Видове и качество на горивата: От автомобилния резервоар до корабния трюм

Автомобилен транспорт:
Прецизност и контрол на детонациите.
Автомобилните горива преминават през най-дълбока рафинация и съдържат най-малък процент примеси като сяра, тъй като съвременните екологични системи са изключително чувствителни към химически замърсявания
.Автомобилен бензин.
Бензинът е смес от леки въглеводороди с температура на кипене между 30 и 200 градуса по Целзий. Основен качествен показател е октановото число (RON и MON). То измерва устойчивостта на горивото към детонация или самозапалване преди искрата от свещта. Високооктановите бензини (А-98, А-100) позволяват на инженерите да проектират двигатели с по-висока степен на сгъстяване и по-високо налягане на турбокомпресора без риск от деструктивно почукване и детонация.
Екологични добавки:
Модерните бензини масово съдържат до 10 процента биоетанол (категория Е10). Етанолът повишава октановото число и внася кислород в горивната смес, което подобрява изгарянето, но има по-ниска калоричност и е хигроскопичен, тоест абсорбира влага.
Автомобилен дизел.
Дизеловото гориво е съставено от по-тежки въглеводородни фракции с температура на кипене 180–360 градуса по Целзий. Основен качествен показател е цетановото число. За разлика от октановото, то измерва склонността на горивото към самозапалване при сгъстяване. По-високото цетаново число (над 51) означава по-кратък период на закъснение на запалването, по-мека работа на мотора и по-лесен студен старт.
Нискотемпературни свойства:
Пределна температура на филтруемост (CFPP). През зимата в парафините на дизела започват да се образуват кристали. Зимният дизел изисква въвеждането на депресаторни добавки, за да се предотврати задръстването на горивния филтър при температури под минус 20 градуса.
Авиация:
Термична стабилност и екстремен студ.
Авиационните горива са проектирани да работят в най-суровите среди – от високи термични натоварвания в близост до реактивния двигател до екстремен студ на 12 000 метра височина.
Керосин (Jet A-1 / Jet A) .
Реактивните самолети с газотурбинни (турбореактивни и турбовитлови) двигатели използват керосин. Това е средна дестилатна фракция, подобна на много чист дизел, но с коренно различни спецификации.
Критичен показател 1 е температурата на замръзване. За Jet A-1 тя не трябва да бъде по-висока от минус 47 градуса по Целзий. На височина от десетки километри горивото в крилните резервоари се охлажда силно и образуването на ледени или парафинови кристали би прекъснало притока към горивните помпи.
Критичен показател 2 е термооксидативната стабилност. В модерните самолети горивото се използва и като охладител за хидравличните системи и маслото на двигателя преди да бъде изгорено. То преминава през топлообменници с много висока температура и не трябва да образува нагар, отлагания или смоли, които да запушат фините дюзи на горивната камера.
Влага:
Водата в керосина е смъртоносна. Тъй като самолетите преминават през огромни температурни амплитуди, свободната вода в горивото може да замръзне и да блокира филтрите. Затова авиационното гориво преминава през строг визуален и лабораторен контрол за наличие на водна емулсия преди всяко зареждане
.Авиационен бензин (Avgas 100LL).
Използва се от по-малки, бутални самолетни двигатели. Той е с изключително правило за високо октаново число (около 100) и все още съдържа олово (Low Lead) под формата на тетраетилолово за предотвратяване на детонации при висока мощност по време на излитане.
Малки лодки и яхти:
Борба с влагата и корозията.
Двигателите на извънбордовите лодки и моторните яхти конструктивно приличат на автомобилните, но условията на работа край водоемите променят изискванията към горивото.
Проблемът с етанола и фазовото разделяне:
Масовото автомобилно бензиново гориво Е10 е силно противопоказно за лодки. Поради постоянната висока влажност около водата, етанолът в бензина абсорбира водните пари от въздуха. Когато количеството вода премине критична граница от около 0.5%, настъпва фазово разделяне – сместа от вода и етанол се отделя на дъното на резервоара. Тази смес не гори, силно корозивна е за алуминиевите резервоари и карбураторите и може да доведе до внезапно спиране на мотора.
Стабилност при съхранение:
Лодките често стоят неподвижни с месеци. Затова горивото за тях изисква добавянето на горивни стабилизатори и антиоксиданти, които предотвратяват окислението на бензина и образуването на лепкави смолисти утайки.
Морски дизел (MGO - Marine Gas Oil):
По-големите яхти с дизелови двигатели използват чисти дестилатни горива. Основното изискване тук е липсата на биокомпоненти (биодизел), тъй като в морска среда биодизелът бързо развива бактериални и гъбични инфекции, наричани дизелови бацили, които задръстват филтрите за броени часове.
Големи кораби:
Енергийна плътност срещу вискозитет.
Огромните търговски кораби и контейнеровози използват най-тежките и евтини фракции от преработката на петрола.
Тежко гориво (HFO - Heavy Fuel Oil / Мазут) . Това е остатъчен продукт, който при стайна температура има консистенцията на катран или гъст петролен асфалт.
Вискозитет и подгряване:
При 50 градуса по Целзий вискозитетът на мазута е толкова висок, че той не може да бъде изпомпван или впръсан в цилиндрите. За да може да се използва от двутактовите корабни дизели, горивото преминава през сложна система от серпентини с гореща пара. В резервоарите то се поддържа на около 40–50 градуса, а непосредствено преди горивната помпа се нагрява до 120–140 градуса по Целзий, за да достигне нужния вискозитет за правилно разпръскване от дюзите.
Сяра и пепел:
Тежкото гориво съдържа високи нива на сяра, асфалтени и тежки метали като ванадий и натрий. Ванадият и натрият при изгаряне образуват силно корозивни съединения (стопилки), които атакуват изпускателните клапани и буталата. Това налага използването на специални алкални цилиндрови масла, които да неутрализират киселинните продукти на горенето.
Екологична алтернатива:
Втечнен природен газ (LNG) и Метанол.
Заради строгите международни изисквания за ограничаване на серните и азотните оксиди, модерното корабостроене преминава към алтернативни горива. Втечненият природен газ се съхранява при минус 162 градуса по Целзий и изгаря почти без емисии на твърди частици и сяра. Зеленият метанол също навлиза като въглеродно-неутрална алтернатива, изискваща по-прости резервоари в сравнение с криогенния природен газ.