CC BY-NC
29
A.A. Natalina, G.V. Cherkaev
Comparative analysis of the characteristics of biodiesel and diesel fuels for the operation of marine engines
DOI: 10.24937/2542-2324-2021-1-S-I-247-248 УДК 621.436-611
А.А. Натальина, Г.В. Черкаев
СПбГМТУ, Санкт-Петербург
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ХАРАКТЕРИСТИК БИОДИЗЕЛЬНОГО И ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВ ДЛЯ РАБОТЫ СУДОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
В статье рассматриваются основные характеристики и свойства биодизеля и дизельного топлив, с целью выявления возможности и целесообразности использования биодизельного топлива в качестве альтернативы традиционному в судовых двигателях.
Ключевые слова: судовой двигатель, биодизельное топливо, дизельное топливо, выбросы. Авторы заявляют об отсутствии возможных конфликтов интересов.
DOI: 10.24937/2542-2324-2020-1-S-I-247-248 UDC 621.436-611
A.A. Natalina, G.V. Cherkaev
St. Petersburg State Marine Technical University, St. Petersburg
COMPARATIVE ANALYSIS OF THE CHARACTERISTICS
OF BIODIESEL AND DIESEL FUELS
FOR THE OPERATION OF MARINE ENGINES
The article discusses the main characteristics and properties of biodiesel and diesel fuel, in order to identify the rationality of using biodiesel as an alternative to traditional fuel in marine engines. Key words: marine engine, biodiesel, diesel fuel, emissions. Authors declare lack of the possible conflicts of interests.
Водный транспорт России использует около 2% моторного топлива. Тем не менее, по сравнению с другими видами транспортных средств, по уровню выбросов оксидов серы и двуокиси углерода водный транспорт считается самым «грязным». Суммарно на его долю приходится до 5,3% общих выбросов в окружающую среду и эта доля, при условии, что сложившаяся ситуация не изменится, будет расти. Согласно прогнозам Европейского парламента ожидается, что к 2050 году на долю морских выбросов будет приходиться до 17% общего объема парниковых газов, произведенных во всем мире [1].
Биодизельное топливо - жидкое биотопливо, представляющее собой метиловый (этиловый) эфир, получаемый путем этерификации натуральных растительных масел или переэтерификации животных жиров. Биодизель (БД) является наибо-
лее распространенной альтернативой традиционному дизельному топливу.
БД допускается использовать во всех типах дизельных двигателей: стационарных дизельных установках, дизелях наземного и водного транспорта. При этом есть возможность применения биодизеля как самостоятельно, так и в бинарных смесях с дизельным топливом. Подобные смеси имеют маркировку: В2, В5, В20, В50, В100, где цифра показывает процентное содержание БД.
Важной особенностью является то, что применение биодизеля, в отличие от иных нетрадиционных видов топлива, не требует модернизации двигателя.
Биодизельное топливо характеризуется хорошей воспламеняемостью, что позволяет отказаться от применения дополнительных стимулирующих
Для цитирования: Натальина А.А., Черкаев Г.В. Сравнительный анализ характеристик биодизельного и дизельного топлив для работы судовых двигателей. Труды Крыловского государственного научного центра. 2021; Специальный выпуск 1: 247-248.
For citations: Natalina A.A., Cherkaev G.V. Comparative analysis of the characteristics of biodiesel and diesel fuels for the operation of marine engines. Transactions of the Krylov State Research Centre. 2021; Special Edition 1: 247-248 (in Russian).
ФГУП «Крыловский государственный научный центр»
247
А. А. Натальина, Г. В. Черкаев
Сравнительный анализ характеристик биодизельного и дизельного топлив для работы судовых двигателей
веществ. Данная характеристика связана с высоким цетановым числом, которое для БД с высоким содержанием насыщенных жирных кислот может достигать 58-70, а для дизтоплива не превышает 52. Однако, при работе двигателя на биотопливе наблюдается увеличение расхода топлива (не более чем на 25%), а также снижение мощности, так как теплота сгорания чистого биодизеля ниже, чем у дизельного топлива [2, 3].
Температура воспламенения является важным показателем, определяющим безопасность веществ. Для дизтоплива температура воспламенения составляет около 200 °С, а для БД - превышает 150 °С, что позволяет отнести оба вида топлив к безопасным [3].
