ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ РАЗДЕЛНА ТЕМУ «АНАЛИЗ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ ТАНКЕРА «ARION» И ПОВЫШЕНИЕ ЕЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПУТЕМ УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ СИСТЕМЫТОПЛИВОПОДАЧИ ЗАСЧЕТ УСТАНОВКИ АВТОМАТИЧЕСКОГО ВИСКОЗИМЕТРА ТОПЛИВА»
Анализ возможных технических решений топливной системы
Необходимость снижения эксплуатационных расходов судовой дизельной установки посредством улучшения топливо использования и повышение надежности дизеля вызвало необходимость установки средств для их обеспечения в топливной системе ДВС такие как:
очистку путём установки сепараторов с более эффективной степенью очистки (Alfa Laval), включение в режим вторичной сепарации, один сепаратор настраивают в режим пурификации (удаление механических примесей и воды), второй сепаратор в режим кларификации (удаление механических примесей), причём второй сепаратор включается последовательно с первым.
Улучшить очистку можно решить установкой автоматических топливных фильтров, как с металлической сеткой (размер ячеек 6-15 мкм), также со вставкой из специальной бумаги.
В целях измельчения структуры оставшийся после сепарации частиц механических примесей, асфальтосмолистых агломиратов и глобул воды рекомендуется использование гидродинамической обработки в гомогенизаторе где твёрдые и жидкие включения дробятся до диаметра 5-15 мкм.
Улучшения хранения обработки и сгорания топлива можно за счёт химической обработки топлив — присадки (диспергаторы Vccom FOT-NW, Bankersol-D, Perolin 683 DE и др., католизаторы Amergaizc, Pеrlomn 683 DF, Gamlen FOT и др.)
| Изначально работа главных и вспомогательных двигателей танкера ARION планировалась на топливе марки Ф5. |
Большую роль для улучшения топливо-подготовки перед ТНВД использовать систему автоматического регулирования вязкости установкой вискозиметра который я хочу внедрить для проработки в дипломном проекте.
Состав этого топлива строго стандартизирован государством, и существующая судовая система топливоподготовки полностью отвечает всем требованиям при работе на данной марке топлива.
Однако, при необходимости бункеровки в иностранных портах нет средств и возможности приобрести топливо марки Ф5. Чаще всего на суда принимают иностранные топлива марки IFO. Однако состав топлив IFO строго не нормируется государствами, в которых они производится, а определяется по паспортным данным при каждой бункеровке. Качество принимаемого на борт судна топлива при каждой бункеровке может быть различным. В связи с этим существующая на судне система топливоподготовки, рассчитанная на топливо определенной марки, перестает отвечать постоянно изменяющимся требованиям.
Увеличение вязкости при прочих равных условиях приводит к ухудшению работы прецизионных пар топливных насосов, более интенсивному нагарообразованию на элементах цилиндропоршневой группы и газового тракта, изменению ранее установленных моментов топливоподачи. При малой вязкости увеличивается угол распыления топлива, что при данной конструкции форсунки и камеры сгорания приводит к ухудшениюсмесеобразования и как следствие к увеличению расхода топлива. Одной из причин ухудшения качества сгорания топлива является его плохое распыление. Выбранный объем камеры сгорания, условия смесеобразования и время сжигания топлива обуславливают определенные требования к однородности распыления. Увеличение размеров капель приводит не только к изменению дальнобойности струи, увеличению времени испарения, но и к воспламенению капель снаружи, при этом происходит крскингованис топлива в капле и образование кокса, что ведет к увеличению нагарообразования.
Для конкретных условий эксплуатации существует оптимальное значение вязкости, которое обеспечивает качественное сжигание топлива, в результате чего уменьшаются износы деталей цилиндропоршневой группы. Многочисленные испытания двигателей различных марок показывают, что лучшие результаты получаются при вязкости 1,7-2,5 °ВУ (8,3-16,1 сСт). Для главных двигателей 7S50MC и вспомогательных 8VDS26/20 AL-2 фирма SKL рекомендует значение вязкости топлива перед ТНВД 8-12 мм7с
На значение вязкости топлива больше всего влияет температура. Это обстоятельство привело к тому, что при исследованиях пытались вывести однозначную зависимость вязкости от температуры. Наибольшее распространение получило экспериментальное уравнение Вальтера:
LgIg(v+0,8)=A-BlgT
где V - кинематическая вязкость, сСт:
А, В - безразмерные коэффициенты;
Т - температура топлива. К.
Слагаемое 0,8 является средним, и для различных нефтепродуктов колеблется от 0,6 до 1,22.
Если взять координатную сетку у которой по оси ординат отложен двойной логарифм кинематической вязкости (Ig lgv), а по оси абсцисс логарифм темпера-
туры (IgT), то вязкостно-температурная зависимость большинства нефтепродуктов даст прямые линии (номограммы). Прямолинейная зависимость вязкости от температуры обеспечила широкое применение указанных номограмм. Исходя из предположения, что вязкостно-температурная зависимость постоянна, для поддержания вязкости топлива используют косвенный способ регулирования вязкости с помощью регуляторов температуры.
На практике возможно смешивание различных сортов топлива, что при поддержании постоянной температуры подогрева может привести к колебанию вязкости в пределах 5н-24 сСт. Из-за этих колебаний хорошее и экономичное сжигание топлива не обеспечивается, поэтому в судовых условиях необходимо непосредственное измерение вязкости топлива.
В связи с широким применением на судах различных сортов тяжелого топлива следует обеспечить его качественное сгорание, что в свою очередь уменьшит нагарообразование и износ деталей топливной аппаратуры и цилиндропоршневой группы. Это можно достигнуть путем контроля за вязкостью топлива и подержания ее в допустимых пределах перед подачей топлива в дизель.
Таким образом, можно сделать вывод, что для обеспечения необходимых условий эксплуатации дизелей и уменьшения износа деталей цилиндропоршневой группы необходимо в состав топливной системы включить автоматический регулятор вязкости. Анализ материалов эксплуатации однотипных
двигателей с регуляторами температуры топлива и системами регулирования вязкости показывает что в последнем случае расход топлива уменьшается на 3-5% [II], так как постоянная температура не гарантирует постоянной вязкости доже для топлива одного фракционного состава.
Срок окупаемости системы автоматического регулирования вязкости не превышает 1 года, Такая высокая эффективность достигается в том случае, если система регулирования вязкости удовлетворяет следующим требованиям:
-неравномерность регулирования вязкости перед форсунками не превышает 4 сСт; -переходный процесс имеет монотонный характер;
-при переходе с легкого топлива на тяжелое регулятор обеспечивает плавное повышение температуры топлива со скоростью не превышающей 3 °С в минуту, при одновременном поддержании вязкости в диапазоне допустимой неравномерности;
- диапазон регулирования вязкости 6-25 сСт.