специфическим эксплуатационным свойством дизельных топлив является воспламеняемость. От этого свойства зависят:

График зависимости от цетанового числа
Рис. 1 Изменение мощности Ne, времени пуска τпс, удельного расхода топлива ge, дымности выпускных газов D и жесткости работы дизеля dp/dφ в зависимости от цетанового числа топлива.
Кривые с индексами 1 и 2 соответствуют различным значениям факторов Фу и Фк

При низких температурах влияние воспламеняемости на запуск сказывается в большей степени, чем при высоких. С повышением до определенного предела воспламеняемости топлива улучшается процесс горения и его эффективность, уменьшается период задержки воспламенения и жесткость работы, улучшается экономичность. Дальнейшее повышение воспламеняемости незначительно влияет на задержку воспламенения и скорость нарастания давления, вместе с тем экономичность двигателя ухудшается, дымность возрастает. Это объясняется плавным нарастанием давления вследствие небольшой задержки воспламенения и относительно невысокой скорости горения, что приводит к переносу значительной части процесса в такт расширения.

Испаряемость дизельного топлива важна для легких дистиллятных продуктов. Оптимизируя воспламеняемость и испаряемость, можно получить существенный эффект в быстроходных дизелях. Совместное влияние испаряемости и воспламеняемости на запуск, жесткость работы, мощность и экономичность двигателя можно проследить, анализируя зависимости, приведенные на рис. 2.

Диаграмма зависимости испаряемости на мощность
Рис. 2 Влияние испаряемости (Vог – количество перегоняемого топлива до 300 °C в процентах) и воспламеняемости топлива (Чц – цетановое число) на мощность Ne, удельный расход ge, время пуска τпс и жесткость работы дизеля dp/dcp

Для тяжелых дизельных и моторных топлив испаряемость не влияет существенно на рабочий процесс двигателя, и температура термического разложения значительно ниже температур выкипания основных фракций. Таким образом, процессы термического разложения и газификации оказывают основное влияние на развитие процессов, предшествующих воспламенению и горению.

Характеристики прокачиваемости дизельных топлив приобретают особенно важное значение в условиях низких температур окружающего воздуха. Это объясняется резким увеличением вязкости топлива при понижении температуры, кристаллизацией и застыванием высокомолекулярных углеводородов, а также способностью удерживать механические примеси и образовывать устойчивые эмульсии с водой.

Особенности смесеобразования, воспламенения и горения гетерогенной горючей смеси в дизелях, высокая молекулярная масса компонентов топлива способствуют образованию различных видов отложений в виде лака и нагара. Склонность к отложениям дизельного топлива существенно зависит от присутствия гетероорганических (особенно сернистых) соединений и смолистых веществ. Поэтому необходимо строго регламентировать содержание смолистых веществ, содержание сероводородов, общей и маркаптановой серы.

При наличии меркаптанов в дизельном топливе наблюдается износ топливной аппаратуры. В присутствии воды коррозия металлов меркаптанами резко усиливается. Кислотная и газовая коррозия продуктами сгорания определяется прежде всего количеством сернистых соединений.

Дизельное топливо выпускают по двум стандартам – ГОСТ 4749-73 и ГОСТ 305-73 (табл. 2 и 3). Гарантийный срок хранения топлив – пять лет со дня изготовления.

Таблица 2 Основные физико-технические характеристики дизельного топлива по ГОСТ 4749-73
ХарактеристикаДЛДЗДАДСВысшая категория качества ДС
Цетановое число, не менее4545455052
Температура, °C, не выше:
перегонки первых 10 % топлива200200
перегонки первых 50 % топлива290280255280280
перегонки первых 96 % топлива360340330340340
Вязкость кинематическая при 20 °C, сСт3,5-6,03,5-6,01,5-4,04,5-8,04,5-8,0
Температура, °C, не выше:
застывания-10-45-60-15-15
помутнения-5-35Не норм.-10-10
вспышки в закрытом тигле (не ниже)6550359090
Содержание фактических смол, мг на 100 мг топлива,не более5030305050
Содержание серы, %, не более0,20,20,20,20,15

Дизельное топливо по ГОСТ 4749-73 предназначено для быстроходных дизелей наземной техники и судовых газовых турбин. Топливо получают прямой перегонкой нефти, а также из продуктов прямой перегонки сернистых нефтей, прошедших гидроочистку и депарафинизацию. Для повышения воспламеняемости допускается добавлять не более 1 % изо-пропилнитрата. Топливо ДС (кроме обычного) выпускается высшей категории качества, имеет улучшенные характеристики воспламеняемости и меньшее содержание сернистых соединений и коксуемость.

