Гомогенизаторы

Гомогенизаторы начали применяться на дизельных судах в системе топливоподготовки тяжелых топлив. На отечествен­ных дизельных судах распространены гидродинамические гомо­генизаторы фирмы «Мантон Гаулин» (США), а также К5-ОГА-1,2 и А1-ОГМ отечественного производства (табл. 8.6). Гомогенизаторы гидродинамического (клапанного) типа зару­бежными фирмами выпускаются производительностью от 0,25 до 10 м³/ч в трех-, пяти- и семиплунжерном исполнении. Такие гомогенизаторы сложны по конструкции, работают при высоких давлениях (до 60 МПа), потребляют много электроэнергии и отличаются значительной массой.

Таблица 3.6

Характеристики гомогенизаторов

Характеристика	«Мантон Гаулин»	«Астра 500» (Германия)	К5-ОГА-1,2	А1-ОГМ
Производительность, м^3/ч	4,55	5,0	1,2	5,0
Рабочее давление, МПа	17,5—19,5	20,0	20,0	20,0
Мощность электродвига­теля, кВт	30,0	45,0	10,0	40,0
Масса, кг	4140	2400	850	1710
Габариты, мм:
длина	1930	1500	965	1430
ширина	1283	1210	930	1110
высота	1134	1530	1400	1640

Общий вид гомогенизатора гидродинамического типа показана на рис. 8.20. Принцип работы аппарата заключается в следую­щем. Трехплунжерный насос (частота вращения приводного вала 300÷350 об/мин) подает топливо в нагнета­тельную камеру, создавая перед гомогенизирующим клапаном давление 17÷20 МПа. Давление гомогенизации устанавли­вается нажатием пружины клапана. Щелевой канал, образую­щийся при подъеме клапана, можно рассматривать как сопло, через которое происходит истечение топлива, сопровождающееся кавитационными явлениями. При этом возникают кратковре­менные локальные импульсы высокого давления со звуковой и ультразвуковой частотой. Эти колебания давления приводят к дальнейшим разрывам в слое проникающей жидкости и обра­зованию новых кавитационных каверн, главным образом в тех местах, где находятся инородные частицы. Высокие ударные давления на поверхности смолисто-асфальтовых частиц или глобул воды, соприкасающихся с кавитационными пузырьками, вызывают сильное эрозионное разрушение и дробление частиц. В результате такой обработки топливо приобретает высокодис­персную и более однородную структуру.

Из гомогенизатора топливо может поступать на следующую ступень гомогенизации или подаваться в расходную цистерну непосредственно или через фильтр.

Гомогенизация тяжелых топлив находит применение на дизельных судах и может быть использована в газотурбинных установках промышленного типа. Гомогенизация позволяет:

• снизить нагарообразование на деталях топливной аппаратуры;

• уменьшить удельный расход топлива на установку за счет более полного сгорания.

Рис. 8.20. Гомогенизатор гидравлического типа.

1 — блок насоса; 2 — уплотнение плунжера; 3 — корпус насоса; 4 — на­гнетательный клапан; 5 — седло гомогенизадионного клапана; 6 — гомогенизационный клапан; 7 — регулятор нагрузки пружины; 8 — пружина; 9 — уплотнение штока клапана; 10 — предохранительный клапан; 11 — нагнетательная камера; 12 — всасывающий клапан насоса

Центробежные сепараторы не могут отделять от нефтепродуктов диспергированную воду. Они сложны по кон­струкции, что создает определенные трудности при их авто­матизации. В связи с этим в последнее время на автоматизи­рованных судах в топливных системах стали применять фильтры-сепараторы.

Статические фильтры-сепараторы позволяют вести непре­рывную очистку топлив от механических примесей и эмульгированной воды. Их устанавливают на магистралях заполнения расходных цистерн и подачи топлива к газотурбинным двига­телям. На рис. 3.22 показан статический топливный сепаратор типа СТ-500-2, способный отделять до 100% эмульгированной воды при ее содержании до 0,25%. Топливо поступает через верхний патрубок и попадает на рассекатель потока для равно­мерного распределения по всей поверхности фильтрующего пакета. Фильтрующий пакет состоит из каркаса, изготовленного в виде концентрически расположенных конических корзин, об­тянутых латунной сеткой, и чехла, края которого зажаты с по­мощью фланца между корпусом сепаратора и крышкой.

Чехол состоит из двух элементов: фильтрующего и водоот­деляющего. Водоотделяющий чехол изготовлен из смеси гидро­фильных (смачиваемых водой) и гидрофобных (несмачиваемых водой) волокон (70% хлопка и 30% капрона), которые за­крыты с обеих сторон тканью (перкаль) и прошиты. Со сто­роны входа топлива водоотделяющий чехол защищен от засоре­ния чехлом из фильтросванбоя.

В сложенном виде чехол образует ряд концентрических зве­ньев, каждое из которых надевается на соответствующую кор­зину каркаса. Нижние концы чехла переходят в шлейфы, про­должающие водоотделяющий чехол и служащие для отвода за­держанной воды в отстойник корпуса сепаратора.

Обводненное топливо проходит сквозь фильтрующий чехол, где оно очищается от механических примесей, а капельки воды оседают на поверхности водоотделяющего чехла. За счет сил поверхностного натяжения воды мелкие капли, осевшие на во­доотделяющий чехол, соединяются в более крупные и под дей­ствием сил тяжести постепенно стекают в нижнюю часть чехла. Здесь они продавливаются потоком топлива сквозь толщу чехла и оседают в нижней части сепаратора. Отстой периоди­чески выпускается через сливной кран.

Рис. 3.22. Статический фильтр-сепаратор.

1 — крышка корпуса; 2 — рассекатель; 3 — каркас; 4 — корпус; 5 — латунная сетка; 6 — водоотделяющий чехол; 7 — фильтрующий чехол

Кроме сепаратора СТ-500-2 разработаны более совершенные и технологичные конструкции фильтров-сепараторов типа ФСБТ, имеющие широкий диапазон пропускной способности и характеристики совершенной и технологичной конструкции фильтров-сепараторов типа ФСБТ приведен в табл. 8.5.

Тонкость филь­трации составляет 2÷3 мкм, отделение эмульгированной воды — 100% при ее содержании в топливе 0,25%. Фильтр изготов­ляется одно- и двухкорпусным.

Таблица 8.5