第一節 船用燃油
一、燃油的理化性能指標
柴油機的燃油主要來自於石油產品,燃油質量優劣以理化性能指標來衡量,根據其對柴油機工作的影響,這些指標大致可分為三類:
影響燃油燃燒性能的指標:十六烷值、餾程、黏度和發熱值;
影響燃燒產物成分的指標:硫分、灰分、鈉的含量和殘炭值;
影響燃油係統管理工作的指標:閃點、密度、凝點、濁點、機械雜質等。
1.十六烷值:將試樣柴油與由正十六烷(其十六烷值規定為100)和α甲基萘(其十六烷值規定為0)配製的標準燃料進行對比試驗,當試樣柴油與某一配製標準燃料發火性能數據一致時,該標準燃料中正十六烷的體積百分率,即為試樣柴油的十六烷值。
柴油機壓縮行程末期,柴油是在燃燒室的高溫高壓空氣中自行發火的。這種無外源點火的情況下,柴油自行發火的性質叫自燃性。柴油自行發火的最低溫度叫自燃溫度。柴油在常壓下的自燃溫度約為400℃,若當燃油壓力增加時,自燃溫度會急劇降低。在2.94×105Pa的壓力下,自燃溫度約為200℃。
燃油的自燃性能以十六烷值來衡量,十六烷值越高,燃油的自燃性能越好。在實際使用中應選用十六烷值適當的柴油,十六烷值過高,容易發生高溫裂化而生成遊離碳,使柴油機冒黑煙,並使燃油費用增加;十六烷值過低,會使燃燒粗暴,不易啟動,低負荷時運轉不好。通常高速柴油機對燃油的自燃性能要求較高,所用燃油的十六烷值在40~60之間,中、低速柴油機燃燒時間較長,所使用燃油的十六烷值在35~50之間。
2.餾程:是指燃油在某一溫度下所能蒸發掉的百分數,它是燃油的蒸發性指標。
3.熱值:1千克燃油完全燃燒時所放出的熱量或發熱量。其國際單位是kJ/kg,工程單位是kcal/kg。
4.硫分:是燃油中所含硫的百分數。燃油中的硫是以硫化物的形式存在,對燃油係統的管道、容器及噴射設備產生腐蝕;硫的燃燒產物易對缸套產生低溫腐蝕,且有促進生成結碳的作用,使氣缸中結碳既多又硬,不易除去。
5.凝點和濁點:凝點是指將柴油降溫使其失去流動性的最高溫度。濁點是指將柴油降溫,當柴油中析出針狀的石蠟晶體,呈現混濁狀態時的溫度。
一般柴油的濁點高於凝點8.5℃。當燃油的溫度低於濁點溫度時,從燃油中析出的石蠟結晶會堵塞輸油管、濾清器和噴油器噴孔,使供油中斷。因此,從使用的角度看,濁點比凝點重要,燃油的濁點至少應比使用溫度低3℃~5℃。
6.閃點:指柴油蒸氣與空氣的混合氣體與火焰接觸而閃火的最低溫度。它是衡量燃油的揮發成分引起爆炸或火災危險性的指標。船用燃油閃點應不低於65℃,重質燃油閃點高於輕質燃油。傾倒燃油或敞開燃油容器應在低於閃點17℃的環境溫度下進行,以確保安全,防火、防爆。
二、國產柴油機燃油的規格與選用
柴油機所使用的燃油有輕柴油、重柴油、重油和船用燃料油,其中,船用燃料油是由渣油、重油與重柴油調製而成的。
1.輕柴油
我國生產的輕柴油由國家標準GB252-81規定。輕柴油產品按凝點不同分為10號、0號、-10號、-20號、-35號五個等級,也就是說它們的凝點分別低於10℃、0℃、-10℃、-20℃、-35℃。
輕柴油是質量最好、價格最貴的柴油機燃料,適用於高、中速大功率柴油機。救生艇柴油機一般選用-10號輕柴油,應急發電柴油機和高速發電柴油機可用0號輕柴油。