Таблица 3 Характеристики дизельного топлива по ГОСТ 305-73
ХарактеристикаАЗСЗЛ
Цетановое число, не менее45454545
Температура, °C, не выше:
перегонки 50 % топлива240280250280
перегонки 96 % топлива330340340360
Вязкость кинематическая, сСт, при 20 °C:
для дизелей общего назначенияНе менее 1,51,8-3,21,8-3,23,0-6,0
для тепловозных и судовых дизелей2,2-5,03,5-6,0
Кислотность, мг КОН на 100 мл, не более5555
Содержание серы, %, не более0,20,20,20,2
Температура, °C, не выше:
застывания-55-45-35-10
помутнения-35-25-5
Содержание фактических смол, мг на 100 мл, не более30303040
Температура вспышки в закрытом тигле, °C, не ниже:
для дизелей общего назначения30353540
для тепловозных и судовых дизелей4061

Дизельное топливо марки ДЛ рекомендуется для эксплуатации быстроходных дизелей и некоторых судовых газовых турбин.

Дизельное топливо по ГОСТ 305-73 (см. табл. 3) получают с применением фракций прямой перегонки сернистых нефтей, гидроочистки и депарафинизации, а также смешением этих продуктов с каталитическим газойлем (не более 20 % в составе смеси). Это несколько снижает уровень эксплуатационных свойств, особенно склонность к отложениям. Топливо выпускается четырех марок:

которые делятся на подгруппы:

Для обеих групп содержание маркаптановой серы ограничивается до 0,01 %.

В судовой технике как основное используется топливо Л.

Показатели качества дизельных топлив согласно ГОСТ 4749-73 и ГОСТ 305-73 близки между собой, а некоторых топлив равноценны:

Учитывая сырьевые ресурсы и необходимость дальнейшего улучшения качества, в частности уменьшения содержания каталитического газойля, топливо Л можно рассматривать как основное для дизелей и некоторых газотурбинных установок.

Дальнейшее совершенствование силовых агрегатов судовой техники направлено на создание многотопливных двигателей на основе дизеля, работающих на различных топливах:

Наряду с использованием присадок эти проблемы могут решаться регулированием (подбором) фракционного и группового углеводородного состава топлива. В настоящее время наметилась тенденция облегчения дизельного топлива для быстроходных дизелей и использования даже остаточных топлив для среднеоборотных и низкооборотных дизелей. С улучшением испаряемости снижается воспламеняемость, но увеличиваются скорость горения и жесткость работы двигателя. Для средне- и низкооборотных дизелей вследствие особых условий протекания рабочего процесса испаряемость топлива уже не имеет существенного значения, так как скорость образования топливно-воздушной смеси в большей степени зависит не от скорости испарения топлива, а от скорости деструкции и газификации молекул углеводородов.

Проблема ликвидации вредных последствий присутствия в топливе серы уже не является такой актуальной, как раньше. Этому способствовало широкое внедрение процессов гидроочистки топлива, улучшение качества моторного масла и совершенствование конструкции дизелей.

Топливо для средне- и малооборотных дизелей выпускают по ГОСТ 1667-68 и вырабатывают двух марок, различающихся в основном:

Таблица 4. Топливо моторное для среднеоборотных и малооборотных дизелей
ХарактеристикаНорма для марки (ГОСТ 1667-68)
ДТ с государственным Знаком качестваДТДМ
Плотность при 20 °C, г/см3, не более0,9300,9300,970
Количество топлива, перегоняемое при температуре до 250 °C, %, не более151510
Вязкость при 50 °C:
кинематическая, м2/с (сСт), не более20·10-6 (20)36·10-6 (36)150·10 -6 (150)
условная, °ВУ, не более2,955,020
Коксуемость, %, не более3,03,010
Зольность, %, не более0,020,040,15
Содержание серы в топливе, %, не более:
сероводородаОтсутствует
водорастворимых кислот и щелочей
механических примесей0,050,10,2
воды0,11,01,5
Температура, °C:
вспышки (определяемая в закрытом тигле), не ниже 706585
застывания, не выше-5-510

Моторное топливо ДТ предназначено для среднеоборотных и малооборотных дизелей. Моторное топливо (мазут) ДМ используют для судовых малооборотных дизелей с использованием систем топливоподготовки.

Жидкое котельное и тяжелое газотурбинное топливо

Жидкое котельное топливо среди всех групп горючего занимает первое место по объему производства. Оно является продуктом переработки нефтей, горючих сланцев и каменных углей. Нефтяное котельное топливо содержит:

Для получения маловязких мазутов с низкой температурой застывания для энергетических установок морского флота к остаточным продуктам добавляют до 20-25 % дизельных фракций.

