Топливная система и топливо для Дизель-генераторной установки (электростанции).
1. Общее
В зависимости от планировки конкретной площадки топливо в двигатель может подаваться либо:
а) Непосредственно из нижнего бака, расположенного под установкой.
б) Из промежуточного бака суточного обслуживания, расположенного в помещении для энергоустановки или под кожухом энергоустановки, который автоматически заполняется из топливного резервуара хранения.
в) Непосредственно из топливного резервуара хранения при условии, что соединительный патрубок данного хранилища расположен на уровне не менее, чем на 500 мм выше основания, на котором установлена электростанция.
Очень важно обеспечить, чтобы топливо для двигателя было чистым и содержало как можно меньше воды. При наличии загрязнений в топливе может произойти засорение выходных отверстий инжектора и повреждение высокоточных деталей в системе впрыска топлива. Вода в топливе ускоряет коррозию указанных деталей.
2. Рекомендации по качеству топлива
Стандартные характеристики топлива:
Рекомендованные параметры физических свойств топлива.
| Вязкость (ASTM D445) | От 1,3 до 5,8 сантистоксов (1,3 - 5,8 мм в секунду) при 40°C (104°F) |
| Цетановое число (ASTM D613) | Миним. 40 выше 0°C (32°F) Миним. 45 ниже 0°C (32°F) |
| Содержание серы (ASTM D129 or 1552) | Не более 0,5 % по массе |
| Вода и осадки (ASTM D1796) | Не более 0,05 % от объема |
| Плотность (ASTM D287) | От 42 до 30° API при 60°F (0,816 до 0,876 г/см3 при 15°C) |
| Точка помутнения (ASTM D287) | На 6°C (10°F) ниже низшей окружающей температуры, при которой топливо должно работать |
| Зольность (ASTM D482) | Не выше 0,02 % от массы (0,05 % от массы при смешивании со смазкой) |
| Кислотность (ASTM D664) | Не выше 0,1 мг KOH на 100 мл |
| Маслянистость | 3100 г или выше |
Определение характеристик дизельного топлива
Зольность - минеральные остатки в топливе. Высокая зольность топлива ведет к чрезмерному образованию окислов в цилиндрах и/или в инжекторе.
Цетановое число - воспламеняемость топлива. Чем ниже цетановое число, те труднее запустить и заставить работать двигатель. Сорта топлива с низким цетановым числом легче воспламеняются и сгорают медленнее. Это может привести к взрывной детонации при избытке топлива в камере сгорания в момент зажигания. В условиях холодной погоды или в случае продолжительной малой нагрузки желательно иметь более высокое цетановое число.
Точка помутнения и текучести - точка текучести - это температура, при которой топливо не течет. Точка помутнения - это температура при которой кристаллы парафина отделяются от топлива. Точка текучести должна быть должна быть не менее, чем на 6 °C ( 10 °F) ниже окружающей температуры для того, чтобы топливо смогло перемещаться по трубопроводам. Точка помутнения должна быть не более, чем на 6°C ( 10°F ) выше точки текучести с тем, чтобы кристаллы парафина не выделялись из топлива и не засоряли систему фильтрации.
Сера - количество остаточной серы в топливе. Сера связывается влагой, образующейся в процессе горения, с получением серной кислоты.
Вязкость - влияние размера распыленных капель при впрыске. Несоответствующая вязкость приводит к детонации, потере мощности и чрезмерному дымообразованию.
Для систем подачи топлива пригодны виды дизтоплива согласно требованиям стандарта ASTM или 2.0.
3. Топливный бак в основании установки
Дизель-генераторные установки мощностью до 680 кВА могут поставляться с баком в основании или без него, при условии, что высота помещения допускает его установку.
На чертежах с рекомендациями в части планировки помещения показаны топливные баки в основании генераторных установок.
В результате получается автономная энергоустановка, не требующая дополнительных внешних топливных магистралей, канав для них и перекачивающих насосов. Энергоустановки с топливным баком в основании поставляются в полностью готовом к работе состоянии со всеми соединениями.
4. Резервуары для хранения топлива
Назначение системы топливоподачи состоит в хранении необходимого количества топлива в соответствии с применением, на которое рассчитана система. Необходимо должным образом определить вместимость резервуара для хранения топлива.
