Система обработки жидких топлив на судах

Лекция №8

Для обеспечения надёжной работы топливной аппаратуры судовых дизелей топливо проходит предварительную обработку, заключающуюся в отстаивании, сепарировании, фильтрации, подогреве тяжёлого топлива, а иногда и предусматривающуюся химическую, гидродинамическую, магнитную и другие методы обработки. Особое внимание предварительной очистке уделяется при использовании тяжелых топлив. Предварительная обработка осуществляется для удаления из топлива механических примесей и воды, улучшение агрегатного состояния топлива, снижение его коррозионной активности, повышение способности топлива к самовоспламенению и сгоранию.

Очистка топлива от механических примесей и воды производится путём использования гравитационных сил. Отстаивание топлива производится в специальных цистернах под воздействием силы тяжести и архимедовой силы, а воду и осевшую грязь удаляют снизу через спускной кран.

1. Отстаивание – это наиболее простой способ очистки нефтяных топлив от загрязнения при условии достаточного различия в значениях плотности загрязнений, воды и топлива.

Недостаток метода – не эффективен для высоковязких топлив. Наиболее эффективно применяется для мало- и средне вязких топлив и является вспомогательным способом очистки.

2. Использование центробежных сил (обработка топлива с помощью центрифугирующих устройств – сепараторов). Действие сепараторов основано на отделении механических примесей и воды из топлива благодаря центробежным силам, возникающим из-за большой частоты вращения барабана. В системах топливоподготовки находят применения сепараторы дискового и трубчатого типа.

В современных сепараторах самоочищающегося типа периодическая очистка осуществляется автоматически, путем промывки горячей водой и сброса шлама в грязевую цистерну.

Сепараторы в зависимости от настройки могут работать в режимах:

кларификации – отделение механических примесей

пурификации - разделение топлива и воды с одновременным отделением механических примесей.

3. Применение полупроницаемых (фильтрующих) материалов. Основным техническим требованием к фильтрам тонкой очистки является обеспечение отсева частиц не крупнее размера 6-12 мкм наиболее опасных размеров для топливоподающей аппаратуры.

Фильтры грубой очистки устанавливаются перед всеми насосами в целях предупреждения их повреждения при попадании крупных частиц.

Наибольший размер частиц загрязнений пропускаетмых фильтром, определяет тонкость отсева:

Предварительная очистка – для предохранения топливной системы от попадания крупных загрязнений;

Грубая очистка – для удаления из топлива частиц более 40 мкм;

Тонкая очистка – для удаления примесей размерами более 6-15 мкм, а при применении бумажных элементов – более 4-5 мкм.

В зависимости от принципа действия фильтрующие элементы могут быть поверхностными и объёмными.

В поверхностном фильтре топливо очищается путем осаждения примесей на поверхности ячеек, щелей (сетка, ткань, листовая бумага).

В объёмном фильтре нефтепродукт пропускаются через фильтрующий материал, содержащий множество каналов и пор, в которых откладывается загрязнение примесей.

Объёмные фильтры в отличии от поверхностных способны удерживать большое количество грязи, имеют более высокий коэффициент фильтрации и не способны к внезапному засорению.

Магнитные фильтры широко применяются для очистки от ферромагнитных частиц (0,5 мкм – 5 мкм и более) механических примесей.

4. Применение гомогенизаторов, разрушающих сгущения и агломераты.

Гомогенизация (однородность) топлива заключается в гидродинамическом возмущении топливной среды, в результате которого в среде возникают кавитационные зоны. Захлопывание кавитационных каверн сопровождается локальными гидравлическими ударами высокой мощности, разрушающими не только желеобразные сгущения, но и твёрдые агломераты. В результате топливо становится гомогенным, смолы равномерно распределяются в топливной среде, твёрдые частицы освобождаются от «смолистой шубы», а в глобулы воды деспергируются.

Такое топливо сепарируется и фильтруется с минимальными потерями в горючей части. Гомогенизаторы бывают гидродинамические, вибромеханические, ультразвуковые, вихревые и другие.

5. Подогрев топлива. Для хорошего распыливания топлива его следует подогревать перед вспрыском. Если для дизельных топлив необходимость в подогреве для снижения вязкости отпадает, то для тяжелых топлив предварительный подогрев в паровых и электрических подогревателях является обязательным условием их подготовки, так как только этим путём можно достигнуть требуемой вязкости.