Экономия топлива для кораблей

Категория: Для потребителей

В связи с резким ростом цен на нефтепродукты в последнее время эта статья расхода у судовладельцев стала многократно доминирующей по отношению к остальным. Параллельно становятся жёстче требования к защите окружающей среды от вредных выбросов с отработавшими газами судовых дизелей, котлов и турбин. Так как нефтеперерабатывающие заводы стремятся как можно больше выработать из нефти лёгких фракций то, как следствие качества судовых топлив ухудшаются.

Также на НПЗ для доведения определённых характеристик топлива до требований стандарта всё чаще применяют химические препараты, что сокращает количество сортов топлива смешиваемых в обычных условиях (без использования химических и специальных технических средств). При этом ограничивается количество смешиваемых сортов топлива и при помощи химических препаратов по причине их несовместимости с химическими препаратами, которые использовал НПЗ. По этой причине всё чаще наблюдаются случаи расслоения топлив приготовленных поставщиками методом смешивания двух и более марок (сортов) топлива при помощи обычных смесителей.

Судовладелец, для сокращения статьи расхода на топливо вынужден искать пути и возможности использования более дешевых (более тяжелых и более вязких) топлив и их смесей. При этом судовые дизели, котлы и турбины имеют ограничения по вязкости и температуре для возможности подачи, качественного распыления и как следствие более полного сгорания топлива.

Мы предлагаем решить Ваши экономические и экологические проблемы при помощи нашего оборудования - установок подготовки топлива типа УКГ.

Для того, чтобы разжечь костер, вы расщепляете крупное полено на мелкие щепки, которые очень быстро разгораются при этом имеют яркое пламя и отсутствие дыма. Если перевести на жидкое судовое топливо то щепками являются светлые лёгкие дизельные топлива а размерный ряд поленьев представляют мазуты. Поэтому при обычных условиях дизельного топлива сгорает около 93 - 95% а тяжелого мазута 80 - 85%.

Как известно основная часть тяжелых мазутов состоит из крупных составляющих размером до 500 микрон и имеющих крепкие молекулярные связи. Наши установки имеют возможность превратить 500 микронные поленья мазута в мазутные щепки со средним размером 2 - 3 микрона, имеющих более слабые молекулярные связи, способствующие лёгкому распаду на более мелкие частицы при сгорании после распыления форсункой. Для сравнения средний размер капли распыленного форсункой топлива составляет 50 - 70 микрон.

После обработки топлива (мазута или их смесей) на нашем оборудовании, в результате физико-химических и структурных преобразований на молекулярном уровне получается измельчённое стабилизированное топливо с достижением необходимых нам результатов:

  1. Уменьшение вязкости
  2. Повышение текучести
  3. Понижение температуры застывания
  4. Понижение температуры вспышки,
  5. Более качественный распыл и более полное сгорание топлива и как следствие сокращение количества вредных выбросов с отработавшими газами
  6. Приобретение свойств однородности и повышенной стабильности мазута и топливных смесей (Сохранение, изменённых после установки УКГ, свойств и качеств приготовленного топлива при длительном хранении).

Вышеприведённые характеристики и свойства установок типа УКГ дают возможность перевести судовые энергоустановки на более тяжелые сорта топлив и их смесей, решая одновременно экономические и экологические задачи.

При использовании на судах, установки врезаются в уже имеемые на судне топливные системы и поэтому не требуют затрат по прокладке большого количества трубопроводов. Один из наиболее рациональных путей это использование судовой системы сепарации топлива, при котором прием на установки осуществляется из всасывающего трубопровода, а выход с установок производится в нагнетательный трубопровод системы сепарации топлива.

Кроме вышеприведённых свойств есть ещё одна возможность и достоинство установок типа УКГ - это приготовление стойких, стабилизированных, мелкодисперсных водомазутных эмульсий. Водомазутные эмульсии уже рассматривались как новый вид котельного топлива для береговых котельных и ТЭЦ, и к ним имеются особые требования изложенные в технических условиях и руководящих документах.