Благодаря химическому составу, биодизельное топливо обладает положительным свойством, обеспечивающим смазку подвижных механизмов при работе двигателя. По сведениям, представленным в работе [4], известно, что применение БД увеличивает срок службы двигателя примерно на 60%.
Высокая гигроскопичность биодизеля - отрицательное свойство, так как влага является благоприятной средой для размножения микроорганизмов. При несоблюдении правил транспортировки и хранения, топливо насыщается водой, что приводит к коррозии и образованию отложений в топливной системе.
Еще одним отрицательным свойством топлива марки В100 является его способность размягчать и разрушать некоторые материалы, такие как: резина, каучук, нитрил, пластик и др. Смеси с содержанием биодизеля не более 20% не оказывают негативного воздействия на вышеперечисленные материалы.
В топливе В100 отсутствуют ароматические соединения, а процентное содержание серы составляет <0,001%, что намного меньше по сравнению с дизельным (< 0,2%) [5]. В этой связи, в отходящих газах дизелей, работающих на чистом БД, отсутствуют полициклические ароматические углеводороды и минимальна эмиссия окислов серы.
Для использования БД в зимний сезон необходимо его дополнительно подогревать, для снижения плотности и вязкости, которые несколько выше, чем у дизтоплива. Этот факт ограничивает возможность использования биодизеля в условиях частых морозов и в качестве альтернативы зимнему дизельному топливу.
По сравнению с дизельным, биодизельное топливо имеет небольшой срок годности. Чистый биодизель может храниться от 2 до 4 месяцев без потери стабильности, в среднем данное топливо реко-
мендуется хранить не более 6 месяцев, по истечению которых оно разлагается.
В связи с тем, что сырьем для производства биодизельного топлива являются в основном растительные ресурсы, оно менее токсично для живых организмов. В случае протечек и попадании в водные объекты БД разлагается с образованием безвредных продуктов. Выявлено, что данное биотопливо способно разложиться на 90% всего за три недели [2].
Таким образом, судя по основным характеристикам, биодизельное топливо и его смеси с минеральным могут эффективно использоваться, в качестве замены традиционному дизтопливу. Однако эксплуатация БД целесообразна только при условии выполнения ряда рекомендаций по его хранению и транспортировке.
На сегодняшний день остаются актуальными научные исследования и практическая деятельность, направленная на поиск наиболее оптимального сырья для производства биотоплив, способов их получения и эффективного использования. Данные вопросы чрезвычайно важны, так как использование БД способно улучшить экологическую обстановку в мире и дать энергетическую независимость странам, в которых нет, или крайне мало, традиционных топливных ресурсов.
Список использованной литературы
1. Хорошев В.Г. Перспективы использования альтернативных видов топлива в судовых энергетических установках [Электронный ресурс] // Научная электронная библиотека «КиберЛенинка»: [сайт]. 2019. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/18355397.
2. ТаманджаИ., ШуйтасовН.Н. Результаты испытаний на токсичность отработавших газов судовых дизелей 1Ч 17,5/24 и 4Ч 8,5/11 по нагрузочной характеристике при работе на дизельном и биодизельном топливе // Вестник АГТУ. Сер.: «Морская техника и технология». 2011. № 1. С. 147-156.
3. Таманджа И., Шуйтасов Н.Н. Перспективы и обоснование использования биодизеля в судовых дизельных установках // Вестник АГТУ. Сер.: «Морская техника и технология». 2010. № 1. С. 158-166.
4. Гафурова Н.М., Хисматулин РХ. Преимущества биодизельного топлива // Инновационная наука. 2016. № 5. С. 72-74.
5. Горохов Д.Г., Бабурина М.И., Иванкин А.Н., Про-шина О.П. Жидкое биотопливо из растительного и животного сырья. Технические и экономические аспекты // Лесной вестник. 2010. № 4. С. 74-78.
Поступила / Received: 15.11.21 Принята в печать / Accepted: 08.12.21 © Натальина А. А., Черкаев Г.В., 2021
248
Труды Крыловского государственного научного центра. Специальный выпуск 1, 2021
