Повышение эксплуатационных свойств дизельных топлив в условиях предприятий АПК

сельхозпредприятий оно загрязняется механическими примесями и водой, окисляется под действием кислорода воздуха и взаимодействия со стенками емкостей, подвержено отрицательному воздействию перепада температур, что влечет изменение его свойств.
Использование загрязненного дизельного топлива приводит к местному из­носу плунжерных пар и уменьшению срока службы насоса высокого давления в 5 - 6 раз. Увеличение содержания фактических смол, продуктов окисления в топливе может вызывать повышенное нагарообразование, склонность к образованию специфических отложений на деталях цилиндропоршневой группы. Присутствие в топливе только 0,1 % воды приводит к повышению коэффициента фильтруемости топлива на 5 - 10 %. Около 40 % отказов топливной аппаратуры двигателей тракторов происходит из-за низких смазывающих свойств дизельных топлив. Отклонение основных характеристик топлив от требований ГОСТ может увеличивать расход топлива при его сжигании в ДВС на 15-20 и более процентов.
Все это говорит о необходимости и актуальности принятия кардинальных мер по организации и упорядочению системы производства и поставок нефтепродуктов в АПК, модернизации технического состояния баз хранения нефтепродуктов у сельского товаропроизводителя. Требуется разработка простых и доступных способов, технологий и технических средств повышения эксплуатационных свойств дизельных топлив в условиях сельхозпроизводителя, позволяющих снизить затраты на производство сельхозпродукции, ремонт и обслуживание техники.

топлив за счет удаления примесей, растворенной воды, улучшения смазывающих и низкотемпе­ратурных характеристик топлив в условиях предприятий АПК.
Для достижения поставленной цели поставлены следующие задачи исследования:
теоретически обосновать способ удаления растворенных примесей из дизельных топлив за счет их предварительной коагуляции;
разработать аналитические зависимости процесса удаления скоагулировавшихся смол, продуктов окисления, свободной и растворенной воды из дизельного топлива;
определить рациональные характеристики процессов повышения смазывающих и низкотемпературных свойств топлив введением присадок;
рассчитать экономическую эффективность внедрения предложенных решений в сельскохозяйственное производство.

износ и техническое состояние двигателей

Зависимость тонкости распыливания топлива (dк – среднего диаметра капель) от его условной вязкости

Понижение вязкости приводит:
К изменению цикловой подачи и снижению давления впрыска, увеличивает расход топлива;
К ухудшению смазывающих свойств топлива, интенсифицируя износ плунжерных пар;
К подтеканию в форсунках, увеличивая нагарообразование и дымность выхлопных газов.
Противоизносные свойства дизельного топлива ухудшаются практически линейно с уменьшением вязкости.

износ и техническое состояние двигателей

Основные эксплуатационные характеристики дизельного топлива и их влияние на износ деталей двигателей и экономичность работы машин

- Загрязненность дизельного топлива при его хранении.

технического состояния нефтескладов сельхозпредприятий

- Результаты анализа качества топлива

3 - Характеристики некоторых зарубежных устройств для очистки топлив и улучшения их эксплуатационных характеристик

на износ деталей двигателя, являются загрязненность примесями и водой, содержание фактических смол, смазывающие и низкотемпературные характеристики топлив, отклонение от норм которых снижается срок службы топливной аппаратуры в 5 - 6 раз и увеличивается расход топлива на 15 - 20 %.
Оценка состояния качества дизельных топлив, хранящихся на нефтескладах сельхозпредприятий, показала, что 20...25 % имеют повышенное содержание механических примесей и воды, около 30 % имеют отклонения по показателю противоизносных свойств и 20 % по содержанию фактических смол, у более чем 30 % топлив низкотемпературные характеристики не соответствовали требовани­ям эксплуатации ГОСТ и ТУ.
Известные высокоэффективные способы очистки топлив и улучшения их эксплуатационных свойств предполагают использование сложного технологического процесса, труднореализуемого в условиях сельхозпредприятий. Доступные для АПК технические средства очистки топлив и улучшения их свойств не позволяют удалять смолы, растворенные примеси, серу, воду дисперсным составом 1 мкм и менее, улучшать противоизносные свойства топлив и их низкотемпературные характеристики.

представление процесса осаждения примесей в дизельном топливе при его отстаивании

- номограмма для определения коэффициента кратности фактора разделения

определения рациональной концентрации внесения депрессорных присадок (КДП) в зависимости от свойств топлива, устанавливаемых на основе анализа ПТФ.

Ф – фракционный состав в баллах, Н – П – содержание парафинов в %

крупных нефтяных компаниях и малых коммерческих структурах, хранящееся на нефтескладах и используемое в сельхозпредприятиях.

