Применение в судовых дизелях смесей утяжеленных АВТ со стандартным дизельным топливом

При использовании в судовых дизелях отечественных марок, а также новых отечественных и зарубежных двигателях альтернативных утяжеленных топлив (растительных масел, синтетического жидкого топлива (СЖТ) из углей, нефтяного топлива утяжеленного фракционного состава (УФС) и других в смеси со стандартным дизельным (ГОСТ 305-82) доля таких утяжеленных топлив может составлять до 50%.

Судовые системы смешения топлив должны удовлетворять следующим требованиям: приготовлять высокостабильные топливные смеси с любым заданным содержанием тяжелого топлива; вырабатывать топливные смеси с дисперсностью механических примесей не более 6 мкм; позволять автоматизацию процессов заполнения расходной цистерны главных двигателей; обеспечивать необходимый подогрев топливной смеси перед главным двигателем (до 40-45ºС) при содержании в ней более 30% тяжелого топлива; позволять отключать электродвигатель насоса тяжелого топлива при неработающем насосе дизельного топлива или аварийную сигнализацию при отказе одного из насосов, подающих исходные топлива к смесителю-дозатору.

Технологическая схема системы смешения топлив, изображена на рис. 42. В ней предусмотрены: местный подогрев более тяжелого топлива в запасной цистерне до 30-35°С; очистка исходных топлив в путевых топливных фильтрах; обработка исходных топлив в ультразвуковом смесителе; смешение исходных топлив в заданном соотношении; подогрев топливной смеси перед главными двигателями в путевом теплообменнике. По той же схеме дизельное и тяжелое топлива из танков запаса 7 и 6 шестеренными насосами 4 под давлением 0,6-1,2 МПа подаются к смесителю-дозатору УЗГС-5000 2, там они смешиваются в заданных пропорциях и одновременно обрабатываются ультразвуком. Готовая смесь поступает в расходные цистерны главных 9 или вспомогательных 1 двигателей, что позволяет готовить смесь оптимального состава для разных потребителей.

При отрицательных температурах наружного воздуха предусмотрен местный подогрев тяжелого топлива 5 в запасной цистерне до 30-35 С. Исходные топлива очищают путевыми топливными фильтрами 3 и 8, а топливную смесь - штатными фильтрами, установленными на двигателях.

При повышенном долевом содержании более тяжелого топлива (35% и более) в смеси, подаваемой в главные двигатели типа ЧРН 36/45 и НФД48, предусматривается ее подогрев в путевом теплообменнике 10 до 40-45°С. В качестве теплоносителя рекомендуется использовать воду из контура охлаждения главных двигателей. Рекомендуемая доля (%) тяжелого топлива в топливных смесях для различных типов двигателей: 6ЧРН36/45, НФД48 - 40-45; 6Л275 6С275, НФД36-30-35; 410,5/13, 418/22, 6С160, 6Л160, 6Л110 - 25-30; И12/14_/НФД24, ЗД6, ЗД12 - 20-25.

Рисунок 42 - Принципиальная схема системы смешения топлив:

1 – цистерна расходная вспомогательных двигателей; 2 - смеситель-дозатор УЗГС-5000; 3 – фильтр тяжелого топлива; 4 – насос шестеренный; 5 – подогрев тяжелого топлива; 6,7 – запасные цистерны тяжелого и дизельного топлива; 8 – фильтр дизельного топлива; 9 – расходная цистерна главных двигателей; 10 - дополнительный подогреватель смесевого топлива.

 

Для приготовления топливных смесей по схеме ЛИВТа (рис. 42) на судах рекомендуется использовать ультразвуковые гидродинамические смесители-дозаторы УЗГС-5000, разработанные Куйбышевским филиалом ВНИИНП, эффективность работы которых проверена в эксплуатации на судах пароходства «Волготанкер». Смеситель-дозатор был подключен к судовой системе топлпвоподготовки.

