Системы топливоподготовки

Так как системы топливоподготовки, как правило, ком­плектуют из готовых элементов и узлов, то целесообразно сравнивать существующие типовые конструкции основных элементов анализируемых систем как по физико-техниче­ским, так и по технико-экономическим критериям.

Для сопоставления очистки топлив двумя принципиально отличными методами (фильтрацией и сепарацией) целесо­образно сравнивать между собой лучшие с точки зрения использования в современных системах топливоподготовки сепаратор с лучшей автоматизированной фильтрационной установкой по критериям сравнительной оценки. Авторы провели сравнительный анализ сепараторов различных марок. По физико-техническим критериям сепаратор РХ-309 фир­мы «Лаваль» является наилучшим по сравнению с сепарато­рами других марок. Сравнительные испытания сепарато­ров МАРХ-309С фирмы «Лаваль» и отечественного СЦС-3 показали, что последний не уступает по эффективности очи­стки. Поэтому, чтобы определить лучший центробежный сепаратор, необходимо сопоставить их технико-экономиче­ские критерии. В табл. 42 приведены основные конструктив­ные и эксплуатационные характеристики некоторых сепара­торов отечественного и зарубежного производства.

По удельной массе M/Q (отношение массы к производи­тельности) можно выделить три группы сепараторов, из которых наименьшая удельная масса у сепаратора САОЖ (M/Q = 0,14 кг·ч/л). Сепараторы РХ-309-00F, СОЗВ/О и СЦС-3 по этому показателю занимают промежуточ­ное положение [MIQ — (0,23 ? 0,25) кг·ч/л]. Наибольшая удельная масса у сепаратора СЦ-3 (M/Q= 4,02 кг·ч/л). Наименьшая удельная мощность привода у отечественного сепаратора СЦС-3 (N/Q = 1,9 Вт·ч/л), наиболь­шая — сепараторов РХ-309-00Г и СЦ-3 [N/Q = (4,1 ? 4,7) Вт·ч/л]. У сепараторов САОЖ и СОЗВ/О N/Q = = (2,5 ? 3,5) Вт·ч/л.

Остальные технико-экономические критерии сепараторов близкие.

Проведенный анализ показал, что по рассматриваемым показателям лучшими являются сепараторы трех стран: Швеции, ФРГ и ГДР. По удельной мощности привода у се­паратора фирмы «Лаваль» несколько худшая характеристи­ка, однако по эффективности очистки он является наилуч­шим. Таким образом, по технико- экономическим показателям наилучшим из рассмотренных марок сепараторов является сепаратор фирмы «Лаваль».

Авторы также выполнили технико-экономическую оцен­ку эффективности использования фильтрационных устано­вок. Результаты испытаний эффективности очистки топлив путем фильтрации показали, что по удалению механиче­ских примесей из топлив у фильтрационных установок раз­личного конструктивного исполнения эффективность одинаковая, а по удалению воды несколько лучше установка Винслоу. Однако это преимущество не решающее, так как фильтр при работе на отечественных топливах теряет глав­ное преимущество автоматических фильтрационных уста­новок — отсутствие ручного труда. Фильтр Винслоу при эксплуатации необходимо периодически разбирать, промы­вать элементы в дизельном топливе для снятия осадка с их поверхности, так как фильтрующие элементы работают в ре­жимах, не предусмотренных фирмами-изготовителями (га­рантийный срок службы элементов составляет 3000 ч до момента увеличения перепада давления, равного 0,14 МПа). С этих позиций применение фильтров фирмы Софранс и фирмы Болл представляется более интересным, так как очи­стка от осадка в них фильтрующих элементов происходит автоматически.

В табл. 43 приведены показатели автоматических филь­трационных установок различных фирм. В ней же 43 приве­дены для сравнения также данные по автоматизированно­му фильтру тонкой очистки Скаматик, который предназначен только для очистки топлив от механических примесей.