Сланцевое котельное топливо представляет собой тяжелый продукт полукоксования – сланцевое масло после его нейтрализации.

Каменноугольный мазут получают переработкой смол при полукоксовании.

В качестве котельного топлива в отдельных случаях используют тяжелые нефти, не содержащие легких фракций и из-за экономической нецелесообразности не вовлекаемые в переработку.

Тяжелое газотурбинное топливо, как и котельное, готовят смешением фракций прямой перегонки и вторичных процессов с остаточными продуктами.

Особенности топочных процессов паровых котлов, различных промышленных печей, мощных транспортных и стационарных газовых турбин, условия применения, хранения и транспортировки топлива имеют много общего. Для достижения высокой энергетической эффективности и надежности использования рассматриваемых топочных устройств, а также для создания необходимых условий транспортировки и хранения топливо должно удовлетворять следующим требованиям:

Чтобы добиться наибольшего экономического эффекта при использовании жидкого топлива, приходится применять в качестве компонентов топлив, наряду с дистиллятными продуктами, остаточные продукты и тяжелые остатки различных процессов переработки нефти. Конкретные пути и методы выполнения требований различны. Применение эффективных присадок, безусловно, приведет к повышению общего КПД топочных устройств и газотурбинных установок, а также к понижению эксплуатационных расходов, связанных с их применением.

Хотя стоимость тяжелых сортов котельного и газотурбинного топлива ниже стоимости топлива на основе керосинных и газойлевых дистиллятов (реактивное и дизельное топливо), однако их применение не всегда целесообразно для некоторых видов судовой техники. В тяжелых остаточных компонентах топлива присутствуют сложные высокомолекулярные соединения:

Эти соединения вызывают образование низкотемпературных и высокотемпературных соединений, коррозию, несовместимость при смешении различных сортов и марок топлива, которая особенно резко проявляется, например, при смешении продуктов алканового основания с продуктами из нефти асфальтового основания. В результате несовместимости в цистернах происходит деление компонентов по слоям – явление гратификации. Это наблюдается в тех случаях, когда легкие компоненты топливной смеси неспособны растворять частицы остаточных компонентов с высокой молекулярной массой.

Неполное сгорание топлива, содержащего высокомолекулярные соединения, сопровождается образованием нагара. Характер нагара и его вредные последствия зависят от состава топлива (рис. 3).

График зависимости состава топлива и отложений
Рис. 3 Влияние состава топлива и температуры на образование отложений.
1 – доля тяжелого топлива – 1,9 % S; 0,05 % золы (0,025 % V2O5 + 0,01 % Na2O); 2 – то же 2,5 % S; 0,2 % золы (0,09 % Na2O); 3 – то же 0,5 % S; 0,18 % золы (0,15 % IO2 + Al2O3).
Испытания на лабораторной установке

Сера, содержащаяся в топливе, в процессе сгорания образует SO2 и SO3. Большая часть двуокиси серы выпускается из двигателя и не причиняет особого ущерба. Преобразование SO2 в SO3 сопровождается возникновением кислотной и газовой коррозии и отложений.

Окисление двуокиси серы до трехокиси серы ускоряется в случае каталитического действия окислов ванадия и железа и присутствия атомарного кислорода. Частицы золы, взвешенные в потоке газа, адсорбируют SO3 и способны частично выносить ее из камеры сгорания. Однако отложение золы на нагретых поверхностях и ее каталитическое действие в конечном результате способствует увеличению содержания SO3 в газах. Даже небольшое количество SO3 в продуктах сгорания резко повышает возможность газовой коррозии при повышенной температуре газов и кислотной коррозии в условиях конденсации влаги. Трех-окись серы соединяется с зольными компонентами топлива, понижает точки плавления и превращает их в липкие полутвердые материалы, к которым при стают взвешенные частицы сажи и золы.

Вследствие отложения золы в условиях повышенных температур возникает коррозия металлов. Главными компонентами, вызывающими коррозию, являются соединения серы, ванадия и натрия (рис. 4).

График воздействия ванадия на коррозию
Рис. 4 Влияние содержания ванадия в мазуте на коррозию сплава ЭИ481 при различных температурах, °C.
1 – 600; 2 – 630;. 3 – 680; 4 – 800; 5 – 850 °C.
Испытания на модельной лабораторной камере сгорания; содержание серы в топливе 1,73-1,90 %, натрия 0,8-1,3·10-2 %

Основное котельное топливо для специальных судовых энергетических установок – мазут марки Ф5 и Ф12 (табл. 5).

