Курсовая работа по теме: «анализ факторов, оказывающих влияние на изменение качества горюче-смазочных материалов» Направление подготовки бакалавров «Эксплуатация аэропортов и обеспечение полетов воздушных судов»


Основные причины изменения качества ГСМ



Скачать 70.31 Kb.
страница5/8
Дата10.05.2022
Размер70.31 Kb.
#130860
ТипКурсовая
1   2   3   4   5   6   7   8
Kursovaya rabota Chalov

1.1. Основные причины изменения качества ГСМ

Нефтепродукты до использования проходят ряд технологических операций в товарных парках, транспорт по нефтепроводам и в цистернах, заправку топливных баков и т.д., при которых происходят различные физические и химические процессы, влияющие на показатели качества топлив и смазочных материалов. Интенсивность этих процессов и, следовательно, глубина изменения качества зависят от целого ряда факторов, которые принято классифицировать на три большие группы: состав нефтепродуктов и их физико-химические свойства; внешние условия; применяемые материалы технических средств. Более подробно факторы влияющие на показатели качества можно сгруппировать следующим образом:


• Состав нефтепродукта: содержание и структура алканов, циклонов, аренов, непредельных углеводородов, гетероорганических соединений – азотистых, сернистых, кислородных, смолистых веществ и металлоорганических соединений.
• Внешние условия: температура, время, давление, радиация, присутствие микроорганизмов, состав внешней среды, соотношение газовой и жидкой фазы, концентрация кислорода, влажность и запыленность атмосферы.
• Конструкция и материалы технических средств: качество и соотношение поверхности, конструктивные особенности трубопроводов, резервуаров, насосов и др.
При хранении, транспортировании, перекачке и заправке нефтепродуктах происходят физические и химические процессы.
Основными физическими процессами, протекающими в топливах и маслах и ухудшающими их качество, являются испарение, загрязнение посторонними примесями: песком, грязью, водой и другими веществами. При хранении и перевозке в условиях низких температур может наблюдаться расслоение некоторых сортов специальных жидкостей (например, тормозных), а также выделение высокоплавких компонентов и присадок горюче-смазочных материалов [2].
К основным химическим процессам можно отнести окисление, окислительная полимеризация и конденсация с образованием смол и осадков, коррозия с образованием нерастворимых продуктов, а также взаимодействие между отдельными компонентами.
Влияние процессов испарения на изменение качества ГСМ обусловлено свойствами топлив и масел. Под влиянием испарения наиболее быстро изменяется качество легких нефтепродуктов-бензинов; у реактивных и дизельных топлив изменение качества наблюдается в меньшей степени. Качество масел под влиянием процессов испарения в условиях хранения практически не изменяется.
Физические процессы загрязнения, если они протекают достаточно быстро, приводят к значительному ухудшению качества топлив и масел. Существенно ухудшается их качество под влиянием процессов окисления. В настоящее время хранение и транспортирование нефтепродуктов осуществляется в среде воздуха, поэтому окисление является одной из важнейших причин изменения качества топлив и масел.
Следствие процессов окисления - образование высокомолекулярных соединений: смол и осадков, ухудшающих эксплуатационные свойства. Так же трудно поддаются ограничению и процессы коррозии, протекающие при контакте ГСМ с конструкционными материалами. Присутствие в нефтепродуктах меркаптанов и сероводорода, карбоновых кислот и воды ускоряет процессы коррозии.
Среди внешних условий наибольшее влияние на изменение качества оказывают температура, ее колебания и длительность хранения, степень заполнения резервуаров, интенсивность перекачек, воздействия света и радиации.
Резкое изменение температуры вызывает более интенсивное и глубокое «дыхание» резервуаров, в результате легкие фракции топлив теряются, а в резервуары поступает воздух, что приводит к интенсивному загрязнению нефтепродуктов.
Велико и влияние металлов, контактирующих с нефтепродуктами, на изменение их качества. Наибольшее влияние оказывают медь, ее сплавы и соли. Способствует увеличению скорости коррозии и присутствие нескольких металлов, например, сталь-медь. В данном случае, в присутствии воды, интенсивно протекают процессы электрохимической коррозии, продукты которой загрязняют нефтепродукты.
В технических жидкостях и пластических смазках наиболее заметно изменяется температура каплепадания, содержание воды и пенетрация. Изменение температуры каплепадания и пенетрации связано с изменением под влиянием внешних факторов состава смазок, в основном загустителя, процессами коррозии и обводнением нефтепродуктов.
Долголетний опыт хранения ГСМ позволил определить основные показатели качества, которые сильно изменяются при хранении и транспортировании. Некоторые показатели представлены в табл.1.
Таблица 1- Показатели нефтепродуктов и специальных жидкостей, наиболее склонные к изменению при длительном хранении

