Купить диплом высшего образованияСайт Вулкан - играть бесплатноФункционал 1С ТОиР для производства

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

В Сибири бревно затопило баржу с лесом

В Сибири бревно затопило баржу с лесом В Красноярском крае на Ангаре несамоходная баржа, перевозившая лес, столкнулась с плывшим по реке бр...

В Тихом океане спасли всех рыбаков с судна, потерпевшего бедствие

В Тихом океане спасли всех рыбаков с судна, потерпевшего бедствие В составе экипажа находились 12 японцев и шесть граждан Индонезии. Сейчас их жизни ничего не угрожае...

Российская экономика

ОСК обменяет 55% финской судоверфи на акции производителя ферросплавов Afarak

ОСК обменяет 55% финской судоверфи на акции производителя ферросплавов Afarak Объединенная судостроительная корпорация (ОСК) в рамках продажи контрольного пакета в финско...

Турпоток в Крым вырос на 26%, с начала года регион посетили 1,5 млн человек – Ростуризм

Турпоток в Крым вырос на 26%, с начала года регион посетили 1,5 млн человек – Ростуризм Крым с начала года посетили 1,5 млн человек, турпоток по сравнению с аналогичным периодом прошлого г...

Транспортная политика

Глава Минтранса определился с кандидатом на пост своего первого заместителя - Дитрих

Глава Минтранса определился с кандидатом на пост своего первого заместителя - Дитрих  Министр транспорта РФ Евгений Дитрих направил на утверждение правительства кандидатуру на пост свое...

Глава Росморречфлота Виктор Олерский уходит из Минтранса

Глава Росморречфлота Виктор Олерский уходит из Минтранса Как сообщает «Коммерсант», 15 июня замминистра транспорта, глава Росморречфлота Виктор Олерский напи...

Морские порты

Режим Свободного порта позволит реализовать крупные проекты – Хабаровские власти

Режим Свободного порта позволит реализовать крупные проекты – Хабаровские власти Реализация крупных проектов в сфере перевалки зерна, газовой химии и гидрометаллургии станет возможн...

ОЗК намерена реализовать проект Дальневосточного зернового терминала в рамках СПВ

ОЗК намерена реализовать проект Дальневосточного зернового терминала в рамках СПВ «Объединенная зерновая компания» рассчитывает реализовать проект строительства в Приморском крае спе...




Морской транспорт

Судно с первым грузом сжиженного природного газа «Ямал СПГ» прибыло в Испанию

Судно с первым грузом сжиженного природного газа «Ямал СПГ» прибыло в Испанию Судно с первой партией сжиженного природного газа (СПГ) «Ямал СПГ» прибыло в Испанию.

Построенный для Ямал СПГ ледокол «Обь» спущен на воду

Построенный для Ямал СПГ ледокол «Обь» спущен на воду Выборгский судостроительный завод (ВСЗ, входит в группу ОСК) спустил на воду новый ледокол «...

Речной транспорт

ЧМ-2018 не помешает встретить День выпускника на Москве-реке

ЧМ-2018 не помешает встретить День выпускника на Москве-реке Ограничение судоходства в столице во время Мундиаля не нарушит планов молодых людей и их родителей о...

Сбои в речной навигации начались в Хабаровском крае из-за обмеления Амура

Сбои в речной навигации начались в Хабаровском крае из-за обмеления Амура Несмотря на затяжные дожди, уровень Амура в Хабаровске серьезно снижается, из-за чего уже отмечен сб...

Ж/Д транспорт

Глава Минтранса заявил о поддержке Минэкономразвития его выдвижения в совет директоров РЖД

Глава Минтранса заявил о поддержке Минэкономразвития его выдвижения в совет директоров РЖД Министр транспорта РФ Евгений Дитрих сообщил, что Минэкономразвития поддержало его выдвижение в сове...

Проектные работы по железной дороге к мосту на Сахалин начались в Хабаровском крае

Проектные работы по железной дороге к мосту на Сахалин начались в Хабаровском крае Специалисты Дальневосточного проектно-изыскательского института транспортного строительства в Ульчск...

Авто транспорт

Более 500 тыс. машин проехали по Крымскому мосту с момента его запуска

Более 500 тыс. машин проехали по Крымскому мосту с момента его запуска Свыше полумиллиона автомобилей проехали по Крымскому мосту с момента его открытия 16 мая, сообщил в ...

Проезд по федеральной трассе «Таврида» в Крыму будет бесплатным - Аксенов

Проезд по федеральной трассе «Таврида» в Крыму будет бесплатным - Аксенов Проезд по федеральной трассе «Таврида», которую полностью на Крымском полуострове к 2021 году, будет...

Аналитика

Транспортная политика

Судоходное сообщество России обсудило отраслевые проблемы и перспективы

Судоходное сообщество России обсудило отраслевые проблемы и перспективы Общее собрание членов Российской палаты судоходства состоялось 20 марта 2018 года в Москве под предс...

