Определение качества дизтоплива: характеристики и методы проверки

Дизтопливо служит источником энергии для автомобилей, тракторов, сельскохозяйственной техники, дизель-электростанций, машин и механизмов в горнодобывающей отрасли, на железнодорожном и водном транспорте и т. д. Для того чтобы вся эта техника работала безотказно, надёжно, экономично и долго дизтопливо должно быть качественным. Что же такое качество дизтоплива, какими показателями оно характеризуется и как определяются?

Дизтопливо и его качество

Дизельное топливо – это продукт перегонки нефти, применяемый в дизельных двигателях не только как источник энергии, но и для охлаждения камеры сгорания и клапанов, смазки трущихся деталей, очистки форсунок.

Так как дизельный мотор – довольно сложный и точный механизм, детали которого воспринимают большие механические нагрузки и высокие температуры, к качеству горючего предъявляются жёсткие требования.

Принято под этим понятием рассматривать некую совокупность физико-химических свойств и потребительских характеристик горючего, уровень и набор которых формируется при его получении для соответствия существующим критериям.

Качество дизтоплива определяется системой количественных показателей, отражающих тот или иной его параметр. Регламентируются эти показатели нормативными требованиями, прописанными в ГОСТах, ТУ, Инструкциях.

Характеристики качества дизтоплива

О качестве топлива судят по основным его характеристикам, таким как:

1. Цетановое число (ЦЧ), которое является основным параметром, показывающим скорость воспламенения горючего в камере сгорания двигателя. От цетанового числа зависят многие другие параметры дизтоплива, поэтому оно непосредственно и через другие характеристики влияет на работу мотора.

У продукта высокого качества это число в пределах от 40 до 55. Если оно меньше 40, то воспламенение горючего будет замедленным, что вызовет потерю мощности и быстрый износ деталей мотора. Когда цетановое число выше 55, это вызовет большой расход топлива и увеличение объёма и дымности выхлопа.

2. Фракционность устанавливается по температуре испарения фиксированного объёма топлива. Его увеличение ведёт к интенсивному нагарообразованию, разжижению масла, увеличению дымности и токсичности выхлопа, а также к уменьшению полноты сгорания.

3. Вязкость и плотность отвечают за качество подачи топлива, распыления в камере сгорания и эффективную работу фильтров. Густое дизтопливо вызывает неполноту и не стационарность горения, что плохо отражается на деталях мотора. У слишком текучего продукта ухудшаются смазывающие свойства, что ведёт к быстрому износу плунжерных пар топливного насоса высокого давления.

4. Наличие примесей ускоряет износ, вызывает нагар и коррозию деталей. Так, сера интенсивно окисляет моторное масло, ухудшая его смазывающие свойства, и загрязняет выхлоп. Но «капелька» серы обеспечивает лучшую смазку в двигателе, снижая его износ.

5. Температурные свойства влияют на условия хранения (температура вспышки) и возможность работы в разнообразных условиях. Дизтопливо, характеристики которого зависят от этого показателя, делится на 3 категории: летнее, зимнее и арктическое.

Методы проверки качества дизтоплива

Наряду с простыми и наглядными способами определения качества топлива, существуют и сложные, которые проводятся только в лабораторных условиях на специальном оборудовании.

Самостоятельные

Так как дизтопливо – типичная жидкость, то о его качестве можно судить, например, с помощью отстаивания в прозрачном сосуде и появлению или отсутствию осадка или изменению цвета. Если осадка нет – топливо хорошее, есть – плохое. Потемнение дизтоплива говорит о наличии керосиновых и газойлевых фракций сверх нормы или наличие смол.

Для выявления твёрдых включений можно воспользоваться бумажным фильтром. Качественное топливо проявится небольшим светлым пятном, а не качественное – большим и тёмным.

Отстаиванием выявляется в горючем и наличие или отсутствие влаги, которая, как более тяжёлая, осядет на дно, образуя чёткую границу с дизтопливом. Вода в дизтопливе – это бич для двигателя. Она вызывает коррозию в топливной системе. Но больше всего вода приносит вреда соплам форсунок, инициируя кавитацию и эрозию металла.

