Сторінка
5

Нафтові палива й мастила

С=(F-32)/1,8;

Град. API=141,5/d-131,5;

де: d -- густина при 15,6 С (60 F), г/мл.

Між дизельним індексом і цетановим числом існує наступна залежність:

Дизельний індекс 20 30 40 50 60 70

Цетанове число 30 35 40 45 55 60

Рис. 3.2 Залежність між цетановим числом та температурою самозапалювання дизельного палива

Часто для палив указують цетановий індекс -- розрахункове цетанове число, що визначають за ДСТ 27768 виходячи з густини і 50% точки перегонки палива.

Варто мати на увазі, що всі разрахункові методи не дадуть правильних результатів для палив із присадками, що підвищують цетанове число.

Для оцінки ЦЧ палив із присадками може бути використаний лабораторний метод, заснований на порівнянні температур самозапалювання випробуваного зразка і модельної суміші цетану з α-метилнафталіном. Остання лінійно залежить від вмісту в ній компонентів (рис. 31). Розбіжність з методом визначення цетанового числа на стенді не перевищує 10%.

Паливний баланс на вітчизняних підприємствах у більшості випадків складається таким чином, що товарні палива мають досить високі цетанові числа і введення спеціальних присадок -- промоторів запалення -- не потрібне. При необхідності використовують присадки на базі алкилнітратів.

Дистилятні палива згоряють у виді пароповітряної суміші. У двигуні ефективне сумішоутворення може бути забезпечене лише паливами необхідного фракційного складу з достатнім рівнем тиску насиченої пари.

Вважають, що пускові властивості бензинів визначаються початком їхнього кипіння, вмістом легких фракцій, що в Україні характеризують так званої 10% точкою (температурою, при якій википає 10% палива) і тиском насиченої пари. У США думають, що пускові властивості бензину краще характеризує кількість палива, що википає до 70 °С.

Як відзначалося вище, основною характеристикою, що визначає пускові властивості дизельних палив, є цетанове число.

Повнота згоряння топкових мазутів визначається їхнім змішанням з повітрям. Для цього винайдені різноманітні пальники, способи їхнього розташування і конструкції топкових камер. На сумішоутворення впливають густини, поверхневий натяг і в'язкість мазутів. Діапазон значень густини не великий: при 50°С для різних мазутів вона змінюється в межах 950-1050 кг/м3.

В'язкістю, навпаки, легко можна керувати при виробленні мазуту, залишаючи в ньому невилучені дистилятні фракції, а при застосуванні -- нагрівають мазут у процесі паливопідготовки. Поверхневий натяг симбатно зв'язаний з в'язкістю мазуту, але границі його зміни не особливо великі.

Під фізичною стабільністю розуміють втрату маси палива від випаровування (легкі фракції) і зміни колоїднохімічного стану, що виявляється в порушенні гомогенності палива і появі окремих фаз. Спроби розробити присадки, що знижують випаровуваність бензинів шляхом створення захисного шару поверхнево-активних речовин на поверхні палива, до сьогодні не увінчалися успіхом. Тому тут ця проблема не розглядається.

Гомогенність бензинів, не містять води і механічних домішок (вони практично миттєво осідають на дно), особливих турбот не викликає. Проблеми виникають при використанні спиртобензинових домішок, особливо виготовлених на базі метанолу. Їх стабілізують добавками спеціальних поверхнево-активних речовин чи речовин третього компонента. Наприклад, у бензини добавляють метанол, змішуючи його з трет-бутиловим спиртом -- така суміш називається оксинолом.

Колоїдно-хімічний стан варто враховувати вже для середньодистилятних палив, що звичайно містять невеликі кількості смолистих речовин. Крім того, при збереженні палив і в умовах працюючого двигуна їх хімічнонестабільні компоненти утворюють високомолекулярні. Продукти, проблема фізичної стабільності палив тісно пов'язана із проблемою їхньої хімічної стабільності і вирішується за допомогою антиокисних і стабілізуючих присадок. Парафіни, що є в середньодистилятних і залишкових паливах, при зниженні температури утворюють упорядковану надмолекулярну структуру. Це призводить до втрати текучості палива і його затвердінні. Поліпшення низькотемпературних властивостей дизельних палив можливе за рахунок зниження кінця їхнього кипіння або використання депресорних присадок. Фізична стабільність залишкових палив цілком визначається їх колоїдною природою.

Основний вплив на старіння мазутів роблять температура і контакт із киснем.

Проблеми хімічної і фізичної стабільності мазутів тісно пов'язані. Тому кращими стабілізуючими присадками до залишкових палив є композиції антиоксидантів з дисперсантами.

Пожежонебезпека палив визначається рядом показників, з яких найбільш часто застосовують температуру спалаху -- мінімальну температуру, при якій пари нафтопродукту спалахують від відкритого полум'я. Її визначають у закритому (світлі палива) чи відкритому (залишкові палива) тиглі. Значення температур спалаху визначених для того самого зразка різними методами, можуть дещо розрізнятися між собою, наприклад для мазутів ця різниця може досягати 30°С. Тому обов'язково вказують метод визначення температур спалаху. Для бензинів температура спалаху має негативне значення, тому її визначають рідко. Для дизельних палив вона нормується в залежності від умов застосування: літні палива для дизелів загального призначення повинні мати температуру спалаху нижче 40°С, а для суднових і тепловозних дизелів -- не нижче 62°С.

Українські стандарти встановлюють границю температури спалаху 61С, нижче якої палива відносять до легкозаймистих (ЛЗР), вище -- до горючих (ГР) рідин. Ця границя визначає категорію роботи з паливом і заходи передбачені технікою безпеки.

Крім температури спалаху, для палив визначають температуру запалення (Тз) і температуру самозапалювання (Тс). Дані з пожежо - і вибухонебезпечності (КПВ), температурним межам вибуховості (ТМВ), а також вимоги ДСТУ 12.1010 по гранично допустимій вибухонебезпечній концентрації (ПДВК) їхніх парів у повітрі, представлені в таблиці 3.3.

Таблиця 3.3 Показники пожежо- и вибухонебезпечності палив