Возможность применения их в качестве основного топлива для судовых дизелей и котлов требует особого подхода и решения. Поэтому данная тема выделена отдельно для более тщательного и многогранного рассмотрения.

В восьмидесятых годах, используя теорию и научные обоснования получения экономического эффекта за счёт более полного сгорания мазута, путём дополнительного его распыления при сжигании в виде водомазутной эмульсии, началось практическое внедрение этого новшества в том числе и на флот. К тому времени какого либо накопленного практического опыта и исследований в этом направлении было очень мало. Смешивание производилось в расходной цистерне перед подачей эмульсии в главные двигатели и котлы. Имеемые на тот период времени технические средства и устройства в большинстве своем не имели возможности создать стойких, стабильных, мелкодисперсных водомазутных эмульсий. В спокойном состоянии в конечном итоге через непродолжительное время вода отстаивалась.

В результате использования такой эмульсии получаемая экономия топлива в пределах 4 - 10% сводилась на ноль преждевременным износом топливной аппаратуры и деталей цилиндро-поршневой группы, и всё это сопровождалось отказами и самопроизвольными остановками, аварийными ситуациями и нервно-физическим истощением судовых специалистов.

О негативном влиянии крупных частиц воды на детали топливной аппаратуры и цилиндропоршневой группы тогда забыли, или не имели возможности получения водомазутной эмульсии с размером частиц воды измеряемой не десятками а единицами микрон. Почему забыли - да потому, что когда, на много лет ранее, создавались стандарты эффективности очистной способности центробежных судовых сепараторов, то проводились исследования и испытания по определению максимальных размеров частиц механических примесей и воды в очищенном топливе, обеспечивающих надёжную работу топливной аппаратуры и цилиндро-поршневой группы, а также исключающих их влияние на преждевременный износ. Согласно этих стандартов частицы размером 5 и более микрон должны отсутствовать в топливе, прошедшем очистку в центробежном сепараторе.

Прошло время, появились новые технологии и новая техника в виде УКГ и других, прогрессирующий рост цен на нефтепродукты ускорил поиск путей экономии, вернулись к теме использования топлива в виде водомазутных эмульсий но уже на новом научном и техническом уровне.

Для проверки технических возможностей и определения недостатков установок подготовки топлива типа УКГ и использовании этого приготовленного топлива на судовом главном двигателе и вспомогательном паровом котле , по обоюдному согласию с судовладельцем и по одобренной РОССИЙСКИМ МОРСКИМ РЕГИСТРОМ СУДОХОДСТВА программе испытаний, последние были проведены на т/х «Коммунары Николаева» (протокол испытаний прилагается). Проведённые испытания подтвердили вышеприведённые технические, экономические и экологические возможности установок подготовки топлива типа УКГ.

Топливный сепаратор не способен удалить частицы воды из приготовленных на УКГ водомазутных эмульсий. Это значит, что их размер соответствует стандарту очистной способности топливных сепараторов и находится в пределах менее пяти микрон, что является безопасным для топливной аппаратуры и цилиндро-поршневой группы. Подача и сгорание такой эмульсии не наносят ущерба судовым дизелям и котлам. Визуальные наблюдения и осмотры это подтверждают. Экономия топлива становится реальной.

Полученная эмульсия мелкодисперсная, способная оставаться стабильной и сохранять свои свойства длительное время при хранении (на сегодняшний день этот срок составляет уже более восьми месяцев). Это ответ на основные и главные вопросы для судовых и береговых специалистов судоходных компаний, особенно для тех специалистов, которые имели в восьмидесятых годах негативные последствия на ГД и ВПК от использования водомазутных эмульсий, приготовленных на установках того поколения. Выявлены и учтены замечания, рекомендации и пожелания инспекторов РМРС, судовых и береговых технических специалистов, ведутся работы по устранению этих замечаний, совершенствованию и автоматизации установок типа УКГ. На данный момент времени устранены все замечания Главного Управления Регистра по первой модификации установок типа УКГ и роторных аппаратов физико-химических процессов типа РАФ судового исполнения. Предприятие получает свидетельство РМРС о признании изготовителя. Установки типа УКГ и аппараты типа РАФ при поставке будут сопровождаться документами Российского Морского Регистра Судоходства и сертификатом соответствия ГОСТ-Р.