Нагляден сравнительный метод: рядом с образцом качественного продукта помещается проверяемое топливо. В результате сравнения можно увидеть, что топливо низкого качества на вид будет темнее, возможно выпадение осадка или воды.

Лабораторные

В лабораторных условиях определяются основные характеристики топлива и по ним судят о его качестве.

1. Цетановое число обычно измеряют моторным методом на 1-цилиндровом дизеле с механически изменяемой степенью сжатия. Для этого нужны несколько эталонных образцов горючего с точно установленным ЦЧ. Изменяя объём камеры сгорания испытательного стенда, добиваются идентичности вспышек проверяемого и образцового топлива. Сличая затем процесс их сгорания, определяют цетановое число.

2. Исследование фракционного состава дизтоплива также нормировано. Аппаратурная сторона процесса может быть разной, но суть одинаковой. Сто миллилитров дизтоплива заливается в колбу и равномерно нагревается. При этом фиксируется: температура начала и конца (96%) перегонки, а также соответствующие величинам отгона 10, 50 и 90%.

У высококачественного топлива большая часть фракций перегоняется в диапазоне от 250 до 350°С. Облегченный фракционный состав, улучшая пуск двигателя, увеличивает жесткость его работы. Утяжеление этого показателя, повышая вязкость, ухудшает качество распыливания и сгорания топлива.

3. Вязкость топлива характеризуется кинематическим и динамическим показателями. Первый из них измеряется вискозиметром с калиброванным каналом по времени истечения заданного объёма жидкости. Перемножая кинематическую вязкость и плотность вещества, определяют динамическую вязкость.

4. Смазывающая способность дизтоплива устанавливается с помощью стального шарика с заданным диаметром и твёрдостью, который с тарированной силой, скоростью и временем, прокатывается по пластине, смоченной в испытуемой жидкости. Затем его обмеряют и по потере массы, вычисляют параметр, характеризующий смазывающие свойства продукта.

Сравнение качества топлива в России и Европе

Некоторые важные параметры дизтоплива российским стандартом не определяются, что плохо сказывается на качестве отечественного горючего по сравнению с европейским (см. табл.)

* – сера

** – полициклические ароматические углеводороды.

Дизтопливо «капризнее» бензина

Если дизтопливо делится на летнее, зимнее и арктическое, то бензин всесезонен. Причём даже качественное зимнее дизтопливо не будет нормально работать в двигателе летом, не говоря уже об обратном.

Процесс получения дизтоплива сложнее бензина, т. е. на качество дизтоплива влияет заведомо больше факторов и характеризуется оно комплексом показателей значительно шире, чем у бензина.

Поэтому использование дизтоплива требует большего внимания и щепетильности. Даже цвет (в норме – чуть темнее подсолнечного масла), запах (не резкий, нейтральный), тактильность (маслянистость на ощупь) должны приниматься во внимание.

Дизтопливо отечественного производства желательно отстаивать не менее двух суток для отделения воды и твёрдых частиц. При этом стоит обратить внимание на цвет: если оно изменилось, то лучше отказаться от использования такого топлива.

Определение качества дизельного топлива | Всё о дизтопливе

Анализ качества дизельного топлива

Проверку качества дизельного топлива начинают с определения цетанового числа моторным, как правило, методом. Для анализа используют особые лабораторные установки, каждая из которых является одноцилиндровым дизелем, сконструированным  так, что допускается изменение геометрической степени сжатия топлива в ходе работы.

Для определения качества дизтоплива готовят несколько эталонных топлив с известным содержанием цетана и путем изменения объема камеры сгорания испытательной установки добиваются совпадения вспышек опытного и эталонного горючего. Сравнивая, как себя ведут образцы и эталоны топлива, выводят соответствующий показатель, который обозначается как ЦЧ/СВ – «цетановое число, определенное методом совпадения вспышек». Подобные испытания регулирует ГОСТ Р 52709-2007 «Топливо дизельное. Определение цетанового числа».

