- Коли вода стає бажаною
- Видалення парафінів і сірки (знесірчення)
- Влагоотделения в будь-яких масштабах
- Системи очищення Parker-Racor
Споживачам дизпалива мало що відомо про стаціонарних і мобільних паливних очисних установках навіть від таких стовпів сепарації, як компанії Racor і Separ. Не кажучи вже про аналогічну очисної техніки вітчизняного виробництва, що підтверджує думку про те, що висока якість виготовлених комплексів може досягатися і у нас.
Однак, перш ніж говорити про очищення традиційного дизельного палива, слід визначитися, від чого, власне, хотілося б позбавлятися - від сірки, парафіну і механічних домішок або від води і все тих же домішок. При цьому обидва напрямки очищення, звичайно, різною мірою, але все ж досить продуктивні і перспективні.
Коли вода стає бажаною
Якщо паливо очистити від сірки і парафіну, в ньому залишається вода. Як не дивно, в таку очищену паливно-водну суміш можна ще додати водички, причому до 20%, або 1/5 від всього обсягу. Щоб ефективність і повнота згоряння палива з водневої складової була вище і вихлоп перетворився зі звичайного сіро-чорного в білий, пароподібний, більшою мірою відповідає європейським екологічним нормам для дорожнього автотранспорту і позашляхових машин сільськогосподарського, будівельного, лісотехнічного, військового та іншого призначення. Така ось у них в Німеччині економія нафтопродуктів, хоча, звичайно, доводиться витрачатися на очистку води та придбання емульгатора - речовини (до 1% від заправки), що забезпечує створення емульсії з несмешівемих рідин. Причому мутно-біла суміш, яка виходить в результаті змішування, тобто емульгованих солярка, використовується в звичайних дизелях без їх переробки і зберігає свої властивості близько трьох місяців, а потім піддається повному біологічному розпаду без шкоди для навколишнього середовища.
Правда, з приводу переробки не зовсім точно. Адже використання паливно-водяної суміші передбачає дожигание паливно-повітряної суміші за допомогою повторної прокачування вихлопних газів через робочі циліндри (в суміші зі свіжою порцією паливно-повітряної суміші). Отже, конструкція силового агрегату кілька спроститься, а значить, подешевшає.
Для створення суміші дизпалива з водою можна, звичайно, використовувати складну спеціальну апаратуру (з перемішуванням палива з водою, диспергированием і гомогенизацией водопаливної суміші, та ще й в режимі акустичної імпульсної кавітації в роторному апараті з модуляцією), однак вона поки занадто дорога і є , скоріше, перспективу розвитку систем підготовки водно-паливних сумішей. В даний час вона існує тільки у вигляді діючих макетів.
Чому ж вода така корисна для машин і механізмів в Євросоюзі і так шкідлива, перебуваючи в ДТ, для нашої техніки? Виною всьому високий вміст в продукції, що поставляється на наш ринок солярці не тільки води, але і сірчистих сполук - меркаптанів (R-SH), сульфідів (RSR), дисульфідів (RSSR), тіофенів, тіофанов тощо., А не сірки як такої. При цьому R - вуглеводневий радикал.
Причина полягає в низькій якості перегонки важкої бітумінозної нафти (5-7% сірки) і нафти Urals (1,5%). На нашому ринку повно солярки, що містить близько 0,2% сірчистих сполук. Для порівняння: нормативи ЄС і Північної Америки допускають вміст сірки в дизпаливі на рівні не більше 0,001%, а зменшення змащувальних властивостей ДТ через ультранизького вмісту сірки там компенсується включенням спеціальних присадок. На відміну від бензину, що виконує в основному функції пального, дизельне паливо служить також мастилом для прецизійних деталей паливного насоса високого тиску і форсунок.
Нам до подібних вимог дуже і дуже далеко. Основна причина - зайва лояльність урядів РФ і України до власників своїх НПЗ. Так що залишається тільки сподіватися на чистоту солярки, що імпортується з Литви, Білорусі та Румунії. Однак в умовах нестійкого фінансового становища і роз'єднаності, наприклад, агропідприємств та фермерських господарств, а також загальної слабкості об'єднань сільськогосподарських товаровиробників і неритмічне кредитування з боку держбанків гарантувати регулярні поставки якісних нафтопродуктів в ці господарства, на жаль, неможливо.
А раз так, то і додавання води в наше дизельне паливо катастрофічно, оскільки для форсунок з високим тиском (як у CDI) суміш води і сірчистих сполук стає вельми агресивним елементом. Тому як при високому тиску в складі такого низькоякісного палива утворюється сірчана кислота, яка губить прецизійні канали, в першу чергу, дорогої імпортної техніки. Це не кажучи вже про механічні домішки. Тобто ми говоримо про паливної апаратури, в якій є пари сполучених деталей з зазором 1-3 мкм (мікрона). А погана очистка пального призводить до інтенсивного зносу, корозії і заклинювання цих деталей.
