Am cautat pe Google, dar in zadar; nu am gasit nimic despre natura combustibililor, despre modul lor de pastrare si utilizare. Daca gasiti ceva sub forma de text dati-mi site-ul. Va voi da funda!

2.12.1. COMBUSTIBILI NAVALI



Prin combustibil se întelege substanta carburantã care prin ardere degaja o mare cantitate de cãldura.


Combustibilii pot fi naturali atunci când se folosesc în starea în care se gãsesc în natura sau artificiali atunci când se folosesc produsele prelucrãrii combustibililor naturali.



Dupã starea lor fizica, combustibilii pot fi: solizi, lichizi sau gazosi.

Combustibilii se caracterizeaza printr-o serie de indici fizico–chimici, cunoasterea cãrora este necesara pentru folosirea lor rationalã.

Una din caracteristicile de bazã ale combustibililor o constituie componenta elementarã a acestuia, determinata prin analizã de laborator petru fiecare combustibil.

Astfel s-a constatat cãci combustibilul se compune din: carbon (C), hidrogen (H), oxigen (O), azot (N), sulf (S), cenusã (A) si umiditate (W), adicã: C+H+O+N+S+A+W=100%.


Carbonul, hidrogenul si sulful constituie elementele carburante ale combustibilului. Combustibilii contin 80…85 % carbon, 12…14 % hidrogen si circa 0,1 % sulf. Oxigenul nu este element carburant, dar contribuie la întretinerea arderii combustibililor. Azotul, fiind gaz inert, nu participã în procesul arderii, iar continutul lui în combustibil nu depãseste 2 %. Azotul si oxigenul alcãtuiesc asa numitul balast interior chimic al combustibilului. Cenusa constituie elementul necarburant al combustibilului si este compusã din oxizi de fier, de Al, Si, precum si din sulfati de Mg. Umiditatea împreunã cu cenusa constituie balastul exterior (mecanic) al combustibilului si înrãutãtesc calitatea acestuia.



Conditiile de exploatare ale instalatiilor de fortã la navã au impus anumite cerinte combustibililor ce urmeazã a fi folositi în instalatiile de cãldãri navale.


Combustibililor navali pentru cãldãri li se cer urmãtoarele:



- aprindere usoarã;

- ardere prin folosirea oxigenului atmosferic;

- produsele arderii sã fie gazoase;

- produsele arderii sã nu distrugã metalele cu care intrã în contact;

- prin ardere sã degaje o cantitate cât mai 848b13i mare de cãldura;

- sã-si pãstreze timp îndelungat calitatile sale chimice;

- sã poatã fi usor înmagazinat la navã;

- sã poatã fi usor transportat la bord.


Cãldãrile navale moderne folosesc în calitatea de combustibil, un combustibil special, cu amestec de 75 % motorinã, 10% petrol si 15% pãcurã. Acest combustibil corespunde cerintelor relatate mai sus.


Trecerea de la folosirea combustibililor solizi la cei lichizi a fost determinata de:

- marea putere caloricã a combustibilului lichid. În felul acesta s-a micsorat considerabil rezerva de combustibil pe care trebuie sã o poarte nava sau la aceeasi rezervã de combustibil, nava îsi mãreste considerabil raza de actiune;

- posibilitatea pulverizãrii combustibilului lichid în particule foarte mici, asigurându-se arderea totalã a acestuia cu degajarea maxima de cãldura;

- posibilitatea asigurarii unei arderi fãrã fum;

- inexistenta cenusii si a altor reziduuri în urma arderii;

- buna înmagazinare la bord si transportarea usoarã prin conducte de la tanc la cãldãri.


Combustibilii lichizi folositi la cãldãrile navale se caracterizeaza prin urmãtoarele caracteristici fizice:


Vâscozitatea reprezinta calitatea lichidului de a opune rezistentã la înaintarea particulelor sale sub actiunea unei forte exterioare. Aceasta este caracteristica de bazã a combustibililor, deoarece de valoarea ei depind: scurgerea prin tubulaturi, trecerea prin canalele înguste ale pulverizatorului, pulverizarea în particule cât mai mici si separarea apei si a altor impuritati mecanice ale combililor. Vâscozitatea se mãsoarã în grade Engler (oE). Combustibilii lichizi folositi la cãldãri trebuie sã aibã vâscozitatea cuprinsã în limitele 6…12 oE.



Temperatura de aprindere reprezinta temperatura la care vaporii formati prin evaporarea combustibilului se aprind. Aceastã caracteristicã constituie indice de bazã în ceea ce priveste pericolul de incendiu, iar pentru combilii lichizi folositi la cãldãrile navale, temperatura de aprindere trebuie sã aibã valoarea mai mare de 90 oC.




