Способы воспламенения дизельного топлива

Воспламенение дизельного топлива

Дизельное топливо относится к горючим материалам. Самовоспламенение опасно для производства. Пожар на предприятии способен уничтожить оборудование, здания, привести к многомиллионным убыткам, не говоря о пострадавших работниках и ущербе экологической обстановки в регионе.

Техническая информация

Дизельное топливо большинства марок имеет температуру воспламенения в 300 градусов Цельсия для летнего варианта. Зимний и арктический составы имеют температуры 310 и 330 градусов соответственно. Температурные пределы воспламенения для этих трех разновидностей составляют 119, 105 и 100 градусов. Предельно допустимая концентрация паров в рабочем цехе — 300 мг/м3. Дизель входит в группу малотоксичных веществ. Действие на человека проявляется в виде раздражения кожных покровов и слизистой оболочки.

По сравнению с бензином, естественно, дизтопливо имеет большую пожаробезопасность. Например, многие танки и другая военная техника, а также производственное оборудование работает именно на дизеле. Агрегаты этого типа устанавливаются на подводных лодках, судоходных кораблях для минимизации возникновения пожароопасной ситуации. Например, топливо для тихоходных судов имеет температуру вспышки в пределах 65-85 градусов. Эти характеристики позволяют в большинстве случаев предотвратить возгорание и взрывы дизтоплива от статического электричества.

Причины возгорания

В быту и на промышленных объектах в 99% случаев возгорание происходит из-за нарушения правил пожарной безопасности. Неосторожность, применение дефектного оборудования, низкая квалификация работников и другие ошибки могут стать причиной полномасштабного пожара. Как правило, самовоспламенение происходит при воздействии высокого давления, которое может нагнетаться в системах транспортировки и насосном оборудовании. Реже причиной становится статическое электричество. Особо опасна утечка дизеля на металлообрабатывающих производствах. Искры и высокие температуры на рабочих площадях с большой вероятностью вызовут пожар.

Причины возгорания

Предотвратить возгорание можно только при соблюдении правил пожарной безопасности, включая:

• указание категории помещения по взрывопожарной и пожарной опасности;
• использование противопожарных разрывов между цехами, подразделениями промышленного объекта;
• исключить нахождения рядом с местами хранения и транспортными магистралями открытых источников огня;
• все установки, работающие под давлением от 0,07 МПа, должны быть оснащены предохранительными клапанами;
• наличие вытяжной вентиляции, удаляющей пары взрывоопасных веществ;
• установка в помещениях измерительных приборов для замеров концентрации содержания паров топлива.

Причиной возгорания часто становится сам человек, поэтому регулярный инструктаж работников и проверка знаний по пожарной безопасности являются стержнем всех мер защиты.

В компании «Нефтегазлогистика» весь персонал строго соблюдает правила пожарной безопасности и проходит регулярные тестирования. Используемый транспорт соответствует предъявляемым требованиям, что исключает самопроизвольное возгорание дизеля. Поэтому, если хотите приобрести дизтопливо с доставкой «до двери» и не переживать за его сохранность во время доставки, обращайтесь. Работаем без праздников и выходных. Привезем заказы любых объемов.

Источник

При каком давлении воспламеняется дизельное топливо?

Воздух, поступающий в цилиндр дизельного движка, сильно сжимается, поэтому температура в камере начинает превышать величину температуры воспламенения. При каком давлении воспламеняется дизельное топливо?

До того, как поршень достигнет «мертвой точки», в камеру впрыскивается дизтопливо и под давлением моментально воспламеняется. Если объем впрыснутого топлива велик для определенного объема камеры сгорания, то в цилиндре образуется ударная волна, которая вызывает детонацию.

Принцип работы дизельного двигателя

В дизеле сначала воздух подается в цилиндр и сжимается, без подачи топлива. Высокая степень сжатия (от 14:1 до 24:1) вызывает повышение температуры (800-900 градусов – температура самовоспламенения ДТ) . После нагрева воздуха в камеру впрыскивается топливо через форсунки под давлением от 10 до 220 Мпа, в зависимости от типа двигателя и объема камеры. При высокой температуре воздуха впрыснутое топливо мгновенно воспламеняется.