Крім того, сірка при попаданні картерних газів в масло істотно скорочує термін його служби. Тому західні виробники встановлюють термін заміни масла в нашій країні вдвічі менший, що, як ви розумієте, значно збільшує витрати на ПММ. Масло-то в цих машинах застосовується все більше синтетичне, тобто, по нашим «мінеральним мірками», дуже дороге. Крім того, кислоти скорочують термін служби каталізаторів і саж фільтрів, якщо, звичайно, ці елементи вихлопної системи вже присутні у вашій техніці.
Що стосується відмов дизелів, то 30-40% таких відбувається саме через неполадки в системі живлення. Так що головним фактором, що визначає надійність і довговічність компонентів системи живлення дизелів, є чистота палива. Іншими словами, надійність роботи вузлів паливної апаратури безпосередньо залежить від того, наскільки ефективним буде фільтр (сепаратор), очищающий паливо від механічних домішок, сірки (парафінів) або води.
Видалення парафінів і сірки (знесірчення)
У країнах СНД одним з найбільш досконалих комплексів для видалення парафінів (знесірчення) є моделі СММ-НВР (станція масляна мобільна - установка вакуумної регенерації) різної продуктивності: установки з очищення, освітленню пічного темного палива, дизельного палива і мінеральних масел виробництва полтавського ТОВ «Завод Укрбудмаш ». При цьому універсальна установка вакуумної регенерації (відновлення працездатності) на базі мікрофільтрації рідини крізь сорбенти модулів регенерації очищає, освітлює, видаляє кислотність і призупиняє процеси старіння в мінеральних маслах, дизельних і пічних паливах, піролізних рідинах, а також видаляє парафіни і сірку з дизельного і пічного палива. Установки виготовляються з урахуванням побажань замовників, а вся лінійка установок охоплює по продуктивності діапазон від 50 до 1000 л / год.
Втім продуктивність знаходиться в прямій залежності від розмірів і кількості розташованих в ряд модулів регенерації, а також від потужності насоса з захищеним від вибуху електромотором, що створює вакуум в зливних контурах цих модулів. Важливу роль відіграють також підігрів регенерируемой рідини стрічковим нагрівачем, склад і обсяг адсорбенту, розрахованого на різну тонкість фільтрації. Тобто реагенту у вигляді твердих тонкодіспергірованних коагулянтів тривалої дії, використання яких призводить до випадання осаду або утворення гелю. Плюс наявність у складі реагенту «ракоровской» білої глини для очищення від поверхнево-активних речовин, присадок, усунення штучної підфарбовування дизпалива. А якщо ще й врахувати вартість високоякісної нержавіючої сталі і прецизійність всіх з'єднань, то і вартість установок буде непереливки надмірної: $ 25,2-38,4 тис. За НВР продуктивністю 100-200 л / ч (по трансформаторному маслу), причому з 30% -ої передоплатою. Конкурентні якості навчально-виховної роботи підкреслює їх здатність здійснювати також регенерацію великий лінійки мінеральних масел, тобто моторних, трансмісійних, індустріальних, турбінних, трансформаторних і інших на мінеральній основі. Після регенерації масл відповідають параметрам нового масла. А вартість витрат на регенерацію 1 т рідини (в залежності від виду) складає $ 6,5-35.
Влагоотделения в будь-яких масштабах
І все ж в світі більш широко поширена очищення солярки від води і механічних домішок. А говорячи про фільтрах-сепараторах, не можна обійти увагою продукцію нинішнього світового лідера в області систем фільтрації вуглеводнів - американську компанію Racor Filtration. Це підрозділ відомої корпорації з виробництва розкішних авторучок Parker з м Джейнсвілль, розташованої на самому півдні Заозерного (за оз. Мічиган) штату Вісконсін, неподалік від великого портового м Чикаго (шт. Іллінойс). При цьому виробниче об'єднання Parker-Racor розробляє фільтри-сепаратори дизельного палива для провідних світових OEM-виробників і поставляє продукцію на конвеєри DAF, IVECO, Ford, Perkins, Hyundai, Volvo, Atlas Copco, MAN, Freightliner, New Holland, Komatsu, Mercedes, MTU, Deutz, Cummins, FG Wilson, Renault, Isuzu, FIAT, Scania, SDMO, Hino, International, Detroit Diesel, General Motors, CLAAS та багатьох інших.
Наведений список вражає, чи не так !? Однак нас цікавить не весь величезний спектр продукції компанії Racor Filtration, а тільки дизельні фільтри для паливних господарств і топливозаправочного обладнання, в тому числі на пересувних паливозаправники. Як приклад екстремального застосування фільтрів-сепараторів Parker-Racor можна привести їх використання для очищення дизельного палива на одному з найбільших в світі вугільних розрізів із загальним парком потужної техніки, що перевищує 1400 одиниць і споживають понад 40 млн л палива на місяць! Причому в перелік клієнтів в частині встановлення фільтрів-сепараторів Parker-Racor входять величезні і тому надзвичайно ненажерливі кар'єрні самоскиди Caterpillar 793C, 793D, 793B, 777C, 777D і Hitachi EH5000, екскаватори Komatsu PC4000, PC8000 і Hitachi 3500, автогрейдери Cat 16H і бульдозери Cat D10R, D11R.
