第三章 燃油喷射与燃烧.

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第三章 燃油喷射与燃烧

柴油机燃油来自石油产品(大多)、页岩产品(少量),蒸馏油最适合柴油机使用,尤其是常压蒸馏油,多用作高速机燃油 第一节 燃油的性能指标、分类与管理   柴油机燃油来自石油产品(大多)、页岩产品(少量),蒸馏油最适合柴油机使用,尤其是常压蒸馏油,多用作高速机燃油 燃油的化学元素主要为C、H。按分子结构不同,分为: (1)脂肪烃:烷烃、烯烃和炔烃。含烷烃较多的燃油容易燃烧,是柴油机的良好燃油 (2)环烷烃:自燃温度高于脂肪烃 (3)芳香烃:自燃温度最高,若含量多则燃烧不完全,易结炭  

一、燃油的性能指标 1.影响燃油燃烧性能的指标 1)十六烷值 (1)表示自燃性能的指标,数值上等于与其自燃性相等的标准燃料中正十六烷的体积百分数 (2)自燃性能通常以滞燃期长短计量。十六烷值高,滞燃期短,自燃性能好 (3)影响: 过低,燃烧粗暴,启动或低速时发火困难 过高, 排气冒黑烟,经济性下降

2)柴油指数 (1)衡量燃油自燃性指标 (2)十六烷值=2/3柴油指数+14 (3)可用简单方法测定,苯胺点低则自燃性差 3)碳芳香指数(CCAI) 4)馏分和馏程   燃油蒸发性的指标,并非轻馏分越多越好,品质好的燃油应以中馏分(250-350。C)最多 5)热值calorific value   1kg燃油完全燃烧放出的热量( kJ/kg),常用低热值,重油低热值=42000,轻油低热值=42700,ISO规定为42707

6))粘度viscosity (1)评定燃油流动性指标,分为绝对粘度(动力粘度、运动粘度)和条件(相对)粘度(恩氏、赛氏、雷氏粘度) (2)我国和部分欧洲国家常用恩氏粘度,英美常用赛氏、雷氏粘度。ISO自1977.10采用50。C时的运动粘度值作为燃油的粘度值 (3)压力和温度对粘度影响大,压力大粘度大;温度高粘度低;粘度随温度变化的特性叫作粘温特性,变化大称燃油粘温特性好

2.影响燃烧产物的指标 1)硫分 (1)危害:液态硫腐蚀燃油系统设备; 造成低温腐蚀;  SO3加速结炭 图1 某轮主机使用低硫燃油后活塞活塞环状况 1)硫分 (1)危害:液态硫腐蚀燃油系统设备; 造成低温腐蚀;  SO3加速结炭 (2)与原油产地有关,MARPOL7378附则六限制小于1.5% (限制区)或4.5% (非限制区) 2)灰分 危害:高温腐蚀、磨料磨损、净化困难

3)V、Na含量 (1)属油溶性化合物,净化系统无法除去 (2)危害:造成高温腐蚀 4)沥青分asphalt   不同牌号燃油掺混会造成沥青析出(燃油不相容性),导致:大量沉淀物,输送困难,磨损加剧并使油头偶件咬死 5)残炭值residue (1)包括机械杂质、灰分,表示燃烧时形成结炭、结焦倾向 (2)危害:燃烧室结炭、过热、磨损、缩短维修周期

3.影响燃油管理工作的指标 1)闪点 (1)火灾危险性指标,闭口闪点小于开口闪点 (2)船用燃油闪点(闭口)不得低于60。C;在低于燃油闪点17。C的环境温度下倾倒燃油或敞开容器才比较安全

2)凝点、倾点和浊点 (1)燃油流动性和泵送性的重要指标,燃油低温下结构凝固(石蜡较多)、粘温凝固(石蜡较少) (2)浊点倾点凝点;低于浊点滤器堵塞,供油中断;低于凝点无法泵送 (3)浊点比凝点更重要,使用温度应高于浊点3-5。C

