|
Nhiên liệu phản lực (Jet Fuel) được dùng cho máy bay có sử dụng động cơ phản lực kiểu tuabin khí. Động cơ tuabin khí yêu cầu nhiên liệu có đặc tính hoàn toàn khác với xăng máy bay.
Điểm khác nhau lớn nhất giữa nhiên liệu phản lực và xăng máy bay là, đối với nhiên liệu phản lực, trị số octane không còn quan trọng nữa. Thay thế vào đó, nhiên liệu phản lực phải có đặc tính chạy tốt, nhiệt lượng cao.
1. Nguyên tắc làm việc của động cơ phản lực:
Tuabin chính chỉ sử dụng một phần động năng của sản phẩm cháy ở buồng đốt nhằm làm quay tuabin-máy nén, phần động năng quan trọng còn lại sẽ được giãn nở qua tuy-e ra ngoài với tốc độ rất lớn, tạo nên một phản lực tác động lên động cơ, đẩy động cơ tiến lên phía trước. Đây là động cơ phản lực tuabin.
2. Ảnh hưởng của thành phần hydrocacbon đến quá trình cháy của nhiên liệu trong động cơ phản lực:
Nhiên liệu dùng trong động cơ phản lực được chế tạo từ phân đoạn kerosene hoặc từ hỗn hợp giữa phân đoạn kerosene với phân đoạn xăng.
Yêu cầu của nhiên liệu phản lực là dễ cháy ở bất kỳ điều kiện áp suất và nhiệt độ nào, cháy điều hòa, không bị tắt trong dòng không khí có tốc độ xoáy lớn. Vì vậy, thành phần của nhiên liệu cần có nhiều praphinic mạch thẳng.
Để đảm bảo có nhiệt trị cao, nhiên liệu không được chứa nhiều thành phần aromatic mà chủ yếu là paraphin và naphten.
Nhưng để an toàn cho máy bay hoạt động ở độ cao lớn, nhiệt độ thấp cần hạn chế phần paraphinic (dễ bị kết tinh) cần tăng cường thành phần naphtenic nhiều vòng. Cần phải chú ý đến khả năng tạo cặn, tạo cốc của nhiên liệu gây ảnh hưởng xấu đến tính năng hoạt động của động cơ.
Để đánh giá khả năng tạo cặn, tạo cốc của nhiên liệu thường dùng chỉ tiêu chiều cao ngọn lửa không khói.
Những thành phần không phải hydrocacbon chứa trong nhiên liệu đều có ảnh hưởng xấu đến tính chất sử dụng của nhiên liệu. Các hợp chất lưu huỳnh khi cháy tạo ra anhydric sulfure và anhydric sulfuric gây ăn mòn ở nhiệt độ thấp. Các hợp chất cacbon còn gây nên cặn cacbon trong buồng đốt chủ yếu ở nến điện vòi phun tuy-e. Các hợp chất oxy, như axit naphtenic, phenol đều làm tăng khả năng ăn mòn các thùng chứa, ống dẫn nhiên liệu và các sản phẩm tạo ra do ăn mòn (các muối kim loại của axit naphtenic) lại góp phần tạo cặn tạo tro khi cháy bám vào buồng đốt.
Các hợp chất nitơ làm nhiên liệu kém ổn định, biến màu của nhiên liệu. Các kim loại, nhất là vanadi, natri nằm trong sản phẩm cháy ở nhiệt độ cao 650 – 850 0C khi đập vào các tuabin sẽ gây ăn mòn hợp kim hoặc gây phá hoại các chi tiết tuabin. Vì vậy, hàm lượng kim loại và tro trong nhiên liệu phải rất nhỏ, khoảng vài phần triệu.
3. Đặc tính kỹ thuật và đánh giá chất lượng:
Nhiên liệu phản lực chủ yếu được pha chế từ thành phần cất trực tiếp nên không chứa olephin. Lượng cacbuahydro thơm cũng bị hạn chế, bởi vì chúng cháy không sạch, gây khói và tạo cặn cacbon trong động cơ. Cacbuahydro thơm làm tăng độ sáng của ngọn lửa làm ảnh hưởng đến tuổi thọ của động cơ đồng thời làm giảm phẩm cấp của các chi tiết làm bằng chất dẻo trong hệ thống nhiên liệu.
Lưu huỳnh: bị hạn chế trong nhiên liệu từ 0,2 - 0,4% trọng lượng vì hàm lượng S cao làm tăng có xu hướng tạo cặn cacbon trong lò đốt và sự có mặt của oxit lưu huỳnh trong khí đốt sẽ gây ăn mòn động cơ. Ảnh hưởng ăn mòn của hợp chất S được kiểm tra bằng phương pháp thử ăn mòn đồng – ASTM D130.
Hợp chất axit: Sự có mặt của các hợp chất axit như phenol, naphthen axit được khống chế bởi phương pháp thử axit tổng – ASTM D974.
Độ tạo keo: Độ nhiễm bẩn có chứa oxy tạo keo được xác định theo phương pháp ASTM D381.