Наполнение емкостей осуществляется посредством присоединительного патрубка, располагаемого в запираемом шкафчике, с обеспечением удобного доступа для автоцистерны. В указанном шкафчике может размещаться прибор для замера количества и сигнализатор переполнения, подсоединяемый к поплавковому выключателю, который вставляется в лючок в баке.
5. Установка без промежуточного бака (Рис. 1.)
Простейшим решением является подача топлива в двигатель непосредственно из резервуара для хранения и возврат перелившегося количества из инжектора в этот резервуар. Это решение дано на Рис. 1.
Принципиальные ограничения данного метода таковы: для подачи топлива в двигатель самотеком необходимо расположить выпуск резервуара не менее, чем на 600 мм выше отметки плиты ДГУ. Перепад давления в магистрали возврата перелива не должен превышать параметров согласно спецификации на двигатель. Подающие трубопроводы из топливного резервуара к двигателю должны иметь сечение из расчета на полный объем топлива при подаче его самотеком.
Рис. 1. Промежуточный топливный бак
6. С промежуточным топливным баком (Рис. 2)
В условиях ограниченной площади нет возможности подавать топливо в двигатель из резервуара хранения. В этом случае можно установить промежуточный банк в машинном помещении или внутри кожуха ДГУ для прямой подачи топлива в двигатель.
Система такого типа может быть еще расширена за счет включения следующих элементов:
1. Автоматический дуплексный насос для перекачки топлива и система первичной фильтрации для запуска резервного насоса на случай выхода из строя основного насоса. Перекачивающие насосы должны быть рассчитаны на подачу полного объема топлива, необходимого для двигателя, то есть, из расчета объема потребляемого топлива и объема возврата из-за перелива (Рис. 2.);
2. Клапан с падающим грузиком и плавкой вставкой, служащий для прерывания подачи топлива в промежуточный бак и для выдачи сигнала при пожаре;
3. Сбросной клапан с приводом от плавкой вставки для сброса содержимого местного бака в основной на случай пожара внутри кожуха энергоустановки.
Детали подсоединения указанного оборудования показаны на Рис. 2.
Рис. 2. С промежуточным топливным баком
7. Топливный бак для ежедневного использования
Отдельный бак для ежедневного пользования может иметь емкость 500 л, 1250 л или 2000 л, а систему перекачки можно скомпоновать для автоматической подачи топлива из основного резервуара для хранения топлива с помощью электронасоса (-ов), работающего по сигналам от поплавкового выключателя. Топливные баки не допускается изготавливать из оцинкованного железа ввиду реакции дизтоплива с цинком.
Вентиляционная трубка должна быть выведена на наивысшую точку топливной системы. Диаметр трубки должен по меньшей мере соответствовать диаметру патрубка. Необходимо предусмотреть меры защиты от проникновения грязи. Переливающееся топливо из бака ежедневного пользования можно:
1. либо непосредственно перекачивать обратно в основной резервуар хранения;
2. либо перекачивать в защитный поддон- коллектор промежуточного бака с помощью системы аварийного оповещения об уровне топлива в поддоне для отключения системы перекачки топлива при обнаружении перелива топлива;
3. или перекачивать перелившееся количество в поддон.
Подающий патрубок на баке должен находиться на уровне не менее, чем на 600 мм выше уровня расположения двигателя для поддержания самотека топлива к двигателю.
Если промежуточный бак установлен на более низком уровне, чем основной резервуар, то важно в магистраль перекачки включить соленоидный клапан.
Все конечные подсоединения к двигателю во избежание передачи вибраций выполнять гибкими шлангами.