Анализ дизельного топлива

Также проводятся исследования фракционного состава дизтоплива в соответствии с ГОСТ Р 3405-2007 «Нефтепродукты. Метод определения фракционного состава при атмосферном давлении», европейским аналогом которого является EN ISO 3405:2000. Согласно общепринятой практике все топлива разделены по фракционному составу на 5 групп, для каждой из которых названы параметры перегонки, в соответствии с которыми проводят выпаривание образцов для анализа. Выявление объема сконденсировавшихся при заданной температуре нагревателя и холодильника фракций позволяет отнести испытываемый образец к определенной группе топлива. При вычислениях обязательно учитывается и поправка на атмосферное давление.

РЕКЛАМА

Испытания на вязкость в РФ регламентирует ГОСТ 33-2000 «Нефтепродукты. Прозрачные и непрозрачные жидкости. Определение кинематической вязкости и расчет динамической вязкости». Различают два типа вязкости – динамическую и кинематическую. Кинематическая вязкость дизтоплива определяет противодействие жидкости перемещению ее по каналу известной формы и сечения под воздействием внешней силы, которой является, как правило, сила гравитации. Кинематическая вязкость измеряется  специальным прибором – вискозиметром, который содержит емкость определенного объема с калиброванным каналом, по  которому истекает заданное время испытуемая жидкость. Но кинематическая вязкость образца еще не дает полного представления о свойствах жидкости. Для этого требуется определить еще и степень противодействия жидкости  деформации и, следовательно, величину создаваемого противодавления в топливной системе – например, перед фильтрами. Проще всего для этого соотнести кинематическую вязкость и удельный вес топлива, что и достигается перемножением названных показателей.

Еще одна очень важная характеристика дизтоплива – его смазывающая способность, от которой зависит моторесурс и максимальная мощность, которую может обеспечить дизель в течение длительного отрезка времени, и его межремонтный период. Метод определения противоизносных характеристик очень прост: стальной шарик заданного диаметра и твердости с точно заданным усилием и скоростью перемещают по пластинке, обладающей известными характеристиками и смоченной испытуемым топливом. По окончании заданного периода шарик обмеривается, по степени истирания его поверхности высчитывается искомый параметр.

Что такое проверка качества дизельного топлива?

перейти к содержанию

Регулярная проверка качества дизельного топлива необходима, независимо от того, почему и как вы используете дизельное топливо. Если вы храните дизельное топливо для регулярного или аварийного использования, очень важно понимать, как качество топлива влияет на производительность и работу оборудования. Низкое качество может привести к неудовлетворительной работе и повреждению оборудования. В крайних случаях низкое качество может привести к выходу из строя оборудования, поэтому регулярное тестирование имеет решающее значение.

Проверка качества топлива показывает скорость и эффективность сгорания, а также стабильность и накопление загрязняющих веществ. Каждый из этих факторов влияет на характеристики топлива. Планирование проверки качества топлива для хранящегося топлива обеспечит адекватную производительность и защиту оборудования. Обязательно запланируйте ежегодные стандартизированные проверки качества топлива. Кроме того, следуйте всем рекомендациям по хранению и техническому обслуживанию топлива, чтобы продлить срок его службы. Узнайте больше о проверке качества дизельного топлива — что это такое и зачем это нужно.

Определение качества дизельного топлива

Качество дизельного топлива имеет важное значение, поскольку оно напрямую связано с производительностью. Топливо более высокого качества загорается быстрее и сгорает полнее. Кроме того, незагрязненное топливо защищает детали и оборудование от повреждений. Основным способом измерения качества топлива является определение его цетанового числа, которое подчеркивает скорость и эффективность сгорания. Другие тесты измеряют стабильность и уровни загрязнения, которые также влияют на то, насколько хорошо он работает. В некоторых случаях для точного измерения потребуется отправить образцы в лабораторию по испытанию топлива.

Примеси, накапливающиеся в хранящемся дизельном топливе, ухудшают его качество и эксплуатационные характеристики. Надлежащие методы хранения и техническое обслуживание топливных баков могут предотвратить накопление этих примесей. Некоторые распространенные загрязняющие вещества включают: 

• Молекулы воды:  В процессе гидролиза молекулы воды разрушают дизельное топливо. Они также обеспечивают питательную среду для микробной жизни.
• Микробная жизнь:  Такие организмы, как бактерии и грибки, по-разному воздействуют на дизельное топливо. Они выделяют кислоту, вызывающую коррозию, засоряют фильтры, ограничивают поток жидкости и повреждают оборудование.
• Грязь:  Еще одна проблема, связанная с загрязнением, — накопление отложений. Песок, пыль и другие частицы грязи в дизельном топливе влияют на работу двигателя и могут привести к отказу оборудования.

