Сепарирование

Сепарирование. Для очистки от механических примесей и воды топливо сепарируют в центробежных сепараторах. Сепарация основана на разности создаваемых в сепараторе центробежных сил, в свою очередь определяемой различием в плотности очищаемого нефтепродукта и находящихся в нем примесей. Благодаря высокой эффектив. центробежные сепараторы широко применяют на судах в системах обработки топлив и масел.

Топливо, находившееся в отстойном танке и прошедшее топливоподогреватель, поступает в сепаратор сверху через патрубок 1 (рис. 1.10) и далее по центральному каналу движется в низ барабана 10, приводимого во вращение электродвигателем через вал 9. При поступлении в барабан топливо приходит во вращение вместе с ним, и по мере продвижения к отверстиям 8 в распределительном диске и в узкие щели, образованные между тарелками 6, скорость диска приближается к скорости вращения барабана. В зависимости от размеров сепаратора число тарелок составляет 50 -150, а в целях повышения эффективности очистки, зависящей от расстояния, которое должна проходить частица, зазор между ними в современных сепараторах уменьшен до 0,5-0,6 мм. Одновременно с вращением топливо под действием напора перед сепаратором перемещается между тарелками и вверх по направлению к выходному отверстию 2.

Рис. 1.10 Центробежный сепаратор топлива Альфа-Лаваль.

Для качественной очистки в сепараторе вязкость сепарируемого продукта должна быть не выше 40 мм²/с. Для достижения этой вязкости топливо должно быть подогрето до следующих температур: 80°С (если вязкость топлива при 50 °С 80 мм²/с), 90 °С (при вязкости 180 мм²/с), 98 °С (при вязкости 380-600 мм²/с).

Подогрев до температуры более 98 °С не допускается, так как это может привести к испарению воды и нарушению водяного затвора сепаратора.

Качество сепарации зависит также от продолжительности нахождения топлива в сепараторе: чем она больше, тем лучше идет очистка. Продолжительность пребывания топлива в сепараторе зависит от скорости движения топлива, а последняя определяется скоростью его поступления в сепаратор или подачей. Подачу сепаратора следует выбирать, руководствуясь рис. 1.11, исходя из вязкости v топлива.

При работе в режиме пурификации в барабане сепаратора поддерживается водяной затвор 11 (см. рис. 1.10). Граница раздела воды с топливом 12 должна располагаться у внешней кромки распределительных отверстий и ни в коем случае не проходить по отверстиям или правее их. В первом случае будет наблюдаться торможение потока топлива на входе в тарелки, что приведет к резкому ухудшению сепарации, а во втором - в зону очищенного топлива будет поступать вода.

Рис. 1.11 Выбор подачи топлива в сепаратор.

Эффективность сепарации повышается, когда поверхность раздела отодвигается влево от отверстий, так как увеличивается эффективная поверхность тарелок. Но в этом случае растет опасность исчезновения (разрыва) водяного затвора и, как следствие, утечка топлива в водоотводной канал 3. Для создания водяного затвора в сепаратор подводится вода по каналу 13, которая служит и для промывки барабана при его разгрузке. Обычно водяной затвор пополняется за счет воды, сепарируемой из топлива. Для поддержания равновесного положения между количествами воды, отбираемой из топлива (поступающей в зону гидравлического затвора) и уходящей

из него, на выходе установлен гравитационный диск 5. Поскольку давление на границе раздела топлива с водой, а значит, и положение границы зависят от плотности топлива, размеры диска подбирают в соответствии с ней. Неправильно подобранный диск приведет к смещению поверхности раздела и нарушению эффективности сепарации. Вода отводится непрерывно с помощью напорного диска 4 по каналу 3.

С утяжелением топлив и увеличением их плотности возникла серьезнейшая проблема - как сепарировать воду от топлива, если разность их плотностей стремится к нулю или приобретает отрицательное значение (рис. 1.12). Плотность современных и перспективных топлив может достигать 990-1000 кг/м³ и более, а плотность пресной воды при 20 °С равна 1000 кг/м³ и лишь плотность морской воды лежит в пределах 1000-1013 кг/м³. С увеличением температуры плотность нефтепродуктов уменьшается быстрее, чем воды, поэтому разность их плотностей р_в - р_Т. возрастает. Опыт свидетельствует о том, что при сепарировании вода отделяется от топлива, если разность плотностей составляет не менее 30 кг/м³. Этот минимум обеспечивается для всех топлив, плотность которых ниже 991 кг/м³, при t_под = 98 °С. Таким образом, р_т = 991 кг/м³ представляет собой верхний предел плотности топлив, при котором возможно еще отделение пресной воды от топлива. Сепарация морской воды возможна и от более тяжелых топлив.

Рис. 1.12 Зависимость плотности воды (соленой –кривые 1, пресной -2)

Дата добавления: 2014-01-05