 

Техническая характеристика смесителя-дозатора типа УЗГС-5000:

 

Подача по сумме двух потоков, м³/ч ……………………….... 1,0–6,0

Давление топлив на входе в смеситель, МПа……………..…. 0,4 –1,0

Подача насосов, подающих исходные топлива на смеситель, м³/ч...1,5–3,0

Масса смесителя, кг………………………………………..…... 15

 

Устройство судового смесителя-дозатора изображено на рис. 43. Смеситель состоит из сборного стального корпуса 1 с двумя входными 3 и 7 и одним выходным 4 патрубками. Внутри корпуса вмонтированы 3 резонатора ультразвука: резонаторы I и II ступени 2, 5 и промежуточный резонатор 6, рукоятка 8, шкала 9, нижний корпус 10.

Рисунок 43 – Общий вид смесителя-дозатора ВНИИНП типа УЗГС-5000

 

Принцип действия УЗГС-5000 основан на интенсивном высокодисперсном перемешивании движущихся под давлением потоков смешиваемых топлив в резонаторах, где энергия от перепада давления потоков преобразуется в энергию ультразвуковых колебаний благодаря знакопеременному торможению набегающих друг на друга под острым углом в вихревой камере резонаторов струй топлива. Из-за пульсации потоков жидкости с ультразвуковой частотой (18-54 кГц) возникают кавитационные зоны в местах торможения потоков, что приводит к высокодисперсному дроблению и перемешиванию жидкостей.

Дизельное и тяжелое топлива дозируют посредством регулировки проходных сечений между корпусами резонаторов I и II ступени и промежуточным резонатором. Резонаторы перемещаются вдоль оси корпуса при вращении рукоятки смесителя 8.

Дозировка дизельного и тяжелого топлив смесителе-дозаторе осуществляется посредством регулируемых проходных сечений между корпусами резонаторов первой и второй ступени и промежуточным резонатором. Резонаторы перемещаются вдоль смесителя при вращении рукоятки дозирующего устройства.

Наличие в составе системы смешения смесителя-дозатора УЗГС-5000 позволяет решать следующие задачи: обеспечить высокую стабильность получаемых топливных смесей; готовить смесь с различным содержанием тяжелого топлива в зависимости от типа двигателей и условий эксплуатации судна; производить ультразвуковую обработку топливной смеси, что снижает ее потери на фильтроэлементах и уменьшает нагаролакоотложения на деталях цилиндропоршневой группы. дизелей; отказаться от сепарирования тяжелого топлива при содержании в нем до 2% воды.

Таблица 28 – Основные марки дизелей для речного флота и нормы расхода топлива и масла

 