Проверка качества топлива с помощью спецификаций ASTM D975

Американское общество по испытаниям и материалам (ASTM) описывает спецификации D975 для методов проверки дизельного топлива. Он включает 13 стандартных тестов с допустимыми пределами. В большинстве случаев лучше проводить тест на ASTM D975 не реже одного раза в год. Регулярные испытания гарантируют, что загрязняющие вещества или другие переменные не повлияют на качество вашего топлива. Помните, что вода и мусор, которые могут скапливаться во время хранения, влияют на эффективность работы топлива. Адекватная проверка качества топлива гарантирует, что у вас будет безопасное и пригодное для использования топливо, когда оно вам понадобится.

Свяжитесь с нами О тестировании качества топлива

Ценность тестирования дизельного топлива

Тестирование качества топлива может выявить множество различных важных факторов, некоторые из которых определяют пригодность топлива к использованию. Вот некоторые параметры, которые можно измерить с помощью испытаний дизельного топлива: 

Окислительная стабильность

Испытания на окислительную стабильность показывают стабильность образца топлива, которая является жизненно важной характеристикой любого дизельного топлива. Испытатели подвергают топливо ускоренному сценарию стабильности и измеряют, сколько шлама и лака образуется в результате. Большие отложения ила соответствуют уменьшенной стабильности.

Топливо, не прошедшее испытание на устойчивость к окислению, оставит отложения шлама внутри резервуара для хранения и внутри другого оборудования при использовании. Кроме того, отложения шлама приводят к неполному сгоранию топлива, что приводит к появлению черного дыма. В крайних случаях топливо может привести к отказу двигателя. Проведение тестов на окислительную стабильность необходимо для обеспечения безопасного и функционального топлива.

Цетановое число

Цетановое число дизельного топлива определяет его характеристики — насколько быстро и насколько полно топливо сгорает. Эквивалентом обычного бензина является октановое число.

Пониженное цетановое число может привести к поломке оборудования, поэтому это фундаментальное измерение. Цетановое число хранящегося топлива может со временем ухудшаться из-за факторов окружающей среды и загрязняющих веществ. По этой причине важны регулярные тесты на цетановое число хранящегося топлива.

Содержание воды

Поскольку молекулы воды могут вызывать разложение топлива и накопление микробов, проверка топлива на содержание воды также является приоритетной задачей. Избыточное содержание воды может привести к сбоям в работе оборудования и снижению производительности. Вода в топливе также делает его уязвимым для накопления загрязняющих веществ. Другая проблема заключается в том, что вода может вызвать замерзание топливных баков, трубопроводов, труб или фильтров. По этим причинам жизненно важно обеспечить безопасное максимальное содержание воды в топливе.

Содержание отложений

Проверка на наличие отложений также необходима, так как накопление отложений может привести к выходу из строя или повреждению оборудования, а также к снижению производительности. Осадок может включать грязь, пыль, песок и подобные частицы. В то время как визуальный осмотр может предупредить вас о сильном накоплении, более подробный тест покажет качество работы.

Содержание серы

Измерение содержания серы обеспечивает соблюдение правил Агентства по охране окружающей среды (EPA). Агентство по охране окружающей среды установило максимальный предел содержания серы 15 частей на миллион (ppm) для дизельного топлива. Строгий предел помогает защитить экосистемы, а также общественную безопасность — в прошлом избыточное содержание серы в топливе было серьезной проблемой для окружающей среды. Сегодня тесты на содержание серы помогут вам избежать ответственности за соблюдение нормативных требований.