Таблица 5. Характеристики качества котельного топлива для флота
ХарактеристикаМарка (ГОСТ 10585-63)
Ф5Ф1240100
Вязкость условная, °ВУ, не более:
при 50 °C512
при 80 °C816
Зольность, %, не более:0,050,10,120,14
Содержание, %, не более:
механических примесей0,10,120,81,5
воды0,30,31,51,5
серы2,00,60,5-3,50,5-3,5
Температура вспышки, °C, не ниже:
в закрытом тигле8090
в открытом тигле90110
застывания-5-81025

Эти марки различаются вязкостью и содержанием серы. Топливо Ф5 изготовляют из сернистой нефти; оно должно содержать не более 2 % серы. Мазут Ф12 вырабатывают из малосернистой нефти; в топливе допускается не более 0,6 % серы (ГОСТ 10585-75).

Мазуты топочные марок 40 и 100 являются массовыми товарными топливами для всех котельных и топочных установок общего назначения. Топливо марок 40 и 100 вырабатывают из малосернистой и сернистой нефти (ГОСТ 10585-75). В зависимости от содержания общей серы топливо делится на малосернистое (0,5-1 %), сернистое (1-2 %) и высокосернистое (2-3,5 % общей серы).

Топочные мазуты 40 и 100, выпускаемые с государственным Знаком качества, отличаются от обычных меньшей вязкостью (соответственно 6 и 10 °ВУ при 80 °C) и зольностью (0,04 и 0,05 %), малым содержанием механических примесей (0,07 и 0,2 %) и воды (0,3 %).

Сланцевое котельное топливо – масло сланцевое (ГОСТ 4806-66) вырабатывается двух марок А и Б, различающихся вязкостью и температурой вспышки (табл. 6).

Таблица 6. Основные характеристики качества сланцевого масла (топливного)
ХарактеристикаМарки
АБ
Вязкость при 80 °C, °ВУ, не более:3,05,0
Зольность, %, не более:0,30,3
Содержание, %, не более:
серы1,01,0
воды3,02,0
Водорастворимые кислоты и щелочиОтсутствуют
Температура вспышки в открытом тигле, °C, не ниже:6580

Температура застывания той и другой марки установлена не выше минус 10 °C, теплота сгорания не менее 39 300 кДж/кг.

Для некоторых транспортных газотурбинных установок, например судовых и тепловозных, выпускают тяжелое газотурбинное топливо (ГОСТ 10433-75).

Газотурбинное топливо (см. табл. 7) ТГВК – высшей категории качества и ТГ – обычное производят из дистиллятных фракций прямой перегонки и вторичных процессов.

Таблица 7. Физико-химические характеристики газотурбинных топлив
ХарактеристикиТГВКТГ
Содержание, %, не более:
ванадия0,00020,0004
натрия0,0002
суммы натрия и калия0,005
кальция0,001
серы1,02,5
воды0,20,5
механических примесей0,020,03
Температура вспышки в закрытом тигле, °C, не ниже:6561
Иодное число, г иода на 100 г топлива, не более:2045

Для этих топлив:

В топливе должны отсутствовать сероводород, водорастворимые кислоты и щелочи. Другие характеристики качества приведены в табл. 7.

Повышение качества тяжелого котельного и газотурбинного топлива связано с уменьшением влияния сернистых соединений, соединений ванадия и натрия, образующихся при сжигании топлива, уменьшением образования отложений нагара с зольными компонентами, а также с уменьшением образования осадков в мазуте при хранении. Решение этих проблем, в свою очёредь/тесно связано с ресурсами топлива.

Для расширения ресурсов в котельное топливо вводят продукты вторичной переработки нефти, что способствует интенсивному старению топлива при хранении. При этом увеличивается вязкость и образуются осадки. Осадки, образующиеся и выпадающие при хранении топлива, кроме механических примесей содержат много асфальтенов и карбоидов. Установлено, что в процессе хранения в топливе возникают новые карбоиды в результате окисления крекинг-продуктов и последующей полимеризации продуктов окисления. Окисление и полимеризация протекают тем интенсивнее, чем больше содержится в топливе кислотных, сернистых и азотистых соединений. На скорость образования осадков особенно сильно влияет периодический подогрев мазута при хранении, который необходим для осуществления сливно-наливных операций при пониженных температурах окружающей среды. Топлива многих марок требуется подогревать для лучшего распыливания и горения; с целью уменьшения склонности к образованию осадков в топливо следует вводить присадки.

