CC BY
42
чениЙ, начиная от станции с минимальной ценой электроэнергии. Ограничения на работу насосов и варианты включения насосов на станциях (параллельное или последовательно, только один, только два) позволяют провести большое количество расчетов -практически осуществить полный перебор вариантов. Расчеты можно проводить как для одной ветви нефтепровода, так и для двух ветвей одновременно. При необходимости дросселирования (ограничения подавлению) последовательно рассматриваются варианты с дросселированием на головной станции, последующей ит.д, с тем чтобы понизить максимальное значение давления по трассе. Для каждого варианта включения, при котором возникает необходимость дросселирования и который близок к оптимальному, рассматриваются все подварианты. Также учитывается способ дросселирования, при выполнении ограничений по давлению на трассе. Как показали расчеты наиболее оптимальными являются варианты с распределением потребного дросселирования на предыдущей (относительно точки трассы с ограничением) и на головной станции. В этом случае даже если стоимостная характеристика вариантов не различается, максимум давления но трассе всегда удается существенно снизить. На рис. 4 показан вариант расчета с дросселированием на станции Кемчуг, вызванный необходимостью обеспечить ограничение по давлению в Рыбной. Если часть этого дросселирования произвести на головной станции, то высота графика понизится и, кроме того, будет автоматически выполняться ограничение по давлению на станции Мариинск, давление на этой станции будет значимо меньше предельно допустимого. Оптимальными по удельной стоимости электроэнергии считают режимы, точки которых лежат на нижней огибающей множества точек соответствующих возможным режимам, в плоскости (О, Сул) - на кривой оптимальных
режимов, где “ удельная стоимость
электроэнергии, где N. - мощность 1-й станции, квт; С, - соответствующий тариф на электроэнергию; I, - длина участка между двумя точками (в т.ч. НПС);
О, - объемный расход на этом участке, м7ч; р,-плотность нефти, т/мэ.
Заключение
Разработан алгоритм выбора оптимальных технологических режимов работы многоветочного нефтепровода, учитывающий: зависимость цены транспортировки от вариантов включения насосов и от выбора вариантов дросселирования, ограничения подавлению и дросселированию. Создан программный комплекс, реализующий функции алгоритма и использующийся в практике работы предприятия ОАО «Транссибнефгь».
Библиографический список
1. Тугунов П.И.. Новоселов В.Ф.Транспортировка вязких нефтей и нефтепродуктов по трубопроводам. -М. : «Недра», 1970. - 216 с.
2. Белоусов В.Д.. Блейхер Э.М.. Немудров А.Г., Юфип В.А., Яковлев Е.И. Трубопроводный транспорт нефти и газа. - М. : «Недра», 1978. - -107 с.
ЧЕПУРНОЙОлег Вячеславович, генеральный директор ОАО «Транссибнефгь».
ФАЙЗУЛЛИИ Рашит Тагирович, доктор технических наук, профессор кафедры «Средства связи и информационной безопасности».
Дата поступления статьи и редакцию: 27.03.2009 г.
© Чепурний О.В., Флйзуллнн Р.Т.
УДК 621 436:532 525 001 В< В< Л У КЬЯНЧЕНКО
Омский государственный университет путей сообщения
ВОСПЛАМЕНЯЕМОСТЬ АЛЬТЕРНАТИВНЫХ НИЗКОЦЕТАНОВЫХ ТОПЛИВ С ИНИЦИИРУЮЩИМИ ПРИСАДКАМИ ДЛЯ ТРАНСПОРТНЫХ ДИЗЕЛЕЙ
На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований воспламеняемости низкоцетановых моторных топлив для дизелей предложены новые аналитические зависимости для расчета цетанового числа названных топлив с учетом присадок, повышающих значения цетанового числа до стандартных значений. Ключевые слова: дизельный двигатель, топливо, воспламеняемость.
Рыночный способ производства транспортной топливного баланса страны, производству и потреб-
продукции предъявляет повышенные требования к лению разных видов топлива и в промышленности, и
совершенствованию как технических средств, так и на транспорте.
Так, с одной стороны, на предприятиях «Западно-Сибирской железной дороги»» без учета тепловозов в эксплуатации находится более ООО единиц тяжелых путевых машин и специального самоходного подвижного состава (ССПС), большая часть которых оснащена дизельным приводом.
По фактическому состоянию путевых машин, нормативным требованиям правил их эксплуатации ежегодная потребность в капитальном и среднем ремон те этого парка составляет до 100 единиц тяжелых путевых машин, включая 140 дизелей различных марок.
