Исследование свойств судового топлива с растительными композициями

Морской транспорт
Исследование свойств судового топлива с растительными композициями

Введение в последние годы международными организациями новых экологических норм и стандартов привело к широкому использованию на судах дистиллятных топлив (ДТ) с низким содержанием серы. Однако в процессе технологического удаления серных соединений в ДТ также удаляются поверхностно-активные вещества (ПАВ), которые способствуют образованию смазывающих пленок на поверхности металла. При этом удаляются не только ПАВ, но и соединение серы, обладающее высокими противоизносными свойствами. Вследствие этого происходит повышенный износ прецизионных пар топливной аппаратуры судовых дизелей.

Aндрей Надежкин, профессор кафедры судовых двигателей внутреннего сгорания ФГБОУ ВО МГУ им. адм. Г.И. Невельского

Лыу Куанг Хиеу, аспирант кафедры судовых двигателей внутреннего сгорания ФГБОУ ВО МГУ им. адм. Г.И. Невельского

Как уменьшить износ топливной аппаратуры?

Экономичность и надежность судовых дизелей в значительной степени зависит от технического состояния топливной аппаратуры. Износ их деталей приводит к потере гидроплотности, снижению мощности судовых дизелей и перерасходу топлива. Поэтому необходимо найти способы улучшения противоизносных свойств судовых низкосернистых ДТ. Результаты испытаний показали, что добавление растительного масла в малосернистое судовое ДТ улучшает его смазывающую способность. Это обусловлено тем, что в химическом составе растительного масла содержится значительное количество органических ПАВ, в частности олеиновых кислот, которые способствуют созданию хемосорбционных пленок на поверхности металла в процессе трения, в результате чего уменьшается износ топливной аппаратуры.

В табл. 1 представлены физическо-химические показатели наиболее распространенных растительных масел.

Таблица 1. Физическо-химические показатели растительных масел

Наименование показателя

Соевое

Пальмовое масло

Рапсовое масло

Подсолнечное масло

Плотность при 20°С, кг/м3

924

943

916

923

Кинематическая вязкость при 40°С, сСт

31,2

105,99

42,1

30,7

Массовая доля серы, %

0

0

0,005

0

Кислотное число, мг КОН/г

0,003

2,59

4,46

2,14

Температура вспышки, определяемая в закрытом тигле, °С

243

224

255

243

Температура остывания, °С

–12

+30

-20

-16

Содержание, % (масс):

С

77,5

77,6

78,0

77,6

Н

11,5

12,0

10,0

11,5

О

11,0

11,4

12,0

10,9

Коксуемость 10%-ного остатка, % (масс)

0,44

-

0,4

0,51

Масло растительное

Анализ представленных данных физико-химических свойств растительных масел показывает, что в молекулах растительных масел содержится значительное количество атомов кислорода (около 10%). Это приводит к некоторому снижению их теплоты сгорания. Но одновременно это снижает и температуру их сгорания в дизельных двигателях, вследствие чего значительно улучшаются экологические свойства этих топлив. В исследованиях работы дизелей на растительных маслах отмечается снижение дымности отработавших газов и содержания в них продуктов неполного сгорания топлива. Большим достоинством топлив из растительных масел является практически полное отсутствие серы.

Температура вспышки всех масел, как следует из данных табл. 1, практически одинаковая и находится в пределах 224-255°С. Растительные масла при нормальных условиях представляют собой маслянистые жидкости с повышенными по сравнению с ДТ плотностью и кинематической вязкостью. Вязкость всех масел больше, чем вязкость ДТ, особенно высокий этот показатель у пальмового масла (ПМ). Кроме того, это масло отличается от остальных температурой застывания. Она составляет +30°C, в то же время, как у других растительных масел, она ниже 0°C. Вследствие этого использование пальмового масла как компонента смесевого топлива для судовых дизелей на территории России весьма затруднено, однако для стран Юго-Восточной Азии этот вопрос является актуальным.

Эксперимент по определению трибологических свойств смеси ДТ и растительных масел проводился на четырехшариковой машине трения. Результаты испытаний представлены на рис. 1.

Рис. 1. Влияние концентрации растительных масел в смеси на ДПИ

Как следует из полученных результатов (см. рис. 1), величина диаметра пятна износа (ДПИ) значительно уменьшается при добавлении любых растительных масел в ДТ. Особенно это проявляется при концентрации до 1%. C 3% массы ПМ уменьшение ДПИ уже не так значительно. Увеличение концентрации растительного масла более 3% оказывает слабое влияние на противоизносные свойства судовых ДТ. ДПИ практически не уменьшается.