Основная экономия от использования установок типа УКГ:

  1. Перевод на более дешевое топливо и смеси - значительное уменьшение стоимости топлива.
  2. Более полное сгорание измельченного топлива - ощутимое сокращение расхода топлива.
  3. Еще большая полнота сгорания измельченного топлива при сжигании его в виде водомазутной эмульсии - более ощутимое сокращение расхода топлива.

Дополнительная экономия - использование отработанных масел, нефтеостатков и жидких топливных шламов после сепаратора льяльных вод и сепараторов топлива, в виде топлива для котла путем их ограниченного добавления, в приготавливаемые на основе мазута, смеси и эмульсии. При этом паровой котел совместно с нашими установками может рассматриваться как утилизатор жидких нефтеостатков по линии МАРПОЛ-73/78.

Косвенная экономия - сокращение количества шламов после сепараторов топлива, сокращение расходов на подогрев топлива, увеличение сроков между чистками элементов газовыпускных трактов ГД и ВПК, сепараторов топлива, расходных и отстойных цистерн, замены (очистки) топливных фильтров, сокращение расходов при сдаче на берег для утилизации отработанных масел, жидких шламов и нефтеостатков, повышение КПД вспомогательного и утилизационных котлов за счет более меньшего нагарообразования поверхностей нагрева, наличие возможности смешивания при помощи УКГ не смешиваемых в обычных условиях сортов судовых жидких топлив.

При этом в несколько раз уменьшается большинство вредных выбросов в атмосферу с отработавшими газами.

В результате использования наших разработок ряд предприятий, использующих топочный мазут, на сегодняшний день полностью устранили проблемы по утилизации подтоварных и льяльных вод, достигли экономии мазута до 18%.

Если перевести работу двигателей с мазута на мазуто- водную эмульсию в итоге мы получим множество положительных эффектов:

  • Это позволит экономить мазут минимум на 9 - 10%, хотя чаще всего на 14 - 18%
  • При работе двигателей на эмульсии резко на (60 - 70%) снижается выброс в окружающую среду токсичных окислов в отходящих газах.
  • Предприятие имеет возможность утилизации подтоварных вод, отработанных масел, СОЖ (смазывающе-охлаждающая жидкость)сжигая их в составе эмульсии.
  • Увеличивается срок службы двигателей.
  • Сбиваются нагары.
  • Так же наблюдается, множество мелких положительных эффектов, которые в совокупности приводят к значительной экономии.

Все вышеперечисленные эффекты закреплены и подтверждены испытаниями проводимыми на корабле «Коммунары Николаева» в Тихом океане.

Ниже приведена часть текста из протокола испытаний:

  1. В результате проведенных испытаний установка отработала около 300 часов, из них непрерывно 28 часов и показала надежную и хорошую работу. Приготовленная на ней водотопливная эмульсия при хранении и использовании не расслаивается и не отстаивается, т.е. установку можно использовать для утилизации замазученных вод и нефтяных остатков.
  2. Испытание приготовленных на установке водомазутных эмульсий, в качестве топлива для вспомогательного котла и для главного двигателя, показало экономическую эффективность, для котла около 10 процентов, для главного двигателя около 8 процентов

В результате проведенных испытаний, наше предприятие аттестовано морским регистром и установки производимые нами так же аттестованы и рекомендованы для работы на кораблях.

В случае, если у Вашего предприятия, или морского порта имеются наливные емкости под мазут, с которых заправляются корабли, можем предложить приготовление водо-мазутной эмульсии, непосредственно в эти емкости. Следовательно все вышеперечисленные положительные эффекты так же будут достигнуты, без установки оборудования непосредственно на корабли. Что значительно облегчает перевод судов с мазута на мазуто-водную эмульсию.