Продукты

Показатели

Этилированные авиационные бензины БА,Б-100/130, Б-95/130, Б-91/115

Фракционный состав, содержание ТЭС, период стабильности, содержание смол

Неэтилированный авиационный бензин Б-70

Фракционный состав, содержание смол, кислотность

Автомобильные бензины

Фракционный состав, содержание ТЭС, содержание смол, кислотность

Реактивные топлива

Содержание смол, кислотность, термоокислительная стабильность

Дизельные топлива

Кислотность, содержание смол

Котельные топлива

Содержание смол

Турбинные масла

Кислотность, время деэмульсации

Смазка НК-50

Содержание воды

Солидол синтетический

Кислотное число

Смазки ЦИАТИМ-201,208

Выделение жидкой фазы

Спирто-глицериновые жидкости

Содержание спирта, воды, глицерина

Вывод: на изменения качеств ГСМ влияют испарение, загрязнение механическими примесями, образование смол и осадков, процессы коррозии и обводнение нефтепродуктов.
1.2 Влияние испарения на изменение качества ГСМ
Обычно под испарением понимают парообразование, происходящее на свободной поверхности нефтепродуктов при температуре меньшей температуры кипения. Если давление насыщенного пара становится равным внешнему давлению или превышает его, то испарение переходит в кипение. Учитывая данное определение можно с уверенностью заметить, что склонность к испарению у таких многокомпонентных жидкостей как нефтепродукты, возрастает с увеличением содержания в них легких углеводородов.
Влияние процессов испарения на изменение качества нефтепродуктов обусловлено при прочих равных условиях давлением насыщенных паров и фракционным составом топлив и масел, а также условиями хранения и транспортирования.
По расположенности к испарению и по снижению качества из-за испарения нефтепродукты составляют в убывающем ряду:

  • бензин;

  • реактивные топлива;

  • дизельные топлива;

  • газотурбинные топлива;

  • котельные топлива;

  • масла для реактивных двигателей;

  • автомобильные масла;

  • мазуты.

Потери горючего от испарения при правильном хранении связаны с малыми дыханиями резервуаров при изменении давления и температуры. Потери от малых дыханий через дыхательные клапаны при изменении температуры на 1 °С и давления на 133,3 Па составляют соответственно 0,006—0,01 и 0,002—0,004 кг на 1 м парового пространства резервуаров. Эти значения довольно велики, если учесть, что давление и температура при хранении непрерывно меняются.
При хранении горюче-смазочных материалов в герметичных резервуарах процессы испарения отсутствуют и, следовательно, изменения качества из-за потери лёгких фракций не происходит. Изменение качества ГСМ наблюдается только при негерметичном хранении, а также при приеме, выдаче, перекачке и заправке.
В бензинах вследствие потерь легких фракций понижается ОЧ, давление насыщенных паров, повышаются температура начала кипения и температуры выкипания 10, 50, 90 %. При потере 1,5 % от массы бензина температура начала кипения повышается на 3—4 °С, перегонки 10 % — на 2—3 °С, перегонки 50, 90 % и конца кипения — на 1—2 °С
В отдельных случаях может повыситься конец кипения бензинов. В результате испарения головных фракций затрудняется запуск, уменьшается приемистость двигателя, увеличивается износ и образование нагара. При потере легких фракций увеличивается содержание ТЭС при одновременном уменьшении бромистого этила, что является нежелательным процессом.
Уменьшение ОЧ бензинов при потери лёгких фракций объясняется тем, что с уменьшением молекулярной массы углеводородов и температуры их кипения ОЧ повышаются.
Потери легких фракций значительно ухудшают пусковые свойства бензинов.
При увеличении температуры топлив потери от испарения возрастают. Также потери от испарения зависят от степени заполнения резервуара.
Рассмотрим возможные реальные потери бензина при хранении и связанное с этим изменение качества.
Таблица 2- Среднегодовые потери бензинов при хранении в различных условиях

Вид хранения

Северная зона

Средняя зона

Южная зона

Наземные РГС без дыхательных клапанов

15/5,99


34/8,68


15/9,92


Наземные РВС с дыхательными клапанами
Вид хранения

11/3,60

Северная зона


30/6,15

Средняя зона



30/6,34

Южная зона


Бочки и контейнеры на открытой площадке

0,068


0,104


0,142


Бочки и контейнеры под навесом

0,036


0,049


0,114



Окончание таблицы 1

Окончание таблицы 2
Примечание. В числителе – количество хранящегося бензина, т, в знаменателе – потери, кг на 1 м3.
Вывод: испарение происходит только при не герметичном хранении, при испарении значительно ухудшаются пусковые свойства бензинов, понижается ОЧ, повышается температуры кипения 50, 90 % и конца кипения.