Читайте также: Дизельное топливо и его эксплуатационные свойства

Асфальтены и карбены, образующиеся в результате превращений крекинг-продуктов, обладают большей способностью к коагуляции, чем эти же вещества из фракций прямой перегонки.

Асфальтосмолистые вещества могут тормозить выпадение осадков при хранении котельного топлива. При этом асфальтосмолистые вещества адсорбируют нейтральные смолы и высокомолекулярные циклические углеводороды, образуя защитные оболочки на коллоидных частицах, и остаются в дисперсном состоянии. В такое топливо нежелательно вводить газойлевые фракции, содержащие алкановые углеводороды, так как они разрушают защитные оболочки и приводят к выпадению осадка.

В присутствии воды в котельном топливе, образуются стойкие эмульсии.

При взаимодействии воды с высокомолекулярными и химическими нестабильными компонентами топлива образуются эмульсии, которые осаждаются в виде суспензий. Эмульсия ухудшает распиливание топлива; вода, попадая в достаточно большом количестве в камеру сгорания и превращаясь в перегретый пар, может вызвать опасные взрывы. В результате происходит разброс топлива из более горячей в менее горячие зоны, что способствует образованию частиц сажи вследствие неполного сгорания. Для разрушения эмульсий во флотском мазуте в состав топлива добавляют (до 0,25 %) присадки ОП7 и ОП10, представляющие собой продукты конденсации изо-окталфенола с окисью этилена.

Уменьшение образования смолистых отложений и нагара достигается введением до 0,2 % фракций двузамещенных гомологов нафталина (присадка ВНИИНП-102), а также их смеси с небольшим количеством алкилдитифосфата бария и нафтена меди. Однако водотопливные эмульсии, стабилизированные соответствующим образом, так же как и для дизелей, можно использовать в некоторых топочных устройствах и газотурбинных установках.

Ассортимент судовых топлив за рубежом

Суда российского морского, рыбопромыслового и речного флота (типа река – море) часто вынуждены бункероваться в иностранных портах. Следует учитывать, что большинство нефтеперерабатывающих заводов находятся не в странах, где добывается нефть, а в Европе, США и Японии. Такие фирмы, как «Шелл», «Бритиш Петролеум», перерабатывают более 100 млн. т сырой нефти в год и во всех больших портах мира предлагают широкий ассортимент топлив, масел, смазок и присадок. Зарубежные дизельные топлива представляют собой как дистилляты прямой перегонки, так и смеси продуктов прямой перегонки и каталитического крекинга. Продукты прямой перегонки парафинистых нефтей проходят депарафинизацию преимущественно карбамидным способом. Для удаления сернистых соединений в топливо из сернистых нефтей в основном применяют каталитическую гидроочистку.

Зарубежные котельные топлива – это тяжелые продукты переработки нефти (прямой перегонки и крекинга). В США, Англии, ФРГ, Франции и других странах существуют государственные стандарты и ведомственные спецификации, определяющие качественные требования к судовым топливам.

В технических условиях, действующих в государственном масштабе, устанавливаются лишь общие требования по наиболее важным характеристикам. Конкретные требования к топливам по всем необходимым физико-химическим характеристикам предусматриваются фирменными спецификациями. Например, государственная спецификация ASTMD975-68Т (США) на дизельные топлива устанавливает предельные значения основных характеристик для топлив трех сортов, применяемых в дизелях различных типов (табл. 8).

Таблица 8. Спецификация ASTMD 975-68T на дизельное топливо США
ХарактеристикаТопливо
Цетановое число, не ниже:404030
Температура перегонки 10 % топлива, °C:
не ниже282
не выше287338
Коксуемость 10 %-ного остатка, %, не более:0,150,35
Зольность, %, не более:0,010,020,1
Температура вспышки в закрытом тигле, °C, не ниже:37,851,754,4
Содержание, %, не более:
серы0,50,52,0
воды и механических примесейСледы0,10,5
Испытание на медной пластинкеВыдерживает

Спецификация рекомендует в условиях низких температур применять топливо с более высоким цетановым числом. При температуре застывания ниже минус 17,8 °C минимальная вязкость топлива должна быть 1,8 сСт.

Топливо представляет собой керосино-газойлевые нефтяные фракции и предназначено для быстроходных дизелей, работающих при частых изменениях нагрузки, а также для двигателей, эксплуатируемых при низких температурах.

Топливо (в основном газойлевые фракции) используют в быстроходных дизелях тяжелых транспортных машин.

