31

INSTALACJE PALIWA CIEKŁEGO

Zadaniem instalacji paliwa jest przyjmowanie, przechowywanie, oczyszczanie oraz doprowadzanie odpowiednio przygotowanego paliwa do silników, kotłów i innych urządzeń energetycznych. Cechą charakterystyczną tych instalacji jest spełnianie określonych wymagań związanych z rodzajem stosowanego paliwa i zasilanymi urządzeniami przy równoczesnym zapewnieniu pełnego bezpieczeństwa przeciwpożarowego. Z tych też powodów instalacje paliwa ciekłego na statkach powinny być zaprojektowane szczególnie starannie i uwzględniać zarówno przepisy Towarzystw Klasyfikacyjnych jak i zalecenia producentów urządzeń okrętowych.

W skład systemu paliwa ciekłego siłowni spalinowych wchodzą następujące instalacje:

1. Instalacje transportowe;

2. Instalacje oczyszczające;

3. Instalacje zasilania silników i kotłów pomocniczych.

Paliwa ciekłe stosowane w siłowniach spalinowych

Paliwa ciekłe stosowane w silnikach z zapłonem samoczynnym noszą ogólną nazwę olejów pędnych. Aktualnie stosowane paliwa w okrętowych silnikach spalinowych są pochodzenia mineralnego i stanowią produkty przeróbki ropy naftowej.

Oleje pędne pochodzenia mineralnego można podzielić na dwie grupy, różniące się w istotny sposób pod względem własności fizycznych, zawartości zanieczyszczeń i ceny, a mianowicie na:

·        Lekkie oleje napędowe – destylowane,

·        Ciężkie oleje napędowe – pozostałościowe,

Oleje napędowe lekkie, do których zalicza się również oleje gazowe, są paliwami o wyższej jakości, a więc droższymi i stanowią czyste frakcje z procesów destylacji zachowawczej lub rozkładowej ropy naftową względnie ich mieszaniny. Oleje napędowe charakteryzują się niewielką gęstością, lepkością oraz małą zawartością zanieczyszczeń dzięki czemu mogą być spalane w silnikach bez konieczności specjalnego ich oczyszczania i podgrzewania przed silnikiem.

·        Silniki o prędkościach obrotowych n > 1000 obr/min. (np. silniki zespołów awaryjnych oraz niektóre typy silników napędzających prądnice) wymagają stosowania paliw charakteryzujących się małą zwłoką zapłonu, a więc wysoką liczbą cetanową, w granicach 45 do 50. Paliwami takimi są oleje napędowe lekkie. Mała ilość zanieczyszczeń charakteryzująca te paliwa zapewnia małe zużycie i zabrudzenie układu wtryskowego, pierścieni tłokowych i tulei cylindrowych.

·        Dla zabezpieczenia silnika przed przedostawaniem się wraz z paliwem przypadkowych zanieczyszczeń, które stanowią woda i ciała stałe, paliwo przed doprowadzeniem do silnika jest oczyszczane przez odstawanie w zbiornikach osadowych oraz w filtrach pełno przepływowych. Ponieważ lepkość olejów napędowych w temperaturze 20°C zawarta jest w granicach wymaganych dla zapewnienia prawidłowego rozpylenia paliwa, oleje napędowe nie wymagają podgrzewania przed ich doprowadzeniem do pomp wtryskowych. Paliw o lepkościach mniejszych od 4 cSt, (1,3°E) w 20°C nie należy stosować, ponieważ przy zbyt małej lepkości paliwa może występować zjawisko zacierania się pomp wtryskowych oraz niekorzystny przebieg rozpylania, odparowania i spalania paliwa.

·        Dla silników średnioobrotowych (n = 500 - 750 obr/min.) liczba cetanową powinna wynosić co najmniej 35, co oznacza, że. w takich silnikach mogą być spalane oleje ciężkie o lepkości nie przekraczającej 500 sec. Red. I w temperaturze 37,8 °C.

Ciężkie oleje napędowe, zwane również paliwami pozostałościowymi lub niezupełnie słusznie olejami opałowymi, są paliwami gorszej jakości, a więc znacznie tańszymi. Stanowią one mieszaniny pozostałości podestylacyjnych lub pokrakingowych z nieznacznym dodatkiem oleju napędowego lekkiego, którego zadaniem jest zmniejszenie ich lepkości do określonego poziomu. Oleje ciężkie charakteryzuje duża gęstość, lepkość oraz zawartość zanieczyszczeń, co stwarza konieczność ich oczyszczania i podgrzewania zarówno celem umożliwienia ich bunkrowania, pompowania, oczyszczania, jak i prawidłowego rozpylania w procesie wtrysku.

Przy spalaniu olejów ciężkich istotną rolę odgrywają zanieczyszczenia występujące w tych paliwach. Paliwa ciężkie z dużą zawartością popiołu, wanadu i sodu są niekorzystne, ponieważ te zanieczyszczenia zwiększają zużycie tulei cylindrowej i pierścieni tłokowych oraz powodują korozję wysokotemperaturową i niskotemperaturową. Na ten rodzaj korozji (wysokotemperaturowej) są narażone szczególnie zawory wylotowe silników czterosuwowych.

Stosunkowo wysoka zawartość siarki występująca w olejach ciężkich wymaga odpowiedniego doboru olejów cylindrowych oraz stwarza niebezpieczeństwo występowania korozji niskotemperaturowej tulei cylindrowych, rurociągów instalacji wydechowych, tłumika i kotła na spalmy odlotowe w przypadku przekroczenia punktu rosy spalin. Duża ilość zanieczyszczeń występujących w paliwach ciężkich oznacza więc konieczność ich odpowiedniego oczyszczania, które jest realizowane w zbiornikach osadowych, wirówkach l filtrach.

W silnikach przystosowanych do spalania olejów ciężkich, oleje napędowe lekkie mogą być stosowane jako paliwo przy rozruchu silnika, manewrach i zatrzymaniu silnika (starsze typy). W silnikach wolno i średnioobrotowych, zarówno głównych jak i pomocniczych, mogą być spalane oleje ciężkie o tym wyższej lepkości im mniejsza jest prędkość obrotowa silnika.

W silnikach wolnoobrotowych liczba cetanowa paliwa powinna wynosić co najmniej 25, czemu odpowiada lepkość 3500 sec. Red. I w 37,8 °C (max. 6000 sec. Red. I w 37,8°C).

Requirements for marine residual fuels                                                                      Table 2