В качестве объектов исследования выбраны судовое ДТ и пальмовое масло – наиболее распространенное растительное масло в Юго-Восточной Азии. Влияние смеси ДТ и пальмового масла на эксплуатационные показатели судовых дизелей мало изучено.

Жирные кислоты, являющиеся основным компонентом растительных масел, представляют собой высокомолекулярные кислородсодержащие соединения с углеводородным основанием. По своей химической структуре они схожи с углеводородами, входящими в состав нефтяного дизельного топлива. При добавлении ПМ в ДТ оно полностью растворяется, образуется стабильная коллоидная смесь. Фотографии проб смесевых топлив и исходного ДТ приведены на рис. 2. Как видно из фотографии, смесь судового дистиллятного топлива и растительного пальмового масла является устойчивой композицией, которая стабильна и не расслаивается в течение длительного времени.

Рис. 2. Смесь ДТ с 5% пальмового масла при температуре 25°С

1 – первый день после смешения; 2 – пятый день дней после смешения; 3 – вторая неделя после смешения; 4 – четвертая неделя после смешения

Лабораторные исследования трибологических свойств смесевых ДТ с пальмовым маслом показывают, что положительные результаты достигаются при концентрации ПМ до 5% массы. Поэтому были изготовлены лабораторные образцы смесевого топлива с концентрацией ПМ 1, 3, 5%. Детальные исследования их физико-химических свойств выполнены в учебно-научной испытательной лаборатории химмотологии МГУ им. адм. Г.И. Невельского (аттестат аккредитации №РОСС RU.0001.21HX56). В табл. 2 представлены результаты всесторонних исследований смесевых топлив.

Таблица 2. Физическо-химические свойства смеси ДТ и пальмового масла

Наименование показателя

ДТ

Пальмовое масло

1%

3%

5%

Плотность при 20°С, кг/м3

843

952

843

844,5

846

Кинематическая вязкость при 40°С, сСт

3,29

105,99

3,35

3,53

3,68

Массовая доля серы, %

0,232

0

0,223

0,212

0,210

Кислотное число, мг КОН/г

0

2,59

0,03

0,1

0,22

Температура вспышки, определяемая в закрытом тигле, °С

73

243

75

78

80

Фракционный состав:

Температура перегонки 10%

181

-

183

184

183

Температура перегонки 50%

271

-

271

274

274

Температура перегонки 95%

361

-

359

360

360

Коксуемость 10%-ного остатка, % (масс)

0,076

0,2458*

0,113

0,185

0,274

Зольность

0,0061

0,0287

0,0070

0,0067

0,0070

* Коксуемость пальмового масла

Смесевое топливо

Из полученных результатов следует, что у смесевого топлива с максимальной концентрацией ПМ 5% вязкость изменяется на 11,8%, с 3,29 до 3,68 сСт. Поэтому при работе судна в тропических широтах не требуется модернизация системы топливоподготовки путем установки дополнительных подогревателей.

Смолистые вещества, находящиеся в пальмовом масле, способствуют увеличению коксуемости смесевых топлив. При добавлении до 5% массы ПМ в судовое ДТ его коксуемость не выходит за границы значений, которые установлены требованиями стандартов на морские бункерные топлива ISO 8217-2012 и ГОСТ 32510-2013. По требованию стандартов коксуемость 10%-ного остатка судовых ДТ должна не превышать 0,3%, а коксуемость смесевых топлив достигает 0,274% при добавлении в них 5% ПМ по массе. Дальнейшее увеличение концентрации ПМ в составе смесевого топлива приводит к росту величины коксуемости и превышению значения этого показателя, установленного ограничением требованиям стандартов. По этой причине добавка ПМ в смесевое топливо в концентрации более 5-7% недопустима, так как в результате добавления такого количества ПМ в ДТ происходит повышенное нагарообразование, образуются отложения на форсунках и камере сгорания судовых дизелей.

Вторым показателем, лимитирующим концентрацию ПМ в составе смесевого топлива, является кислотное число (см. табл. 2). Повышенная кислотность топлив вызывает коррозию деталей системы топливоподачи и двигателя. Требованиями вышеуказанных стандартов величина этого показателя у судовых ДТ не должна превышать 0,5 мг КОН/г, в то время как у ПМ измеренное значение этого параметра составляет 2,59 мг КОН/г (см. табл. 2). При добавлении 5% ПМ значение кислотного числа у смесевого топлива значительно возрастает по сравнению с исходным ДТ и составляет 0,22 мг КОН/г.

