Анализ жидкого топлива

Анализ жидкого топлива

Содержание

Введение

Общие сведения о методах контроля качества жидкого топлива

Классификация топлива

Оценка качества топлив

Методы оценки качества топлив

Квалификационные методы оценки качества

Стандартизация и аттестация качества топлив

Организация контроля качества топлив

Заключение

• Список источников

Введение

Жидкое топливо является очень важным энергетически ресурсом. Оно широко используется как в транспорте, так и на производстве. С развитием моторостроения и форсированием режима работы различной техники, где применяются углеводородные топлива, к их качеству начали предъявлять новые требования. В связи с этим появляется необходимость в создании методов, позволяющих оценивать новые эксплуатационные показатели топлив. От того, насколько достоверно тем или иным методом можно оценить какое-либо свойство, насколько близко соответствует оценка, полученная данным методом, действительному поведению топлива в условиях его использования, во многом зависят результаты разработки сортов топлив необходимого качества, экономичность и надежность работы двигателей и техники в целом. Хороший метод должен удовлетворять следующим общим требованиям: оценка какого-либо свойства должна быть достоверной (соответствовать действительным свойствам), воспроизводимой (в разное время, разными операторами), метод должен быть чувствителен к изменению определяемого свойства, оценочные параметры, должны быть точными (что зависит от прибора, способа измерения и др.).

Именно поэтому актуальным является контроль и оценка качества жидкого топлива.

Наиболее полно и всесторонне оценить эксплуатационные свойства топлива можно с помощью серии выбранных методов, так называемого Комплекса квалификационных методов. Такие комплексы включают физико-химические и специальные- квалификационные методы, осуществляемые на модельных установках, или специальные лабораторные методы; достоверность оценки этими методами обязательно устанавливается по результатам эксплуатационных испытаний на двигателях. Проверенные на достоверность результатов методы или серии методов (комплексы) утверждаются соответствующими научными организациями, объединяющими поставщиков и потребителей топлив; при этом оговаривается область действия этих комплексов, а также случаи, когда необходимо провести длительные испытания.

Предмет работы - жидкое топливо

Объект - контроль качества и методы анализа жидкого топлива

Цель - изучить виды контроля качества и методы анализа жидкого топлива.

Тема раскрывается путем решения следующих задач

- характеристика и организация  контроля качества топлив

- обзор методов стандартизации  и аттестации качества топлив

-общие  сведения о методах контроля  качества жидкого топлива

- сущность квалификационных методов оценки качества жидкого топлива, классификация методик

- описание разновидностей топлива

Общие сведения о методах контроля качества жидкого топлива

Важными характеристиками метода являются его продолжительность, удобство аппаратуры, ее доступность и стоимость, объем топлива, требуемый для оценки определенного свойства, токсичность, доступность и стоимость применяемых реагентов и материалов.

Методы, применяемые для оценки свойств топлив (как и других нефтепродуктов), делят на физико-химические и специальные.

Физико-химические методы --обычные методы, широко применяемые для определения свойств различных веществ (в том числе и нефтепродуктов), --плотности, вязкости, поверхностного натяжения, молекулярной массы, показателя преломления и др. Некоторые из этих методов позволяют, кроме информации о физико-химических свойствах топлива, косвенно получить представление о его эксплуатационных свойствах, т. е. о свойствах топлива, которые проявляются при использовании его в двигателе.

Для непосредственного определения эксплуатационных свойств топлив служат специальные методы. К ним относятся квалификационные методы и эксплуатационные испытания. Квалификационные методы -- методы испытаний топлив, проводимых на модельных установках, натурных агрегатах, одноцилиндровых установках и полноразмерных двигателях.

В отличие от физико-химических методов квалификационные методы позволяют достоверно и с достаточной точностью оценить эксплуатационные свойства топлив, причем значительно быстрее, чем при длительных испытаниях топлив непосредственно на реальных двигателях.

В ряде случаев применение квалификационных методов позволяет сократить или полностью исключить длительные эксплуатационные испытания. Квалификационные методы можно использовать для разработки требований к качеству топлив, создания новых сортов топлив, оценки сравнительной эффективности различных технологических методов их получения, эффективности действия присадок к топливам, влияния на их свойства отдельных компонентов и др. [1, с.3]

Классификация топлива

Нефтяные жидкие топлива по основному назначению подразделяются на группы и подгруппы в соответствии с табл.1.