Топливо – это вязкие дистиллятные продукты или смеси дистиллятных и остаточных топлив; его применяют в малооборотных стационарных двигателях, а также в двигателях средней оборотности, работающих длительное время при постоянной частоте вращения под нагрузкой. В спецификации ASTM не регламентируется температура застывания, лишь оговаривается, что она должна быть на 5,6 °C ниже температуры окружающего воздуха. Потребители выбирают те дизельные топлива, которые удовлетворяют их по низкотемпературным свойствам.

Спецификация ASTMD396-73 включает топлива для различных топок. Топлива № 4, 5 и 6, регламентируемые этой спецификацией, широко используются в дизелях с малой и средней частотой вращения.

В качестве топлива для газотурбинных установок (ГТУ) используется легкое и тяжелое дизельное топливо. Для некоторых ГТУ применяется также мазут. В этом случае необходимо осуществить мероприятия по предотвращению отложений и ванадиевой коррозии.

Различия в конструкции судовых дизелей и в условиях применения топлива для них, возрастающая потребность в топливе привели к необходимости расширения ресурсов и использования как дистиллятных, так и остаточных продуктов переработки нефти. Дистиллятные топлива имеют пределы выкипания от 160-200 до 340-380 °C и представляют собой продукты прямой перегонки или их смеси с газойлевыми фракциями каталитического крекинга. При получении дизельных топлив в последнее время широко используется гидроочистка. Продукты прямой перегонки парафинистых нефтей проходят депарафинизацию, чаще всего карбамидным методом.

Различия в конструкции судовых дизелей и в условиях применения топлива для них, возрастающая потребность в топливе привели к необходимости расширения ресурсов и использования как дистиллятных, так и остаточных продуктов переработки нефти. Дистиллятные топлива имеют пределы выкипания от 160-200 до 340-380 °C и представляют собой продукты прямой перегонки или их смеси с газойлевыми фракциями каталитического крекинга. При получении дизельных топлив в последнее время широко используется гидроочистка. Продукты прямой перегонки парафинистых нефтей проходят депарафинизацию, чаще всего карбамидным методом.

Некоторое количество дизельного топлива получают путем гидрокрекинга. К дизельным топливам потребители могут добавлять различные присадки, например:

В табл. 9 приведен перечень некоторых спецификаций США и европейских стран на дизельные и тяжелые топлива. В спецификациях нефтяных фирм указаны лишь основные физико-химические характеристики топлив и их назначение. В то же время все дизельные и турбинные фирмы дают свои рекомендации по качеству топлив для двигателей различных типов в зависимости от их конструкции и параметров.

Таблица 9. Некоторые спецификации на зарубежное топливо
СтранаСпцификацияПримечание
СШАASTM 975-68TНа дизельное топливо (1Д, 2Д, 4Д)
Спецификация военного ведомстваДизельные топлива (А и С); дизельные топлива для наземной военной техники (А, В, х)
Спецификации, рекомендуемые поставщиками дизелей СШАДизельные топлива (три сорта)
Спецификация ASTM на нефтяные топлива D396-73Сорта № 1, 2, 4, 5, 6
Спецификации на дистиллятные топлива и мазутыСорта PS100, PS200, PS300, PS400
Спецификация морского ведомства СШАКотельные топлива (специальный сорт и сорт II – обычный)
АнглияСпецификация министерства снабженияДизельные топлива (три сорта)
Спецификация объединения (PooL)Четыре сорта (“Дерв”, гайзоль дизельное и флотское дизельное)
Спецификация № 209Два сорта дизельного топлива (типы А и В)
Спецификация института стандартовВосемь сортов мазутов (А, В, Е, F, G, H, C, D)
Спецификация морского ведомстваМазут PooL31
Спецификация на бункерный мазут BS-742Восемь сортов (А, В, C, D, E, F, G, H)
ГерманияСпецификация на мазуты DIN-51603Пять сортов (EL, L, M, S, ES)

Проблемы, возникающие при использовании остаточных тяжелых сортов топлив в дизелях и газовых турбинах, зависят в основном от типа двигателя и его рабочих параметров.

В соответствии с особенностями конструкции СЭУ и их тепловых режимов определяется необходимый подогрев топлива и допустимое количество в нем зольных элементов. Стоимость топлива служит главным экономическим фактором морских перевозок, решающим в конечном итоге выбор качества топлива для энергетической системы. В большинстве случаев проблемы, возникающие в энергетических системах судов, являются результатом применения низкокачественного топлива.

Иностранные нефтяные компании регулярно поставляют в порты три группы топлива для судовых установок:

Ассортимент этих промежуточных сортов начинается с промежуточного № 2 и кончается промежуточным № 30, причем номером сорта NX100 выражается условная вязкость в с Ред. I при 100 °F. В табл. 10 дана сводка иностранных сортов топлив для судового применения.