Воспламенение ДТ в цилиндре дизельного мотора – это одновременное возникновение очагов пламени в конкретном объеме смеси, поступившей в камеру сгорания. Центры возникновения очагов пламени – зоны смешения паров воздуха и паров топлива.

Жесткая работа двигателя вызывается быстрым (детонирующим) сгоранием топлива. Объем быстро сгорающего ДТ и скорость нарастания давления зависят от длительности периода задержки воспламенения. Чем ниже цетановое число, тем длительнее период задержки воспламенения.

Четырехтактные дизельные двигатели

Принцип работы четырехтактного двигателя состоит из нескольких циклов:

• Первый цикл – впуск в цилиндр воздуха через впускной клапан.
• Второй цикл – сжатие набранного объема воздуха в 18 – 22 раза. В коне такта давление под поршнем, достигшем верхней мертвой точки, 40 кг/см2. При этом температура повышается до 500 градусов и выше.
• Третий цикл – в камеру через форсунки впрыскивается под давлением ДТ, которое самовоспламеняется, так как температура сжатого воздуха предельна.
• Сгорая, ДТ расширяется и давление в камере увеличивается. Под давлением поршень перемещается к нижней мертвой точке и поворачивает коленвал (через шатун). При рабочем ходе давление в цилиндре – 100 кг\см2.
• Четвертый цикл – выпуск отработанных газов, который освобождает цилиндр.

Цетановое число напрямую влияет на плавную и бесперебойную работу дизельного двигателя. На сегодня нормативами установлен предельный размер цетанового числа – 51, не ниже.

Компания «ExpressDiesel» является дилером крупнейших НПЗ северо-западного региона России. У нас всегда можно прибрести качественное сертифицированное ДТ по лучшим ценам в регионе.

Источник

Дизельное топливо и его характеристики

Дизельное топливо состоит из большого числа различных углеводородов, точка кипения которых находится в пределах примерно от 180°С до З60°С. Топливо получается с помощью ступенчатой перегонки неочищенной нефти. В дизельное топливо вводятся различные добавки, которые получаются из тяжелых масел путем крекинга с использованием тепла, давления и каталитических добавок.

Требования, предъявляемые к дизельным топливам, определяются национальными стандартами различных стран. В Германии действует стандарт DIN 51601. Наиболее важными параметрами топлива по этому стандарту являются следующие.

Цетановое число, качество воспламенения

Так как дизельный двигатель работает без внешнего воспламенения, то после впрыска дизельного топлива в горячий сжатый воздух, находящийся в камере сгорания, оно должно самовоспламениться с минимально возможной задержкой (периодом задержки воспламенения).

Качество воспламенения определяется как такое свойство топлива, которое определяет начало его самовоспламенения в дизельном двигателе. Качество воспламенения выражается с помощью так называемого цетанового числа (CN). Чем выше цетановое число, тем легче воспламенить топливо.

Углеводород цетан имеет очень хорошую характеристику воспламеняемости, которая соответствует цетановому числу 100, тогда как углеводород метилнафталин, имеющий очень плохую воспламеняемость, имеет цетановое число, равное 0, Стандарт DIN 51601 для дизельного топлива определяет минимальное цетановое число в 45 единиц.

Однако для оптимальной работы современных дизельных двигателей (тихая работа, уменьшение вредных выбросов) желательно иметь топливо с повышенным цетановым числом около 50. Высококачественное дизельное топливо содержит большое количество парафинов с высокими цетановыми числами. В противоположность этому, различного типа ароматические углеводороды, содержащиеся в крекинговых соединениях, ухудшают качество воспламенения.

Поведение дизельного топлива при низких температурах, фильтруемость

При низких температурах осаждение кристаллов парафина может вызвать забивание топливного фильтра и, следовательно, прекращение подачи топлива. Начало осаждения парафина может в самом неблагоприятном случае начаться при температурах около 0°С. Чтобы предотвратить это, нужно при наступлении холодов заранее позаботиться о зимнем дизельном топливе.