С целью экономии денежных средств, сохранения рабочих мест и проведения ремонта путевых машин в соответствии с требованиями ППР на дороге в течение предыдущих лет реорганизованы, с учетом специализации ремонта, существующие ремонтные предприятия и перепрофилирован ряд депо для ремонта путевых машин:
- на базе депо ст. Рубцовск созданы путевые ремонтно-механические мастерские (ПРММ) по ремонту путевых машин тяжелого типа УК-25/9-18, МПД, ВПО и др., а также их дизелей Д6, Д12;
- на базе рефрижераторного вагона депо на ст. Черепанове созданы ремонтно-механические мастерские по ремонту моторно-рельсового транспорта и специального самоходного подвижного сост ава: ДГКу, МПТ, АДМ и др., а также дизелей ЯМЗ, А-01, 41.
С другой стороны, в связи с ростом добычи нефти и производства газа, как альтернативного топлива для дизелей подвижного состава, увеличивается применение газового топлива во всех областях народного хозяйства, в том числе на железнодорожном транспорте. Этому способствует ряд преимуществ газового топлива перед твердым и жидким 11 -6):
- уменьшается напряженность топливного снабжения энергетических объектов;
- обеспечивается большая экономия в связи с меньшей стоимостью газа:
- улучшаются эксплуатационные показатели двигателей внутреннего сгорания, повышается их долговечность, уменьшается потребность в высококачественных смазочных маслах;
- улучшаются санитарно-гигиенические условия промышленных центров, так как при работе двигателей на газообразном топливе содержание окиси углерода и других вредных примесей в продуктах сгорания значительно снижается;
- повышаются экономические показатели дизельного автотракторного и тепловозного парков из-за снижения износа при обеспечении надлежащей смазки деталей топливной аппаратуры (ТА), а поданным исследований (1.5.6.8. 11) межремонтный пробег двигателей транспортных средств увеличивается почти в 1,5-2 раза.
Работами ряда исследователей (3-8) по выбору вида газообразного топлива, а также опытной эксплуатацией установлено, что для транспортных дизельных средств применение сжиженного нефтяного газа (с учетом его особых физико-химических свойств) более рационально, чем природного.
Важнейшими характеристиками любого моторного топлива являются энергетические свойства, отношение содержания водорода к углероду (Н/С), размеры и характер строения молекул. Для быстрого и качественного сгорания вдвигателях необходимы топлива, легко образующие с воздухом гомогенные смеси, не детонирующие и, в отличие от бензина, состоящие из небольших и химически устойчивых молекул [ 1, 3).
Отношение Н/С у основных компонентов газового топлива составляет 2,5-4, молекулы химически устойчивы и просты по строению. Это обеспечивает высококачественное протекание процесса сгорания, особенно на режимах холостого хода и частичных нагрузок двигателей, а также экологическую чистоту продуктов сгорания.
Однако сжиженный нефтяной газ (СН Г), состоящий преимущественно из бутана и пропана, вследствие особенностей строения их молекул, имеет низкую воспламеняемость, т. е. цетановое число (ЦЧ), которое является одним из главных показателей качества топлива для дизелей (1, 2, 5, б, 10). Для СНГ значения ЦЧ не превышают 25 единиц 11,2,5,9).
Для современных транспортных дизелей цетановое число топлива, равное 40, можно считать мини-
&------------►
Рис. I. Записнмость цстаноиого числа пронан-бутановой смеси от содержания п ней бутана
20
40 8 лт
60
70
100
Рис. 2. Зависимость цстаиового числе топливной смеси от содержания в ней дизельного топлива
мально допустимым [1, 2, 9, 10]. так как при такой цетановой характеристике в обычных температурных условиях еще обеспечивается надежный пуск и нормальное протекание рабочего процесса. По мере снижения цетанового числа в связи со значительным увеличением периода задержки воспламенения (ПЗВ) пуск двигателя и рабочий процесс ухудшаются |9,10). На топливах с цетановыми числами 25-30 пуск холодного двигателя чрезвычайно затруднителен, а порой даже невозможен и, кроме того, работа на таких топливах сопровождается низкими мощностными и экономическими показателями.
При использовании низкоцетановых топлив сокращение ПЗВ в дизеле можно достичь путем варьирования (1,8, 9|: теплового состояния двигателя, интенсивности вихревого движения и другими мероприятиями.
Однако с уменьшением ПЗВ. т. е. улучшением многотопливных свойств дизеля, указанные факторы могут давать и отрицательные эффекты.