Temperatura de congelare reprezinta tempertura minima la care combustibilul îsi pierde calitatile sale fluide. Temperatura de congelare pentru combustibilii lichizi care se folosesc la cãldãri trebuie sã fie în limitele –5…-8 oC.


Continutul de cenusã reprezinta cantitatea de sãruri: clorura de sodiu (NaCl), clorura de potasiu (KCl), clorura de calciu (CaCl2) care se gãsesc în combustibili si care în timpul combustiei nu ard. Combustibilii navali pentru cãldãri nu trebuie sã continã mai mult de 0,15% cenusã.


Continutul de sulf reprezinta cantitatea de sulf în componenta combustibililor care nu participã la formarea bioxidului de sulf. Sulful actioneazã puternic asupra metalelor cu care vine în contact, determinind corodarea acestora. Dupã continutul de sulf în combustibili, acestia se împart în: combustibili sulfurosi, când contin circa 3…4 % sulf si, slab sulfurosi când contin mai putin de 0,5 % sulf. Combustibilii folositi la cãldãrile navale nu trebuie sã continã mai mult de 0,8% sulf.


Continutul de apã reprezinta cantitatea de apã continutã în unitatea de volum a combustibilului. Apa reduce considerabil din puterea caloricã a combustibilului, deoarece consumã o cantitate de cãldura pentru vaporizarea ei. În plus, apa contribuie la corodarea tancurilor si a altor elemente ale instalatiei de combustibil. În combustibilii navali pentru cãldãri continutul de apã nu trebuie sã depãseascã 1 %.



2.12.2. PUTEREA CALORICA A COMBUSTIBILILOR





În functie de continutul cantitativ al elementelor chimice care alcãtuiesc combustibilii, acestia se deosebesc prin puterea caloricã, specificã fiecãrui gen de combustibil. Puterea caloricã a combustibilului pooate fi superioara sau inferioara.



Prin putere caloricã superioara QS se întelege cantitatea de cãldura degajatã prin arderea totalã a unui kg. de combustibil.


Prin putere caloricã inferioara Qi se întelege cantitatea de cãldura degajatã prin arderea unui kg de combustibil, mai putin cãldura consumatã pentru vaporizarea apei, care se formeazã în timpul arderii combustibilului.



Rezultã cã puterea caloricã superioara este mai mare decât puterea caloricã inferioara QS > Qi.


În practicã se utilizeazã numai notiunea de putere caloricã inferioara, întrucât ea reprezinta cantitatea realã de cãldura degajatã prin arderea unui kilogram de combustibil.




Determinarea puterii calorice a combustibililor se face cu aparate speciale în laborator. Existã totusi si formule care cu suficientã aproximatie determina puterea caloricã a combustibililor, cunoscând componenta chimica a acestora.


Dupã valoarea puterii calorice, combustibilii se împart în:

- combustibili cu puterea caloricã micã: Qi < 5000 [Kcal/Kg];

- combustibili cu puterea caloricã medie: Qi=5000…8000 [Kcal/Kg];

- combustibili cu puterea caloricã mare: Qi > 8000 [Kcal/Kg].


2.12.3. INSTALATIA DE ALIMENTARE CU COMBUSTIBIL


Instalatia de alimentare cu combustibil asigura aducerea combustibilului sub presiune si pulverizarea lui în focarul cãldãrii.


Instalatia de alimentare cu combustibil se compune din:

- tancuri de combustibil (de bunker, de decantare),

- pompe de combustibil (de transfer, de alimentare),

- filtre grosiere si fine: calde si reci,

- preîncãlzitoare de combustibil,

- valvule,

- tubulaturi, si,

- pulverizatoare:






Fig. 39.





1 – tanc de decantare; 2 – tanc de serviciu; 3 – filtru grosier (rece);

4 – preîncãlzitor de combustibil; 5 – pompa de alimentare cu combustibil;

6 – baterie de filtre calde; 7 – pulverizatoare; 8 – tubulatura de retur;

F – focar.


Tancurile de combustibil sunt dispuse în apropierea compartimentului cãldãri (în dublul fund sau în borduri). Capacitatea lor este aleasã astfel încit sã poatã depozita o cantitate suficientã de combustibil care sã asigura functionarea cãldãrii un timp bine stabilit. Instalatia de combustibil a cãldãrii trebuie sã aibã posibilitatea executiei manevrei de combustibil între diferite tancuri ale instalatiei, atât pentru asigurarea în permanentã a tancurilor de serviciu cât si pentru mentinerea asietei navei.


