Новости компании

Применение нефтяных фракций в роли топлива оправдано рядом важных причин, таких как высокая тепловая мощность, доступная цена и удобство использования. Например, сжигание одного килограмма нефтяного топлива выделяет свыше 41 670 кДж тепловой энергии, что значительно превышает показатели, достигаемые при использовании других топлив.
В частности, при сгорании одного килограмма угля выделяется около 33 330 кДж, а из того же количества древесины получается лишь примерно 19 500 кДж тепла. К тому же, затраты на добычу нефти оказываются в шесть раз ниже, чем стоимость добычи угля. Кроме того, жидкое топливо выигрывает в части транспортировки и хранения.
Топливо, используемое в двигателях и разнообразных отопительных устройствах, должно соответствовать ряду основных требований для гарантии надёжной и безопасной работы аппаратуры:

• Эффективно гореть, выделяя максимум тепла в течение определённого времени; процесс горения должен быть полным и равномерным, чтобы минимизировать выход коррозийных веществ и отложений;
• Образовывать стабильную топливно-воздушную смесь с хорошими свойствами испарения;
• Непрерывно поступать в двигатель через питающую систему в любых климатических условиях, не создавая проблем при транспортировке или хранении. При этом топливо должно сохранять свои рабочие характеристики на длительный срок;
• Иметь низкие показатели замерзания и помутнения, быть свободным от коррозийных элементов и механических примесей;
• Быть недорогим, безопасным в использовании и поддерживаться адекватными запасами сырья.

Нефтяные топлива продолжают занимать ключевую рол как основной источник энергии для большинства видов двигателей, включая те, что используются на суше, в море и в воздухе. Так каксовременные двигатели предъявляют к топливу высокие, зачастую строгие требования, разработана классификация нефтяных топлив на пять главных категорий:

• Топливные составы для реактивных двигателей, эксплуатируемых в авиации на дозвуковых и сверхзвуковых скоростях;
• Дизельные горючие смеси, подходящие для поршневых двигателей с воспламенением от сжатия, способных работать на разных скоростных режимах;
• Разнообразные виды топлива для газотурбинных двигателей и установок, включая как передвижные, так и стационарные модели;
• Бензины для поршневых двигателей автомобилей и авиации, требующих принудительного зажигания;
• Топливо для котельного оборудования, применяемого как в транспорте, так и в стационарных установках.

Рассмотрим ключевые параметры, которые определяют качество топлива и оказывают влияние на эффективность работы двигателей. При оценке качества топлива важно учитывать те свойства, которые способствуют эффективному сгорания. Во время сгорания химическая энергия превращается в тепловую, а затем — в механическую, что является важным для работы двигателя. Так, эффективность сгорания влияет на мощность двигателя, его экономичность, долговечность и надежность.

Для стабильной работы двигателей с карбюратором чрезвычайно важна способность топлива сопротивляться окислению, особенно для предотвращения предпламенных реакций. Если топливо не обладает необходимой стабильностью, в отдельных областях камеры сгорания могут образовываться перекисные соединения. При их накоплении возможно детонационное горение, при котором скорость сгорания резко возрастает. Это может привести к перегреву, усиленному износу деталей, что увеличивает риск преждевременных поломок.
Обычно оценка способности бензина сопротивляться детонации проводится по его октановому числу. Этот показатель демонстрирует, насколько устойчиво топливо к детонационным процессам: чем выше значение, тем лучше оно противостоит такому воздействию. Важность октанового числа такова, что оно всегда указывается в маркировке бензина, например, как А-76 или АИ-93.

В двигателях, работающих на дизельном топливе, воспламенение происходит благодаря сжатию и нагреву топлива воздухом, что предъявляет к дизелю специфические требования. Необходимо топливо, которое быстро взаимодействует с кислородом при высоком давлении и имеет минимальную задержку самовоспламенения, обеспечивая бесперебойную работу двигателя.

При использовании топлива с долгим периодом задержки самовоспламенения и низкой скоростью окисления возможно скопление несгоревшего топлива в камере сгорания до начала горения. Это приводит к моментальному воспламенению большого объёма топлива, вызывая резкое повышение давления и создание условий для «жёсткой» работы двигателя. Такие условия работы не только снижают комфортность звука, но и способствуют ускоренному износу деталей двигателя, контактирующих друг с другом.

Для оценки характеристик топлива в дизельных двигателях используется параметр, известный как цетановое число. Чем ниже его значение, тем дольше происходит задержка перед самовоспламенением, что отрицательно сказывается на стабильности и равномерности работы двигателя.

В газотурбинных установках, котлах на судах, стационарных объектах и промышленных печах топливо сгорает в воздушном потоке. Процесс горения в этом случае идёт непрерывно и в открытом пространстве, что требует от топлива минимального содержания примесей. Важно избегать появления отложений на форсунках и внутренних стенках камеры сгорания, а также исключить присутствие в зольных остатках таких элементов, как ванадий и натрий. Для бесперебойной работы двигателя необходимо топливо, которое быстро вступает в реакцию с кислородом при высоком давлении и отличается коротким периодом задержки перед самовоспламенением.
Для работы воздушно-реактивных двигателей качество используемого топлива должно соответствовать строгим критериям. На форсунках может образовываться отложения, которые приводят к засорению отверстий, ухудшению распыления топлива и искажению формы пламени, что иногда вызывает его прерывание. Также нагар, скапливающийся в камерах сгорания, может вызвать локальный перегрев, изменение формы и даже прожигание стенок. Когда происходит разрушение, мелкие частицы нагара попадают на лопасти турбины, способствуя их эрозии и ускоренному износу.

Чтобы предотвратить образование осадков и нагара, топливо тщательно контролируют по составу. Для этого содержание ароматических углеводородов ограничивается до 20-22%, резиновые смолы допускаются в количестве не более 5-6 мг на 100 мл, содержание серы — в пределах от 0,1 до 0,25%, а меркаптановой серы — не более 0,005%. Также исследуются такие параметры, как высота некоптящего пламени, люминометрическое число, склонность топлива к коксованию, зольность и иодное число. Такой подход обеспечивает надёжную и безопасную работу двигателя.