Микробное содержание

Тестирование топлива также будет направлено на определение микробного содержания. Имейте в виду, что микробная жизнь нуждается в воде для процветания, поэтому уменьшение накопления воды может также уменьшить образование микробов. Тестирование на микробы необходимо, потому что их накопление ухудшает качество топлива и засоряет оборудование. В крайних случаях микробная жизнь может привести к отказу двигателя. Кроме того, микробы, такие как бактерии и плесень, могут представлять угрозу безопасности человека при воздействии. Тестирование топлива всегда должно включать измерение микробного содержания.

Деградация

Факторы времени и окружающей среды вызывают деградацию дизельного топлива, что влияет на производительность. При использовании испорченное топливо может привести к появлению черного дыма, проблемам с запуском и остановке двигателя. Надлежащие методы хранения, регулярные проверки топлива и обслуживание резервуаров для хранения могут продлить срок службы дизельного топлива. Например, если резервуары для хранения будут заполнены с помощью запланированных заправок, это ограничит количество места, доступного для накопления загрязняющих веществ. Кроме того, проверка качества топлива заранее предупредит вас о его деградации, чтобы вы могли принять меры по замене непригодного топлива.

Обратитесь в компанию Foster Fuels Mission Critical, чтобы узнать больше

В различных отраслях промышленности требуется хранение дизельного топлива для регулярного или аварийного использования, а регулярное тестирование качества топлива является неотъемлемой частью хранения топлива. Проверка качества гарантирует безопасную и эффективную работу при использовании. Тесты ASTM измеряют устойчивость к окислению и цетановое число, а также содержание воды, осадка, серы и микробов. Каждый из этих рейтингов и измерений влияет на производительность. Плохие результаты испытаний указывают на непригодное для использования топливо или топливо, которое может повредить оборудование. Кроме того, тесты контента определяют соответствие правовым нормам, защищая вашу компанию от ответственности.

Если вы храните дизельное топливо, обязательно планируйте регулярные проверки качества. Проверка качества топлива обеспечит высокие стандарты производительности, защитит ваше оборудование от повреждений и ограничит ответственность. Если вы хотите узнать больше о тестировании качества дизельного топлива, обратитесь к экспертам Foster Fuels Mission Critical. Мы можем стать вашим стратегическим топливным партнером, предоставляя отмеченные наградами услуги по управлению рисками.

Поиск:

Категории

• Простой бизнеса
• Дизельное топливо
• Экстренные контракты на поставку топлива
• Аварийная топливная служба
• Качество топлива
• Больницы
• Сезон ураганов
• Самые просматриваемые
• Заправка рефрижератора топливом
• Возобновляемое топливо
• Без категории

Последние сообщения

• Процесс производства возобновляемого дизельного топлива: обзор
• Возобновляемый дизель против биодизеля: в чем разница?
• Foster Fuels поддерживает усилия по ликвидации последствий урагана Ян, отправив более 100 грузовиков и персонал
• Пресс-релиз об урагане Ян
• Что нужно знать о возобновляемом дизельном топливе

Поиск:

Ссылка для загрузки страницы

Проверка свойств топлива: качество воспламенения

Проверка свойств топлива: качество воспламенения

Ханну Яаскеляйнен

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Abstract : Наиболее важным тестом для определения качества воспламенения топлива является тест на цетановое число. В этом испытании используется стандартный одноцилиндровый дизельный двигатель с переменной степенью сжатия. Альтернативы для описания качества воспламенения включают цетановый индекс, который рассчитывается на основе других свойств топлива, таких как плотность и летучесть, и производное цетановое число, рассчитанное на основе времени задержки воспламенения, измеренного с использованием метода камеры сгорания постоянного объема.

• Введение
• Цетановое число
• Цетановый индекс
• Задержка воспламенения и производное цетановое число
• Тяжелое топливо

Введение

Качество воспламенения дизельного топлива связано с временем задержки воспламенения , временем между началом впрыска и началом сгорания. Топлива с высоким качеством воспламенения характеризуются короткой задержкой воспламенения, и наоборот, топлива с низким качеством воспламенения дают большую задержку воспламенения. Более подробно задержка воспламенения обсуждалась в статье о сгорании дизельного топлива.