Таблица 10. Сорта судовых топлив за рубежом
ТопливоСостав
Дистилляты:
тяжелый дистиллят (сорт GT);
судовой газойль (MGO)
Слегка темные дистилляты, без компонентов остаточного топлива, в основном беззольные
судовое дизельное топливо (MDO)Дистиллят темного цвета: незначительное загрязнение остаточным топливом во время транспортировки
Остаточное топливо:
промежуточные сорта (№ 2-30)Смеси MDO и BFO с различной вязкостью
бункерное топливо (BFO)Мазут с условной вязкостью 3 500 с Редвуда или более (флотский мазут С)

Повышение вязкости означает увеличение содержания более дешевого остаточного топлива в смеси. Например, промежуточный сорт (смесь) № 2 является примерно 50 %-ной смесью топлива, а сорт № 15 (вязкость 1 500 с) содержит около 88 % остаточного топлива.

На рис. 5 показано изменение стоимости судовых топлив в зависимости от содержания в них дистиллятных и остаточных продуктов, что характеризуется вязкостью.

Диаграмма зависимости стоимости топлив
Рис. 5 Влияние качества топлива (содержание остаточных продуктов и вязкость) на его товарную стоимость

При переходе от газойля 1 к бункерному топливу 7 вязкость доходит до 3 500 с Редвуда (при 100 °F). Смеси (3 ,4 ,5 , 6) имеют промежуточную вязкость. Как видно, разница в цене Ц достигает 35 %, что и стимулирует широкое применение в иностранных флотах промежуточных топлив (смесей).

Цены, назначаемые нефтяной промышленностью на мазут, зависят исключительно от параметра вязкости, что не связано прямо с качеством топлива. Качество мазута базируется па содержании неуглеводородных компонентов в топливе. С точки зрения экплуатационных показателей двигателя содержание золы и состав неорганических веществ в топливе, т. е. свойства, которые покупатель не контролирует, являются самыми важными в остаточном топливе. Качество применямого сорта определяется свойствами бункерного топлива, имеющегося в порту, и отражает степень разбавления, необходимого, с точки зрения владельца, для уменьшения количества мазутной золы или содержания ванадия. Это производится с целью снижения до минимума эксплуатационных проблем в двигателях.

Как известно, спецификаций, устанавливающих максимальные пределы загрязняющих примесей золы бункерного топлива, за рубежом не существует. В зависимости от источника сырья и методов переработки примеси, образующие золу в остаточных фракциях, составляют от > 1 000 ч/млн. ч золы с содержанием ванадия 300-400 ч/млн. до < 100 ч/млн. ч золы с содержанием ванадия порядка 20 ч/млн. ч золы. Содержание серы в этих топливах колеблется от 4,5 % до < 0,5 %, а содержание натрия в большей степени зависит от загрязнения топлива морской водой во время перевозки, чем от источника сырья или метода переработки.

Значительные колебания в содержании ванадия при любом значении вязкости наблюдаются во всех сортах мазута в зависимости от источника сырой нефти. Исключительно резкие колебания в содержании ванадия наблюдаются для промежуточных сортов № 15 из сырой нефти венесуэльского и индонезийского или африканского происхождения.

На основании стендовых и эксплуатационных испытаний ведущие дизелестроительные фирмы мира сформулировали свои требования к дизельным и тяжелым топливам (табл. 11 и 12). Из таблиц видно, что для дизельных топлив допускается вязкость до 2,6 °ВУ при содержании серы до 1,25 %. В более дешевых моторных смесях и тяжелых топливах допускается вязкость 6,5 °ВУ при 50 °C и содержание серы до 5 %. Содержание ванадия и натрия отдельно не лимитируется.

Таблица 11. Характеристики дизельного топлива зарубежных дизелестроительных фирм
Характеристика“Бурмейстер и Вайн”“Зульцер”MAH“Фиат”“Докс-форд”“Вяртсиля-Зульцер”
Плотность при 15 °C, г/см30,83-0,870,870,83-0,890,83-0,860,83-0,86
Вязкость при 20 °C, °ВУ2,61,3-1,52,02,21,3-1,51,3-1,5
Коксуемость, %, не более0,20,050,10,20,05
Зольность, %, не более0,020,0250,020,020,02
Содержание серы, %, не более0,5-1,01,01,01,25-1,51,00,3-1,0
Механические примеси, %, не более0,20,020,20,05
Содержание воды, %, не более0,10,30,20,1
Температура, °C:
вспышки, не менее656555656565
застывания, не выше-7-10-10-20-5-7-100-10-20

В странах Германии, Польши, Румынии, Болгарии также существовал свой ассортимент топлив. Эти топлива, за исключением румынских, производились из российской нефти и близки по качеству к соответствующим российским маркам топлива.