Причиною такого стрімкого зростання клієнтської бази Racor Filtration стали значні простої в ремонтах і зменшений ресурс силових установок, які експлуатуються в настільки специфічних умовах. А одним з основних чинників їх низької надійності є дизельне паливо з високим вмістом твердих частинок і води (перш за все в країнах третього світу), а також недостатні фільтрувальні потужності штатних бортових фільтрів кар'єрних та інших самохідних машин, призначених для важких умов експлуатації. Справа в тому, що паливо, яке раніше поставлялося на підприємство (в вугільний розріз) і застосовувалося в силових установках машин без попереднього очищення, містило тверді забруднення в кількості 30 мг / л і воду в концентрації 400 мд (мільйонних часток) (це означає, що на кубічний метр суміші доводилося 400 см3 води, тобто 400 см3 / м3 або приблизно 4 склянки на кубометр).
Так ось, спочатку безпосередньо в паливному господарстві вугільного розрізу встановили високопродуктивні фільтри-сепаратори серії RVFS з продуктивністю по очищенню від 370 до 3700 л / хв. А потім, отримавши чудові результати, роздавальні колонки і самі машини були укомплектовані менш продуктивними фільтрами FBO.
Після установки фільтрів Racor показники забрудненості і обводнення зменшилися до 6 мг / л і 70 см3 / м3 (менше одного стакана на 1 м3 палива) відповідно. При цьому значне підвищення класу чистоти дизпалива дозволило:
• знизити витрати на ТО і ремонт паливної апаратури на 47%;
• підвищити термін служби бортових фільтрів на 250 м / год;
• знизити загальний витрата ДТ на підприємстві на 9%.
Аналогічні показники цілком справедливі і для техніки сільськогосподарського, будівельного, транспортного та іншого призначення.
Одним з основних призначень моторного масла є очищення двигуна від продуктів згоряння дизпалива. Солярка, звільнена від води (точніше з низьким вмістом води) і механічних домішок, за рахунок повноти згоряння менше забруднює масло, що дозволяє збільшити періодичність його заміни в 1,4 рази.
Системи очищення Parker-Racor
Системи очищення Parker-Racor функціонують наступним чином. Забруднену механічними домішками, водою і водною емульсією ДТ надходить в коалесцирует багатошаровий захисний картридж, де здійснюється видалення забруднень. Маленькі краплі води збираються в більші і під дією гравітації падають в картер. Потім ДТ надходить в сепаратор, який виконує функцію гидрофобного (водовідштовхувального) бар'єру і здійснює остаточне видалення емульсіровать води і фінальну очищення від механічних домішок. На вихід фільтра надходить чисте дизпаливо, хоча, як ви розумієте, все в цьому світі умовно і залежить від етапу розвитку людства.
Елементи-сепаратори виробляються зі спеціального паперу, обробленої силіконом, екраном з нержавіючої сталі, покритої тефлоном (звичайна сталь зсередини покривається епоксидною смолою), і синтетичного матеріалу, що фільтрує. А перші моделі серії RVFS, нині по-дизайнерськи вельми витончені, взагалі нагадували автоклави зі специфічним кріпленням на болтах відкидний верхньої кришки. Але вже тоді така конструкція фільтра-сепаратора могла забезпечувати фільтрацію палива в обсязі до 200 л / хв і ступенем очищення до 0,5 мкм.
В даний час споживачам пропонуються три типорозміри фільтруючих систем RVFS. У їх комплектацію можна включити кілька варіантів змінних фільтруючих елементів: коалесцирует фільтр і сепаратор; абсорбер (водовбирним елемент), мікрофільтр (оброблений силіконом), захисний картридж видалення глинистих забруднень. Крім того, є додаткові комплектуючі, зокрема автоматичний пристрій для видалення повітря, клапан скидання тиску, датчик перепаду тиску, нагрівальні елементи для розтоплення парафінів в холодну пору року і доби (щоб не забивали фільтроелементи), пристрій автоматичного дренажу води (з поплавком, як в зливному бачку), а також лапи для підлогового монтажу. Правильний вибір типорозміру, змінних елементів і додаткових пристроїв відповідно до вимог умов експлуатації зазвичай забезпечує дуже високу ефективність фільтрації з дизпалива: до 99% видалення бруду, іржі, води і глини. Але не всім споживачам потрібно такий показник, тому тонкість фільтрації можна визначити заздалегідь в діапазоні 0,5-25 мкм. І придбати набори відповідних фільтрів ціною нижче.
Володимир Вдовенко, кандидат технічних наук
Чому ж вода така корисна для машин і механізмів в Євросоюзі і так шкідлива, перебуваючи в ДТ, для нашої техніки?