Khai thác động cơ đốt trong tàu quân sự - Chương 6 potx

Chương 6 NHIÊN LIỆU SỬ DỤNG CHO ĐCĐT TÀU QUÂN SỰ VÀ ĐẶC ĐIỂM KHAI THÁC HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU 6.1. Các yêu cầu đặt ra cho nhiên liệu ĐCĐT tàu quân sự - Trong quá trình khai thác động cơ, người khai thác sử dụng trước hết phải nắm chắc loại nhiên liệu của động cơ và những nhiên liệu tương đương… - Khi dùng sai (loại nhiên liệu khác) có thể làm xấu quá trình công tác, giảm tính kinh tế, tăng ứng suất nhiệt và ứng suất cơ khí, làm tăng khả năng tạo tro, động cơ khó khởi động. - Do đặc điểm tàu quân sự dùng động cơ cao tốc nên nhiên liệu cần có các yêu cầu cao, quan trọng nhất là các yêu cầu sau: + Nhiên liệu cần được phun với độ mỏng và đồng nhất cao, tốc độ bay hơi phải đủ lớn; + Sự tự cháy của nhiên liệu phải tin cậy, có  i tối ưu, đảm bảo độ cứng của quá trình công tác và dễ khởi động; + Cháy không tạo tro và các chất độc hại, có nhiệt trị cao; + Không chứa nước, các tạp chất cơ học, không ăn mòn vật liệu chế tạo máy. 6.2. Các loại nhiên liệu điêden Hiện nay, tàu thuyền của Hải quân Việt Nam sử dụng các động cơ điêden chính do nhiều nước khác nhau chế tạo, trong đó phần lớn các tàu quân sự chiến đấu sử dụng các động cơ của Liên Xô (trước đây) và Liên bang Nga. Dưới đây giới thiệu một số loại nhiên liệu đang được sử dụng và các chỉ tiêu chất lượng chủ yếu của chúng. 6.2.1. Các loại nhiên liệu điêden theo tiêu chuẩn của Nga Theo ГОСТ 4749-73 nhiên liệu điêden được chia ra: - ДС –Nhiên liệu chuyên dùng cho động cơ tàu quân sự; - ДЛ –Nhiên liệu điêden mùa hè dùng cho các động cơ cao tốc điều kiện làm việc kín, T 0  0 0 C; - ДЗ – Nhiên liệu điêden mùa đông khi T 0  -30 0 C; - ДА - Nhiên liệu điêden mùa đông khi T 0  -30 0 C. Những chỉ tiêu chất lượng chủ yếu của các loại nhiên liệu này cho trong bảng 6.1. Bảng 6.1. Chỉ tiêu chất lượng chủ yếu của các loại nhiên liệu điêden theo tiêu chuẩn ГОСТ 4749-73 Mác nhiên liệu Chỉ tiêu chất lượng ДА ДЗ ДС ДЛ (1) (2) (3) (4) (5) Số xê tan, không nhỏ hơn 40 40 45 50 Thành phần chưng cất + 10% bay hơi ở nhiệt độ ( 0 C), không thấp hơn 200 200 + 50% bay hơi ở nhiệt độ ( 0 C), không cao hơn 255 275 290 280 + 90% bay hơi ở nhiệt độ ( 0 C), không cao hơn 300 335 350 + 96% bay hơi ở nhiệt độ ( 0 C), không cao hơn 330 340 Độ nhớt ở 20 0 C + Độ nhớt động học, cct 2,4 - 4 3,5 - 6 3,5 – 8 (1) (2) (3) (4) (5) + Tương ứng theo 0 E 1,15 - 1,3 1,25 - 1,45 1,25 - 1,7 Độ nhớt ở 50 0 C + Độ nhớt động lực học, cct 2,5 - 4 + Tương ứng theo 0 E 1,15 - 3 Hàm lượng cốc theo Konradson (%),không lớn hơnk 0,05 0,05 0,05 0,05 Hàm lượng cốc 10% cặn (%)không lớn