Методика исследований физико-химических характеристик дизельного топлива

Анализ свойств топлив проводился по следующим показателям:
Фракционный состав по ГОСТ 217-99.
Кинематическая вязкость по ГОСТ 33-82
Температура помутнения по ГОСТ 5066-91
Температура застывания по ГОСТ 20287-91
Предельная температура фильтруемости по ГОСТ 22254-92
Температура вспышки в закрытом тигле по ГОСТ 6356-75
Массовая доля серы по ГОСТ 51947-2002
Концентрации фактических смол по ГОСТ 8489-85
Кислотность по ГОСТ 5985-79
Зольность по ГОСТ 1401-85
Плотность по ГОСТ 3900-85
Содержание механических примесей по ГОСТ 6370-83
Содержание воды по ГОСТ 2477-65.

Определение фракционного состава топлива

Определение температуры вспышки в закрытом тигле

Определение кислотности топлива

дизельного топлива

В процессе проведения исследований оценивался дисперсный состав при­месей, присутствующих в дизельном топливе до и после его очистки. В частности рассматривалось присутствие в очищенном топливе механических примесей, растворенных добавок, улучшающих смазывающие свойства топлива, депрессорных присадок, вносимых для повышения низкотемпературных свойств дизельного топлива.

Определение дисперсного состава механических примесей в дизельном топливе прибором ФС - 151

Общий вид Photocor – FС

схема для оценки смазывающих свойств топлива

УСЛОВИЯХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДИТЕЛЯ

Затраты и экономический эффект от использования очищенного топлива

эффективность работы двигателей, являются фракционный состав, содержание фактических смол и примесей, противоизносные и низкотемпературные характеристики. Отклонение от норм которых снижает срок службы топливной аппаратуры в 5 - 6 раз и увеличивает расход топлива на 15 - 20 %. Более 30 % топлив, используемых в АПК, имеют отклонения от требований ГОСТ. Известные способы и технологии для улучшения эксплуатационных свойств топлив сложны и недостаточно адаптированы к использованию в услови­ях сельскохозяйственного производства.
В результате теоретического анализа установлено, что присутствующие в топливе смолы, сера и продукты окисления для их удаления должны быть предва­рительно укрупнены. Что позволило обосновать способ удаления примесей из ди­зельного топлива под действием карбамида и комбинаций других доступных коагулянтов. Аналитически установлено, что скорость удаления примесей в поле центробежных сил зависит от диаметра частиц, который меняется в результате коагуляции, предельный диаметр частиц, которые могут быть высажены центрифугой, зависит от эффективности работы коагулянта и параметров технического средства осаждения.
Процесс удаления свободной и растворенной воды зависит от количества тепла, необходимого для превращения воды в пар, давления топлива в системе и размера капель воды, оседающих в корпусе центрифуги и удаляемых за счет ударного взаимодействия струи со стенкой корпуса центрифуги, что позволяет рассчитать рациональные конструктивно - технологические характеристики средства очистки
Рациональные характеристики процесса смешивания дизельного топлива с депрессорными присадками зависят от исходных низкотемпературных свойств топлива, а определение концентрации внесения присадок в топливо должно про­водиться по номограмме на основе анализа предельной температуры фильтуемости и замерзания.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

окисления в дизельном топливе для их последую­щего удаления необходимо использовать водный раствор карбамида и в некото­рых случаях серную кислоту, оптимальной концентрацией внесения является 0,5 %. Оптимальными параметрами процесса удаления примесей и растворенной во­ды является температура 80...90 °С, частота вращения ротора центрифуги n = 7000...8000 об/мин, давление прокачиваемости пара 0,04-0,07 кгс/см2. Разрабо­танный способ очистки топлива (патент № 2477303) и установка для его осу­ществления позволяет удалять все виды загрязнений, повышать смазывающие свойства топлива в среднем на 15 % и низкотемпературные характеристики топлив на 6...12 °С. По результатам исследований разработан технологический процесс очистки и повышения эксплуатационных свойств дизельных топлив.
В результате производственных испытаний технологического процесса очистки топлив в нефтепродуктоснабжающей организации ООО «Акцент - Агро» установлено, что изначально некачественное и восстановленное топливо имеет показатели, аналогичные топливам класса ЕВРО, а смазывающие свойства на 20 % превышают начальные значения. При использовании очищенных топлив в двигателях тракторов МТЗ (модификации), эксплуатирующихся в условиях СХПК ПЗ - колхоз им. Ленина Тамбовского района Тамбовской области, установ­лено снижение расхода топлива в среднем на 10 - 15 % , уменьшение загрязнен­ности выхлопных газов на 30...40 %, снижение количества образующихся нага­ров на поверхностях форсунок и уменьшение следов износа на деталях топлив­ных насосов, а работавшее в двигателях моторное масло за 250 часов наработки содержало смол, асфальтенов, карбоидов на 30 % меньше по сравнению с маслом, работающим в двигателе на топливе без очистки. Испытания технологического процесса повышения низкотемпературных свойств дизельных топлив в условиях ООО «Меркурий» позволяют констатировать факт понижения предельной температуры фильтруемости топлива и температуры замерзания более чем на - 10°С.
5. Экономический эффект от внедрения разработанного способа очистки дизельных топлив, установки для повышения их эксплуатационных свойств составляет за расчетный период 159820 рублей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