Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 [ 43 ] 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72

нагретым воздухом оно воспламеняется, что заставляет поршень начать рабочий ход.

Впрыскивание топлива в цилиндр включает несколько фаз. Во-первых, топливо подается в жидком виде - для более равномерного распределения его распыляют. Когда жидкое топливо соприкасается с перегретым воздухом, оно испаряется, и его температура поднимается до температуры самовоспламенения. Вторая фаза наступает, когда воспламенение произошло и окружающие пары и жидкость также загораются. При этом начинается рабочий ход поршня. Наконец, когда оставшаяся часть жидкости закачивается в цилиндр, она тоже воспламеняется и, таким образом, давление на поршень сохраняется на том же уровне или даже возрастает. И все это происходит приблизительно за тысячную долю секунды.

Очевидно, что механизм синхронизации должен быть очень точным. Если топливо не попадает в цилиндр в нужный момент и с нужной скоростью, за один раз может воспламениться слишком много топлива, и тогда, вместо управляемого импульса, может произойти рабочий такт со взрывом. Поэтому впрыскивание топлива в дизельный двигатель осуществляется с помощью гораздо более точной механики, чем в двигателе внутреннего сгорания. Поскольку дизельное топливо подается в цилиндр в верхней точке хода поршня, рабочие давления в системе подачи топлива лежат в интервале 2000-10000 psi (140-700 атм).

Дизельное топливо

Многие полезные свойства бензина оказываются вредными для дизельного топлива. Вспомните, что в случае бензина самовоспламенения следует избегать, в то время как для дизельного топлива одной из важных характеристик является как раз воспламеняемость. Мерой этого свойства является цетановое число. По аналогии с октановым числом и его происхождением, цетановое число дизельного топлива соответствует доле углеводорода цетана

(C16H34; гексадекана) в его смеси с а-метилнафталином. Цетановое число цетана принято равным 100, а цетановое число а-метилнафталина - 0. Когда дизельное топливо характеризуется такой же воспламеняемостью, определенной на опытном двигателе, что и модельная смесь этих двух углеводородов, то цетановое число данного топлива считается равным процентной доле цетана в этой смеси.

В некоторой мере цетановое число топлива зависит от его группового состава (доли парафинов, олефинов, нафтенов и ароматики). В случае бензинового двигателя ароматические соединения полезны, так как препятствуют самовоспламенению, в то время как парафины имеют низкие температуры воспламенения. Для дизельных двигателей, наоборот, парафины, способные к самовоспламенению при низких температурах, являются полезными компонентами топлива, а ароматические углеводороды (которых много в крекинг-газойле) - менее ценными компонентами.

Как и бензин, дизельные топлива бывают нескольких марок. Стандартное топливо характеризуется цетановыми числами около 40-45, а топливо высшего качества (премиальное) имеет цетановые числа 45-50. Премиальное топливо более легкое, оно содержит больше легкокипящих фракций, и поэтому оно более пригодно для запуска двигателя на холоде. В легких фракциях отношение углерода к водороду обычно ниже, поэтому при сгорании такого топлива в жестких условиях образуется меньше дыма. В связи с этим премиальное топливо является предпочтительным вариантом для городских автобусов.

По техническим условиям в России дизельное топливо для автомобильных и тракторных двигателей разделяется на два сорта- летнее и зимнее,различающиеся между собой по температуре помутнения и температуре застывания. Для летнего топлива (марка «Л») температуры помутнения и застывания должны быть не выше -5 и -10°С соответственно, для зимнего сорта (марка «3») - не выше -35 и -45°С. Температура застывания арктического дизельного топлива (марка «А») не должна превышать -60°С. - Прим. ред.

Низкой температуры застывания достигают либо выбором нефтей и подбором фракций, из которых получается топливо, либо добавлением к последнему специальных (де-прессорных) присадок. - Прим. ред.

Компоненты топлива. В принципе, все легкие газойли могут служить компонентами дизельного топлива, но некоторые из них более предпочтительны. Прямогонные легкие газойли обычно характеризуются высоким содержанием парафинов и цетановым числом в интервале 50- 55. Легкие крекинг-газойли, как правило, содержат высокие концентрации олефинов, ароматических углеводородов и нафтенов, и поэтому их цетановые числа порядка 32-35. Цетановое число керосина около 55. Такой широкий набор компонентов позволяет легко приготовить смесь с заданным цетановым числом.

Печное топливо

Благодаря многим физико-химическим характеристикам, углеводороды, входящие в состав газойлевых фракций, наиболее широко используются как нефтяное печное топливо. Во-первых, они обладают более высокой теплотворной способностью, чем более легкие углеводороды, например, содержащиеся в керосине, нафте или LPG (сжиженном нефтяном газе). Во-вторых, их транспортировка дешевле, чем транспортировка природного газа или LPG, так как для этого не требуется специального оборудования, пригодного для работы под давлением. В-третьих, эти продукты менее склонны к случайному воспламенению и менее взрывоопасны, чем нафта. В-четвертых, их легче сжечь, чем остаточные (котельные) топлива, так как их не надо подогревать перед подачей в камеру сгорания. Наконец, они являются более экологически чистыми, чем остаточные топлива, благодаря более простому химическому составу.

По всем этим причинам печное топливо широко применяют для бытовых нужд и реже - как топливо в легкой и тяжелой промышленности. Термин «печное топли-