Одна з особливостей експлуатації суден полягає в тому, що вони є невибагливими до типу палива. Енергетичні установки суден можуть працювати з дизельним паливом (легке паливо), мазутом (важке паливо), а також різними сумішами вуглеводнів, включаючи суміш дизельного палива та мазуту. Ще одна особливість – це дозаправка суден безпосередньо на маршруті слідування з використанням спеціальних суден-бункерувальників, які перевозять суднове паливо у цистернах.

Проблеми якості флотського мазуту

Якщо говорити про важке паливо – мазут, то якість цього нафтопродукту під час транспортування та зберігання погіршується. У мазуті відбуваються реакції окислення та полімеризації, внаслідок яких вуглеводні переходять у тверді речовини та випадають в осад. У холодну пору року мазут розігрівають у залізничних цистернах за допомогою нагрітої пари, при цьому відбувається додаткове обводнення мазуту. У найгірших випадках кількість води у флотському мазуті може досягати 10–15%. Крім того, сам по собі флотський мазут – речовина в’язка. І щоб забезпечити його перекачування з бункерувального танкера на судно, також необхідний підігрів паром. А це додаткове обводнення.

Необхідність попередньої підготовки палива

Обводнений мазут горить погано, факел постійно зривається. Відбувається перевитрата палива через його недопалювання. Також впливають на повноту згоряння механічні домішки, які потрапляють у суднове паливо на етапі зберігання та транспортування. Тому перед спалюванням у суднових енергетичних установках потрібна попередня підготовка палива, зокрема, перед спалюванням суднове паливо потрібно очистити від механічних домішок та видалити з нього воду. Допускається також використання обводненого палива, але в цьому випадку необхідно отримати стійку та однорідну водопаливну емульсію.

Традиційні методи підготовки

При виборі першого варіанта, тобто під час використання суднового палива у чистому вигляді для його підготовки використовують сепаратори. Цей метод характеризується втратою деякого корисного об’єму палива, який випадає у вигляді шламу, і проблемами утилізації відходів сепарації. Підготовка палива у вигляді водопаливної емульсії здійснюється за допомогою гомогенізаторів. Для роботи цих пристроїв потрібні потужні приводи, але продуктивність обладнання все одно залишається низькою.

Підготовка суднового палива в АВС

Компанією GlobeCore розроблена альтернативна інноваційна технологія попередньої підготовки важкого суднового палива. Основна ідея полягає у відмові від традиційних сепараторів та гомогенізаторів. Їхнє місце в технологічному процесі підготовки палива займає апарат вихрового шару феромагнітних частинок АВС. Використання апаратів вихрового шару дозволяє підвищити ефективність розпилювання палива, підвищити стабільність його горіння та зменшити кількість шкідливих викидів за рахунок одержання стійких водопаливних емульсій.

Принцип роботи апарату вихрового шару

Конструктивно апарат вихрового шару представляє собою індуктор обертового електромагнітного поля, робочу камеру та феромагнітні частинки, які поміщаються у робочу камеру. При подачі напруги на обмотку індуктора в робочій камері наводиться обертове електромагнітне поле, під дією якого феромагнітні частинки починають рухатися по складним траєкторіям. Одночасно в робочій камері виникають різні фізичні та хімічні процеси: магнітострікція, акустичні коливання, високі локальні тиски, інтенсивні удари феромагнітних частинок об частинки оброблюваної речовини, електроліз води. Ці процеси призводять до інтенсивного перемішування та диспергування палива. Відбувається подрібнення та рівномірний розподіл по всьому об’єму палива асфальтосмолистих включень, води та механічних домішок.

Технологічна схема підготовки

Мазут, підігрітий до 40–45°С, перекачується з відстійних танків автономним паливним насосом в підігрівач палива, а звідти – в апарат вихрового шару АВС-100. Після цього, пройшовши магнітний фільтр, паливо потрапляє у витратні цистерни головного двигуна. Магнітний фільтр необхідний для видалення з палива намолу феромагнітних частинок.

Рисунок 1 – Технологічна схема підготовки обводненого флотського мазуту з використанням апаратів вихрового шару:
1 – апарат вихрового шару АВС-100, 2 – магнітний фільтр, 3 – дозатор, 4 – підігрівач палива, 5 – насос, 6 – фільтр грубого очищення

Результати експлуатаційних випробувань

У процесі випробувань було отримано оптимальні параметри для роботи апарату вихрового шару: продуктивність – 5–6 м³/год; температура підготовки мазуту на вході в АВС – 80–85°С; маса феромагнітних елементів у робочій камері апарату – 250 грамів. Апарат АВС-100 працював 4 години на добу. Цього достатньо для того, щоб підготувати для головного двигуна 24–25 тонн важкого палива. Встановлено, що під час підготовки палива в АВС-100 утворюється стійка до розшарування дрібнодисперсна водопаливна емульсія.

Переваги застосування АВС

Таким чином, використання апаратів вихрового шару в процесі підготовки важкого суднового палива має наступні переваги:

1. Апарат вихрового шару герметичний і не має динамічних ущільнень: процес проводиться безпосередньо в трубопроводі, пропущеному через центральний отвір індуктора.
2. Споживання потужності апаратом вихрового шару АВС-100 становить 4,5 кВт, а оптимальна продуктивність – 4–5 м³/год, що у десятки разів менше, ніж у традиційних пристроїв.
3. Один АВС може заміняти відразу кілька пристроїв у процесах підготовки палива (фільтри тонкого очищення, сепаратори, гомогенізатори).
4. Відсутність відходів палива, характерних для сепараторів.
5. Прискорення процесів утворення дрібнодисперсних емульсій у сотні разів.
6. Запобігання відкладенню смол та парафінів.
7. Зменшення шкідливих викидів за рахунок ефективного спалювання емульсій.