hơnk - 0,5 0,5 0,5 Hàm lượng axit theo mg KOH trên 100 ml nhiên liệu, không lớn hơn 5 5 5 5 Hàm lượng tro (%),không lớn hơnk 0,01 0,02 0,02 0,02 Hàm lượng lưu huỳnh (%),không lớn hơnk 0,2 0,2 0,2 0,2 Nhiệt độ bén lửa ( 0 C, xác định trong cốc kín), không thấp hơn 35 50 60 90 Nhiệt độ đông đặc ( 0 C) không cao hơn -65 -45 -10 -15 Nhiệt độ vẩn đục ( 0 C) không cao hơn - -35 -5 -10 Chỉ tiêu chất lượng của một số loại nhiên liệu điêden khác cho trong bảng 6.2. Bảng 6.2. Chỉ tiêu chất lượng của một số loại nhiên liệu điêden khác Nhiên liệu điêden З Л С Dầu Chỉ tiêu chất lượng ГОСТ 305-82 ГОСТ1666 (1) (2) (3) (4) (5) Số xê tan, không nhỏ hơn 43 45 50 Thành phần chưng cất + 10% bay hơi ở nhiệt độ ( 0 C) 170 200 + 50% bay hơi ở nhiệt độ ( 0 C) 275 295 280 + 96% bay hơi ở nhiệt độ ( 0 C) 350 360 340 Độ nhớt động lực học ở 20 0 C, cct 1,8 - 3 3 - 8 4,5 – 8 Độ nhớt ở 50 0 C + Độ nhớt động lực học, cct 5 - 9 + Tương ứng theo 0 E 1,39 - 1,75 Hàm lượng cốc 10% cặn (%)không lớn hơnk 0,3 0,4 0,4 Hàm lượng axit theo mg KOH trên 100 ml nhiên liệu, không lớn hơn 5 5 5 (1) (2) (3) (4) (5) Hàm lượng tro (%),không lớn hơnk 0,02 0,02 0,02 0,025 Hàm lượng lưu huỳnh (%),không lớn hơnk 0,6 1 1 2 Nhiệt độ bén lửa ( 0 C) không thấp hơn 40 65 90 125 Nhiệt độ đông đặc ( 0 C) không cao hơn -35 -10 -15 -20 Nhiệt độ vẩn đục ( 0 C) không cao hơn - -35 -5 -10 Nói chung, khi nhiên liệu điêden có hàm lượng lưu huỳnh nhỏ hơn 0,2% thì có thể dùng cho các điêden cao tốc tàu quân sự; còn khi lớn hơn 0,2% thì cần cho thêm vào dầu bôi trơn điêden các chất chống lưu huỳnh…. Các nhiên liệu khác nặng hơn có thể được sử dụng nhưng chỉ được sử dụng trong các trường hợp chạy êm (tốc độ vừa của tàu) như loại?? -1; ?? -2; ?? -3. 6.2.2. Phân loại nhiên liệu điêden theo thông số kỹ thuật ASTM (Hiệp hội thử nghiệm và vật liệu Hoa kỳ) Những loại nhiên liệu điêden chính theo thông số kỹ thuật ASTM là: - Nhiên liệu điêden số 1-D. Đây là loại nhiên liệu mazút dễ bay hơi từ dầu hoả đến các sản phẩm cất trung gian. Các loại nhiên liệu này được dùng cho các động cơ có tốc độ cao trong thời kỳ bảo dưỡng, kể cả có những thay đổi tương đối lớn và thường xuyên về tải trọng và tốc độ cũng như ở những nơi nhiệt độ thấp. - Nhiên liệu điêden số 2-D. Đây là loại dầu gazoin cất có tính bay hơi thấp hơn. Loại nhiên liệu này được dùng cho các động cơ có tốc độ cao trong thời gian bảo dưỡng, bao gồm cả tải trọng cao và tốc độ đều hoặc ở những động cơ không đòi hỏi phải dùng loại nhiên liệu bay hơi nhanh hoặc có những đặc tính khác được qui định cho loại số 1-D. - Nhiên liệu điêden số 4-D, là loại nhiên liệu có tính bay hơi