Используя принцип аддитивности, нетрудно определить, что для данных образцов ДТ и ПМ предельная концентрация ПМ в смесевом топливе не должна превышать 15%. Однако если исходные кислотные числа компонентов смесевого топлива будут выше, то концентрация ПМ в составе композиции должна быть меньше. Для максимально допустимого значения кислотного числа у ПМ, равного 10 мг КОН/г, содержание в смесевом топливе ПМ не должно превышать 5%..

Заключение

Таким образом, в результате проведенных исследований установлено, что:

ПМ растворяется полностью в судовом ДТ и образует устойчивую и стабильную смесь в течение длительного времени.

Композиция ПМ улучшает трибологические характеристики судовых ДТ, когда концентрация ПМ находится в пределе от 1-3% массы. Увеличение концентрации ПМ более 3% практически не приводит к снижению величины ДПИ.

Увеличение количества ПМ в смесевом ДТ более 5% приводит к ухудшению таких физико-химических показателей, как коксуемость и кислотное число. В результате их значения превышают предельные уровни, установленные требованиями стандартов на судовое топливо. По этой причине, а также на основании выполненных исследований трибологических характеристик смесевых ДТ концентрация ПМ в составе такого топлива не рекомендуется более 3% масс.

Морской флот №4 (2016)


Вернуться к разделу Морской транспорт

Новости

Лента новостей

«Нас словно прокляли»: Флот и армию США преследуют беды

 «Нас словно прокляли»: Флот и армию США преследуют беды 21 августа американский ракетный эсминец ВМС США «Джон Маккейн» столкнулся с танкером Alnic MC в рай...

В затопленных отсеках эсминца США «Джон Маккейн» нашли тела моряков

В затопленных отсеках эсминца США «Джон Маккейн» нашли тела моряков Водолазы при осмотре затопленных отсеков американского эсминца «Джон Маккейн» нашли останки нескольк...

Российская экономика

«Транснефть» получила от Сбербанка предложение о заключении мирового соглашения

«Транснефть» получила от Сбербанка предложение о заключении мирового соглашения «Транснефть» получила от Сбербанка предложение о заключении мирового соглашения по судебному разбира...

В Рыбинске завершают строительство «Кометы» – Миронов

В Рыбинске завершают строительство «Кометы» – Миронов В Рыбинске на судостроительном заводе завершают строительство «Кометы» нового поколения. Об этом соо...

Транспортная политика

Министр транспорта РФ провел встречу со Специальным представителем Президента Монголии

Министр транспорта РФ провел встречу со Специальным представителем Президента Монголии 22 августа состоялась встреча Министра транспорта РФ Максима Соколова со Специальным представителем ...

Литва не хочет «сдавать» России транспортировку белорусских нефтепродуктов

Литва не хочет «сдавать» России транспортировку белорусских нефтепродуктов Литовский премьер-министр предупреждает Беларусь о стратегической опасности и экономической невыгодн...

Морские порты

Fujairah Terminals в ОАЭ принял первое судно

Fujairah Terminals в ОАЭ принял первое судно Контейнерный терминал Fujairah Terminals в ОАЭ (оператор Abu Dhabi Ports) принял первое судн...

Валенсия в I полугодии стала крупнейшим контейнерным портом Испании

Валенсия в I полугодии стала крупнейшим контейнерным портом Испании Порт Валенсия стал крупнейшим контейнерным портом Испании по итогам первого полугодия, благодаря рек...




Морской транспорт

Глобальный контейнерооборот может вырасти до шестилетнего максимума

Глобальный контейнерооборот может вырасти до шестилетнего максимума Контейнерооборот 250 морских портов мира за первое полугодие вырос примерно на 6,7% по сравнению...

Уникальный газовоз «Совкомфлота» преодолел Северный морской путь за рекордные 6,5 суток

Уникальный газовоз «Совкомфлота» преодолел Северный морской путь за рекордные 6,5 суток 17 августа 2017 года танкер-газовоз «Кристоф де Маржери» успешно завершил свой первый коммерческий р...

Речной транспорт

В Ярославле презентовали скоростную моторную яхту на подводных крыльях

В Ярославле презентовали скоростную моторную яхту на подводных крыльях Вместе с мэрами Союза городов Золотого кольца глава Ярославской области Дмитрий Миронов совершил про...

В Ростове-на-Дону состоялось совещание по рассмотрению материалов по проектированию Багаевского гидроузла

В Ростове-на-Дону состоялось совещание по рассмотрению материалов по проектированию Багаевского гидроузла В Ростове-на-Дону 18 августа 2017 года заместитель руководителя Федерального агентства морского и ре...