Обычно добавки для улучшения текучести добавляются в процессе производства дизельного топлива. Они и не предотвращают осаждение парафина, а значительно ограничивают рост их кристаллов. Образующиеся кристаллы будут настолько малы, что они смогут проходить через поры топливного фильтра. В результате этого фильтруемость топлива может сохраняться вплоть до низких температур. Сопротивляемость к воздействию холода может быть улучшена еще больше с помощью добавок, которые предотвращают осаждение кристаллов парафина. Зимнее дизельное топливо, которое широко распространено в настоящее время, гарантирует сопротивление замерзанию (по российским стандартам до температуры -30°С, а арктическое топливо до -50°С). Дополнительными мерами являются подогрев топливного фильтра или добавление керосина в дизельное топливо. Подмешивание низкооктанового бензина также может воспрепятствовать осаждению парафина, однако в этом случае качество воспламенения ухудшится, и температура вспышки заметно уменьшится (бензин имеет очень низкое цетановое число).

Температура вспышки дизельного топлива

Температура вспышки — это температура, при которой воспламеняемая жидкость дает достаточное количество пара в окружающий ее воздух, чтобы смесь воздуха с парами над поверхностью жидкости могла быть воспламенена от источника воспламенения. Из соображений безопасности (транспортировка, хранение) дизельное топливо должно иметь класс безопасности AIII, т.е. оно — должно иметь температуру вспышки выше 55°С. К примеру, содержание бензина в концентрации менее 3% в дизельном топливе может уменьшить температуру вспышки до такого уровня, что воспламенение возможно при комнатной температуре.

Температура вспышки дизельного топлива может быть в диапазоне от 52 °С до 96 °С в зависимости от типа двигателя, для которого оно применяется и условий его работы. Поскольку дизтопливо применяется в двигателях с высокой степенью сжатия, дизельное топливо должно обладать высокой температурой вспышки и низкой температура самовоспламенения.

Область кипения дизельного топлива

Значение области кипения влияет на параметры, которые важны для рабочего -поведения- дизельного топлива. Хотя расширение этой обрасти в сторону низких температур и приведет к тому, что топливо будет применимо для работы при низких температурах, но цетановое число в то же время уменьшится и это ухудшит, в частности, смазывающие свойства. Это ухудшение смазывающих свойств увеличит риск износа деталей системы впрыска. Если, с другой стороны, конечная температура кипения увеличивается, что желательно для достижения полноты использования нефти, то это может привести к увеличению выбросов серы и закоксовыванию форсунок (осаждение результатов сгорания).

Плотность дизельного топлива

Теплотворная способность дизельного топлива зависит в большей степени от его плотности и увеличивается с увеличением плотности. Следовательно, если топливо с сильно различающейся плотностью используется на топливном насосе высокого давления (ТНВД) при той же самой ei и установке, то в этом случае дозировка объема, создаваемого насосом постоянна — в смесеобразовании происходит перемена из-за флуктуаций в величине теплотворной способности, что, в свою очередь, приведет к увеличению выбросов серы для повышенной плотности.

Дизельное топливо содержит серу в форме химических соединений в зависимости от качества нефти и компонентов, используемых в смеси. В частности, компоненты, участвующие в крекинге, имеют высокое содержание серы, но они могут быть уменьшены с помощью введения водорода в технологическом процессе. Так как сера преобразуется в двуокись серы при сгорании в двигателе (это соединение очень неблагоприятно воздействует на окружающую среду из-за его кислотной реакции), то законодательно ограничено допустимое содержание серы. В последние годы оно постепенно уменьшается и в соответствии со стандартами не должно превышать 0,2% по весу. Не считая этого, сера увеличивает массу частиц в выхлопных газах и ухудшает эффективность работы каталитических преобразователей, когда они используются для уменьшения выбросов серы.

Добавки (присадки)

Улучшение качества путем добавления присадок, что является обычной практикой для бензина уже в течение многих лет, стало недавно популярным и для дизельного топлива (дизельное топливо марок Super и Premiom). Используются в основном такие добавки, которые оказывают множественное действие:

• присадки для улучшения воспламенения увеличивают цетановое число и отвечают, в частности, за более «мягкое» сгорание;
• моющие присадки (детергенты) используются для предотвращения закоксовывания форсунок;
• ингибиторы (замедлители) коррозии необходимы для предотвращения коррозии металлических деталей (в случае попадания воды в топливную систему);
• антивспенивающие присадки служат для облегчения заполнения топливного бака.

Общая концентрация присадок обычно не превышает 0,1%, так что такие физические характеристики топлива как плотность, вязкость и кривая кипения не изменяются.