Например, при увеличении степени сжатия повышается уровень давлений в цилиндре, вызывающий необходимость утяжеления деталей двигателя и приводящий к росту механических нагрузок и потерь, неблагоприятно изменяется относительный объем камеры сгорания, что сказывается на качестве рабочего процесса, особенно в дизелях с камерой в поршне.
Более перспективным может оказаться, как указано выше, улучшение воспламенительных свойств топлива с помощью инициирующих присадок, повышающих ЦЧ. Среди них можно отметить неразветв-ленные длинноцепочечные нитраты, которые имеют малую взрывоопасность, сравнительно просты в получении и обращении [1,2,9, 10].
Вместе с тем выполненный анализ методов оценки воспламеняемости топлив в дизелях 11. 2, 5, 6, 9| ПОЗВОЛИЛ ЗАКЛЮЧИТЬ, что для оценки ЦЧ топлив предложены около двадцати эмпирических формул, графиков и номограмм [ 1.2,9, 10], которые, однако, приемлемы лишь для топлив вполне определенного фракционного, группового составов и физико-химических характеристик.
С другой стороны, оценка ЦЧ топлива моторным методом крайне затруднена ограниченным количеством дорогостоящих моторных стандартных уста-
новок типа ИТ9-3 (1,9, 10). Такие установки имеются, главным образом, в специализированных топливных лабораториях нефтеперерабатывающих заводов и НИИ 11.101.
В этом случае разработка достоверных расчетных методов оценки воспламеняемости топлив, в частности, сжиженного нефтяного газа, его смесей с дизельным топливом, а также других альтернативных низкоцетановых жидких топлив (бензинов, спиртовых топлив и др.), представляется необходимой, особенно в условиях эксплуатации, модернизации или реконструкции систем топливообеспечення И ТО11ЛИ-воиспользовання дизельных транспортных средств.
На основе графо-аналитического метода профессора Г. М. Камфера, базируясь на данных А. А. Чары-кова (1), предложившего, что при прочих ранных условиях одинаковому значению ЦЧ соответствует одинаковое значение ПЗВ для легких углеводородных топлив, нами разработана расчетно-экспериментальная методика оценки ЦЧ сжиженного нефтяного газа, его смесей с дизельным стандартным топливом, учитывающая действие инициирующей (повышающей ЦЧ топлива) присадки (1,111. Такими присадками для сжиженного нефтяного газа, его смесей с дизельным топливом практикой рекомендованы гидроперекись кумола, бу-тилонитрат и другие (1,5,11]. Еще более эффективной присадкой является изопропил нитрат (5].
Для смесей дизельного топлива со спиртовыми (этанолом, метанолом) часто в качестве присадки используется керобризоль (КБ), улучшающий воспламеняемость смеси.
Для смесей бензинов и дизельного топлива в качестве присадки используют циклогексилнитрат (ЦГН).
При разработке указанной методики были использованы и обобщены как данные по воспламеняемости сжиженных нефтяных газов, полученные нами ранее на установке ИТ9-3 в лаборатории «Испытание топлив» Сибирского автомобильно-дорожного института им. В. В. Куйбышева, так и данные работ |5,9]. В связи с тем, что состав сжиженного нефтяного газа стандартизирован (ГОСТ20448-80). а условия испытания также являются стандартными (ГОСТ 3122-67), то данные наших испытаний правомерно считать адекватными и сопоставимыми с данными других указанных работ.
На рис. I представлена зависимость ЦЧ, пропан-бутановой смеси (сжиженного нефтяного газа) от содержания в ней бутана (дв). На рис. 2 представлена зависимость ЦЧСИ топливной смеси от содержания дизельного топлива (ддт). Здесь кривая I получена для смесей пропана и дизельного топлива, кривая 2 отражает зависимость ЦЧ1М смесей бутана и дизельного топлива.
Обобщение наших исследований |2| и работ (1.9. 10) позволили предложить зависимости для оценки воспламеняемости смесей: сжиженный нефтяной газ и дизельное топливо с присадкой, а также сжиженный нефтяной газ со спиртовыми топливами (этанолом, метанолом и др.) с присадкой по формуле:
Ц^ир = ЦЧ,М, + ЦЧ7М2 + ДЦЧ,„. (1)
где
ДЦЧСМ - 1пЦЧ2 - 1 п(ЦЧ2 - ЦЧ,)1п( 100М,). (2)
Формула (2) выражает величину, на которую повышается значение ЦЧ смеси от действия присадки.
Здесь ЦЧ, иМ, соответственно цетановое число (рисунок 1) и доля низкоцетанового компонента в смеси; ЦЧ^и М; - соответственно цетановое число и доля высокоцетаиового компонента (дизельного топлива) в смеси.