Марка дизеля	Мощность, кВт	Частота вращения, об\мин	Расход топлива	Расход масла	Расход масла на угар и замену
г\(кВт · ч) + 5%	кг\ч	г\(кВт · ч)	кг\ч	кг\ч	% к расходу топлива
Отечественные дизели
1. М400. 2. М401Л-1 3. Г74*   4. Г70 *   5. Г70-5 *   6. Г 60 *   7. Д50 8. 6ДР 30/30-6 9. 6ДР 30/50 10. 4ДР 30/50 11. 18Д 12. 18Д 13. 84 23/30 14. 64 23/30 15. 8ЧСПН 18/22 16. 6ЧСПН 18/22 17. 6ЧСПН 18/22 18. 6ЧСПН 18/22 19. ЗД12А 20. ЗД6Н-235 21. ЗД6Н-150 22. ЗД6 23. К-166М 24. К-161М 25. К-4б2М 26. К-562М 27. 2Ч 10,5/13 28. 6ЧСП 9,5/11 29. 4ЧСП 8,5/11 30. 24Ч8,5/11	ПО ПО 58,8 29.4 14.7 40,5 17,7 8,8		213 213 214 214	234 188 158 142 52,5 25,5 16,6 14,4 7,4 3,7 10,7 4,7 2,4	8,15 6,8 3,3   3,3   3,3     6,7 4,5 4,75 4,9 6,25 6,8 6,8 6,8 2,04 1,36 2,32 2,04 4.8 4,7 4,1 4,75 3,4 4,0 2,73 5,45 5,4 5,45 5,45 5,45	3,8   2,93   2,42   2,64   4.5 2,3 2,1 1,43 1,83 1,5 2.3 1,65 0,48 0,23 0,51 0,23 1,1 0,85 0,45 0,53 0.36 0,26 0.16 0,16 0,08 0,22 0,1 0,05	4,6   3,6     3,6   5.8 4,3 2,7 4.2 3,7 4,9 3,3 0,79 0,34 0,81 0,42 3,2 0,94 0,53 0,6 0,68 0,36 0,23 0,22 0,13 0,4 0,17 0.08	3,7 3,5 1,9   1.9   1,9   2,5   3,5 3.5 3,7 3,8 5,8 6,8 5,9 5,8 1,5 0,9 1,65 1.7 2,35 2,1 2,35 2,6 2,2 1.6 3,0 3,5 3,6 3,5 3,5
Продолжение таблицы 28
Дизели германского производства
31. 8НФД48А-2У 32. 8НФД48АУ 33. 8НФД48-2У 34. 8НФД48У 35. 6НФД48А-2У 36. 6НФД48А-2У 37. 6НФД48АУ 38. 6НФД48-2У 39. 6НФД48У 40. 6НФД48У 41. 8ФЛЗб/24Л-1 42. 8НФДЗбЛ1У 43. 8НФД36А-1У 44. 6НФД36А-1У 45. 8НФД36-1У 46. 8НФД36-1У 47. 6ФД26/20-АЛ1 48. 6ФД26/20-АЛ2 49. 6ФД26/20-АЛЗ 50. 6НФД26А3 51. 8НФД26А-2 52. 6НФД26А-2 53. 6НФД26-2 54. 6НФД26 55. 6НФД24 56. 4НФД24 57. ЗНФД18 58. 2НФД18	14,7			92,5 68,5 68,5 65,5 64,5 48,5 23,8	1,85 1,95 2,27 3,3 1,72 1,72 1,95 2,27 3,3 3,3 1,5 1,55 1,55 1,55 3,3 3,3 2,3 2,5 2,5 2,3 1,5 1,5 2,3 4,75 3,94 3,94 4,1 ' 4,2	1,43 1,43 1,47 1,6 1,1 0,9 0,95 1.1 0,97 1,21 0,66 0,66 0,66 0,49 1,0 0,73 1,21 1,65 1,81 0,66 0,44 0,33 0,33 0,63 0,43 0,29 0,13 0,06	3,7 3,5 3,6 2,9 3,1 2,5 2,4 2,8 1,8 2,25 2,1 2,1 1,5 1,6 2,5 1,35 2,3 2,9 3.2 0,97 0,99 0,73 0,47 0,93 0,76 0,51 0,25 0,12	2,2 2,2 2,5 2,8 2,2 2,2 2,3 2,5 2,8 2,8 2,2 2,3 2,2 2,3 2,8 2,8 1,5 1,5 1,5 2,7 2,7 3,1 3,1
Дизели Чешского производства
59. 6Л275/III-ПН 60. 6Л275Рр/II-ПН 61. 6Л275-ПН 62. 6Л275 63. 6Л275Рр 64. 6С275Л 65. 6Л160-ПНС 66. 6С160 67. 4С160 68. 6Л110 69. 4С110 70. 3Л110 71. 2С110 72. 1С110				5,6 5,6 2,8	3,5 4,1 4,8 5,1 5,4 4,6 5,15 5,4 5,2 6,5 6,6 6,5 6,6 6,6	1,8 1,65 1,86 1,5 1,5 1,3 0,68 0,54 0.45 0,29 0,29 0,14 0,15 0,08	2,94 2,8 2,9 2,4 2,53 2,2 1.2 1.6 1,3 0,9 0,75 0,38 0,38 0,19	2,65 3,1 3,4 3.5 6,9 6,4 6,8 6,8 6,8 6,8
Дизели китайского производства
73. 4190ZLD 74. 4190ZLCZ-R					1,5 1,5
Продолжение таблицы 28
75. 4190ZLC 76. 4190ZLC1 77. 4190ZLC-2/300 78. 4190ZLCZ-1R 79. 4190ZLC-1 80. 4190ZLCZ-2R 81. 4190ZLC-2 82. 4190ZLCZ1-2R 83. 4190ZLC1-2 84. 4190ZLCZ-3R 85. 4190ZLC-3 86. 4190ZLCZ-4R 87. 4190ZLC-4 88. 6190ZLC-1 89. B6190ZLC-1 90. B6190ZLCZ-1R 91. 6190ZLCA-1 92. B6190ZLCA-1 93. B6190ZLCA-1R 94. 6190ZLC-2 95. B6190ZLC-2 96. B6190ZLCZ-2R 97. 6190ZLCA-2 98. В6190ZLCA-2 99. В6190ZLCZA-2R 100. 6190ZLC-3 101. B6190ZLC-3 102. B6190ZLCZ-3R 103. 6190ZLCA-3 104. B6190ZLCA-3 105. B6190ZLCZA-3R 106. 6190ZLC 107. B6190ZLC 108. B6190ZLCZ-R 109. 6190ZLCA 110. B6190ZLCA				62,4 62,4 81,6 81,6 81,6 61,2 61,2 61,2 81,6 81,6 81,6 71,4 71,4 71,4 91,8 91,8 91,8 81,6 81,6	1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2	238,5 238,5
111. B6190ZLCA-R 112. 6190ZLC1-2 113. 6190ZLCZ1-2R				81,6 44,9 44,9	1,2 1,2 1,2