Источник

Дизельное топливо

Дизельное топливо (или солярка) — продукт, перегоняемый из сырой нефти для использования дизельным двигателем. Он состоит из большого количества соединений углеводорода. Температура кипения этих соединений колеблется в пределах от 160 до 380 С. Температура воспламенения дизельного топлива 380 С, при том что температура воспламенения бензина выше — около 500 С. На сегодняшний день установлены 16 параметров качества (по европейскому стандарту EN590). К ним относятся цетановое число, цетановый индекс, плотность, ароматики(полиароматики), содержание серы, температуры вспышки, коксуемость, зольность, содержание воды, общие загрязнения, коррозия медной пластинки и тд. Все 16 параметров приведены в таблице «Требования к топливу» (таблица взята из стандарта EN 590) ниже.

ТРЕБОВАНИЯ К ТОПЛИВУ

По [1], [2] или ГОСТ 3122, ГОСТ Р 52709, ГОСТ Р 15195 2. Цетановый индекс 2), не менее По [3], [4] 3. Плотность при 15 °С, кг/куб.м По [5], [6], [7], [8] или ГОСТ Р 51069, ГОСТ Р ИСО 3675-2007 4. Полициклические ароматические углеводороды 3), % (по массе), не более По [9], [10] 5. Содержание серы, мг/кг, не более, для топлива: вид I По [11], [12], [13], [14], [15], [16], [17] или ГОСТ Р 51947 вид II По [13], [14], [15], [16], ГОСТ Р 52660, ГОСТ Р ЕН ИСО 20846 вид III4) По [13], [14], [15], [16], ГОСТ Р 52660, ГОСТ Р ЕН ИСО 20846 и [51] 6. Температура вспышки в закрытом тигле, °С, выше По [18], [19] или ГОСТ 6356, ГОСТ Р ЕН ИСО 2719 7. Коксуемость 10%-ного остатка разгонки 5), % (по массе), не более По [20], [21], [22] или ГОСТ 19932 8. Зольность, % (по массе), не более По [23], [24] или ГОСТ 1461 9. Содержание воды, мг/кг, не более По [25] 10. Общее загрязнение, мг/кг, не более По [26] 11. Коррозия медной пластинки (3 ч при 50 °С) 6), единицы по шкале По [27], [28] 12. Окислительная стабильность: общее количество осадка, г/куб. м, не более По ГОСТ Р ЕН ИСО 12205, [29], [30] 13. Смазывающая способность: скорректированный диаметр пятна износа при 60 °С, мкм, не более По [31], [32], ГОСТ Р ИСО 12156-1 14. Кинематическая вязкость при 40 °С, кв. мм/с По [33], [34] или ГОСТ 33 15. Фракционный состав: По [35], [36] или ГОСТ 2177 (метод А), ГОСТ Р ЕН ИСО 3405 при температуре 250 °С , % (по объему), менее при температуре 350 °С, % (по объему), не менее 95% (по объему) перегоняется при температуре, °С, не выше 16. Содержание метиловых эфиров жирных кислот 7), % (по объему), не более

1) Для топлива, получаемого прямой перегонкой нефти, допускается на месте производства заменять определение цетанового числа по ГОСТ 3122 и [1] расчетным методом цетанового индекса по [3].
2) Для расчета цетанового индекса необходимо определить точки отгона 10%, 50% и 90% (по объему).
3) Показатель «полициклические ароматические углеводороды» определяют по [9] как разность значений общего содержания? ароматических углеводородов и моноароматических углеводородов.
4) Топливо вида III с содержанием серы не более 10 мг/кг в сопроводительных документах допускается обозначать как «не содержащее серы».
5) Предельное значение для показателя «коксуемость 10%-ного остатка разгонки» определяют до введения присадки, улучшающей воспламенение. Наличие присадки определяют по [38]. Использование присадок не освобождает изготовителя от соблюдения требований к коксуемости 10%-ного остатка разгонки не более 0,30% (по массе) до введения присадок.
6) Показатель «коррозия медной пластинки» допускается определять по ГОСТ 6321 с нормой «выдерживает».
7) Показатель «содержание метиловых эфиров жирных кислот» определяется только при их введении в топливо.
Качество метиловых эфиров жирных кислот должно соответствовать требованиям [39].Значения показателей прецизионности методов испытания при введении метиловых эфиров жирных кислот указаны в Приложении А.
Идентификацию и разделение метиловых эфиров жирных кислот проводят по [40].

