System oczyszczania paliwa typu ALCAP.
Ze względu na fakt , że ropa naftowa jest przerabiana głównie z myślą
o drogich benzynach i innych lekkich frakcjach przy zastosowaniu krakingu
katalitycznego w wysokich temperaturach , pozostałości po destylacji są bardzo
złej jakości . Są to zmodyfikowane przez działanie wysokiej temperatury
ciężkie węglowodory o dużej liczbie łańcuchów wraz ze wszystkimi
zanieczyszczeniami , które zawierał surowiec. Tak zwany gudrom
charakteryzuje się bardzo dużą lepkością i gęstością. Z niego wytwarza się
paliwa do napędu silników okrętowych poprzez dodanie niewielkiej ilości oleju
napędowego w celu znacznego zmniejszenia lepkości. Aby spalić takie paliwo
w sposób jak najbardziej ekonomiczny i bezpieczny dla silnika i przyrody
należy je odpowiednio do tego przygotować. Starsze typy wirówek jak
również stosowanie szeregowego oczyszczania paliwa w puryfikatorze i
klaryfikatorze z wykorzystaniem starych modeli wirówek nie spełniają
wymagań odnośnie jakości oczyszczania. Gęstość tego samego paliwa w
różnych miejscach w zbiorniku jest inna chociażby ze względu na różną
temperaturę i ilość zanieczyszczeń co powoduje , że przy wirowaniu
puryfikatorem mamy niedokładnie ustawiony pierścień grawitacyjny skutkiem
czego granica podziału cieczy przesuwa się i jakość oczyszczania się pogarsza.
Gdy wirujemy paliwo o gęstości powyżej 991 kg/m3 w puryfikatorze
uzyskanie i utrzymanie granicy podziału jest utrudnione lub wręcz niemożliwe
ze względu na niewielką różnicę gęstości obu cieczy , natomiast oczyszczanie
klaryfikatorem paliwa ciężkiego o dużej zawartości wody powoduje duże straty
paliwa z powodu częstego usuwania zawartości bębna.
Odpowiedzią firmy Alfa-Laval na te problemy jest system oczyszczania paliwa
ciężkiego ALCAP. Umożliwia on oczyszczanie paliw o gęstości powyżej 991
kg/m3 przy 15 oC. W trakcie badań ustalono , że wirówka wyposażona w ten
system jest zdolna skutecznie oczyszczać paliwa do gęstości 1010 kg/m3 przy
15 oC z wody słodkiej i 1015 kg/m3 przy 15o C z wody morskiej. Następną
zaletą systemu jest to , że wirówka pozbawiona jest pierścienia grawitacyjnego
co eliminuje konieczność regulacji instalacji oczyszczającej przy wahaniach
gęstości , lepkości i prędkości przepływu paliwa.
Wadą jest natomiast niemożliwość stosowania do oczyszczania paliw lub olejów
o gęstości poniżej 900 kg/m3.
System składa się z :
- wirówki typu FOPX , LOPX lub MMPX
- mikroprocesora typu MARST 1
- wykrywacza wody typu WT 100
- zaworu odwadniającego
- programu sterującego IPC/EPC
Wirówka FOPX nie jest tradycyjnym puryfikatorem ani klaryfikatorem ,
chociaż jej praca jest podobna do klaryfikatora.
Tarczę selekcyjną zastępuje pierścień kontrolujący natężenie przepływu.
Zawarta w paliwie woda może być usuwana tak jak w klaryfikatorze poprzez
otwarcie bębna razem z osadami , ale także przez zawór odwadniający
sterowany procesorem.
Zasilanie wirówki paliwem odbywa się za pomocą osobnej pompy podającej , a
odlot oczyszczonego paliwa i podanie do zbiornika rozchodowego odbywa się
za pomocą specjalnej , nieruchomej pompy opróżniającej zamontowanej w
górnej pokrywie separatora.
Wykrywacz wody , zamontowany na odlocie oczyszczonego paliwa z wirówki
mierzy zmiany zawartości wody w wypływającym paliwie. Składa się on z
dwóch koncentrycznych rur i skrzyni zamontowanej do kołnierza rury
odlotowej. Rury odizolowane są jedna od drugiej i tworzą cylindryczny
kondensator , przez który przepływa całość oczyszczonego paliwa. Zasada
pomiaru wykrywacza opiera się na pomiarze zmian reaktancji pojemnościowej.
Różnica między stałą dielektryczną wody i paliwa jest bardzo duża ponieważ
stała dla wody wynosi 80 , a dla paliwa 2 - 4. Zmiana tej różnicy jest
zamieniana na wartość prądową i przekazywana jako sygnał do mikroprocesora.
Mikroprocesor MARST 1 interpoluje sygnały otrzymane od wykrywacza wody
i kontroluje wydalanie odseparowanej wody z bębna wirówki. Mikroprocesor
kontroluje także co 6 sekund działanie wykrywacza wody.
Rolę odwadniacza spełnia elektromagnetyczny zawór zaprojektowany specjalnie
dla cieczy o wysokiej lepkości ponieważ istnieje możliwość występowania
zemulgowanego paliwa. Zawór odwadniający jest normalnie zamknięty , a jego
otwarciem steruje mikroprocesor.
Oczyszczane paliwo jest dostarczane do wirówki nawet w chwili odstrzału a
czyste paliwo wypływa przez odlot dlatego , że przed odstrzałem do bębna
dostarczana jest woda , która przesuwa granicę podziału bardzo blisko osi
wirówki.. W chwili otwarcia bębna woda i zanieczyszczenia osiadłe na obrzeżu
są wyrzucane z niewielką ilością paliwa następnie bęben się zamyka i
wypełnia paliwem. W chwili gdy zbierająca się woda z oczyszczanego paliwa
osiągnie pakiet talerzy istnieje możliwość przedostawania się jej do odlotu
paliwa oczyszczonego co wykrywa czujnik zawartości wody i przekazuje do
mikroprocesora. Gdy zawartość wody w paliwie na odlocie przekracza
dopuszczalną granicę około 0,2 % mikroprocesor zainicjuje proces usuwania
wody w ten sposób , że otwiera zawór odwadniający ale tylko w przypadku
gdy od ostatniego odstrzelenia nie upłynęło 15 minut , natomiast gdy od
ostatniego odstrzelenia minęło ponad 15 minut , to woda jest usuwana razem z
osadami poprzez otwarcie bębna. Sposób usuwania wody zależy od szybkości
wypełniania się nią wnętrza bębna , czyli zawartości wody w oczyszczanym
paliwie a także od stopnia zanieczyszczenia wnętrza bębna i talerzy silnie
przyklejonymi osadami , które nie są usuwane w czasie odstrzału.
Jest to częsty sposób określenia przez obsługujących , kiedy należy ręcznie
oczyścić i dokonać przeglądu bębna wirówki.
Firma ALFA-LAVAL zaleca aby maksymalna lepkość oczyszczanego paliwa
o o
wynosiła 700 cSt przy 50 C a gęstość 1010 kg/m 3 przy 15 C , gdyż do
tych wartości gwarantowana jest wysoka jakość oczyszczania. System ALCAP
ma dodatkowe zalety w postaci prostszej obsługi i większej niezawodności
pracy.