thấp, được dùng cho động cơ có tốc độ trung bình hoặc thấp. Những yêu cầu giới hạn cho hai loại nhiên liệu điêden số 1-D và số 2-D do Hiệp hội thử nghiệm và vật liệu Hoa Kỳ đưa ra cho trong bảng 6.3. Bảng 6.3. Những yêu cầu giới hạn ASTM cho nhiên liệu điêden Chỉ tiêu giới hạn Nhiên liệu số 1-D Nhiên liệu số 1-D Điểm bốc cháy (min) 100 0 F (38 0 C) 125 0 F (52 0 C) Điểm vẩn đục (max) * * Nước và cặn lắng, % thể tích (max) 0,05 0,05 Chất lắng cacbon, trên 10% chất lắng (max) 0,15 0,35 Tro, % trọng lượng (max) 0,01 0,01 Nhiệt độ chưng cất, 90% thể tích tái sinh: - Min - Max - 550 0 F ** (288 0 C) 540 0 F ** (281 0 C) 640 0 F ** (388 0 C) Độ nhớt động học ở 40 0 C, cct: - Min 1,3 1,9 ** - Max 2,4 4,1 Lưu huỳnh, % trọng lượng (max) 0,50 0,50 Mài vụn đồng (max) No.3 No.3 Chỉ số xê tan (min) 40 40 * Dùng cho động cơ hoạt động ở thời tiết lạnh điểm vẩn đục nên ở 10 0 F(6 0 C); ** Dùng cho động cơ hoạt động ở thời tiết lạnh điểm vẩn đục nhỏ hơn 10 0 F(6 0 C). 6.2.3. Các loại nhiên liệu điêden của các nước khác Trong điều kiện hiện nay cho phép sử dụng các loại nhiên liệu của các nước khác sản xuất, có các chỉ tiêu chất lượng tương đương với loại nhiên liệu cho trong hướng dẫn khai thác động cơ. Bảng 6.4 giới thiệu các loại nhiên liệu một số nước Tây âu, khi cần có thể chuyển đổi thay thế cho các loại nhiên liệu của Nga. Bảng 6.4. Bảng qui đổi các loại nhiên liệu tương đương Khối NATO F-76 - F-56 F-54 Liên bang Nga Nước và hãng sản xuất ДС ГОСТ 4749-73 С ГОСТ 305- 82 З ГОСТ 305- 82, ДЗ ГОСТ 4749-73 Л ГОСТ 305- 82, ДЛ ГОСТ 4749-73 (1) (2) (3) (4) (5) áo ONORM C-1104 Anh DEF-STAN 91/412 3 47/0 DIESO 47/20 DIESO DEF-STAN 91-9/1 1 40/40 DIESO DEF-STAN 91-9/1 40/55 DIESO DEF-STAN 91-9/1 40/0 DIESO BS 2659 Class A-2 Bỉ BN-PF-7t 2 Amd.I BT-PF-54A 4 Amd.I ấn Độ IS:1460 Italia MM-C-1002/A E/C-1055 Canada 3GP-15d Type I 3GP-6d Type AA 3GP-6d Amd.2 Hà Lan KN-10323 Type C DEF-STAN 91-9/1 Bô Đào Nha MiL-C-104 Amd.I 47/0 DIESO (1) (2) (3) (4) (5) Mỹ MiL-16884F Amd.2 5 W-F.800 a DF-A 2 SAEGrade-2 V.V.F.800 a DF-A ASTM D.975 ID MiL.F.16884F Amd.2 V.V.F.800 a 3 DF-2 Đức VTL-9104-002 Iss.2C VTL-9140-001 Iss.3 DIN-51601 Pháp STM-7120 DCEA-21C Ed.1 Amd.1 Thuỵ Điển SIS 155432 Nhật Bản JIS K2204 Type.3 JIS K2204 Type.3 6.2.3. Chỉ tiêu chất lượng nhiên liệu điêden theo tiêu chuẩn Việt Nam Mỗi một quốc gia, tuỳ thuộc vào điều kiện địa lý, khí hậu, điều kiện kinh tế - xã hội… mà có qui định về chỉ tiêu chất lượng riêng. Đối với Việt Nam chúng ta qui định chỉ tiêu chất lượng các loại nhiên liệu điêden theo TCVN 5689-92, như bảng 6.5. Bảng 6.5. Chỉ tiêu chất lượng nhiên liệu điêden theo TCVN 