Цетановое число отвечает за способность топлива к воспламенению, чем оно выше — тем легче будет происходить воспламенение. Для увеличения цетанового числа и ускорения воспламенения применяют специальные добавки. Цетановое число определяют на специальном одноцилиндровом двигателе.

Плотность топлива влияет на рост количества тепла, которое выделяется в процессе полного сгорания, проще говоря — на энергосодержание. Если двигатель работает на «средней» плотности, при использовании топлива более высокой плотности — мощность и дымность двигателя увеличатся, если же использовать топливо более низкой плотности, оба этих показателя снизятся.

Диапазон плотности топлива, производимого во всем мире, намного выше, чем это описано в стандарте EN 590. Но что касается вязкости, тут показатели должны соответствовать стандарту. При низкой частоте вращения коленвала низкая вязкость приводит к утечкам в топливной аппаратуре, снижению мощности и проблемам запуска двигателя на горячую. А при высокой вязкости возникают проблемы в работе ТНВД.

Содержание ароматических углеводородов или ПАУ (полициклических ароматических углеводородов) отвечает за количество твердых несгоревших частиц в отработанном газе. Уменьшение количества ароматических углеводородов с 24 до 5% снижает уровень дымности в 1,3 раза. ПАУ не сгорают в двигателе полностью — они оседают на стенках камеры сгорания, поршне, форсунках в виде смолянистых отложений.

Склонность топлива к образованию нагара, говорит о его коксуемости. Коксуемость зависит от состава топлива и степени очистки — лучше очищенное топливо дает маленький осадок.

Зольность — после сгорания топлива образуется зола, в которой находятся соли органических и минеральных кислот. Наличие золы влияет на износ цилиндровых втулок и поршневых колец, поэтому её присутствие допускается в крайне малых пределах.

Зимой, при температурах ниже нуля, в топливе начинают образовываться кристаллы парафина, которые, проходя через топливный фильтр, забивают его. Чтобы исключить эту проблему в холодное время года, производители добавляют в топливо добавки, понижающие его вязкость и препятствующие образование (или уменьшение) кристаллов, чтобы они могли пройти через поры фильтра, не засоряя его. В регионы с низкими температурами поставляется дизельное топливо с CFPP (СFPP – температурная точка предела фильтрации).

Также, в зависимости от температуры, топливо может содержать небольшое количество воды. Стандартом допускается 200 мг на 1 кг топлива. Хотя в жизни концентрация воды бывает намного выше. Растворенная вода в малом количестве не вредит системе, но в свободном состоянии (не растворенная) может спровоцировать износ ТНВД, так как для смазки насоса используется топливо, что однозначно приведет к необходимости ремонта ТНВД.

В следствие конденсации вода попадает в топливный бак и этот процесс неизбежен, поэтому для топливного фильтра нужен сепаратор воды и датчик влаги.

Сера и её соединения находятся в составе сырой нефти, и для топлива сырьё проходит процесс очистки. Сера имеет высокие коррозионные свойства, поэтому в бензине и дизельном топливе её присутствие не допускали. При этом, полное удаление серы влекло за собой снижение вязкости топлива. И на сегодняшний день, после удаления части серы, оставшиеся её соединения ограничивают предельной нормой — «массовая доля серы».

Высококачественное дизельное топливо отличается:

высоким цетановым числом,

низкой температурой окончания разгонки,

плотностью и вязкостью,

низкой содержанием ароматиков (полиароматиков),

низким содержанием серы.

Сегодня дизельное топливо делят на три основных вида — летнее, зимнее и арктическое топливо. Отсюда и их аббревиатуры — ДТЛ, ДТЗ, ДТА. Летнее дизельное топливо применяется для температур от нуля градусов и выше, температура вспышки — от 40 до 60 градусов, а температура при замерзании -10 С. Зимнее топливо применяется на минусовых температурах от -20 до -30, и замерзает при -35 и -45 С. Арктическое дизельное топливо можно использовать при -50 С, но оно имеет маленький диапазон температур и застывает при -55 С. В таблице ниже можно посмотреть требования к трем видам топлива. А также в конце статьи будет приведена таблица использования дизельного топлива в зависимости от географических особенностей и времени года.

Источник