Загрязнение примесями топлива и обводнение

Загрязненные механическими примесями и водой топ­лива отрицательно влияют на надежность работы дизелей и, прежде всего, их топливной аппаратуры.

Механические примеси и вода заметно увеличиваются при транспорти­ровке и хранении дизельных, моторных топлив и мазутов.

Как показывают анализы, проведенные в ВОРП, сред­няя массовая доля механических примесей и воды в пробах дизельного топлива, отобранных с бункеровочных баз, со­ставляла соответственно 274 г/т и 10 л/т. Благодаря очистке дизельного топлива от этих загрязнений существенно сни­жаются скорости изнашивания прецизионных деталей топ­ливной аппаратуры дизелей.

Так, исследования ЛИВТ на судах СЗРП показали, что вследствие удаления воды и механических примесей, попавших в топливо в процессе его транспортирования и хранения, скорости из­нашивания игл распылителей форсунок снижаются примерно в 2 раза.

Загрязнения, находящиеся в топливе, весьма разно­родны по химическому составу: минеральные чаще всего атмосферного и коррозионного происхождений или явля­ются продуктами изнашивания металлов.

На бункеровочпых базах топливо хранят от нескольких суток до нескольких месяцев. В большей части емкостей не предусмотрены антикоррозионные покрытия и защиты от попадания атмосферной пыли. Емкости бункеровочных баз не зачищают в течение нескольких лет. Все это приводит к росту механических примесей при хранении топлива. Этому также способствует отстой примесей из вновь поступающего топлива.

Как показали исследования, проведенные Астраханским ЦКБ, с течением времени количество механических примесей в дизельном топливе увеличивается следующим образом:

Распределение примесей по высоте грузовых танков из. меняется: в верхних слоях их меньше, в нижних — больше. Кроме того, в нижних слоях образуются донные отложения, которые при поступлении новой партии топлива всплывают, увеличивая количество механических примесей в ди­зельном топливе, выдаваемом на суда. Иногда доля механи­ческих примесей в отпускаемом топливе в 20 раз больше по сравнению с тем, что было в полученном топливе.

Как уже указывалось ранее, в результате окисления углеводородов топлива образуются смолы и соли карбоновых кислот. При этом также окисляются и уплотняются содержащиеся в нефтепродуктах азотистые и сернистые соединения, которые тоже образуют органические загрязне­ния. Особенно много органических загрязнений образуется в сернистых топливах и в топливах, содержащих продукты термического крекинг-процесса. Весьма нежелательными элементами топлива являются меркаптаны, которые, взаи­модействуя с латунными и бронзовыми деталями, образуют студенистые отложения. Кроме студенистых отложений в топливе может быть шлам, представляющий собой водо- топливную эмульсию, содержащую органические и ми­неральные нерастворимые продукты загрязнения. В табл. 5 приведены причины загрязнения топлив при эксплуата­ции и мероприятия но их предотвращению.

Вода в топливо попадает в основном из атмосферы, а также при нарушении герметичности корпуса судна или бункеровочной базы и просачивании подсланевых вод, и результате повреждения верхнего перекрытия топливных цистерн. Она может находиться в растворенном виде, в эмульсионном состоянии или в виде отстоя.

Для выяснения загрязнения топлива на пути от нефте­перерабатывающего завода до судна ЛИВТ обследовал 14 бункеровочных баз, были взяты с последующим анализом многочисленные пробы топлив из трубопроводов нефтепере­рабатывающих заводов, танков, бункеровочных баз, бунке­ровщиков и судовых емкостей. Анализ проб показал, что топливо при хранении на бункеровочных базах загрязняет­ся как водой (до 1 % и более), так и механическими при­месями (до 0,04—0,06 %). В некоторых пробах топлива, взятых весной из запасных танков судов, содержалось во­ды до 5 %. При доставке топлива в танкерах в основном на­блюдается загрязнение его механическими примесями. По­падание же в топливо воды в период его транспортировки, как правило, не отмечали.

Кроме перечисленных выше причин загрязнений топ­лива на бункеровочных базах, наблюдали:

обводнение топлива вследствие конденсации влаги на стенках емкостей из-за неправильного хранения в зимних условиях (из-за неполного заполнения емкости). Процесс конденсации особенно усиливается осенью, когда наблю­даются- большие перепады температур;

на некоторый бункеровочных базах и большей части барж, используемых для хранения топлива и не имеющих двойного днища, обводнение топлива происходит вследствие водотечности корпуса;

вследствие сдачи на бункеровочные базы в конце нави­гации, перед зимним отстоем, оставшегося на судах топли­ва, причем вместе с топливом иногда туда попадает и вода из судовых топливных емкостей..