Таблица 1

Группа топлива	Подгруппа топлива	Обозначение марки топлива
Бензин Газотурбинное Дизельное Мазут Бытовое	Авиационный Автомобильный Реактивное Для судовых и стационарных энергетических установок (судовое) Для быстроходных двигателей (дистиллятное) Для среднеоборотных и малооборотных двигателей (смесевое) Флотский Топочный Мартеновский Печное Керосин	Б А Р Г Д ДТ Ф М МП П К

 

Бензины классифицируются по разным показателям, включая интервалы температур кипения, октановое число, содержание серы. Интервалы температур кипения. Большинство бензинов кипит в интервале 30-2000С. Высокое содержание низкокипящих компонентов, таких, как бутаны и пентаны, обусловливает исключительно высокое давление паров и в теплое время является причиной образования паровых пробок, когда газовые пузырьки препятствуют течению топлива по узким трубам двигателей и тепловых установок. В то же время недостаток низкокипящих компонентов служит причиной трудностей запуска двигателя зимой. Октановое число. Октановое число - наиболее важная характеристика бензина. Оно обычно определяется в одноцилиндровой стационарной установке, снабженной различными приборами для регистрации склонности к детонации. При испытании бензина с неизвестными детонационными свойствами его сравнивают со смесью гептана и изооктана, имеющей такую же способность к детонации, как и испытуемый бензин; октановое число бензина - это процентное содержание изооктана в такой смеси. Присадки. Практически все бензины содержат различные присадки, в том числе ингибиторы смолообразования и небольшое количество красителя. Законодательством многих промышленно развитых стран существенно снижен допустимый уровень соединений свинца в бензине (этилированный бензин, т.е. содержащий добавки тетраэтилсвинца, повышающие октановое число бензина). Антидетонаторы -- это вещества, которые добавляют к бензинам (не более 0,5%) для улучшения антидетонационных свойств. Однако многие из них очень очень токсичны.

Керосины Безопасность керосина при использовании в осветительных лампах определяется стандартным тестом на вспышку. Керосин медленно нагревают в небольшой стеклянной или металлической чашке и к поверхности периодически прикасаются пламенем до тех пор, пока не появится небольшой дымок, соответствующий точке воспламенения. На основе прямогонных керосиновых фракций получают реактивные топлива. Фракционный состав реактивных топлив различных марок различается.

Основные требования, предъявляемые к реактивным топливам:

Обеспечение требуемой испаряемости топлива.

Низкая температура начала кристаллизации (не выше -600С).

Высокая теплота сгорания топлива (низшая теплота сгорания должна быть для реактивных топлив не менее 43120 кДж/кг).

Низкая склонность к образованию отложений (образование нагара, который определяется долей ароматических углеводородов и продолжительностью окисления). Содержание ароматических углеводородов для дозвуковой авиации не более 22%, для сверхзвуковой не более 10%, для марки Т-6 и для Т-8В также не более 22%.

Термоокислительная стабильность (в течение 4-5 часов при температуре 1500С, определяют количество осадка, в течение 4 часов- количество осадка не должно превышать более 8 мг/100см3.

Низкая коррозионная активность (агрессивность), определяется содержанием общей серы, (содержание гетероатомных соединений не должно превышать 0,1% при содержании меркаптановой серы не более 0,003%). Сульфидная, теофеновая, теофановая сера не обладает коррозионной активностью. Содержание кислот, щелочей и механических примесей недопустимы.

Важной характеристикой топлива является Иодное число, которое определяет содержание непредельных углеводородов, образующихся в процессе ректификации (выражается в граммах J2 на 100 грамм продукта). Норма не более 1 грамма J2 на 100 грамм продукта.

Основные эксплуатационные показатели дизельного топлива:

цетановое число, определяющее высокие мощностные и экономические показатели работы двигателя;

фракционный состав, определяющий полноту сгорания, дымность и токсичность отработавших газов двигателя;

вязкость и плотность, обеспечивающие нормальную подачу топлива, распыливание в камере сгорания и работоспособность системы фильтрования;

низкотемпературные свойства, определяющие функционирование системы питания при отрицательных температурах окружающей среды и условия хранения топлива;

степень чистоты, характеризующая надежность работы фильтров грубой и тонкой очистки и цилиндропоршневой группы двигателя;

температура вспышки, определяющая условия безопасности применения топлива в дизелях;

наличие сернистых соединений, непредельных углеводородов и металлов, характеризующее нагарообразование, коррозию и износ.

