Судовые двигатели

Топливные смеси для дизелей

При смешении двух топлив различной вяз­кости сначала необходимо определить вязкость смеси и ее изме­нение при нагреве. Предположим, что нужно получить смесь вязкостью 50 мм2/с (200 с R1). На рис. 5.1 проведем горизонталь­ную линию на уровне данного значения. Она пересечет две наклон­ные линии, одна из которых (I) соответствует смеси морского дизельного (легкого) топлива вязкостью 5,6 мм2/с (40 с R1) и тяжелого вязкостью 900 мм2/с (3500 с R1), а другая (II) — смеси морского дизельного топлива с вязкостью 3,4 мм2/с (34 с R1) и тяжелого с вязкостью 380 мм2/с (1500 с R1).

Вертикали, про­веденные из точек пересечения названных линий, укажут на нижней горизонтальной шкале нужные соотношения компо­нентов. Вязкость в этом случае в соответствии со стандартом Редвуда отнесена к температуре 38 °С (100°F). Зависимость вяз­кости смеси от температуры устанавливается по верхней гори­зонтальной шкале и штриховым линиям, каждая из которых соответствует определенной вязкости смеси при стандартной тем­пературе 38 °С.

Соотношение компонентов (концентрация) смеси при задан­ном значении ее вязкости и при известной вязкости каждого ком­понента можно определять по номограмме (рис. 5.2) следующим образом. Точку 0 правой шкалы соединяют прямой линией с точ­кой, соответствующей вязкости менее вязкого компонента, на ле­вой шкале. Точку 100 правой шкалы соединяют прямой линией с точкой, соответствующей вязкости более вязкого компонента, на левой шкале. Через точку пересечения этих линий и отмечен­ную точку на левой шкале, соответствующую заданной вязкости топливной смеси, проводят прямую линию до пересечения с пра­вой шкалой. Эта точка дает значение искомой концентрации.

Все исходные значения вязкостей должны быть заданы при одинаковой температуре. В случае невыполнения этого условия вязкость компонентов определяется при температуре, при которой задана вязкость топливной смеси (обычно при 50 °С). Топливные смеси надо обязательно проверять на стабильность (например, методами микроскопии или «пятна»). При хранении более 30 сут топливную смесь полагается перемешивать (например, перекачи­ванием или рециркуляцией) в течение не менее 6 ч.

Приготовляя топливную смесь на судне, необходимо иметь кроме паспортов на ее компоненты справку о стабильности их смесей в соотношении, обеспечивающем заданную вязкость. Справка выдается нефтебазой при бункеровке судна. Это же требуется и при бункеровке судна непосредственно топливной смесью.

Тяжелое и дизельное топлива в отдельности приобретаются в любом порту мира. Их однородные смеси вязкостью 50— 150 мм2/с (200—600 с R1) при 50 °С можно успешно применять практически для любого дизеля. Если рабочая смесь готовится на борту, то требуется достаточное количество цистерн. Смесь обычно готовят в отстойной или суточной цистерне. Однако в судо­вых условиях трудно добиться однородности смешанного топлива.

Поэтому применяются автоматические смесительные установки, например шведская смесительная установка типа «Дудвелл», расположенная в судовой станции бункеровки, или смесительная установка типа «Бункермастер» марок ВМК-150, ВМР-200, ВМР-300 (рис. 5.3). Они состоят из смесителя с насосами и необ­ходимой контрольно-измерительной аппаратуры, скомпонованной на одной панели.

Принципиальная схема установки "Бункермастер"

Процесс смешения включает следующие операции: установле­ние требуемой пропорции смешения топлив с помощью диаграмм смешений и контроль требуемого соотношения в специальном устройстве. Смешение происходит автоматически с помощью двух редукционных клапанов, соединенных специальным трех­ходовым смесительным клапаном. Положение золотника в трех­ходовом клапане указывает смесительное соотношение, которое можно установить вручную регулировочным рычагом. Обе сто­роны диафрагмы соединены с соответствующими сторонами сме­сительного клапана (оба ее входа оборудованы контрольными клапанами). Имеется только одна топливная емкость. При оди­наковом давлении входящих жидкостей поток будет пропорцио­нален площади открытия клапанов.

Установка топливоподготовки GЕКО (Япония) обеспечивает поддержание в автоматическом режиме необходимой вязкости и температуры используемого в дизелях топлива. Установка скомпонована на одной панели (рис. 5.4). Температура и оконча­тельная вязкость регулируются паровым контрольным клапаном автоматически (или вручную).

Принципиальная схемавключения смесительной установки

Основные технические характери­стики установки GЕКО следующие: производительность 60— 130 л/мин смешанного топлива, диапазон вязкости 3—750 мм2/с (30—3000 с R1) при рабочей температуре, смесительное соотно­шение 5/95—95/5 % по объему, точность ±1 % по объему, допу­скаемое давление топлива 1 МПа, максимальное выходное давле­ние топлива 0,5 МПа, диаметр впускного и выпускного фланцев 32 мм, приблизительная масса 300 кг, напряжение трехфазного тока 220, 380 В, частота 50 Гц, мощность 1,5; 1,8 кВт, частота вращения вала насоса 2900, 3500 об/мин.

В установках «Дудвелл» насос дизельного топлива должен работать с давлением на 0,15—0,20 МПа выше, чем насос, пода­ющий тяжелое топливо. Установка обеспечивает изменение про­порционального соотношения при любом расходе топлива.

Указанные установки обеспечивают получение смеси вяз­костью 180 мм2/с при 50 °С (1500 с R1 при 100° F) и подогрев еедо соответствующей температуры. Критерием для выбора про­порции смешения могут быть требования к вязкости и к содер­жанию ванадиевых окислов и углеродистых и зольных остатков. Чтобы обеспечить качественный впрыск, смесительная установка должна поддерживать вязкость топлива в допустимых пределах ±20 %. При нагрузке менее 30 % дизель автоматически перево­дится полностью на дизельное топливо. Переход с тяжелого топлива на дизельное и наоборот происходит по программе. Система автоматически снижает или увеличивает содержание дизельного топлива в тяжелом в зависимости от нагрузки дизеля и вязкости используемого тяжелого сорта топлива (рис. 5.5). Полностью дизель переходит на дизельное топливо (100 %) при снижении нагрузки до 30 %. Программа разработана для тяжелых топлив вязкостью 1500, 780, 600, 370 мм2/с (6000, 3500, 2500, 1500 с R1).