Значение ЦЧ2 для стандартного дизельного топлива (ГОСТ 305-82) из многих зависимостей, но нашим ранее выполненным расчетам (2). целесообразно оценивать по формуле:
ЦЧ3 = 18,4 + 0,23у + 0.0078у2, (3)
где у = 44,7- 18с + 181я- 1,32с2 - 1,531*».
Здесь р, - соответственно плотность топлива и температура выкипания 50 % фракции дизельного топлива.
Таким образом, для современных транспортных дизелей, кроме так называемых «всеядных», топливо (СНГ) с цетановым числом 25 из-за увеличенного значения ПЗВ неприемлемо. При переводе дизелей на сжиженные нефтяные газы следует отдать предпочтение
смесям, содержащим возможно большее количество бутана, имеющего сравнительно высокое ЦЧ. В смесь необходимо добавить инициирующую присадку, чтобы получит»» значение ЦЧ не менее 40 —45единиц.
Библиографический список
I. Гуреев Д А., Азев B.C., Камфер Г М. Топливо для дизелей. Свойства и применение : учеб. пособие. - М. : Химия. 1993. — 336 с.
2 Ведрученко В.Р. О методах оценки воспламеняемости топлив в дизелях // Омский научный иестник. -1999. - Выпуск девятый. - С.50-52.
3. Боксерман Ю. И., Мкртычан Я. С., Чириков К. Ю. Перевод транспорта на газовое топливо. - М. : Недра, 1988. - 224 с.
А. Терентьев Г. А., Тюков В. М., Смаль Ф. В. Моторные топлива из альтернативных сырьевых ресурсов. -М. : Химия, 1984. — 200 с.
5. Мамедова М. Д. Работа дизеля на сжиженном газе. -М. : Машиностроение, 1980. - 149 с.
6. Семенов Б. Н. Применение сжиженного газа в судовых дизелях. - Л. : Судостроение, 1969. - 176 с.
7. Смайлис В. И. Малотоксичные дизели. — Л. : Машиностроение, 1972. - 128 с.
8. Гладков О. А., Лерман Е. Ю. Создание малотоксичных дизелей речных судов. - Л. : Судостроение, 1990 - 112 с.
9. Сомов В. А., Боткин П. П. Топливо для транспортных дизелей. - Л : Судпромгиз, 1963. - 356 с.
10. Забрянский Е. И., Зарубин А. П. Детонационная стойкость и воспламеняемость моторных тоилив. - М. : Химия. 1973. - 215 с.
II. Саблина 3. А.. Гуреев А. А. Присадки к моторным топливам - М. : Химия. 1977. - 258 с.
ЛУКЬЯНЧЕНКО Вячеслав Вячеславович, аспирант кафедры «Локомотивы» ОмГУПС.
Дата поступления статьи в редакцию: 02.03.2009 г.
© Лукьянчснко В.В.
Книжная полка
Полянский, Н. Н. Технология формных процессов (Текст): учеб. для вузов по специальностям: 261202.65 «Технология полиграфического производства»; 261201.65 «Технология и дизайн упаковочного производства» / Н. Н. Полянский, О. А. Карташева, Е. Б. Надирова ; под ред. Н. Н. Полянского ; Моск. гос. ун-т печати. - М.: Изд-во МГУП, 2007. - 363, (11 с.: рис. - Предм. указ.: с. 344-356. - Библиогр.: с. 357-3641. - ISBN 5-8122-0762-3.
Настоящая книга является первой попыткой создания учебника по технологии формных процессов для студентов вузов, изучающих эти процессы.
В первом разделе изложены основные общие сведения о современных видах и способах печати и печатных формах.
Второй раздел посвящен физико-химическим основам копировальных процессов формного производства, основным свойствам копировальных слоев и методам их определения, а также в нем даны общие сведения о фотоформах, формных пластинах и формном оборудовании.
В третьем разделе рассматриваются теория и практика еще широко применяемых в России аналоговых технологий изготовления монометаллических форм плоской офсетной печати, а также фотополимерных флексографских и типографских форм.
Четвертый раздел посвящен теории и практике цифровых технологий изготовления форм плоской офсетной печати, типографских и флексографических форм, а также форм глубокой печати. Кроме того, в этом разделе помещены некоторые краткие исторические сведения о развитии рассматриваемых технологий.
Изложены общие сведения о полиграфическом производстве и печатных формах, рассмотрены теоретические и практические методы аналоговых и цифровых технологий изготовления печатных форм плоской офсетной, высокой (типографской и флексографской) и глубокой печати, а также даны краткие сведения из истории формных процессов.
