Файл: Итинская, Н. И. Топливо, смазочные материалы и технические жидкости учеб. пособие.pdf

ния (300— 1000 в минуту) довольно широко используют в различных отраслях народного хозяйства. Они имеют разные мощности и различное конструктивное оформле­ ние. Несмотря на большое разнообразие двигателей, тре­ бования к качеству сжигаемого топлива примерно одина­ ковы. Данные двигатели используются в стационарных и полустационарных установках, что позволяет осуществить предварительный подогрев, отстой и фильтрацию топлив. Стационарные двигатели- с небольшой частотой вращения широко используют на речных и морских судах, теплово­ зах и стационарных дизельных электрических станциях (в сельском хозяйстве).

Вязкость — один из важных показателей качества; от ее величины зависят прокачиваемость по топли­ вопроводам, качество распыла, а следовательно, интен­ сивность и полнота сгорания. Вязкость этих топлив зна­ чительно выше, чем для быстроходных двигателей, нор­ мируется она при температуре 50°. Поскольку двигатели используют главным образом в закрытых помещениях, топ­ лива для них имеют более высокие температуры вспышки.

В соответствии с требованиями ГОСТ 1667—68 выпу­

145

из малосернистых, так и сернистых нефтей. Характеристи­ ка топлив приведена в таблице 14.

Моторное топливо ДТ рекомендуется для среднеобо­ ротных и малооборотиых дизельных двигателей, которые не оборудованы системой подготовки топлив (подогрев, отстой). Моторное топливо ДМ (мазут) рекомендуется для судовых малооборотных дизельных двигателей, обору­ дованных системой подготовки топлива (перед исполь­ зованием топливо подогревают д<5 60—70°). При исполь­ зовании в дизелях топлив с содержанием серы более 0,5% нужно подбирать соответствующее дизельное (моторное) масло с композицией присадок.

Топлива для среднеоборотных и тихоходных дизелей получают из смеси дистиллятных и остаточных продуктов переработки нефти. Более высокие качества будут у топ­ лив, полученных из парафиновых нефтей, так как при прочих равных условиях они имеют меньшую плотность. Топлива с более высокой плотностью содержат больше смолисто-асфальтовых веществ, трудно окисляемых кон­ денсированных ароматических углеводородов. У таких топлив хуже процессы смесеобразования и сгорания, что приводит к значительным количествам коксовых отло­ жений (нагаров).

§10. Изменение свойств топлив при транспортировке

ихранении и меры борьбы с потерями

Топливо для быстроходных дизельных двигателей яв­ ляется основным видом топлив, используемых в сельском хозяйстве. Расход дизельного топлива составляет около 25 млн. т в год. Если проследить путь следования дизель­ ного топлива от завода-изготовителя до бака трактора или комбайна, то на этом пути его многократно перекачивают из одних емкостей в другие, оно смешивается с имеющимися в емкостях остатками, хранится более или менее длитель­ ное время^ И на всех этапах могут наблюдаться изме­ нения свойств, качественные и количественные потери. Не останавливаясь на рассмотрении пути нефтепродукта от завода-изготовителя на распределительную базу нефтеснаба, проследим путь следования дизельного топлива

от базы Главнефтеснаба или отделения «Сельхозтехники» до бака машины.

Наиболее рациональная доставка дизельного топлива с меньшим числом перевалочных пунктов — это центра­

140

лизованная, когда Главнефтеснаб или «Сельхозтехника» доставляют топливо к тракторам на пост заправки. Более распространена следующая схема доставки дизельного топлива: налив топлива в цистерну на базе Главнефтеснаба или отделения «Сельхозтехники», перевозка в авто­ цистерне от базы до нефтесклада колхоза, совхоза или поста заправки хозяйства; слив из автоцистерны в резер­ вуар хозяйства; определенный срок хранения в резервуаре хозяйства (от 1—2 недель до нескольких месяцев); налив топлива в емкость механизированного автозаправщика на шасси автомобиля или прицепа к трактору; доставка топ­ лива к баку трактора или комбайна, заполнение баков машин. Как видно, при таком способе доставки осуществ­ ляется 6—7 операций. Естественно, что при каждом нали­ ве, перевозке, сливе, хранении возможны качественные