1.3 Влияние загрязнения на изменение качества ГСМ


Изменение качества ГСМ из-за процессов загрязнения мало зависит от свойств нефтепродуктов и определяется в основном условиями хранения и транспортирования, а также загрязненностью внешней среды.
При хранении, транспортировании, перекачке и заправке должны быть созданы условия, исключающие или возможно полно ограничивающие попадание воды, грязи, песка и других загрязнений в нефтепродукты. Невыполнение этих условий обычно связано с плохим состоянием технических средств и низкой квалификацией обслуживающего персонала. При понижении температуры иногда наблюдается выделение высокоплавких компонентов и некоторых присадок. В этом случае качество нефтепродуктов ухудшается только при применении в условиях низких температур [3].
Разные требования к чистоте топлив объясняются различными условиями их применения. Наиболее жесткие требования предъявляются к чистоте авиационных нефтепродуктов, что связано с надежностью летательных аппаратов и безопасностью полетов.
Основные причины и источники загрязнения ГСМ механическими примесями:

  1. Попадание загрязняющих примесей из атмосферы;

  2. Образование нерастворимых продуктов в результате коррозии металлов и разрушения неметаллических материалов;

  3. Образование нерастворимых продуктов в результате окисления малостабильных компонентов топлив и масел;

  4. Налив нефтепродуктов в плохо защищенные емкости и перекачка по грязным трубопроводам;

  5. Неудовлетворительное состояние заправочных средств и рукавов;

  6. Накопление загрязнений в отстойниках и на дне резервуаров.

Таким образом, загрязнения в нефтепродуктах имеют различные структуру и состав. Поэтому их классифицируют по агрегатному состоянию, химическому составу и другим признакам.
По агрегатному состоянию загрязнения нефтепродуктов подразделяются на твердые, жидкие и газообразные.
К твердым загрязнениям относятся продукты износа, коррозии металлов, уплотнения нестабильных углеводородов, атмосферная, дорожная и иные виды пыли, соли и другие вещества; к жидким загрязнениям – вода, смолы и поверхностно-активные вещества; к газообразным – воздух и различные газы.
По химическому составу загрязнения нефтепродуктов делят на неорганические, к которым относятся минеральные вещества, вода и воздух, и органические, представляющие собой соединения с углеводородным строением.
По признаку образования или проникновения в нефтепродукты на пути следования от нефтеперерабатывающего завода до сельскохозяйственной техники загрязнения делятся на три группы.
• Производственные загрязнения образуются и проникают в нефтепродукты при их производстве. К ним относятся нефтяные (оксиды металлов и кремния, асфальтено-смолистые соединения), технологические (смолы), атмосферные (оксиды металлов и кремния, вода) и контактные (оксиды металлов) загрязнения.
• Операционные загрязнения образуются и проникают в нефтепродукты при транспортировании, хранении и заправке. К ним относятся атмосферные (оксиды металлов и кремния, воды), остаточные (оксиды металлов и кремния, вода), контактные (оксиды металлов и частицы прокладочно-уплотнительных материалов), износные (металлы и их сплавы, пластические материалы), высокотемпературные (смолы, асфальтены и другие продукты окисления и полимеризации), низкотемпературные (парафина и церезины), газовые (воздух и другие газы), микробиологические (бактерии, грибки) загрязнения.
• Эксплуатационные загрязнения образуются и проникают в нефтепродукты при эксплуатации двигателей, машин и механизмов. К этим загрязнениям относятся углеводородные (смолы, асфальтены, карбены, карбоиды, асфальтеновые и оксикислоты, кокс, сажа и т.п.), остаточные (углеводородные загрязнения, оксиды металлов и кремния, вода), атмосферные (оксиды металлов и кремния, вода), контактные (оксиды металлов, частицы прокладочно-уплотнительных и конструкционных материалов), износные (металлы и их сплавы, пластические материалы) и газовые (воздух, пары нефтепродуктов, выпускные и другие газы).
Использование приведенной классификации помогает решать вопросы повышения чистоты нефтепродуктов – устанавливать причины и источники загрязнения, а также разрабатывать и внедрять мероприятия по предупреждению и снижению загрязненности нефтепродуктов.
Чистота нефтепродуктов должна оцениваться несколькими обобщающими показателями, характеризующими их влияние на работу технических средств. Такими показателями принять считать максимальный размер частиц загрязнений, содержание воды по массе. В инструкциях по эксплуатации машин и механизмов должен быть указан класс частоты рабочей среды в момент ее заправки в систему.
Вывод: чистота топлив является одним из важнейших эксплуатационных качеств нефтепродуктов, поэтому нужно предотвращать загрязнение ГСМ.

Скачать 70.31 Kb.

Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8




База данных защищена авторским правом ©vossta.ru 2022
обратиться к администрации

    Главная страница