Учитывая, что для судов речного флота перспективна установка с автоматической очисткой фильтрующих эле­ментов от осадка, и принимая во внимание, что она более эффективна по отделению воды, установка Софранс, ее технико-эксплуатационные показатели могут служить ос­новой для сравнения методов фильтрации и сепарации. Фильтр Скаматик (фирма «Скам») может быть использован только на линии подачи топлива в качестве автоматизиро­ванного фильтра тонкой очистки.

Технико-экономическая оценка эффективности очистки топлива путем сепарации и фильтрации представлена ниже. В табл. 44 приведены данные по критериям сравнительной оценки центробежного сепаратора фирмы «Лаваль» и филь­трационной установки фирмы «Софранс».

Из таблицы видно следующее:

после сепарации и фильтрации относительная концен­трация механических примесей в очищенном тяжелом топли­ве е_м практически одинакова, однако относительная кон­центрация воды е_в более чем вдвое выше в топливе, очи­щенном путем фильтрации, что говорит о недостаточной эффективности очистки топлив в фильтрационных уста­новках;

крупность разделения механических примесей d_кр в за­висимости от режима работы сепаратора колеблется от 6 до 10 мкм, при фильтрации в зависимости от модификации фильтра крупность разделения может составлять 10 км и более;

время, затрачиваемое на очистку топлива равного объе­ма, при фильтрации и сепарации одинаковое;

важное преимущество фильтрации перед сепарацией — возможность значительно уменьшить потери горючей части топлива В_п, идущего в отходы (шлам). Потери топлива при фильтрации снижаются в 1,5—2 раза в сравнении с сепара­цией. Уменьшение потерь топлива дает значительный эко­номический эффект, так как снижается общий расход топли­ва на двигатель, что в свою очередь повышает в целом эко­номичность силовой установки. Поэтому потери горючей части топлив при очистке являются важным фактором и их снижение при фильтрации делает этот метод очистки заман­чивым и перспективным при использовании его в систе­ме топливоподготовки;

затраты труда В_тр при использовании фильтрацион­ной установки почти в 5 раз меньше.

Затраты труда на 1 цикл при сепарации связаны с необ­ходимостью настройки сепаратора при очистке топлива но­вой марки, выбора регулировочных шайб, оптимальных режимов и пр. Несмотря на то что сепараторы на судах ав­томатизированы, такие трудоемкие работы, как разборка и сборка барабана, очистка от налипших на поверхности тарелок смолистых отложений и т. д., выполняют вручную. При эксплуатации фильтрационных установок операции по разборке и сборке фильтров весьма редки. В результате, как показали эксплуатационные испытания, высвобождает­ся обслуживающий персонал;

по степени автоматизации технологического процесса фильтрация имеет несомненные преимущества перед сепа­рацией;

так как технологический процесс очистки в фильтра­ционных установках автоматизирован полностью и значи­тельно проще, чем в центробежных сепараторах.

Современная система топливоподготовки должна со­держать средства очистки, которые по степени автоматиза­ции соответствуют знаку автоматизации главной дизель­ной установки;

строительная стоимость и затраты энергии практиче­ски одинаковы при использовании сепараторов и фильтрую­щих установок.

Таким образом, в результате сравнительной оценки эф­фективности использования центробежных сепараторов и фильтрационных установок по физико-техническим и тех­нико-экономическим критериям установлено, что у фильтра­ции значительные преимущества перед сепарацией, это пер­спективный метод очистки тяжелых топ лив. Преимущество фильтрации заключается прежде всего в значительно мень­ших потерях горючей части топлив и возможности полной автоматизации процесса очистки. Однако более низкая эф­фективность очистки топлива от воды не позволяет в на­стоящее время ограничиться использованием в системах топливоподготовки только фильтрационной установки без центробежного сепаратора. Поэтому в рекомендуемых систе­мах топливоподготовки центробежный сепаратор необходимо использовать в случае повышенной доли в топливе воды.