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

ОСК поддерживает образовательный проект «Ломоносовская Ассамблея»

ОСК поддерживает образовательный проект «Ломоносовская Ассамблея» В состав Попечительского совета Международного Ломоносовского клуба входит Президент ОСК Алексей Рах...

Курсанты ГУМРФ им. адм. С.О. Макарова приняли участие в традиционном городском субботнике.

Курсанты ГУМРФ им. адм. С.О. Макарова приняли участие в традиционном городском субботнике. Общими усилиями макаровцы сделали все, чтобы приближающуюся зиму их «альма матер» встретила в образц...

Российская экономика

Счётная палата не согласилась с прогнозами Росрыболовства в проекте федерального бюджета

Счётная палата не согласилась с прогнозами Росрыболовства в проекте федерального бюджета В документе СП говорится о нарушении порядка формирования обоснований прогноза поступлений доходов и...

Грузооборот транспорта в России за 9 месяцев вырос на 2,9%

Грузооборот транспорта в России за 9 месяцев вырос на 2,9% Грузооборот морского транспорта за отчетный период снизился на 21,8% - до 27,9 млрд. т-км, внутр...

Транспортная политика

В РСПП обсудили предложение ФАС о дерегулировании тарифов на услуги по погрузке и хранению

В РСПП обсудили предложение ФАС о дерегулировании тарифов на услуги по погрузке и хранению В заседании Подкомиссии по морскому, речному транспорту и портовой индустрии приняли участие предста...

Иностранным судам ограничат право перевозки нефти и газа в Арктике с 2019 г.

Иностранным судам ограничат право перевозки нефти и газа в Арктике с 2019 г. Поправки в законодательство предусматривают закрепление за судами, плавающими под флагом Российской ...

Морские порты

Мощность зернового терминала КСК вырастет почти вдвое

Мощность зернового терминала КСК вырастет почти вдвое Проектом реконструкции предусматривается строительство нового причала и технологической площадки, а ...

Новые возможности в развитии порта Выборг

Новые возможности в развитии порта Выборг Банкротство стивидора Выборгского порта не повлияет на объемы перевалки в порту.




Морской транспорт

Судно для перевозки тяжеловесных грузов преодолело Севморпуть

Судно для перевозки тяжеловесных грузов преодолело Севморпуть Судно специально построено для полярных вод. Оно прошло путь из Китая в Роттердам, перевозя части кр...

«MAERSK LINE»вручила награду Innovating Together Maersk-NSR-2018 логистическому оператору «ДАКСЕР»

«MAERSK LINE»вручила награду Innovating Together Maersk-NSR-2018 логистическому оператору «ДАКСЕР» Награда вручена как одному из первых экспедиторов, отправивших груз на контейнеровозе Venta Maersk в...

Речной транспорт

Обновленный «Метеор» построят к 2021 году

Обновленный «Метеор» построят к 2021 году Судно предназначено для использования на озерах, водохранилищах, магистральных реках и в прибрежной ...

Процесс принятия Соглашения о судоходстве между странами-членами ЕАЭС затягивается

Процесс принятия Соглашения о судоходстве между странами-членами ЕАЭС затягивается В ЕЭК считают, что до конца 2018 г. Соглашению будет дан старт.

Ж/Д транспорт

Правительство разрешило РЖД выплачивать дивиденды по обыкновенным акциям имуществом

Правительство разрешило РЖД выплачивать дивиденды по обыкновенным акциям имуществом Чистая прибыль РЖД по РСБУ в 2017 г. выросла в 2,7 раза - до 17,5 млрд. руб.

РЖД могут принять участие в модернизации и строительстве железных дорог в Киргизии

РЖД могут принять участие в модернизации и строительстве железных дорог в Киргизии Со своей дочерней компанией «Элтеза» «Российские железные дороги» уже принимают участие в модернизац...

Авто транспорт

На реконструкцию дороги к туркомплексу Шерегеш в Кемеровской области выделят 2,5 млрд. руб.

На реконструкцию дороги к туркомплексу Шерегеш в Кемеровской области выделят 2,5 млрд. руб. Правительство РФ планирует поддержать создание необходимой инфраструктуры в Шерегеше, региону необхо...

Бурятия досрочно выполнит план по приоритетному проекту ремонта дорог

Бурятия досрочно выполнит план по приоритетному проекту ремонта дорог На сегодняшний день выполнено порядка 80% работ на сумму более 935 млн. рублей.

