Материал: 2295

и ржавчины

4Fe+6H2O+3O2=4Fe(OH)3 ,

которые выпадают в осадок, засоряя газовые фильтры и редуктор. Повышенная концентрация сероводорода H2S в сжиженном нефтяном газе существенно ускоряет коррозию поверхностей газовых баллонов, штуцеров, газовых фильтров, вентилей, элементов газового редуктора, испарителя и дополнительно увеличивает загрязнение газа окалиной, ржавчиной, которые резко снижают ресурсосберегающую эксплуатацию газовой аппаратуры. Особенно интенсивно происходит накопление окалины и ржавчины в сетчатом фильтре газового редуктора. Его латунная сетка и отверстия в патроне газового фильтра быстро забиваются, в результате чего уменьшается поступление газа в редуктор, снижается мощность двигателя и возникают перебои в его работе. Ржавчина, окалина и другие механические частицы загрязнителей, не задержанные газовым фильтром и сетчатым фильтром газового редуктора, попадают на рабочую поверхность клапанов и седел первой и второй ступеней газового редуктора,

вызывая нарушение их герметичности.

Сера, ее соединения приводят к образованию на поверхностях баллонов и газопроводов окалины и расслоений. При испарении и редуцировании газа часть серы выпадает в газовой аппаратуре и в виде соединений с водой образует жидкости, которые разъедают диафрагмы и резиновые уплотнения клапанов редуктора и выводят их из строя.

Смолистые и сернистые отложения вызывают сужение проходных каналов в деталях и узлах газовой аппаратуры.

Тяжелые углеводороды, содержащиеся в газе, при его редуцировании накапливаются в виде неиспарившегося осадка на диафрагмах газового редуктора, нарушая его работу.

Вода в сжиженном нефтяном газе при ее избыточном количестве и отрицательных температурах окружающего воздуха в виде осадка в газовой аппаратуре образует ледяные пробки и нарушает подачу газа в двигатель.

Наличие в жидкой фазе сжиженного нефтяного газа сернистой H2SO3 и серной H2SO4 кислот вызывает разрушение пакета войлочных колец газового фильтра, которое приводит к беспрепятственному проникновению смолистых веществ, сернистых соединений, масла и воды в полости испарителя сжиженного нефтяного газа и газового редуктора, оказывая на резиновые клапаны и диафрагмы отрицательное воздействие и увеличивая отложения на газовых каналах испарителя.

Латунный сетчатый цилиндр газового фильтра является фильтром первичной (грубой) очистки сжиженного нефтяного газа

от механических частиц, содержащихся в сжиженном нефтяном газе, заправленном в автомобильный баллон на газозаправочной станции, а также накапливающихся в нем в результате его корродирующего воздействия на поверхностях деталей и узлов газовой аппаратуры. Ввиду недостаточной фильтрующей поверхности латунного сетчатого цилиндра он быстро забивается, резко уменьшая поступление газа в газовый редуктор и двигатель. Это обстоятельство часто является причиной удаления фильтрующего газового фильтра.

Анализ работы стандартных фильтрующих элементов газовой аппаратуры двигателей, работающих на сжиженном нефтяном газе, показал малую продолжительность их необслуживаемой работы, частые разрушения войлочных колец газового фильтра, интенсивное засорение сетчатого фильтра газового редуктора.

Условия работы газовой аппаратуры, особенно при использовании сжиженного нефтяного газа, недостаточно хорошо очищенного на заводских установках, и при низких температурах окружающего воздуха, требуют разработки более рациональных конструкций газовых фильтров с применением:

-комплексного метода фильтрации сжиженного нефтяного газа, поверхностного (фетровый фильтрующий элемент) и силового (кольцевой постоянный магнитный фильтр) методов;

-улучшенного гравитационного отстаивания механических частиц загрязнений и воды в специально отведенных зонах отстоя газовых фильтров;

-коррозионно-стойких металлов для изготовления корпусов и отдельных элементов газовых фильтров, испарителя и арматуры газового баллона.

7.5.2.Способы улучшения очистки сжиженного нефтяного газа в магистральном фильтре-отстойнике

Выполненными в СибАДИ экспериментальными исследованиями и конструктивными разработками установлено, что улучшение очистки сжиженного нефтяного газа в магистральном фильтре-отстойнике рационально осуществлять комплексным методом:

-извлечением различных частиц загрязнений посредством силового воздействия на них магнитного поля постоянного магнита ловушки загрязнений;

-фильтрацией сжиженного нефтяного газа в объемном (фетровом) и сетчатом фильтрующих элементах методом просеивания;

-отделением крупных частиц загрязнений посредством силового воздействия на них гравитационного поля жидкой фазы

загрязнений определяет перспективу использования (наряду с традиционными) более рационального способа извлечения их из газа силовым воздействием магнитного поля постоянного магнита, не имеющего по своей эффективности альтернативы в обеспечении ресурсосберегающей эксплуатации газовой аппаратуры и самого двигателя.

Механизм отделения различных загрязнений от сжиженного нефтяного газа под воздействием магнитного поля постоянного магнита ловушки загрязнений представляет собой следующие процессы:

-силовое воздействие на сжиженный нефтяной газ, в результате которого даже самые мелкие частицы окалины и ржавчины улавливаются магнитной ловушкой;

-агломерация немагнитных частиц загрязнений вокруг частиц окалины и ржавчины под влиянием молекулярных сил и притягивание с ними к магнитной ловушке;

-коагуляция мелкодисперсных загрязнений под воздействием магнитного поля постоянного магнита ловушки с образованием шлама, который оседает в нижней части колпака магистрального фильтра-отстойника.