Основная масса воды, попадающая в топливо, на бун­керовочных базах оседает на днище емкости и лишь незна­чительная часть ее остается в топливе в мелкодисперсном виде. Из-за малой растворимости воды в топливе очень часто анализы отобранных проб обычно показывают следы влаги.

Определить действительное количество воды, находя­щейся в той или иной емкости, в большинстве случае не представляется возможным, так как на дне может находить­ся то или иное количество отстоявшейся воды, объем ко­торой в плоскодонной емкости, вследствие неровности по­верхности, не поддается измерению. Удалить же отстой из плоскодонных емкостей, которые в основном существуют на бункеровочных базах Минречфлота, весьма трудно. В емкостях береговых нефтестанций, емкостях, используе­мых для бункеровки железнодорожного транспорта и боль­шей части емкостей морских бункеровщиков нет этого су­щественного недостатка, так как у них конически-воронко­образные днища, и они оборудованы спускной системой.

Для удаления отстоя из топлива на бункеровочных базах Минречфлота устанавливают мерники-отстойники. С их помощью можно удалить из топлива большое количество отстоя как при бункеровке судов, так и при приемке с суд­на топлива. Однако, в связи с загруженностью многих бункеровочных станций, время отстоя топлива в мерниках- отстойниках зачастую недостаточно, да и емкости самих отстойников во многих случаях малы для бункеровки од­ного судна.

Так, например, теплоходы мощностью 1000 кВт забирают при бункеровке 50—90 м³ топлива, а вместимость отстойников на бун­керовочных базах составляет всего 6,5—30 м³, т. е. для быстрой бункеровки подобного судна должно быть 3—6 мерников для топ­лива одной марки, либо мерники должны быть большой вместимости. Кроме того, на некоторых бункеровочных базах вообще нет мер­ников-отстойников.

Емкости бункеровочных баз, как уже было отмечено, чистят крайне редко, один раз в 3—5 лет, т. е. только во время средних ремонтов, тогда же, в основном, и удаляют отстой. Своевременную зачистку емкостей не производят вследствие перегруженности бункеровочного парка. Вы­вод из эксплуатации бункеровочных баз, наливных барж или их емкостей во время навигации весьма затруднителен. Зачистка в конце навигации или перед началом ее также невозможна, так как при постановке на зимний отстой бункеровочные базы полностью заполняют нефтепродук­тами, что необходимо для своевременного открытия нави­гации.

При обследовании бункеровочных баз было установлено, что осуществляемый в настоящее время контроль загряз­ненности топлива недостаточен. На некоторых бункеровоч­ных базах единственным критерием качества опускаемого топлива служит его паспорт, передаваемый на бункеровочную базу в начале поставки партии топлива. Анализы топлива на механические примеси и воду при бункеровке выполняют редко, а применяемый контроль имеет ряд недостатков.

В судовых емкостях (запасных и расходных цистернах) в период эксплуатации судна также наблюдались случаи заметных обводнения и загрязнения топлив механически­ми примесями. Вода в топливе в этом случае может нахо­диться в виде отстоя на дне цистерны, а также в виде ка­пелек, распределенных по объему топлива. Качка и виб­рации судна могут привести к образованию эмульсии из отстоявшейся воды. Ревизии судовых емкостей показали наличие во многих случаях значительных отложений осад­ков на днищах.

Как уже отмечалось, вода может растворяться в топливе. Количество растворяемой воды зависит от температуры и с ее ростом повышается. При понижении температуры раст­воряемая вода выделяется в виде капелек. Размер капелек зависит от скорости охлаждения и при быстром охлаждении образуется эмульсия с высокой степенью дисперсности, вследствие чего гравитационное разделение ее затруднено даже при длительном хранении.

От химического состава топлива существенно зависит как доля в нем воды, так и то, в каком виде она находится в нем — растворенном, эмульсионном или в отстое. Так, в ароматических и непредельных углеводородах раство­римость воды значительно выше, чем в парафиновых и нафтеновых углеводородах.

Проведенные ЛИВТ обследования показали, что топливо механическими примесями и водой загрязняется на всем его пути от нефтеперерабатывающего завода до судового дви­гателя. Причем при транспортировке его в танкерах отмечены, в основном, случаи загрязнения топлива механи­ческими примесями (в среднем до 0,005—0,01 %), что обусловлено плохой зачисткой танков перед приемом топлива из нефтепровода. Особенно много случаев было отмечено при транспортировании газотурбинного топлива. Поэтому необходимо улучшить зачистку емкостей и более строго контролировать эти процессы.