Журнал «Энергонадзор информ»
Экономические и экологические преимущества дизельных двигателей перед бензиновыми общеизвестны. Однако, реализуются они в эксплуатации далеко не в полной мере. И во многом — из-за низкого качества применяемого дизельного топлива. Например, доказано, что и Санкт-Петербурге и области до 90 % потребляемого дизельного топлива загрязняется механическими и органическими примесями при хранении, транспортировке, сливных и наливных операциях. Есть в нем и вода.
Работа на таком топливе отрицательно сказывается, прежде всего, на самих дизелях — ведет к коррозии, ускоренному изнашиванию деталей топливной аппаратуры, цилиндропоршневой группы, интенсивному нагарообразованию, преждевременному выходу из строя фильтрующих элементов, потере мощности и т.п.
Так, опыт эксплуатации свидетельствует: при использовании топлива, имеющего коэффициент фильтруемости (обобщенный показатель чистоты топлива) близкий к 3,0 (предельная норма по ГОСТ 305-82 «Топлива дизельные»), срок службы бумажных фильтрующих элементов топливных фильтров составляет 1000 ч. Если этот коэффициент чуть больше 3,0, срок службы снижается до 450 ч., если менее 2,0 — наоборот, возрастает до 1500ч.
Особенно чувствительны к чистоте топлива дизели зарубежного производства, и прежде всего те, на которых установлены фильтрующие элементы с номинальной тонкостью фильтрации 4 мкм: при коэффициенте фильтруемости более 3,0 эти элементы выходят из строя уже через 150-200 ч. работы. Работникам автотранспортных предприятий хорошо известно также, как осложняется эксплуатация двигателей в зимнее время. Дело в том, что наша нефтеперерабатывающая промышленность обеспечивает потребности автотранспорта в зимнем дизельном топливе лишь на 50 %, поэтому потребители вынуждены в зимних условиях применять летние сорта. Такое топливо застывает в трубопроводах и баках, забивает фильтрующие элементы кристаллами парафинов. Это вынуждает оснащать дизельные автомобили дорогостоящими системами подогрева топливной аппаратуры, вызывает непроизводительные потери топлива (до 15 %) на их работу и рабочего времени на предпусковой разогрев как ее, так и топлива.
Сложен и круг экологических проблем, связанных с эксплуатацией загрязненного дизельного топлива. Даже при условии, что оно соответствует требованиям ГОСТ 305-82, дизельные автотранспортные средства выбрасывают в атмосферу например только в регионе Санкт-Петербурга ежедневно до 50 т оксида углерода, 20 т углеводородов и до 15 т оксидов азота. Но, поскольку на пути от нефтеперерабатывающего завода до потребителя топливо загрязняется, то фактические выбросы значительно больше. Установлено, что в местах интенсивного движения автотранспорта содержание вредных веществ в воздухе иногда превышает ПДК (предельно допустимая концентрация) в десятки раз. При этом вредное влияние отработавших газов имеет не только текущий характер, но и весьма отдаленные последствия: содержащиеся в них полиядерные ароматические соединения оказывают канцерогенное и мутагенное воздействие на все живые организмы, в том числе, естественно, на людей.
Поэтому тенденция ужесточения норм на содержание токсичных веществ в атмосфере городов и населенных пунктов приобретает характер постоянного процесса. Например, в США и европейских странах нормы таковы, что их уже нельзя обеспечить без устройств нейтрализации отработавших газов.
Российские требования пока «мягче» американских и европейских, но они тоже ужесточаются. Принимаются и другие .меры по снижению токсичности отработавших газов, в том числе отработавших газов дизелей. Однако каждая из мер, если ее проанализировать внимательно, решает, в общем, частную задачу. Например, газодизельный процесс улучшает показатели дизеля лишь на вполне определенных режимах работы; присадки повышают отдельные показатели качества дизельного топлива; нейтрализаторы избавляют отработавшие газы не от всех вредных компонентов.
В какой-то мере особняком в этом смысле стоит комплексная технология улучшения физико-химических и экологических показателей дизельного топлива, используемая 000 «Экологическое дизельное топливо» совместное 000 «Нефтебаза Молосковицы». Дизельное топливо проходит дополнительную обработку на оборудовании и по технологии фирмы «ДИТО» (патенты РФ № 2054572 от 20.02.96 и № 2105184 от 20.02.98 г.). Процесс обработки включает подогрев дизельного топлива, его сепарацию и гомогенизацию в вихревом аппарате, фильтрацию и стабилизацию путем ввода поверхностно-активных веществ и практически полное удаление из него воды, механических примесей и большей части (до 75 %) тяжелых полициклических ароматических углеводородов (последнее проверено в онкологическом научном центре РАМН). Все это ведет к более полному сгоранию топлива в двигателе, росту мощности последнего, снижению расхода топлива и токсичности отработавших газов. Добавление же депрессорной присадки позволяет снизить (с -10° до -35°C) температуру застывания летнего дизельного топлива и, как результат, обеспечить устойчивый зимний пуск и надежную эксплуатацию дизелей на данном топливе.