Ж/Д транспорт

Транспортная система РФ может принять 7-8 млн тонн нефтепродуктов из Белоруссии

Транспортная система РФ может принять 7-8 млн тонн нефтепродуктов из Белоруссии Транспортная система РФ может принять 7-8 млн тонн нефтепродуктов из Белоруссии до конца года в случ...

Рост погрузки на сети РЖД в августе может превысить 0,3% - замглавы ЦФТО

Рост погрузки на сети РЖД в августе может превысить 0,3% - замглавы ЦФТО Рост погрузки на сети ОАО «Российские железные дороги» (РЖД) в августе может превысить запла...

Авто транспорт

Минтранс готовит предложения о дублере опасного участка трассы на границе с Финляндией

Минтранс готовит предложения о дублере опасного участка трассы на границе с Финляндией Министерство транспорта готовит предложения о дублере опасного участка на границе с Финляндией в рай...

Электротранспорт через 20 лет будет основным, но не заменит бензиновый и дизельный - Соколов

Электротранспорт через 20 лет будет основным, но не заменит бензиновый и дизельный - Соколов Электрический транспорт в ближайшие 20 лет станет основным видом, но не сможет полностью заменить бе...

Аналитика

Транспортная политика

Военно-морская доктрина России как будущая основа морской политики страны

Военно-морская доктрина России как будущая основа морской политики страны В статье рассматриваются проблемы развития нормативной правовой базы военно-морской деятельности Рос...

Итоги подведены. Приоритеты расставлены

Итоги подведены. Приоритеты расставлены В Москве 15 марта состоялось Общее собрание компаний-членов Российской палаты судоходства. В работе ...

Морские порты

Приказ ФАС напугал контейнерный бизнес

Приказ ФАС напугал контейнерный бизнес Проект приказа «Об утверждении ставок портовых сборов за услуги, оказываемые ФГУП «Росморпорт» в мор...

Морской порт Советская Гавань в ожидании новаций

Морской порт Советская Гавань в ожидании новаций С установлением в ноябре 2016 года стабильно низких температур в юго-западной части залива Советская...

Морской транспорт

Проблемы ультрабольших контейнеровозов

Проблемы ультрабольших контейнеровозов Контейнеры давно применялись различными видами транспорта для объединения относительно небольших гру...

Утилизация бытовых отходов

Утилизация бытовых отходов Рассмотрены основные требования к утилизации бытовых отходов, установленные как в Российской Федерац...

Ж/Д транспорт

Москва – Казань – первая ласточка на Шелковом пути

Москва – Казань – первая ласточка на Шелковом пути Высокоскоростная магистраль (ВСМ) Москва – Казань для нашей страны – прежде всего проект тра...

Премия за скорость

Премия за скорость В 2017 году тариф на грузовые перевозки по железной дороге вырастет на 6%. Из них 4% – ожида...




Темы

Инфраструктура / Образование

Дом, который построил Кот

Дом, который построил Кот Уже 20 лет, как Виктор Павлович Кот построил дом на берегу Черного моря, в Севастополе, по адресу: О...

СПбГМТУ: кафедра гидроаэромеханики и морской акустики

СПбГМТУ: кафедра гидроаэромеханики и морской акустики В №4, 2016 г. «Морской флот» начал публикацию материалов о деятельности кафедр морских университетов...

Грузовая база

Через океан на рынки Мьянмы

Через океан на рынки Мьянмы Глобализация, увеличивая интеграцию в мировую экономическую систему, все теснее связывает между собо...

Дать Азии угля

Дать Азии угля Объемы добычи и экспорта российского угля на фоне роста мирового спроса и цен на него в 2016 году вы...

Безопасность мореплавания

Морские спасатели

Морские спасатели 5 января черноморцы отметили годовой праздник Управления поисковых и аварийно-спасательных работ ...

Испанское общество спасения и безопасности на море

Испанское общество спасения и безопасности на море Морское побережье Испании имеет самую большую протяженность в Западной Европе – около 7880 кил...

Севморпуть

«Совкомфлот» в Арктике

«Совкомфлот» в Арктике В Архангельске 29 марта открылся Международный арктический форум «Арктика – территория диалога», пар...

Арктический поток

Арктический поток Грузопоток по Северному морскому транспортному коридору, включающему арктические моря от Баренцева и...




Судостроение

«Князья» подводного флота России

«Князья» подводного флота России В ноябре 2016 года исполняется 20 лет со дня закладки атомного подводного ракетоносца К-535 «Юрий До...

«Адмирал Нахимов» перевернет правила игры на море

«Адмирал Нахимов» перевернет правила игры на море Тяжелый атомный ракетный крейсер «Адмирал Нахимов» в ходе своей модернизации будет оснащен новейшей ...