Pompele de combustibil sunt de 2 feluri: pompe de transfer si pompe de alimentare. Cele de transfer asigura aspiratia combustibilului din tancurile de bunker si trimiterea lui în tancurile de serviciu sau alte tancuri.


Cele de alimentare aspirã combustibilul din tancurile de serviciu imprimându-i o anumitã presiune, necesarã pentru o bunã pulverizare si pentru o dozare corectã a combustibilului în procesul de ardere, functie de sarcina cãldãrii la un moment dat.


Se utilizeaza pompe cu piston, centrifuge, cu roti dintate sau pompe cu surub melc.


Utilizarea unui tip sau altul de pompã se face functie de natura combustibilului si de vâscozitatea acestuia. Pentru instalatiile de combustibil ale cãldãrii în care se foloseste un combustibil de viscozitate mare, se utilizeaza pompe cu roti dintate sau cu surub.


Filtrele de combustibil sau filtre reci si filtre calde. Cele reci asigura filtrarea combustibilului la temperatura mediului sau la o temperatura apropiatã temperatura din tancul de serviciu. Bateria de filtre este dispusã înaintea preîncãlzitorului. Filtrele calde asigura filtrarea dupã ce combustibilul a trecut prin preîncãlzitor. Acestea au rolul de a retine impuritatile ce nu au fost retinute în filtrele reci.


Preîncãlzitorul de combustibil este un schimbãtor de cãldura destinat încãlzirii combustibilului înaintea intrãrii în pulverizatoare. Încãlzirea este necesara pentru reducerea vâscozitatii, ceea ce asigura îmbunãtãtirea pulverizãrii. Pentru asigurarea preîncãlzirii combustibililor se utilizeaza cãldura aburului prelucrat în diferite masini si mecanisme auxiliare de la bord. Functie de natura combustibilului folosit temperatura de preîncãlzire este cuprinsã între 70…110 oC.







Armãturile si valvulele asigura legãtura, cuplarea si decuplarea tuturor celorlalte elemente ale instalatiei de alimentare a caldarii. Tubulatura de combustibil este izolatã termic pentru reducerea pierderilor de cãldura din instalatie.


Pulverizatoarele sunt aparate pentru realizarea unui bun proces de combustie în cãldare, combustibilul trebuie introdus în particule cât mai fine, omogen, distribuit în masa de aer din focar, acestor particule trebuie sã li se imprime o anumitã viteza pentru a asigura un front de flacãrã pe toatã adâncimea focarului. Pentru realizarea acestor conditii se utilizeaza pulverizatoare cu jet de vapori sau jet de aer sau pulverizatoare mecanice.


Pulverizatoarele cu jet de vapori sau cu jet de aer folosesc energia cinetica a jetului în scopul asigurarii unei bune pulverizãri a combustibilului. Aceste pulverizatoare necesitã o instalatie pentru introducerea aburului sau aerului comprimat.


Pulverizatoarele mecanice folosesc energia cinetica a jetului de combustibil ce trece prin pulverizator prin comprimarea combustibilului cu ajutorul unor pompe.


Aceste pulverizatoare pot asigura reglarea calitativã sau cantitativã a debitului de combustibil necesar procesului de ardere la variatia sarcinii cãldãrii. Reglarea cantitativã constã în reglarea cantitãtii de combustibil ce pãrãseste pulverizatorul, mentinând presiunea constanta.


Reglarea calitativã a debitului de combustibil pulverizat se asigura prin variatia presiunii combustibilului în tubulatura la care este racordat pulverizatorul.

Reglarea cantitativã este cea mai des utilizatã si se realizeaza cu ajutorul valvulei de închidere a combustibilului spre pulverizator si a unor duze.


Ambarcarea si pãstrarea combustibilului la bord implicã urmãtoarele operatiuni:


- primirea certificatului de analizã a combustibilului solicitat si studierea lui;


- efectuarea mãsurãtorilor în tancurile proprii, si, stabilirea cantitatii totale de combustibil existent la bord;


- stabilirea tancurilor ce urmeazã a fi umplute cu combustibilul solicitat si stabilirea modalitãtii de livrare, aceasta presupunând legãtura cu furnizorul, cunoasterea debitului de livrare (a ratei de pompare), stabilirea începutului si sfirsitului livrãrii;






- asigurarea pe tot parcursul ambarcãrii a unor mãsuri deosebite privind normele PSI;


- dupã livrare, recoltarea unei probe din combustibilul furnizat si sigilarea acestei probe în vederea efectuãrii unor eventuale analize in laborator.