3)密度和相对密度 (1)20。C时的密度称为标准密度 (2)我国相对密度为20 。C时燃油密度与4 。C水密度的比值;国外为15.6 。C时燃油密度与15.6 。C水密度的比值 (3)燃油密度:烷烃环烷烃芳香烃 (4)燃油的密度随温度而变,通常,应按温度的变化对密度进行修正。燃油密度的温度修正公式为:ρt=ρ20-r(t-20) (5)密度应用:①装载时用于计算装载量;②净化燃油时用于选择分油机比重环;③换油操作时密度不同,轻油小于重油,但供油容积相同,相同油门重油量多于轻油,故换油后转速升高

4)水分和机械杂质water and sediment 燃油净化系统可降低 5)粘度:前已介绍

二、燃油的分类 1国内柴油机燃油的分类 根据我国有关国家标准,柴油机燃油分为轻柴油和船用燃油 1)轻柴油 国产轻柴油是由直馏(常压蒸馏)柴油馏分及二次加工的柴油馏分所制成的 。轻柴油以其凝点数值作为柴油的牌号,有10、5、0、 -10、-20、-35、-50七个牌号。轻柴油是质量最好、价格最贵的柴油机燃料,在船舶上用作高速柴油主机、高速柴油发电机组、应急设备柴油机和救生艇柴油机等使用的燃油

2)船用燃油 为了与国际接轨,我国目前的船用燃油标准是根据国际标准化组织1996年的船用燃料油标准ISO-8217:1996(E)来制定的,将船用燃油分为两种规格,船用蒸馏燃油和船用残渣燃料油,分别对应于ISO-8217的DM级、RM级船用燃料油。目前ISO燃油标准又经2001、2005、2010年修订,正在执行的标准为ISO-8217:2010(E),而我国船用燃油目前执行标准仍为GB/T—17411

2国际柴油机燃油的分类与选用 长期以来,国外船用燃油基本上分为四类,主要包括: (1)轻柴油(Marine Gas oil,简称MGO),常用于救生艇柴油机和应急发电柴油机。 (2)船用柴油(Marine Diesel Oil,简称MDO),常用作发电柴油机和柴油机主机机动操纵时的燃料。 (3)中间燃料油(Intermediate Fuel Oil,简称IFO),是渣油与柴油调制而成的掺和油,可用于各类大功率中速及低速柴油机。 (4)船用燃料油(Marine Fuel Oil,简称MFO),也叫C级燃油,主要用于锅炉,也可用于最新型的大功率中速柴油及大型低速柴油机

国际标准化组织(ISO)在1987年9月制定了船用燃料油标准,即ISO8217。ISO8217将船用燃料油分为DM(Marine Distillate Fuel)级、RM(Marine residual Fuel)级两个大的等级。ISO8217在1996年、2001年、2005年和2010年进行了4次修订,现在执行的是2010年修订的标准

DM级是指蒸馏燃油,也称直馏油或船用柴油。在ISO 8217船用燃油标准中,将该类燃油分为四种规格,即:DMX、 DMA、DMZ和DMB。 2010年修订版与2005年版在DM级油上的主要不同在于增加了DMZ级油而将DMC级油降级为RMA10级油。DMX为船用应急柴油。DMA为船用轻柴油。DMB为通用柴油。

RM级是指残渣燃料油,也称船用渣油或重油。其中RMA 10 是以前的DMC级油,为船用重柴油,也称掺合(船用)柴油。ISO 8217,2010年修订版对RMF、RMG、RMH、RMK级的燃料油进行了重新分级,定为RMG和RMK两级。RMG级油的密度为991 kg/m3; RMK级油的密度为1010 kg/m3。对于这两级燃油的黏度进行了细化。 船用燃料油主要用于低、中速柴油机和辅助锅炉。