Таможня

Таможенный кодекс ЕАЭС в эксклаве

Таможенный кодекс ЕАЭС в эксклаве В силу эксклавного положения Калининградской области ее транспортный бизнес особенно  чувс...

Проблемы и вопросы морских грузоперевозок

Проблемы и вопросы морских грузоперевозок К сожалению, из года в год функционирование морских пунктов пропуска РФ вполне можно квалифицировать...

Пиратство

Морское пиратство сегодня

Морское пиратство сегодня Проблема морского пиратства или вооруженного разбоя на море, которая существует с незапамятных време...

Охотники за пиратами

Охотники за пиратами Многие обыватели, да и, что греха таить, сами заказчики считают, что работа вооруженной морской охра...

Из истории флота

В Империи экспорт нефти был запрещен

В Империи экспорт нефти был запрещен Российская нефть – ее история охватывает вопросы нефтедобычи, нефтепереработки, транспорта и, конечн...

Славными победами сильны

Славными победами сильны В Севастополе и на Черноморском флоте по инициативе Севастопольского Морского собрания (СМС)...

Наши издания

Морские вести России

Газета «Морские вести России» издается при поддержке Федерального агентства морского и речного транспорта и Морской коллегии при Правительстве РФ тиражом 9 тыс. экземпляров, полным цветом, объемом до 28 полос. Формат издания - А-3 …

Морской флот

Информационно-аналитический журнал «Морской флот» освещает деятельность российского судоходства и всех процессов, связанных с морскими перевозками внешнеторговых грузов РФ …

Морские порты

Информационно-аналитический журнал «Морские порты» освещает деятельность российского портового комплекса и всех процессов, связанных с международными перевозками внешнеторговых и транзитных грузов через морские порты России …

Международный экспедитор

ВНИМАНИЕ! Издательство объявляет о продаже или аренде журнала «Международный экспедитор». Информационно-аналитический журнал освещает вопросы транспортной логистики, складского хозяйства, таможенного оформления грузов и ...




Транспортное дело России

Научный журнал «Транспортное дело России», основан в 1999 году, входит в Перечень ВАК. Выходит 6 раз в год ...

Инновационная экономика

Научный журнал «Инновационная экономика: информация, аналитика, прогнозы», выходит с 2010 года 4 раз в год ...

Справочник морские порты

В 2016 году редакция выпустила 7-е издание спраочника. Первый выпуск состоялся в 2001 году. Справочник выходит в режиме один раз в два года ...

Справочник речные порты

В 2015 году, по поручению Росморречфлота, редакция подготовила и выпустила 3-е издание справочника. Первый выпуск состоялся в 2011 году. Справочник выходит в режиме один раз в два года ...

Спецпроекты

Конференции

Анонсы, репортажи и отчеты с конференций и семинаров, организуемых издательством «Морские вести России». На конференциях обсуждаются самые актуальные проблемы отрасли судоходства, судостроения и портово...

Бюллетень новостей

С 2010 года издательство «Морские вести России» ведет интернет-рассылку собственного бюллетеня отраслевой информации с подборкой наиболее важных новостных сообщений. «Бюллетень новостей» рас...

Торговая площадка

В данном разделе публикуются объявления о покупке/продаже/аренде перегрузочного оборудования, средств транспорта, услуг и вакансий.

По условиям размещения объявлений обращаться по тел.: +7 (495) 763-54-2...

Информация СКЦ

Регулярная сводка «Спасательно-координационного центра Росморречфлота» (СКЦ Росморречфлота). Все происшествия на водном транспорте, оповещения об опасных гидрометеорологических условиях.





Фото/Видео репортажи

Информационный интернет-портал «Морвести.Ру» публикует фоторепортажи о наиболее значимых событиях в отрасли морского и речного транспорта. Совещания и экспертные советы в Минтрансе и федеральных агентствах, н...

Конкурс коков

Конкурс планируется провести в два этапа 5 июля 2017 года.
1-й этап – отборочный тур, с 23 января 2012 года по 23 июня 2017 года
2-й этап – конкурс финалистов – 5 июля 2017 года.
Особые условия. Уча...

Конкурс «Удиви ближнего»

Журнал «Морской флот» открывает рубрику «Удиви ближнего». Это будут ваши фотографии, на которых есть что-то необычное, непривычное или загадочное, удивившее вас в дальних рейсах.

Если у вас появится ...

Морская семья

Россия всегда славилась семьями моряков, из поколения в поколение передававшими любовь и интерес к морской профессии. Главным для них была верность своему долгу перед Родиной, нелегкой работе в море и тем, кто жде...