иколичественные потери дизельного топлива. Дизельные топлива, так же как и бензин, изменяют свои

свойства при транспортировке и хранении в результате испарения легких фракций, входящих в состав топлива, окисления, загрязнения и обводнения. Дизельное топливо испаряется значительно (в 8—12 раз) меньше, чем бен­ зин. Потеря легких составляющих дизельных топлив при­ водит только к количественным потерям и на изменении качества практически не сказывается. Небольшое утяже­ ление фракционного состава несколько повышает вязкость топлива и его температуру вспышки, что снижает пожар­ ную опасность. Склонность к реакциям окисления у тя­ желых углеводородов больше, чем у легких, поэтому вос­ пламеняемость топлива не только не ухудшается, а даже несколько улучшается, жесткость работы двигателя не повышается. Значительное утяжеление фракционного со­ става приводит к повышенному накоплению нагара и лакоотложений на деталях двигателя, но такого изменения при транспортировке и хранении дизельного топлива быть не может.

При длительном хранении дизельных топлив, особен­ но в жаркое время года, могут наблюдаться реакции окис­ ления, так как в топливах допускается до 20% менее ста­ бильных продуктов каталитического крекинга. Как ука­ зывалось ранее, окисление сопровождается образованием кислых продуктов в виде органических кислот, оксикислот и нейтральных продуктов с образованием смолисто­ асфальтовых веществ. Часть продуктов остается в топливе в растворенном состоянии, повышая его коррозийность

147

и склонность к лакообразованию, а часть выпадает в виде вязких смолоподобных осадков. Топливо постепенно приобретает более интенсивную желтую окраску, а при большом содержании смол даже светло-коричневую.

Основные изменения, резко ухудшающие свойства ди­ зельных топлив, происходят в результате их загрязнения и обводнения при заливке топлива в грязную тару, ис­ пользования грязных и ветхих шлангов, хранения в от­ крытых и плохо закрытых резервуарах, налива открытой струей, плохого состояния заправочных средств и многого другого. Механические примеси состоят в основном из пыли и песка (кварциты), которые имеют острые грани и более высокую твердость, чем у металлов. Частицы квар­ ца, попадая в зазоры топливоподающей системы (плун­ жерная пара), вызывают повышенный износ, образуют ца­ рапины и риски, нарушая геометрические формы деталей.

Количество воды, находящейся в топливе в растворен­ ном состоянии, обычно невелико. В больших количествах вода может находиться в виде эмульсии. Количество эмульсионной воды зависит от температуры, условий хра­ нения, вязкости дизельных топлив.

Одним из видов обводнения, часто наблюдаемым в производственных условиях, является конденсация воды из газового пространства топливных баков. Ночыо, ког­ да температура окружающего воздуха понижается, про­ исходит конденсация влаги из воздуха, находящегося в баке. Эта влага каплями оседает па внутренних стенках бака и смешивается с топливом. Следовательно, заправ­ лять машины топливом нужно сразу же после окончания работы машинно-тракторного агрегата.

При загрязнении и обводнении бензинов большая часть механических включений накапливается на дне резервуа­ ров, в меньших количествах попадает в систему питания двигателей, так как в маловязком бензине оседание при­ месей и капелек воды происходит быстро. В дизельном топливе, имеющем достаточно высокую вязкость, мелкие частицы (кварц, глинозем, органические примеси, ка­ пельки воды) оседают медленно, поэтому значительная

часть их остается в дизельном топливе во взвешенном состоянии.

Вода с некоторыми нафтеновыми кислотами, содержа­ щимися в дизельном топливе, резко снижает фильтруе-

мость последнего, что нарушает, а иногда и прекращает подачу топлива.

148

Рис. 37. Содержание механических примесей в дизельных топливах.

Проведенные нами анализы большого количества проб дизельных топлив, отобранных по пути их следования от распределительной нефтебазы Главнефтеснаба до бака машины, показывают резкое увеличение механических примесей. На рисунке 37 показано нарастание механиче­ ских примесей в дизельном топливе. График построен по результатам анализа более 120 проб дизельных топлив, отобранных в хозяйствах Московской, Владимирской и Ростовской областей.