2.12.4. PULVERIZAREA COMBUSTIBILULUI




În scopul asigurarii unei bune combustii, focarele cãldãrilor navale în care se ard combustibili lichizi sunt alimentate cu particule mãrunte de combustibil. Fãrâmitarea combustibilului în particule mici se face cu ajutorul unor aparate numite pulverizatoare.

În functie de modul în care se realizeaza pulverizarea combustibilului, pulverizatoarele se împart în: pulverizatoare cu abur sau aer si pulverizatoare mecanice.

Pulverizatoarele cu abur sau aer folosesc energia cinetica a jetului de abur sau de aer pentru pulverizarea combustibilului.

Pulverizatoarele mecanice folosesc energia cinetica a jetului de combustibil care trece prin pulverizator, având o presiune mare creatã de pompa de combustibil sau folosesc fortele centrifuge, care apar prin rotatia unei duze de pulverizare. În primul caz, pulverizatoarele se numesc simplu pulverizatoare mecanice, iar în al doilea caz se numesc pulverizatoare mecanice rotative.


La cãldãrile navale fluviale se folosesc cu prioritate pulverizatoarele cu aburi. Se explicã aceasta prin faptul cã pulverizatoarele cu aburi sunt mai simple din punct de vedere constructiv, mai sigure în functionare, permit o bunã reglare a debitului pulverizatorului si asigura o bunã pulverizare a combustibilului.


La cãldãrile navale maritime se folosesc pulverizatoare mecanice, întrucât sunt mai economice decât pulverizatoarele cu aburi si nu necesitã consum de abur pentru pulverizarea combustibilului. Pentru navele maritime, economia de abur si combustibil are o mare importantã, deoarece rezervele de apã si combustibil sunt limitate si bine determinate în functie de raza de actiune a navei. Aburul folosit în pulverizatoarele cu aburi nu se mai întoarce în ciclu si având în vedere cã fiecare kilogram de combustibil necesitã circa 0,5 Kg abur pentru pulverizarea sa rezultã pierderi importante de apã distilatã din rezerva navei.






2.12.4.1 PULVERIZATOARE CU ABUR







Fig. 40. Pulverizator cu abur:




Pulverizatorul cu abur (Figura 40.) se compune din:

- 1. corpul interior

- 2. corpul exterior

- 3. Stut racordat la tubulatura de combustibil

- 4. distantiere

- 5. roata de reglaj

- 6. orificii radiale

- 7. canal central

- 8. stut racordat la tubulatura de abur





Corpul interior are un canal central pentru scurgerea combustibilului. Acest canal este pus în comunicatie prin orificiile radiale cu camera stutului de combustibil. Între corpurile 1 si 2 se formeazã un canal prin care circulã aburul. Combustibilul pãtrunde în pulverizator prin tubulatura racordatã la stutul 3 printr-o piulitã olandezã si trecând prin orificiile radiale 6 se scurge prin canalul central 7 spre iesire. Stutul 8 este racordat la tubulatura de abur. Aburul pãtrunde în canalul dintre corpul interior si exterior si trecând prin canalele formate de distantierele 4 se îndreaptã spre iesire. La iesire aburul trece printr-un ajutaj circular, format între cele 2 corpuri si îsi mãreste considerabil viteza. Jetul de abur iesind din ajutaj cu viteza mare si având înclinarea spre axa pulverizatorului, întâlneste jetul de combustibil pe care îl fãrâmiteazã în particule foarte mici. În felul acesta, la iesirea din pulverizator se formeazã un con de combustibil pulverizat, având virful putin depãrtat de extremitatea pulverizatorului.

Distantierele 4 au rolul de a asigura pozitia coaxialã a celor douã corpuri. Corpul interior prin înfiletare în corpul exterior se poate deplasa axial fatã de corpul exterior, reglând astfel cantitatea de abur destinatã pulverizãrii. Acest reglaj se face prin roata de reglaj (manevrã) 5.

Reglarea combustibil se face printr-o valvula dispusã pe tubulatura la care este racordat pulverizatorul. Aceste pulverizatoare sunt recomandate pentru cãldãri cu debit de abur pânã la 200 Kg/h.


Pulverizatoarele cu aer, se aseamãnã cu pulverizatoarele cu abur. Deosebirea constã în faptul cã acestea folosesc energia cinetiva a aerului si nu a aburului. Pulverizatoarele cu aer sunt utilizate numai în instalatii terestre (centrale termoelectrice), întrucât acolo existã posibilitatea de a asigura cantitatea de aer necesara pulverizarii.