5689-92 Mức qui định Chỉ tiêu chất lượng Phương pháp thử theo tiêu chuẩn DO 1 DO 2 (1) (2) (3) (4) Số xê tan, nhỏ nhất 3180-79 45 50 Thành phần chưng cất ( 0 C), lớn nhất 2698-78 + Điểm sôi 50% thể tích 290 290 + Điểm sôi 90% thể tích 370 370 Độ nhớt ở 20 0 C, mm 2 /s 3171-79 3,5 - 6 4,5 – 8 Nhiệt độ bắt cháy ( 0 C, trong cốc kín), nhỏ nhất 2693-78 50 65 Nhiệt độ đông đặc ( 0 C), không lớn hơn 3753-83 (1) (2) (3) (4) + Mùa hè (từ 1/4 đến 30/9) +5 +5 + Mùa đông (từ 1/10 đến 31/3) -5 -5 Hàm lượng tro (%trọng lượngt), lớn nhất 2690-78 0,02 0,02 Hàm lượng nước (%thể tícht), lớn nhất 2692-78 Không có Không có Hàm lượng lưu huỳnh (%thể tícht), lớn nhất 2708-78 1,0 1,0 Nhựa thực tế (mg/100ml), lớn nhất 3178-79 50 50 Density ở 20 0 C (g/cm 3 ), lớn nhất 3893-84 0,86 0,86 ăn mòn đồng (3h/50 0 C), lớn nhất 2694-78 N-1 N-1 6.3. Các tính chất khai thác của nhiên liệu và sự ảnh hưởng của chúng đến sự làm việc của động cơ 6.3.1. Thành phần chưng cất Thành phần chưng cất của nhiên liệu điêden đặc trưng bằng tính dễ bay hơi và dễ khởi động động cơ ở trạng thái nguội. - Khi các thành phần nhẹ có trong nhiên liệu bay hơi cạn ở 200 0 C làm tốt tính bốc hơi của nhiên liệu nhưng lại làm tăng độ cứng làm việc; - Các thành phần nặng bay hơi ở nhiệt độ cao hơn 350 0 C làm xấu sự hình thành hỗn hợp, cháy không hết, tạo tro; - Nhiên liệu dùng cho động cơ tàu quân sự có nhiệt độ bay hơi khá thấp. Ví dụ: ДС chứa 50% thành phần chưng cất bay hơi cạn ở T  280 0 C và 50% nặng hơn bay hơi cạn ở T  340 0 C; như vậy đảm bảo tính bay hơi đều cho nhiên liệu trong thời gian ngắn. 6.3.2. Độ nhớt Độ nhớt có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng phun sương và sự lưu động của nhiên liệu. - Độ nhớt nhỏ làm cho chất lượng phun sương tăng nhưng nếu độ nhớt nhỏ quá sẽ làm giảm tính bôi trơn của nhiên liệu, làm tăng độ mòn và làm tăng sự rò lọt; - Khi tăng độ nhớt sức cản lưu động tăng lên, chất lượng phun sương giảm, kết quả là nhiên liệu cháy không hết và động cơ xả khói đen; - Các thiết bị của hệ thống nhiên lệu khi thiết kế có tính đến độ nhớt của nhiên liệu, khi dùng nhiên liệu có độ nhớt khác tiêu chuẩn sẽ gây ảnh hưởng xấu…; - Độ nhớt của động cơ tàu quân sự giới hạn… 6.3.3. Thời gian giữ chậm tự cháy Thời gian giữ chậm tự cháy đặc trưng cho độ tin cậy tự cháy của nhiên liệu, nó phụ thuộc vào thành phần chưng cất và thành phần hoá học nhóm, và là chỉ tiêu quan trọng nhất của nhiên liệu; - Tính tự bốc cháy của nhiên liệu được đánh giá bằng trị số xê -tan, nó ảnh hưởng chủ yếu đến độ cứng làm việc của Điêden, đến tính kinh tế và chất lượng khởi động động cơ; - Nhiên liệu có số xê -tan nhỏ hơn 40 có thời gian giữ chậm tự cháy lớn dẫn đến làm tăng ứng suất cơ khí và động cơ khó khởi động; - Khi số xê -tan lớn hơn 60, tính tự bốc cháy cao, tốc độ cháy giảm, làm tăng cháy rớt, giảm hiệu suất của động cơ; - Nhiên liệu điêden cao tốc có số xê -tan trong khoảng 45 đến 55. 