Как видно из рисунка, проба, взятая из бака трактора, содержит в 5—8 раз больше механических примесей, чем их было на базе Главнефтеснаба. Основная масса меха­

149

нических примесей накапливается при транспортных, сли­ во-наливных операциях и хранении дизельного топлива в нефтескладах колхозов и совхозов. Следовательно, ко­ личество механических примесей можно значительно сни­ зить при правильной организации и эксплуатации иефтехозяйств совхозов и колхозов.

Топливо для быстроходных дизельных двигателей должно быть абсолютно чистым. Стандартом механиче­ ские примеси не допускаются, они загрязняют топливо­ подающую систему двигателя, забивают фильтры тонкой очистки, т. е. нарушают нормальную работу системы пи­ тания, особенно насоса высокого давления.

Чаще всего неполадки при эксплуатации дизельных тракторов наблюдаются в топливной аппаратуре. Увели­ чение зазоров в плунжерных парах изменяет цикловую подачу топлива, нарушает регулировку топливного на­ соса, вызывает неполноту сгорания топлива, перебои в работе двигателя, падение мощности.

Загрязненность нефтепродуктов во многом зависит от оборудования и состояния нефтехозяйств колхозов, совхозов, районных отделений «Сельхозтехники» и осо­ бенно заправочных постов. В соответствии с Правилами технического ухода за тракторами заправлять машины можно только предварительно отстоенным профильтро­ ванным дизельным топливом. Качество отстоя зависит от вязкости и смолистости исходного дизельного топлива и размеров частиц механических примесей, содержащихся в нем. Нами были проведены следующие опыты. В образ­ цах летних дизельных топлив марки «Л» с содержанием фактических смол 96 мг/100 мл (обр. № 1) и 34 мг/100 мл (обр. № 2), хранившихся в горизонтальных резервуарах, было проверено количество механических примесей до отстоя и после 2, 4, 8 суток отстоя. Содержание механи­ ческих примесей определялось фильтрацией образцов ди­ зельных топлив через мембранные фильтры. Результаты опытов приведены в таблице 15.

Анализ данных таблицы показывает, что разница в чистоте топлива верхних и нижних слоев очень большая. В смолистом топливе (обр. № 1) не только после 4, но даже и после 8 суток отстоя в средних слоях содержит­ ся значительное количество механических примесей. Ис­ следования состава и размера частиц показали, что это органические и кварцевые включения размером 1—3 мкм. Осаждение частиц в малосмолистом топливе (обр. № 2)

150

происходит значительно быстрее и лучше. Верхние слои практически не содержат примесей через двое суток от­ стоя, а после четырех суток отстоя примесей нет в верх­ них и средних слоях дизельного топлива.

Впервые часы оседают примеси размером более 30 мкм,

азатем и более мелкие. С понижением температуры вяз­ кость топлива возрастает, процесс оседания частиц резко замедляется. В холодное время года в топливе с повышен­ ным содержанием смол в нижних слоях даже через 8— 10 суток отстоя содержится значительное количество ча­ стиц размером около 5,0 мкм.

Топливо следует отбирать поплавковым заборником

только с верхних слоев. Заправка трактора или комбайна топливом должна быть механизирована и проводиться закрытым способом, перед заправкой обязательна фильт­ рация топлива. Для снижения загрязненности топлива, поступающего в камеру сгорания двигателя, необходимо через каждые 50 ч работы двигателя промывать топливные фильтры, периодически промывать топливный бак трак­ тора и сетку заливной горловины, следить за чистотой воздушных отверстий и прочно завинчивать крышку гор­ ловины. Необходимо один раз в сутки спускать отстой из бака трактора. Выполнение этих элементарных правил позволяет значительно повысить срок работы топливной аппаратуры.

Если дизельное топливо содержит воду или хотя бы небольшое количество механических примесей, видимых невооруженным глазом, то сжигать его в быстроходных дизельных двигателях нельзя. Такое топливо должно быть подвергнуто отстою и фильтрации. Механические примеси

151