 

* в числителе указывается расход дизельного топлива, в знаменателе – моторного.

Таблица 29 – Классификация дизелей

Дизели условно подразделяются на следующие группы по нескольким признакам
По номинальной мощности: маломощные средней мощности мощные	—меньше 74 кВт —74–73G кВт —736–7360 кВт
По частоте вращения коленчатого вала: малооборотные среднеоборотные повышенной оборотности высокооборотные	– меньше 350 об/мин — 350–750 об/мин — 750–1500 об/мин — больше 1500 об/мин
По средней скорости поршня: тихоходные средней быстроходности быстроходные повышенной быстроходности	n - меньше 6 м/с n - 6–9 м/с * n - 9–13 м/с n - больше 13 м/с
Пo степени форсирования (удельной поршневой мощности): нефорсированные форсированные высокофорсированные	cm - меньше 14,7 кВт/дм^2 cm - 14,7–44 кВт/дм^2 cm - больше 44 кВт/дм^2

 

Таблица 30 – Назначенные ресурсы дизелей, принятые в системе речного флота

Марка дизеля	Мощность, кВт	Частота вращения, об/мин	Назначенный ресурс, тыс. ч	Марка дизеля	Мощность, кВт	Частота вращения, об/мин	Назначенный ресурс, тыс. ч
до среднего ремонта	до капитально- го ремонта	до среднего ремонта	до капитального ремонта
М400 М401А-1 Г60 Г70-5 Г70 5Д50М 6ДР 30/50 4ДР 30/50 18Д 6ЧСПИ 18/82 8ЧСПН 18/22 ЗД12 ЗД6 ЗД6И-235 64 12/14	ПО 58,8		1,5		4Ч 8,5/11 2Ч 8,5/11 8НФД48А-2У 8НФД48АУ 6НФД48А-2У 6НФД48АУ 8НФД36А-1У 8НФД36-1У 6НФД26А-3 6НФД26А-2 0НФД24 2НФД18 6Л275/III-ПН 6Л275Рр/II-ПН 6Л275-ПН	17,7 8,8 ПО 14,7
Продолжение таблицы 30
6ЧСПН 12/14 44 10,5/13 24 10,5/13	29,4 14,7				6Л275 6Л160-ПНС 6Л260 6Л110

Потребность ремонта дизелей может быть рассчитана по числу часов их эксплуатации на основе скорости изнашивания основных деталей и значений предельных (нормативных) износов.