2.12.4.2. PULVERIZATOARE MECANICE



Pulverizatoarele mecanice, sunt destul de rãspândite pe toate navele din lume. Ele pot fi centrifuge sau rotative, dupã principiul de pulverizare a combustibilului.


La pulverizatoarele mecanice centrifuge combustibilul este introdus prin canale tangentiale într-o camerã de amestec. În aceastã camerã combustibilul capãtã o miscare circularã si iesind prin ajutajul practicat în peretele paharului (partea din pulverizator în care este montatã duza), îsi mãreste considerabil viteza. Sub influenta fortelor centrifuge apãrute în camera de amestec, combustibilul pãrãseste pulverizatorul formând un con de combustibil pulverizat.





La pulverizatoarele mecanice rotative, combustibilul sub actiunea fortelor centrifuge si datoritã posibilitãtii de rotatie a camerei de amestec se deplaseazã spre focar, unde pãrãsind paharul formeazã un con de combustibil pulverizat. În peretele focarului este practicat asa numitul con de flacãrã, unde odatã cu combustibilul pulverizat se introduce si cantitatea de aer necesara combustiei. Debitul unor astfel de pulverizatoare este de 1000… 3000 Kg/h si asigura o ardere bunã la un coeficient de exces de aer .

Pentru o mai bunã pulverizare paharul si camera de amestec trebuie sã se roteascã cu aproximativ 5000 rot/min. Vâscozitatea optimã de pulverizare este de 2…5 oE, ceea ce corespunde unei temperaturi a agentului termic (abur) de 100...130 oC.

Pentru functionarea cu debite partiale, reglarea pulverizatoarelor simple, se face prin reglarea presiunii, ceea ce duce la îmbunãtãtirea calitãtii pulverizãrii la sarcini partiale.

Pentru a se mentine calitatea pulverizãrii la debite partiale si sã avem o reglare cantitativã, trebuie sã se realizeze o viteza tangentiala constanta, aceasta necesitând o duzã cu configuratie complicatã, pentru a permite reîntoarcerea unei cantitati de combustibil din pulverizator în tancul de serviciu.

Pulverizatoarele cu reglare cantitativã, au prevãzute o valvula care regleazã cantitatea de combustibil în circuitul de reîntoarcere a combustibilului.


În figura 41 este prevãzutã o sectiune printr-un pahar de pulverizator cu debit reglabil pânã la 1000 Kg/h.






Figura 41. Sectiune printr-un pahar de pulverizator






1 – niplu;

2 – canae trecere combustibil;

3 – duza;

4 – canale tangentiale trecere combustibil;

5 – camera de amestec;

6 – camera de presiune;

7 – canal scurgere combustibil;

8 – canal scurgere combustibil;

9 – canal scurgere combustibil.











Figura 42. Pulverizator centrifug:


1 – camera de amestec; 2 – orificii tangentiale



Dupã cum se vede, în figura 41, tubul central al pulverizatorului, prin care vine combustibilul sub presiune constanta, este prevãzut cu niplul 1, care permite trecerea combustibilului prin canalele 2 în duza 3, de unde prin canalele tangentiale 4 pãtrunde în camera de amestec 5. Din aceastã camera, combustibilul se scurge prin ajutajul duzei in camera de presiune 6 si mai departe paraseste pulverizatorul prin orificiul central al diuzei. Pãrãsind pulverizatorul, combustibilul, care are o presiune mare si, acumulatã cu o mare energie de rotatie, se împrãstie sub forma unui con in particule foarte mici. O parte din combustibilul ajuns în camera de presiune 6, tinde sã se scurgã prin canalele 7, 8 si 9 spre stutul tubulaturii de întoarcere (retur).


Daca valvula de reglare pe tubulatura de întoarcere (retur) este obturata (închisã), combustibilul va fi fortat sã pãrãseascã pulverizatorul numai prin orificiul central exterior al duzei si în felul acesta se asigura debitul maxim al pulverizatorului.


Daca însã, aceastã valvula nu este închisã, o bunã parte din combustibil se va scurge din camera camera de presiune 6, prin canalele 7, 8 si 9 în tubulatura de retur (intoarcere) si mai departe în tancul de serviciu, din care aspirã pompa de combustibil.


Reglarea cantitatii de combustibil care se intoarce in tanc se face prin reglarea valvulei de pe tubulatura de retur (intoarcere).

In acest fel se regleaza si cantitatea de combustibil introdusa in focarul caldarii.