Требования, предъявляемые к качеству котельных и тяжелых моторных топлив, устанавливающие условия их применения, определяются такими показателями качества, как вязкость, содержание серы, теплота сгорания, температуры застывания и вспышки, содержание воды, механических примесей и зольность.

Эксплуатационные характеристики определяются поведением топлива в условиях хранения, транспортировки и эксплуатации. Эти показатели определяются следующими физико-химическими характеристиками:

1. Вязкость - определяет методы и продолжительность  сливно-наливных операций, условия  перевозки и перекачки, гидравлическое  сопротивление при транспортировке  по трубопроводам и эффективность  работы форсунок. От вязкости  будет зависеть способность отстаивания  от воды, чем выше вязкость, тем  труднее отделяется вода. По химическому  составу все темные топлива  отличаются наличием твердых  парафинов, асфальто-смолистых веществ.

2. Содержание  серы - нормы по содержанию серы  определяются характеристиками  нефти, из которой получен мазут. Сера в легких дистиллятах  темных топлив содержится в  виде различных соединений. В  остаточных фракциях сера неактивная: сульфиды, теофены, теофаны. Наличие  в дымовых газах SO3 повышает температуру  начала конденсации газа (повышает  точку росы), в результате чего  на поверхностях котлов конденсируются  капли серной кислоты.

3. Теплота  сгорания - от теплоты сгорания  зависит расход топлива, измеренного  кДж/кг, т.е. это выделение тепла  на единицу топлива. ГОСТом нормируется  низшая теплота сгорания - это  теплота сгорания, не учитывающая  расход тепла на конденсацию  паров воды. Высшая теплота сгорания - это теплота сгорания, учитывающая  затраты тепла на конденсацию  воды. Теплота сгорания зависит  от химического состава и от  соотношения углерод-водород. Кроме  того, низшая теплота сгорания  зависит от содержания сернистых  соединений. Для топлив высокосернистых  она ниже, чем для малосернистых. Для котельных топлив низшая  теплота сгорания QH=39900-41580 дж/кг, при  с=940-970 кг/м3.

4. Температура  застывания - характеризует условия  хранения, слива и перекачки. Зависит  от качества перерабатываемой  нефти и от способа получения топлива. Для топочных мазутов М-40 и М- 100 температура застывания должна быть до +250С.

Температура вспышки для флотских мазутов определяют в закрытом тигле (не ниже 75-80°С), для котельных топлив определяют в открытом тигле (не ниже 90-100°С).

Содержание примесей - содержание примесей воды, механических примесей, определение зольности. Показатель зольности характеризует содержание в топливе солей металла. [2, с.33]

Оценка качества топлив

качество контроль жидкий топливо

Свойства и качество топлив

Всю совокупность свойств нефтепродуктов, определяющих их качество, делят на три группы: физико-химические, эксплуатационные и технические. При этом к экологической группе отнесены стабильность нефтепродуктов при хранении, их пожароопасность и т.д. Свойства нефтепродуктов делятся на такие три группы: физико-химические, эксплуатационные и технические.

К физико-химическим относят свойства, характеризующие состояние нефтепродуктов и их состав (плотность, вязкость, теплоемкость, теплопроводность, поверхностное натяжение, электрическую проводимость, диэлектрическую проницаемость, элементный, фракционный и групповой углеводородный, составы и др.).

Во второй группе сосредоточены все эксплуатационные свойства нефтепродуктов, обеспечивающие надежность и экономичность эксплуатации двигателей, машин и механизмов. Эксплуатационные свойства характеризуют полезный эффект от использования нефтепродукта по назначению и определяют область его применения. Количество таких свойств зависит от вида нефтепродукта и может колебаться в широких пределах.

Технические свойства жидкого топлива, выделенные в третью группу, не связаны с их применением, а проявляются в процессах хранения и транспортирования. Эту группу можно разделить на две подгруппы. Первая объединяет те свойства, которые определяют сохранность качества нефтепродуктов в процессах их транспортирования и хранения. Все свойства этой подгруппы могут быть отнесены к трем видам: химическая и физическая стабильность и биологическая стойкость. В понятие физическая стабильность входят склонность к потерям от испарения, к расслаиванию, гигроскопичность, загрязненность и т.п. Под химической стабильностью имеется в виду способность нефтепродукта (углеводородов, неуглеводородных примесей и присадок) противостоять окисляющему воздействию кислорода воздуха, а в отдельных случаях химическому воздействию среды. Биологическая стойкость подразумевает защищенность нефтепродукта от воздействия плесени, грибков и бактерий.