В то время как качество воспламенения является свойством самого топлива и определяется его молекулярным составом, время задержки воспламенения, используемое для его характеристики, таковым не является. На время задержки воспламенения также сильно влияют такие условия, как температура и давление окружающей среды, в которую впрыскивается топливо. Поэтому тесты, разработанные для измерения качества воспламенения конкретного топлива, должны проводиться в тщательно контролируемых условиях испытаний, чтобы гарантировать, что измеряются только эффекты топлива.

Разработан ряд различных тестов для количественной оценки качества воспламенения, которые можно сгруппировать в три типа методов:

• Цетановое число является наиболее важным и общепризнанным тестом качества воспламенения. Для определения цетанового числа используется стандартный одноцилиндровый дизельный двигатель с переменной степенью сжатия.
• Цетановый индекс – расчетное значение, полученное на основе относительно легко измеряемых свойств топлива. Таким образом, цетановый индекс может обеспечить меру качества воспламенения топлива без необходимости проведения дорогостоящего теста на цетановое число.
• Задержка зажигания измеряется с использованием более современного метода камеры сгорания с постоянным объемом. По задержке воспламенения определяется производное цетановое число .

Цетановое число

Цетановые числа измеряются с использованием метода, разработанного в 1930-х годах Комитетом по совместному исследованию топлива (CFR) и позже стандартизированного как ASTM D613. Испытание включает в себя работу топлива в одном цилиндре с бесступенчатой ​​регулировкой степени сжатия CFR Cetane Engine. Два основных эталонных топлива (углеводороды) определяют шкалу цетанового числа: 9. 0003

• н-гексадекан (также называемый цетан, н-C ₁₆ H ₃₄ ), обладающий очень хорошим качеством воспламенения, получил цетановое число 100;
• 1-метилнафталин , обладающий плохой воспламеняемостью, получил цетановое число, равное нулю.

В 1962 году эталонное топливо с низким цетановым числом было заменено на 2,2,4,4,6,8,8-гептаметилнонан (также называемый изоцетан или HMN), который имел лучшую устойчивость к окислению и был проще в использовании в CFR. двигатель. При измерении по двум исходным стандартам 2,2,4,4,6,8,8-гептаметилнонан имеет цетановое число 15. Когда топливо имеет такой же период задержки воспламенения, как смесь двух основных эталонных топлив, его цетановое число получают из объемного процента цетана и гептаметилнонана следующим образом:

Цетановое число = % цетана + 0,15 (% гептаметилнонана)(1)

В обычных операциях два основных эталонных топлива заменяются двумя вторичными эталонными видами топлива: Т-топливом и У-топливом. Эти виды топлива откалиброваны по основным эталонным топливам и предоставлены в испытательные лаборатории компанией Chevron Phillips, единственным поставщиком. Поставщик топлива предоставляет инструкции по соотношению компонентов смеси для достижения цетановых чисел, ограниченных значениями для топлива U и T. В таблице 1 приведены примеры эталонных топлив T и U, а также их характеристики.

.

Таблица 1
Типовые свойства и спецификации эталонных топлив U и T

Property	U-16	U fuel specification	T-23	T fuel specification
Specific gravity at 15.6°C (60°F)	0.7840	0.7830 — 0.7883	0.7920	0,7900 — 0,7975
Плотность в градусах API	48,9	48,0 — 49,2	47.1	45.9 — 47.6
Flash point, °C	30.6	26.7 — 54.4	70	61 — 74
Sulfur, ppm	1	10 max	127	120 — 150
Viscosity at 40°C, cSt	1. 1	1.0 — 2.0	2.1	2.1 — 2.3
Cetane number	19	18 — 20	75	74 — 77
Cetane index	40.1	38.8 — 41.4	64.8	63.1 — 66.6
Distillation range at 760 mm Hg, °C
Initial boiling point	158	149 — 163	186	182 — 193
10%	166	160 — 171	218	216 — 227
50%	177	174 — 185	250	246 — 260
90%	226	216 — 227	273	271 — 288
End point	280	271 — 288	311	304 — 332
Тип углеводородов, VOL%
	21,2	20,0 — 23,0	9,7	20,0 — 23,0	9,7	— 23,0	9,7		23,0 23,0	,7	— 23,0	9,7	— 23,0