От карательной модели к партнерской

От карательной модели к партнерской В мероприятии, посвященном итогам контрольно-надзорной деятельности Ространснадзора и ее территориал...

Морские порты

Порт Холмск: зимняя навигация, работа и перспективы паромной переправы

Порт Холмск: зимняя навигация, работа и перспективы паромной переправы Расположенный на юго-западном побережье острова Сахалин в вершине залива Невельского, морской порт Х...

Впереди новый политический цикл и новые успехи портовой отрасли

Впереди новый политический цикл и новые успехи портовой отрасли 29 марта 2018 года в Санкт-Петербурге прошла 31-я Конференция Ассоциации морских торговых портов ...

Морской транспорт

Системы очистки балластных вод: опыт СКФ

Системы очистки балластных вод: опыт СКФ Проблема распространения инвазивных видов живых организмов, путешествующих в балластных водах, общеи...

$27 миллионов за мировое соглашение

$27 миллионов за мировое соглашение В России завершился самый большой морской спор, связанный с навалом танкера Delta Pioneer на причал ...

Речной транспорт

Беломорканал находит резервы развития

Беломорканал находит резервы развития На содержании и обслуживании ФБУ «Администрация «Беломорканал» находится 3095,5 км водных путей, вхо...

Основная цель – развитие инфраструктуры и внедрение передовых технологий

Основная цель – развитие инфраструктуры и внедрение передовых технологий Общая протяженность внутренних водных путей Обского бассейна составляет 7245,0 км, из которых в нави...




Темы

Инфраструктура / Образование

Разведчики морских глубин

Разведчики морских глубин Геологические исследования дна морей и океанов начались сравнительно недавно. В начале ХХ века они с...

Морские капитаны

Морские капитаны 90% всей мировой торговли осуществляется через морские перевозки и при этом 99% всех перевоз...

Грузовая база

Трубопровод о двух концах

Трубопровод о двух концах В начале апреля «Транснефть» запустила в эксплуатацию первую очередь нефтепродуктопровода «Юг», кото...

«Транснефть»: снижение перевалки и расширение влияния

«Транснефть»: снижение перевалки и расширение влияния В 2017 году по трубопроводной системе «Транснефти» было перекачано 477 млн тонн нефти, из них на экс...

Безопасность мореплавания

Морские аварии: предаварийные и поставарийные состояния психики

Морские аварии: предаварийные и поставарийные состояния психики Уровень аварийности, каков бы он ни был, требует неустанного внимания, особенно в отраслях, связанны...

Время не ждет

Время не ждет Не первый год на федеральном уровне в Камчатском регионе обсуждается необходимость утилизировать зат...

Севморпуть

«Ключевой» вопрос Севморпути

«Ключевой» вопрос Севморпути Принятие решения о создании единого транспортно-логистического оператора Северного морского пути все...

Севморпуть – наш: почему Америке не выиграть спор с Россией в Арктике

Севморпуть – наш: почему Америке не выиграть спор с Россией в Арктике Какие доводы в пользу признания Северного морского пути международной транспортной артерией приводят...




Судостроение

Планы и перспективы Большого Камня

Планы и перспективы Большого Камня Некогда мощный судостроительный комплекс Приморья может обрести второе дыхание. Начало этому процесс...

Вопросы судоремонта в современных условиях

Вопросы судоремонта в современных условиях Когда мы говорим о судоремонте, то не имеем в виду еще одно абстрактное определение в бизнесе. Речь ...

Таможня

«Особый подход» Южной таможни

«Особый подход» Южной таможни Юристы Адвокатского бюро «Степанов и Аксюк» в течение длительного времени работают в сфере защиты ин...

Недостатки таможни в свободном порту глазами участника ВЭД

Недостатки таможни в свободном порту глазами участника ВЭД Одной из главных целей образования режима порто-франко во Владивостоке является создание условий для...

Пиратство

Тридцать дней в плену (часть 2)

Тридцать дней в плену (часть 2) Журнал «Морской флот» неоднократно поднимал тему пиратства на своих страницах.
И вот новый ма...

Последний пират отступает

Последний пират отступает 10 лет назад о нападениях сомалийских пиратов говорили каждую неделю. Теперь от них не осталось и сл...

Из истории флота

В начале времен

В начале времен История торгового мореплавания на Руси уходит в глубокую древность. Первые поселения славян появляли...

Происхождение портовых сборов

Происхождение портовых сборов В статье приводится анализ становления и развития системы портовых сборов в морских портах России, н...

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 2018 года.
1-й этап – отборочный тур, с 23 января 2012 года по 23 июня 2018 года
2-й этап – конкурс финалистов – 5 июля 2018 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...