Фильтрация сжиженного нефтяного газа в объемном (фетровом) и сетчатом фильтрующих элементах.

Очистка сжиженного нефтяного газа от смолистых веществ, сернистых соединений, масла и микрокапель осуществляется в объемном фильтрующем элементе. Он выполнен в виде набора фетровых колец, установленных на металлическом перфорированном каркасе. На выходе отфильтрованного сжиженного нефтяного газа из фетрового элемента установлен элемент в виде полого цилиндра, задерживающий крупные частицы механических загрязнений, которые проникают через неплотности в фетровых кольцах. В фетровом фильтрующем элементе в радиальном направлении идет поток сжиженного нефтяного газа.

Плотность волокон в фетровом фильтрующем элементе и сжатие фетровых колец при установке их на перфорированном каркасе имеют определенные пределы, обеспечивающие заданный коэффициент отсева при сохранении потребной пропускной способности. Так, сжатие фетровых колец в зависимости от необходимой тонкости отсева выбирается в пределах 7…30 %, что соответствует тонкости отсева 12…30 мкм.

Объемный фетровый фильтрующий элемент магистрального фильтра-отстойника наибольшее

количество загрязнений задерживает во внешних слоях, поэтому радиальная толщина его колец выбрана с учетом участия в процессе очистки сжиженного нефтяного газа всего их объема.

Очистка сжиженного нефтяного газа в магистральном фильтре-отстойнике воздействием гравитационного поля его жидкой фазы. В магистральном фильтре-отстойнике у жидкой фазы сжиженного нефтяного газа гравитационное поле можно считать постоянным и напряженность его во всех точках постоянной и равной ускорению силы тяжести. Осаждение частиц загрязнений в гравитационном поле жидкой фазы сжиженного нефтяного газа происходит под действием собственной массы, подчиняется законам падения тел малого размера в среде, оказывающей сопротивление их осаждению.

В гравитационном поле жидкой фазы сжиженного нефтяного газа частица загрязнения вначале осаждается с ускорением. Когда сила сопротивления жидкой фазы приобретает величину, равную силе тяжести частицы загрязнения, т.е. Рс=Рт, скорость ее станет постоянной. Скорость осаждения частиц загрязнений в жидкой фазе сжиженного нефтяного газа пропорциональна квадрату диаметра частицы, разности плотностей частицы и жидкой фазы и обратно пропорциональна ее вязкости.

Крупные капли воды, поступающей с жидкой фазой сжиженного нефтяного газа в магистральный фильтр-отстойник, при изменении направления ее движения в нем отделяются и под действием гравитационного поля осаждаются в нижней части колпака фильтра-отстойника. Процесс отделения микрокапель воды от сжиженного нефтяного газа, поступающего в фетровый фильтрующий элемент магистрального фильтра-отстойника, осуществляется следующим образом: микрокапли воды, соприкасаясь с волокнами фетрового фильтрующего элемента, осаждаются на поверхности, где, сливаясь с другими микрокаплями, укрупняются и под действием силы тяжести в виде капель воды осаждаются в отстойник. Микрокапли воды, не успевшие укрупниться, при выходе из фетрового фильтрующего элемента не осаждаются в отстойник, а выносятся потоком жидкой фазы сжиженного нефтяного газа из магистрального фильтраотстойника в газовую магистраль.

Магнитная ловушка загрязнений, расположенная в магистральном фильтре-отстойнике ниже фетрового фильтрующего элемента, выполняет одновременно и функцию успокоителя отстоя, что способствует лучшему гравитационному отстаиванию механических частиц загрязнений, шлама и воды. Отстой загрязнений, накапливающихся в нижней части колпака магистрального фильтра-отстойника в результате очистки газа, удаляется через канал стяжного болта 3, в который ввернута

дополнительно спускная пробка 17, при отвертывании ее некоторое количество сжиженного нефтяного газа уходит в атмосферу (рис. 7.4).

Рис. 7.4. Магистральный фильтротстойник сжиженного нефтяного газа с магнитной ловушкой для двигателей грузовых автомобилей и автобусов:

1 и 5 – прокладки; 2 – колпак; 3 – стяжной болт; 4 – фетровый и сетчатый фильтрующие элементы; 6 – резьбовое отверстие для штуцера выхода газа; 7 – электромагнитный клапан; 8 – резьбовое отверстие для штуцера входа газа; 9 – перфорированный каркас;10 – сетчатый фильтрующий элемент; 11 – нижний полюсной стакан; 12 – верхний полюсной стакан; 13 – опорная втулка; 14 – кольцевой постоянный магнит; 15 – пружина; 16 – прокладка; 17 – спускная пробка

Спускная пробка 17 магистрального фильтра-отстойника сжиженного нефтяного газа, выполненная в виде ниппель-пробки, ввертываемой в

полый стяжной болт со стороны его головки, позволяет быстро и безопасно (так как исключает попадание струи сжиженного нефтяного газа на незащищенные поверхности тела водителя, а следовательно, исключает их обмораживание) осуществлять слив отстоя без вывертываниястяжного болта 3 иснятияколпака 2.

Удаление отстоя осуществляется стравливанием небольшого количества сжиженного нефтяного газа через канал, открывающийся при отвертыванииспускной ниппель-пробки 17. Ежедневный слив отстоя воды и загрязнений из магистрального фильтра-отстойника сжиженного нефтяного газа с магнитной ловушкой загрязнений путем отвертывания на 2...3 оборота спускной ниппель-пробки 17 является обязательным, так как чрезмерное накопление отстоя в колпаке 2 ускорит засорение фетрового и сетчатого фильтрующих элементов и нарушит нормальную работудвигателя.