Таблица 12. Характеристики тяжелого топлива двигателей
зарубежных дизелестроительных фирм
Характеристика“Бурмейстер и Вайн”“Зульцер”MAH“Фиат”“Доксфорд”“Вяртсиля”
Тяжелое топливо (смеси, типа моторных)
Плотность при 20 °C, г/см30,940,900,91-0,950,90,950,84-0,9
Вязкость, при 50 °C, °ВУ4,86,5454,51,4-2,3
Коксуемость, %, не более3,02,07,02,50,1-1,5
Зольность, %, не более0,05-0,10,030,020,060,020,025
Содержание серы, %, не более1,52,01,52,50,8-1,30,5-1,5
Механические примеси, %, не более0,7
Вода, %, не более0,05-0,10,03-0,50,51,00,10,1
Температура застывания, °C-4-5-5-5-5-20
Цетановое число35-5535-5035-4035-5035-50
Тяжелое топливо (типа мазутов)
Плотность при 20 °C, г/см30,950,950,970,940,9830,99
Вязкость при 50 °C, °ВУ3,2-4,84,55,54,0
Коксуемость, %, не более8-107,5-9,58-1012,710-15
Зольность, %, не более0,05-0,10,06-0,150,070,12-0,150,060,06-0,12
Содержание серы, %, не более4-52,1-3,03,74-53,03-4
Механические примеси, %, не более
Вода, %, не более
Температура застывания, °C
Цетановое число

Всего в этих странах производится 27 марок дизельных топлив и мазутов (табл. 13).

Таблица 13. Стандарты стран – Германии, Польши, Румынии, Болгарии на топливо
СтранаСтандартНазначение сорта
ГерманияTGL 4938Сорта DKM и DK – дизельные топлива
TGL 3667HE-BМоторное топливо
TGL 3667HE-GМоторное топливо
ПольшаPN-55/C-96048Сорта IS, I, II – дизельные топлива
PN-61/C-90047Сорта DS, DZ – дизельные топлива
PN-58/C-96024Сорта 1, 2, 3 – мазуты
РумынияSTAS240-66Шесть сортов дизельных топлив, мазут для судов
STASC-3-50Шесть сортов мазутов марок: 20/10, 30/25, бункерный, типы А и В
БолгарияГОСТ 4749-73Два сорта дизельного топлива

Сравнительный анализ физико-химических характеристик зарубежных тяжелых топлив с вязкостью до 250 с Ред. I и от 250 до 1 200 с Ред. I показал (табл. 14) следующее:

  1. моторные топлива и их смеси с вязкостью при 50 °C менее 35 сСт (до 250 с Ред. I) в России, Германии, США и Англии близки по своим характеристикам;
  2. для тяжелых топлив с вязкостью 650-120 с Ред. I уже наблюдается существенная разница в вязкости и других показателях.
Таблица 14. Характеристики тяжелых топлив различных стран
ХарактеристикаASTM 975-67 4DГОСТ 1667-68 ДТBS 2869/67 Кл. ЕГОСТ 10585-75 Ф5TGL3667HE-BASTM 396-64T № 5 light
Вязкость  при 50 °C, cСт12,53636353539
Вязкость при 37,8 °C, с Ред. I111250250250250280
Коксуемость, %, не более:3,02,0
Содержание, %, не более:
золы2,00,53,52,02,0
воды1,00,51,00,5
Отстой вместе с водой, %0,51,0
Теплота сгорания, ккал/кг9 8709 600
Температура, °C:
застывания+5-5+25
вспышки709090909093
Характеристика ASTM 396-64 № 5 heavyГОСТ 10585-75 Ф 122869-67 Кл. FГОСТ 1667-68 ДМTGL 3667 HE-G
Вязкость при 50 °C, сСт8290125150150
Вязкость при 37,8 °C, с Ред. I6507001 0001 2001 200
Коксуемость, %, не более:10,010,0
Содержание, %, не более:
золы0,34,03,03,0
воды1,00,751,50,5
Отстой вместе с водой, %1,0
Теплота сгорания, ккал/кг9 8709 500
Температура, °C:
застывания-8+10+35
вспышки115115124128128

Сноски
Sea-Man

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

Май, 16, 2023 544 0
Добавить комментарий

Текст скопирован
Пометки
СОЦСЕТИ