30 40 50 60 70 80 240 230 220 g e (g/ml.h) 1 2 3 Hình 6.1. Aûnh hưởng của số xê-tan tới tính kinh tế của điêzen 1- n = 2000 v/ph; 2- n = 1000 v/ph; 3- n = 1500 v/ph 3 4 5 2 1 0 1- 70 2- 60 3 - P (kG/cm 2 [...]... 0,8 1,2 1 ,6 S(%) Ví dụ: Khi lưu huỳnh nhỏ hơn 1% động cơ 37? co thời gian làm việc tlvHình 6. 4 Độ mòn xy lanh trong = động cơ Д54 phụ thuộc vào nhiệt độ 14000 giờ; nước làm mát và hàm lượng lưu huỳnh giảm nhiên Khi lưu huỳnh lớn hơn 1% động cơ 37? có tlvtrong 2 lần liệu 0 1- tw = 75 – 950C; 2- tw = 75 – 95 C * Các biện pháp trong khai thác làm giảm ảnh hưởng của các tính chất nhiên liệu đến sự làm việc... xuất hiện 6. 5.4 Chất АЗНИИ Chất АЗНИИ làm giảm nhiệt độ đông đặc và cải thiện tính lưu động của nhiên liệu trong đường ống 6. 6 Aỷnh hưởng của nhiên liệu nặng đến sự làm việc của động cơ Trong thực tế động cơ có thể xảy ra trường hợp buộc phải sử dụng nhiên liệu nặng và thậm chí là dầu ma dút Nhiên liệu nặng có độ nhớt cao ( 36 đến 66 cct) ở 500C), độ keo cốc 3 đến 4%, độ sạch kém (tạp chất cơ học 0,1%,... liệu; - Các tạp chất cơ học và nước làm giảm nhiệt trị của nhiên liệu, động cơ khó khởi động 6. 3 .6 Xu hướng tạo tro và hình thành cặn lắng - Vì trong nhiên liệu có tồn tại các hắc ín thật sự, đó là sản phẩm phức tạp của ôxy hoá, pôlime hoá các cacbuahyđrô; - Hàm lượng của chúng dao động trong các giới hạn từ 20 đến 120 mg /l nhiên liệu; - Khi nhiên liệu nặng tăng, hắc ín tăng; - Tác hại của chúng là... trước sự đông đặc do có sự xuất hiện các tinh thể nước đá, benzen hay paraphin; - Nhiệt độ vẩn đục của nhiên liệu?? không cao hơn -1 00C, của?? không quá 350C… 6. 3.5 Các tạp chất cơ học và nước Các tạp chất cơ học và nước làm giảm đáng kể chất lượng nhiên liệu và sự tồn tại của chúng trong nhiên liệu là không cho phép - Các tạp chất cơ học và nước gây ra sự tăng mài mòn, kẹt các thiết bị nhiên liệu; - Các... hưởng của các tính chất nhiên liệu đến sự làm việc xấu của động cơ: + Duy trì chế độ làm mát nhiệt độ cao (trong giá trị cho phép) cho động cơ; + Sấy nóng sơ bộ động cơ trước khi khởi động; + Giảm thời gian khai thác ở các chế độ tải nhỏ; + Dùng các chất phụ gia cho nhiên liệu và dầu bôi trơn 6. 5 Một số chất phụ gia thường sử dụng cho nhiên liệu 6. 5.1 Anhinnitorat (C5H11ONO2) Anhinnitorat (C5H11ONO2)... ĐCT  (độ GQTK) Hình 6. 