8. Определение сечения трубопроводов
Минимальный диаметр труб определяется входным отверстием перекачивающего насоса. Внутренний диаметр трубы должен быть не меньше размера входа насоса. В случае перекачки топлива по трубной системе на значительное расстояние необходимо увеличить диаметр труб. На выходе бака, возможно, потребуется установить вспомогательный насос для предотвращения высокого давления всасывания в трубопроводе. Во всяком случае необходимо не допускать чрезмерного давления всасывания в трубах. При высоком давлении всасывания топливо будет испаряться в трубопроводе и вследствие этого подача топлива в двигатель уменьшится. При определении диаметров труб всегда следует помнить о необходимости учесть падение давления на фильтрах, в арматуре и на ограничительных клапанах. Гибкая вставка должна быть установлена в целях предотвращения передачи вибрации от двигателя на трубопроводы. Если этого не сделать, то может произойти разрыв трубопровода и утечка топлива. Гибкая вставка- переходник должна быть как можно ближе к перекачивающим насосам двигателя. Все свободные секции трубопроводов необходимо обеспечить опорами во избежание разрывов. Для исключения передачи вибраций системе используйте трубные подвески. Не допускается прокладка участков топливных магистралей вблизи трубопроводов отопления, печей, электрокабелей или выхлопных коллекторов. Если зона пространства около трубопроводов нагрета, то топливные магистрали следует изолировать для предотвращения нагревания топлива и труб. Все трубы надо проверить на отсутствие утечек и их общее состояние, в том числе их чистоту перед монтажом. Перед запуском необходимо произвести обратную промывку труб, чтобы не допустить попадание грязи в двигатель и трубную систему. После монтажа необходимо выпустить из топливной системы воздух. Для удаления воздуха в высокой точке системы необходимо установить спускной кран. Для выполнения угловых переходов применяйте тройники с пробками, а не уголки. Это позволит производить прочистку и промывку трубопроводов путем снятия пробок. Все резьбовые фитинги необходимо уплотнить с помощью пасты.
Предупреждение: не пользуйтесь лентой для уплотнения фитингов на топливных трубопроводах. Может произойти отрыв кусочков ленты и засорение насоса или инжектора.
9. Обратные топливопроводы
Обратные топливные магистрали служат для отвода горячего топлива, не использованного в рабочем цикле двигателя, от инжекторов обратно либо в резервуар для хранения топлива или в суточный бак. Тепло от лишнего топлива рассеивается в баке.
Предупреждение:
Не прокладывайте обратный топливный трубопровод непосредственно обратно к магистралям снабжения двигателя. Топливо в этом случае перегреется и разложится.
Обратные топливные трубопроводы всегда должны вводится в резервуар или суточный бак на отметке выше наибольшего возможного уровня топлива. Данное положение справедливо для всех двигателей марки "Cummins" с топливной системой PT (NT, серия K). Однако в энергоустановках с применением сливных магистралей в двигателях серии B и C для отвода топлива это приведет к сифонной передаче топлива через подающую магистраль, что сделает запуск тяжелым, если их установить выше уровня топлива. Обратный топливный трубопровод должен быть меньше, чем на один диаметр подающего трубопровода.
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ!
- Топливо должно быть чистым и не содержать воды
- Трубопроводы для топлива лучше всего изготавливать из черных труб, а не оцинкованных.
- При остановке двигателя не должно происходить самотека топлива по трубам к двигателю.
- Температура топлива является критическим фактором для обеспечения необходимых условий работы двигателя. Температура топлива выше 71°C ввиду его расширения приводит к снижению выходной мощности двигателя.
- Использование фильтров-сепараторов для отделения воды служит для защиты инжекторов и топливного насоса и улучшает работу двигателя.
1. Шкаф управления для наполнения бака, с сигнализатором и манометром
2. Линия наполнения бака
3. Линия вентилирования
4. Указатель содержания
5. Основной бак
6. Слив для осадков
7. Защитный поддон
8. Выпускной клапан
9. Линия подачи в суточный бак
10. Перекачивающий насос
11. Клапан запорный
12. Факультативный поддон (сборник)
13. Суточный бак в основании
14. Выключатели поплавковые
15. Отверстие для ручной заливки и воздушник
16. Указатель уровня
17. Спускное отверстие
18. Прибор извещения об утечках (опция)
19. Топливный фильтр
20. Топливный насос двигателя
| Резервная мощность ДГУ | Макс. длина топливной трубы (м) | Макс. высота по вертикали (м) | Макс. число фитингов | Рекомендованный диаметр трубы (дюймов) |
| 40 - 800 | 6 | 0.9 | 6 | 1" |
| 800 - 1500 | 6 | 0.9 | 6 | 1 1/2" |
| 1500 - 2200 | 6 | 0.9 | 6 | 2" |
| Монтаж, установка, перемещение Дизель-генераторных установок (электростанций) |
| Дизель-генераторные установки (электростанции) |
| Предназначение электромагнитных железоотделителей |