Phụ gia: Trong nhiên liệu phản lực, người ta bổ sung rất nhiều loại phụ gia: phụ gia chống oxy hóa tăng độ ổn định trong bảo quản; phụ gia chống ăn mòn để bảo vệ bể chứa, ống dẫn; phụ gia chống đông đặc; phụ gia chống tĩnh điện, giảm nguy hiểm về cháy nổ gây ra do điện tĩnh điện; và một số phụ gia khác như phụ gia ngăn chặn sự phát triển của các vi sinh; phụ gia chống tạo khói; phụ gia khống chế kích nổ; …
Đặc tính bay hơi: Đặc tính bay hơi thể hiện ở thành phần cất, ở nhiệt độ bắt cháy, ở áp suất hơi bão hòa. Đặc tính bay hơi của nhiên liệu Jet A1 khoảng sôi là 200 - 3000C. Yêu cầu nhiệt độ bay hơi thấp của Jet A1 được kiểm tra bằng điểm bắt cháy (min 380C – ASTM D56) và một số điểm của thành phần cất (10% và sôi cuối – ASTM D86).
Đặc tính chảy: Đặc tính chảy được thể hiện ở nhiệt độ tạo băng (điểm băng), ở độ nhớt của nhiên liệu. Nhiên liệu phản lực phải có điểm băng và đặc tính bơm chuyển được nhiệt độ thấp có thể chấp nhận được. Điểm băng ASTM D2386 và giới hạn liên quan cho biết khả năng tách những tinh thể hydrocacbon từ nhiên liệu và làm tắc vòi phun bình lọc, đường dẫn nhiên liệu.
Độ nhớt (theo tiêu chuẩn ASTM D445) của nhiên liệu ở nhiệt độ thấp (-200C) là giới hạn đảm bảo rằng dòng nhiên liệu và áp suất đủ duy trì ở điều kiện vận hành. Độ nhớt có thể ảnh hưởng nhiều đến đặc tính bôi trơn của nhiên liệu và tuổi thọ của máy bơm nhiên liệu.
Đặc tính cháy: Đặc tính cháy thể hiện ở điểm khói, trị số độ sáng, hàm lượng chất thơm, nhiệt trị, tỷ trọng của nhiên liệu. Nhiên liệu phản lực cùng loại có thể có chất lượng cháy khác nhau, được đo bằng điểm khói, cặn cacbon và bức xạ ngọn lửa.
- Điểm khói được xác định bằng phương pháp thử ASTM D1322
- Trị số độ sáng: là phép đo sự phát xạ từ nhiệt độ cao của ngọn lửa theo ASTM D1740
- Hàm lượng chất thơm: chất thơm khi cháy hay tạo khói, cặn cacbon hoặc muối nên thường hạn chế chất thơm có trong nhiên liệu.
- Nhiệt trị: Nhiên liệu phản lực đòi hỏi nhiệt độ cao. Nhiệt trị tối thiểu phải đạt là 42.8 MJ/kg (ASTM D4529, D3338, D4809). Nhiệt trị và tỷ trọng là đặc tính quan trọng của nhiên liệu phản lực vì nó kiểm tra tổng nhiệt lượng của một nhiên liệu trên một đơn vị thể tích hoặc đơn vị khối lượng. Nhiên liệu có nhiều paraphin thì nhiệt trị cao nhưng tỷ trọng thấp.
Độ bền nhiệt: Nhiên liệu phản lực phải đáp ứng được độ bền với phản ứng oxy hóa, phản ứng tạo polime ở điều kiện nhiệt độ vận hành. Độ bền nhiệt là một đặc tính quan trọng của Jet A1. Độ bền nhiệt liên quan đến tạo cặn trong hệ thống nhiên liệu động cơ và được đo bằng phương pháp thử ASTM D3241 và JFTOT.
Đặc tính vật lý – độ nhiễm bẩn: Những yêu cầu về độ sạch và cơ cấu chính xác của hệ thống nhiên liệu hiện đại đòi hỏi nhiên liệu phải không có nước, không bị bẩn và nhiễm các vật thể lạ. Điều đó đòi hỏi quy trình tồn chứa và bảo quản phải chặt chẽ để đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật.
Khả năng tách nước: Do tỷ trọng và độ nhớt cao hơn so với xăng máy bay nên nhiên liệu phản lực có xu hướng giữ nước ở dạng huyền phù lâu hơn. Khả năng tách hoặc lưu giữ sương mù nước dạng huyền phù còn phụ thuộc vào sự có mặt của vết bẩn bề mặt hoạt tính (surfactants). Sự có mặt của surfactants còn làm hỏng tính năng của các thiết bị tách nước tự do. Những vết nước tự do rất nhỏ có thể gây những ảnh hưởng xấu tới vận hành động cơ phản lực theo nhiều cách khác nhau. Phản ứng nước tại bề mặt được tiến hành xác định theo phương pháp ASTM D1097. Đặc tính tách nước được xác định theo phương pháp ASTM D3948.
Tính dẫn điện: Việc tích và phóng tĩnh điện là một vấn đề trong tồn chứa và bảo quản nhiên liệu phản lực. Các phụ gia đưa vào để giải tỏa tĩnh điện càng nhanh càng tốt. Đặc tính dẫn điện có hiệu quả nhất từ 50 - 450 pS/m.
|
Trang chủ
Liên hệ
Site map
Webmail
Tuyển dụng
Nhiên liệu xăng
Về đầu trang
Bản quyền © Công ty xăng dầu khu vực II (Petrolimex Saigon)