В течение 2001 года 000 «Экологическое дизельное топливо» совместно со специалистами ГУП «ЦНИДН», ВАТТ и нефтяной инспекции ГУ «Петербург-госэнергонадзор» провело сравнительные испытания вредных выбросов в атмосферу дизельных двигателей при работе на стандартном топливе и топливе, обработанном на оборудовании и по технологии фирмы «ДИТО». Полученные результаты позволяют говорить о значительном снижении содержания токсичных и канцерогенных веществ в отработавших газах дизельного топлива после дополнительной обработки, в том числе окиси углерода на 30-40 %, выброса твердых (сажевых) частиц, обладающих канцерогенной активностью, на 40-50 %. Кроме этого, в ходе испытании на дизельном двигателе «РАБА-МАН» (установленного па 70 % автобусов Санкт-Петербурга), на долевых режимах работы дизеля максимальный эффект по снижению расхода топлива достигал 3,5-5 % по сравнению с работой на стандартном топливе.
По результатам прогнозирования эффективности применения обработки дизельного топлива на эксплуатационные характеристики двигателей, установлено:
- при напряженной работе дизелей на обработанном топливе ресурс двигателя увеличится до 10-15%;
- интенсивность отказов элементов топливной аппаратуры снизится до 10—20%;
- межремонтные сроки эксплуатации дизелей продлятся до 15-20%.
Результаты сравнительных испытаний и прогнозирования эффективности применения дополнительной обработки дизельного топлива были подтверждены в ходе сравнительных эксплуатационных испытаний автотранспорта автобусного парка № 7 ГП «Пассажиравтотранс». Испытания по расходу топлива и дымное -ти отработавших газов проводились на автобусах «Икарус-280.33.С», МАЗ-103, микроавтобусах «Хюндай-Хорус». Автобусы работали на городских маршрутах со средним расстоянием между остановками 600-800 м. Температура воздуха изменялась от -10 до +15 "С. Расход топлива учитывался по показаниям спидометров и с использованием электронной системы (указатель «Кинцле» ЕД М1404), а дымность оценивалась при помощи прибора КИД-2. Полученные результаты показали, что при работе на дизельном топливе, обработанном по технологии «ДИТО», произошло устойчивое снижение дымности отработавших газов на автобусах «Икарус-280.33.G» в режиме свободного ускорения — на 14,7 %, в режиме максимальной частоты — на 36 %; на автобусах «МАЗ-103» в режиме свободного ускорения — на 15,3 %, в режиме максимальной частоты — на 25 %; на микроавтобусах «Хюндаи-Хорус» и режиме свободного ускорения — на 22,5 %, в режиме максимальной частоты — на 29 %. В целом но трем видам испытуемых автобусов среднее снижение дымности отработавших газов составило на режиме свободного ускорения 17,5 %, на режиме максимальной частоты — 30 %. Кроме этого, произошло снижение расхода топлива но сравнению с работой на стандартном: на автобусах «Икарус-280.33.G» - на 3,9 л на 100 км (на 7,6 %), на автобусах «МАЗ-103» —на 1,2 л на 100 км (на 2,9 %), на микроавтобусах «Хюндаи-Хорус» — на 0,4 л на 100 км (на 2,3 %). Среднее снижение расхода топлива составило 1,8 л на 100 км (на 4,3 %). По мнению водителей, повысилась приемистость машин, отмечены также «моющий эффект» топлива — самоочищение топливной системы, сокращение времени прогрева двигателя, повышение мощности и «мягкость» работы автобусов.
Комиссия из представителей технической службы автобусного парка ГП «Пассажиравтотранс» и 000 «ЭКОДИТО» на основании полученных результатов сделала выводы о целесообразности и перспективности перевода дизельных автобусов на данный вид топлива, поскольку при этом весьма вероятно увеличение межремонтного периода эксплуатации двигателей, сокращение расхода топлив, снижение затрат на замену и ремонт элементов топливной системы, значительное уменьшение вредных выбросов в атмосферу.
В настоящее время дизельное топливо, отработанное по технологии и на оборудовании «ДИТО», применяется более чем на 100 предприятиях автотранспортного комплекса г. Москвы, в 12-ти городах России и СИГ. Это говорит о перспективности и практической целесообразности использования обработанного топлива для автотранспортных предприятий Санкт-Петербурга, что не только улучшит их экономические показатели, но и значительно освежит экологическую обстановку северной столицы.