Цетанове число дизельного палива визначення та підвищення
Цетанове число - це найважливіша характеристика дизельних палив, яка дає інформацію про період затримки займання паливної суміші. Чим більше значення даного параметра, тим менше затримка від упорскування палива в циліндр до початку горіння, і тим спокійніше і плавніше горить паливна суміш.
Стандартні двигуни працюють оптимально на дизельних паливах із цетановим числом від 40 до 55. Зниження параметра призводить до різкої затримки займання, тиск у камері згоряння наростає швидше та збільшується зношування. Стандартні типи палива характеризуються цетановим числом лише на рівні 40-45, а палива вищої якості – 45-50. українські стандарти накладають певні обмеження на чисельне значення цього показника:літнє тазимове дизпаливо має характеризуватись цетановим числом не менше 45 одиниць.
Ви знаєте, що європейський стандарт ISO 5156 визначає мінімальне значення цетанового числа для дизельного палива на рівні 48 одиниць.
Дизельні палива вищої якості (преміальні) більш легкі, містять більше легкозаймистих фракцій, тому є більш придатними для запуску двигунів у холодну пору року. Преміальні палива при горінні утворюють менше диму, що зумовлено підвищеним ставленням водню до вуглецю у легких фракціях.
Якщоцетанове число дизпалива перевищує 60 одиниць, з'являється ряд негативних моментів: знижується повнота згоряння, підвищується витрата, зростає димність.
Частковоцетанове число визначається груповим складом палива, кількістю парафінів, нафтенів, олефінів тощо. Така властивість парафінів, як самозаймання при низьких температурах,робить їх корисним компонентом нафтопродукту.
Як виміряти цетанове число?
Цетанове число визначають за допомогою порівняння з еталонним показником, як якого приймають час займання цетану в суміші з α-метилнафталіном. Цетанове число цієї речовини дорівнює 100%. Розглянемо особливості впливу цього параметра на роботи двигуна:
- оптимальна робота двигуна може досягатися тільки під час роботи на паливі з цетановим числом 40-55;
- якщо спостерігається зменшення значення цетанового числа, період затримки займання після стиснення зросте. А це, у свою чергу, призведе до збоїв у роботі двигуна, зменшення тиску при робочому ході та зменшення потужності;
- якщо цетанове число дизельного палива становить 55, то таке пальне можна віднести до преміум-класу;
- подальше збільшення цетанового числа є недоцільним, оскільки воно призведе до згубного впливу палива на роботу дизельної установки. Застосування пального з цетановим числом понад 55 сприятиме неповному згорянню з утворенням надмірної кількості сажі та кіптяви. Зросте також витрата палива.
В Україні діють стандарти, що накладають обмеження на нижнє значення цетанового числа: воно не може бути менше 40 як для швидкохідних, так і для тихохідних установок.
Для вимірювання цетанового числа застосовують досвідчений мотор. Спочатку в Україні цей показник визначався відповідно до рекомендаційГОСТ 3122, але встановлення вітчизняного виробництваІДТ-90 не змогло пройти міжнародних випробувань на відтворюваність результатів. У 2009 році до міжнародного стандарту EN590 та українського ГОСТу було введено ще один спосіб. Він показав гарнузбіжність, найкращу точність, зменшив час випробувань на 20 хвилин.
При виміріцетанового числа деякими методами доводиться стикатися із проблемою залежності результату від складу дизельного палива. Моторний підхід дає правильні цифри щодо палив з будь-яким фракційним складом, а різні експрес-аналізатори вимагають перекалібрування під час переходу з одного виду нафтопродукту на інший, що дуже незручно.
Для визначення значенняцетанового числа можна задіяти три підходи: збіг спалахів, запізнення займання і критичну ступінь стиснення. Найчастіше використовується «метод збігу спалахів», що реалізується на установках:
За конструкцією – це одноциліндрові чотиритактні двигуни, обладнані спеціальним чином. При виконанні досліджень частоту обертання валу двигуна потрібно підтримувати постійною на рівні 900±10 об/хв.
Багато в чомуцетанове число палива залежить від його вуглеводневого складу. Ароматичні вуглеводні мають найнижчі цетанові числа, а парафінові – найвищі.
Як використовувати палива з різним цетановим числом?
Усклад дизельного палива з цетановим числом 50-55 входить велика кількість легких фракцій, схильних до швидкого займання. А це досить зручно при запуску дизельних двигунів у холодну пору року. Більше повне згоряння паливної суміші з утворенням меншої кількості кіптяви і диму в цьому випадку досягається за рахунок високого співвідношення фракцій водню до вуглецю.
Конкретна величина цетанового числа багато в чому визначається компонентами, що входять до дизельного палива. Серед них варто відзначити парафіни, нафтени, ароматичні речовини, олефіни тощо.
Збільшення кількості парафінів добрепозначається на займистості палива, оскільки вони сприяють безперебійній роботі двигунів за умови низьких температур, а також позитивно впливають на загальний коефіцієнт корисної дії.
Підвищення цетанового числа дизельного палива
З метою підвищення цетанового числа в дизельне паливо додаються спеціальніприсадки : нітросполуки, перекис вуглеводнів, синтин. Для введення присадок та отримання гомогенізованих палив на практиці застосовується спеціальне обладнання -установки типу УСБ. При цьому способі підвищення цетанового числа є невід'ємною частиною технологічного процесу.
Підвищення цетанового числа палива за допомогою установки УСБ (фото зроблено у виробничих умовах)
Установка типу УСБ торгової маркиGlobeCore призначена для змішування від двох до п'яти окремих складових частин, зокрема дизельного палива низької якості з цетанопідвищуючими присадками. Обладнання може бути використане на підприємствах нафтопереробної промисловості та автозаправних станціях.
Особливістю запропонованої даної установки є те, що застосовуючи інжекційний метод та гідродинамічний удар можна підвищити цетанове число дизельного палива. При цьому розшаровування отриманого продукту не відбувається протягомяк мінімум 180 днів.
Сучасні гідродинамічні (потокові) змішувальні установки зарекомендували себе в промисловій експлуатації як економічні, точні та стабільні засоби виробництва високоякісних моторних палив з оптимальною собівартістю.
У процесі змішування в потоковому змішувачі витрата кожного компонента постійно регулюється з метою забезпечення на виході з змішувального колектора готовогопродукту зі стабільними якісними показниками згідно з заданою рецептурою.
Економія коштів, що досягається, і підвищення рентабельності виробництва в порівнянні з традиційною технологією змішування компонентів у змішувальних ємностях може прискорити темпи повернення капіталовкладень до 60% за рік і забезпечити окупність проекту за термін до одного року і менше.
На згоряння дизельних палив впливають конструктивні та експлуатаційні фактори. Будова камери повинна сприяти інтенсивному вихроутворенню при стисканні повітря, що дозволяє знизити нагрівання палива. Поршні рекомендується використовувати не алюмінієві, а чавунні, оскільки вони мають меншу теплопровідність, що скорочує час згоряння (інтенсивніше відбувається нагрівання повітря і палива).
Для оцінки якості дизельного палива використовують його фракційний склад. Визначається температура спалаху.