5 Các biểu đồ chỉ thị của Để phòng ngừa quá tải động cơ làm việc với nhiên6Ч 30/38 công suất và vòng điêzen liệu nặng, 1- Nhiên liệu mác khởi quay cực đại cần phải giảm xuống, còn để cải thiện chất lượngДC động cần phải 2- Nhiên liệu mác ДT hiệu chỉnh góc phun sớm nhiên liệu liệu chưng cất 6. 7 Kiểm tra chất lượng trong quá trình khai thác, các qui phạm cơ bản về bảo dưỡng các... tính ăn mòn cho các chất khí và chất lỏng (điện hoá) - Sự ăn mòn của các chất khí tăng khi nhiệt độ tăng; Ăn mòn mạnh Vùng nhiệt độ tối ưu - Hàm lượng lưu huỳnh trong nhiên liệu không lớn hơn 0,2% 6. 4 Aỷnh hưởng của nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh lớn hơn 0,2% đến sự tđs ttư t(0C) làm việc của động cơ Hình 6. 3 Tốc độ ăn mòn trong điêzen kết thuộc vào - Các nhiên liệu lưu huỳnh cũng có chứa các liên phụ... liệu?T-1 có thể sử dụng cho điêden có vòng quay tới 60 0 v /ph Nhiên P liệu?T-2 và?T-3 dùng cho các điêden hành (kG/cm2 trình êm nhất và bắt buộc phải sấy nóng nhiên 1 0 liệu đến 5 0 -6 0 C Nhưng kinh nghiệm chỉ ra rằng, với hệ thống lọc và sấy nóng thích hợp, 2 các nhiên liệu?T-2 và?T-3 trong trường hợp cấp bách nhất có thể sử dụng cho các điêden cường hoá thấp với vòng quay tới 60 0 v /ph Việc khởi động, ... giảm và tăng số xê -tan lên 6 đến 12 đơn vị 6. 5.2 Chất chống sunfua (ВНИИН П -1 01 và 111) Chất chống sunfua ВНИИН П -1 01 và 111) chống xỉ và tro, chống mài mòn động cơ ở pha lỏng chúng ràng buộc các sunfuarơ, trong pha khí có tính chất xúc tác để nhiên liệu cháy kiệt … 6. 5.3 Chất Ankinphênol và Aminôphend Chất Ankinphênol và Aminôphend làm chậm sự ôxy hoá nhiên liệu khi tạo thành trong nhiên liệu các.. .6. 3.4 Nhiệt độ vẩn đục và nhiệt độ động đặc Nhiệt độ vẩn đục và nhiệt độ đông đặc đặc trưng cho tính lưu động của nhiên liệu ở nhiệt độ thấp - Khi nhiệt độ thấp nhiên liệu giảm (mất) tính linh động do tăng độ nhớt và xuất hiện sự lắng các tinh thể paraphin; - Có thể giảm nhiệt độ đông đặc của nhiên liệu bằng cách pha thêm vào nhiên liệu các phụ gia chống đông (ví dụ như dầu hoả); - Sự vẩn đục . Chương 6 NHIÊN LIỆU SỬ DỤNG CHO ĐCĐT TÀU QUÂN SỰ VÀ ĐẶC ĐIỂM KHAI THÁC HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU 6. 1. Các yêu cầu đặt ra cho nhiên liệu ĐCĐT tàu quân sự - Trong quá trình khai thác động cơ, . BT-PF-54A 4 Amd.I ấn Độ IS:1 460 Italia MM-C-1002/A E/C-1055 Canada 3GP-15d Type I 3GP-6d Type AA 3GP-6d Amd.2 Hà Lan KN-10323 Type C DEF-STAN 9 1-9 /1 Bô Đào Nha MiL-C-104. MiL- 168 84F Amd.2 5 W-F.800 a DF-A 2 SAEGrade-2 V.V.F.800 a DF-A ASTM D.975 ID MiL.F. 168 84F Amd.2 V.V.F.800 a 3 DF-2 Đức VTL-910 4-0 02 Iss.2C VTL-914 0-0 01 Iss.3 DIN-5 160 1