Аналитика

Транспортная политика

Ратифицировать нельзя отказаться

Ратифицировать нельзя отказаться Более четверти века назад, 1 июня 1990 года в Вашингтоне министром иностранных дел СССР и госсекрета...

Каспийская конвенция

Каспийская конвенция На протяжении нескольких столетий Каспийское море являлось «внутренним морем» двух государств: Росси...

Морские порты

Динамика развития в безопасных условиях

Динамика развития в безопасных условиях Сегодня развитие Дальнего Востока России – одно из приоритетных направлений деятельности федеральног...

Ледокольные проводки в Охотском море – это серьезно

Ледокольные проводки в Охотском море – это серьезно В соответствии с приказом Минтранса России от 26.10.2017 г. №463 в целях обеспечения навигационной д...

Морской транспорт

Стабильные результаты работы индустриальных сегментов бизнеса в период крайне неблагоприятной рыночной конъюнктуры

Стабильные результаты работы индустриальных сегментов бизнеса в период крайне неблагоприятной рыночной конъюнктуры Правление ПАО «Совкомфлот» (группа компаний СКФ) рассмотрело операционные и производственные...

Деловые партнеры «Совкомфлота» обсудили развитие отрасли

Деловые партнеры «Совкомфлота» обсудили развитие отрасли В № 8 газеты «МВР» опубликована информационная заметка «Ключевые элементы успеха» о состоявшейся в к...

Речной транспорт

Речной транспорт пробивается через административные барьеры

Речной транспорт пробивается через административные барьеры Ежегодное собрание Ассоциации портов и судовладельцев речного транспорта Российской Федерации (А...

«Печораводпуть»: 80 лет спустя

«Печораводпуть»: 80 лет спустя В навигацию 2018 года Администрация обслуживает 2594 км внутренних водных путей Печорского бассейна,...




Темы

Инфраструктура / Образование

Инновационное образование – это хороший Учитель

Инновационное образование – это хороший Учитель 5 и 6 апреля 2018 г. в ГУМРФ имени адмирала С.О. Макарова прошла Международная научно-методическая к...

Вклад научной школы кафедры в развитие морского и речного флота

Вклад научной школы кафедры в развитие морского и речного флота 1 ноября 2016 года в ходе оптимизации структуры ГУМРФ имени адмирала С.О. Макарова была реорганизова...

Грузовая база

Экспорт вместо интервенций

Экспорт вместо интервенций Валовой сбор зерна в 2017/18 сельхозгоду составил 135,4 млн тонн, обновив исторический рекорд и прев...

Рефгрузы: изменение географии перевозок и уход в контейнеры

Рефгрузы: изменение географии перевозок и уход в контейнеры После введения санкций против России и ответных российских санкций на ввоз отдельных видов сельхозпр...

Безопасность мореплавания

Китак Лим: «Вопросы безопасности в море по-прежнему актуальны»

Китак Лим: «Вопросы безопасности в море по-прежнему актуальны» 99-я сессия КБМ (MSC-99) проходила в штаб-квартире ИМО в Лондоне с 16 по 25 мая 2018 года по...

На основе преемственности

На основе преемственности В настоящее время Международная ассоциация морских средств навигационного оборудования и маячных слу...

Севморпуть

Опыт тяжелых арктических навигаций

Опыт тяжелых арктических навигаций В 2009 г. был завершен международный проект AMSA (оценка влияния глобального потепления на аркти...

«Ключевой» вопрос Севморпути

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




Судостроение

Диагностирование судовых технических средств

Диагностирование судовых технических средств Проведен анализ современного состояния и требований к процессу диагностирования судовых технических ...

Как стимулировать к внедрению инноваций?

Как стимулировать к внедрению инноваций? Проектно-аналитическая сессия по инновационному развитию Объединенной судостроительной корпорации &#...

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

Потопленные перестройкой

Потопленные перестройкой Приступив к созданию полноценного авианосного флота, Китай, судя по планам и темпам, через 10-15 лет...

«Либерти» – легенда мирового судостроения

«Либерти» – легенда мирового судостроения 27 сентября судоходный мир отметит очередной День «Либерти». Ни один проект в истории мирового судос...

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 2018 году редакция выпустила 8-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

Капитаны российского флота

Капитаны российского флота

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...

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...