STF Ingenjörsutbildning

Transkript

1 STF Ingenjörsutbildning Reservkraft maj Reservkraft : Översikt Allmänt om dieselbränsle Begrepp Miljödiesel - vad är det? Alternativa bränslen Allmänt om motoroljor Krav på motoroljor Kvalitetsklassning Hälsa säkerhet och miljö Reservkraft:

2 Bränsletillverkning She ll Raffinaderi AB BERGRUMSLAGER HJÄRTHOLMEN SVAVELFRI RAFFINADERIGAS GASTVÄTT SVAVEL- SVAVEL TILL PAPPERSINDUSTRIN ÅTERVINNING GASOL RÅOLJE DESTILLATION AVSVAVLING VÄTGAS ISOMERISERING KATALYTISK REFORMERING BENSINER FLYGFOTOGEN UGN FOTOGENTVÄTT AVSVAVLING AVAROMATISERING CITYDIESEL AVSVAVLING AVSVAVLING AVSVAVLING VILLAOLJA SHELL WRD DAGTANK RÅOLJA TERMISK KRACKER VATTENRENINGS ANLÄGGNINGAR MÖRKA ELDNINGSOLJOR GÖTAÄLV FJÄRRVÄRME GÖTEBORGS ENERGI AB Reservkraft: Allmän information Allmän information om olja och oljeprodukter Utges av Svenska Petroleum Institutet 4 2

3 Vad krävs av ett bra dieselbränsle God tändvillighet Rätt viskositet Köldtålighet Ren förbränning utan för motorn skadliga beläggningar Minimera utsläppen av skadliga ämnen Säkra lång katalysatorlivslängd Minimera slitage i bränsleinsprutningsutrustning Reservkraft: Cetantal / Cetanindex Ett mått på bränslets tändvillighet Ett högre värde innebär bättre tändvillighet Säkrare kallstart Mindre vitrök Mindre Dieselknack Mindre avgasutsläpp 3

4 Viskositet Ett mått på bränslets tjocklek Anges i enheten cst, normalt vid +40 C Ett bränsle som är för tunnt resulterar i Högt inre läckage i bränslepumpen Risk för ökat slitage Sänkt motoreffekt Felaktig insprutning Ett bränsle som är för tjockt resulterar i: För höga arbetstryck Ökad risk för skador på insprutningsutrustning Felaktig insprutning Filtrerbarhet / Grumlingspunkt Vid kyla faller paraffinkristaller ut i bränslet. Detta kan resultera i driftstörningar tö i p.g.a att bränslefiltren sätts igen. Bränslets grumlingspunkt är den temperatur vi vilken man kan observera de första tecknen på en parraffinutfällning i bränslet. Bränslets filtrebarhet t syftar på den temperatur vid vilken filterigensättning i en standardiserad testmetod inträffar. 4

5 Smörjförmåga Bränslets smörjförmåga syftar på förmågan att förhindra slitage hos bränslepump mm m.m. Egenskapen har blivit speciellt aktualiserad i samband med introduktion av dieselkvaliteter med låga svavelhalter. De smörjande egenskaperna kan återställas i samband med framställning av bränslet genom användning av speciella smörjande additiv. Utvecklingen av bränslekvaliteter i Sverige och Europa Mk-2 = 50 ppm EU = 1000 ppm EU = 350 ppm EU = Svavelfri 2009 Skatt + 40 öre Sverige 10 ppm Mk-1 = 10 ppm EU =500 ppm EU = 50 ppm Diesel bränsle Mk-1 = 50 EU = 45 (Mk-3) EU = 51 Mk-2 = 47 EU = 49 EU = 51 Cetantal Svavel 5

6 Eldningsolja är ej dieselbränsle Historiskt användes samma basprodukt för såväl eldningsolja som diesel. Miljöklassningen (skattedifferentieringen) gjort Mk-1 attraktiv för de flesta användare Dyrt att producera hela gasoljevolymen mot de höga EU kraven för diesel (S < 0,005%, Cetantal > 51 och smörjförmåga) Dieselegenskaperna försvinner sannolikt ur eldningsolja. Eldningsolja får ej användas i motorer utan tydlig rekommendation av bränsleleverantörern. Inblandning av FAME I dieselbränsle Dieselbränslet innehåller sedan 2006 max 5% FAME Begränsad lagringstid (max 1 år) Vinter/sommarkvalitet B5 (max 5% FAME) sommartid B0/B2 vintertid 12 6

7 Inblandning av FAME Sedan 2009 har man åretrunt kvalité på bränsle dvs B5 (max 5% inblandning av biobränsle) Detta innebär att om man beställer till reservkraft måste man försäkra sig om att bränslet är fritt från FAME, (fettsyrametylestrar). Då FAME har kortare lagringstid. Om sådant bränsle står i reservaggregatets t tank mer än 1 år (vilket kan vara fallet) kan man råka ut för oönskade avlagringar som gör att reservaggregatet inte går igång. 13 Inblandning av FAME Det kommer även komma ett nytt bränsledirektiv, troligtvis nästa år, det direktivet säger att blandningen ska vara max 7% biobränsle (ny klass; B7) vilket ställer ytterligare krav på den som har reservaggregatet att verkligen försäkra sig om rätt kvalité på bränslet, dvs. Speciallösningar vad gäller leverans och/eller att man byter bränslet i tanken med jämna mellanrum. B20 finns redan i USA och B50/B100 planeras att införas de närmaste åren. 14 7

8 Hur säkerställs funktionen? Genom standardisering EN 590 Svensk Standard SS Miljöklassning Specialkrav: Bränsleleverantörens egna kravspecifikationer Miljöpåverkan Lokalt: Hälsoeffekter CO, NOx, SOx, HC Smog Partiklar, Sot, Buller Regionalt: Försurning Skogsdöd SOx, NOx Globalt: Växthuseffekt CO, Metan, N O 2 2 8

9 Förbränning Ofarliga ämnen Koldioxid Vattenånga Kvävgas Syre 99% Farliga ämnen Kolväten - 14% Kolmonoxid-21% Kväveoxider-61% Aldehyder-0,9% Partiklar-3% PAH-0,003% 1% Avgaskomponenter SO2 HC CO NOx Partiklar PAH Retande, försurning, korrosion Hälsa, smog Hälsa Hälsa, försurning Hälsa, yttre miljö Cancer 9

10 Avgaskomponenter PAH, eller polycykliska aromatiska kolväten, bildas vid ofullständig förbränning, t.ex. i bilgaser, rökning och stekt mat. Sämre förbränning = högre PAH-halt. De vanligaste PAH-föreningarna är naftalen, fenantren och fluoranten. Dieselmotorer producerar gånger mera partikelutsläpp än bensinmotorer. Bättre dieselbränsle i kombination med effektivare dieselmotorer sänker PAH-halten. 19 Vad är miljödiesel? 1991 infördes en indelning av dieselbränslen i 3 miljöklasser. Bränsleparametrar som påverkar avgasutsläppen reglera; svavelhalt, aromatoch PAH-halt, kokpunktsintervall, densitet samt cetantal. Miljöklass 1 är det renaste bränslet i Sverige. 10

11 Varför miljödiesel? Minskade luktbesvär Minskade utsläpp av skadliga avgaskomponenter Mindre rök Bättre kallstartsegenskaper Minskade hälsorisker Bättre köldtålighet Minskat slitage Lagring av bränsle Faktorer som påverkar bränslets hållbarhet: Bränsletemperatur Tankkonstruktion Materialval l 11

12 Utformning av tank Formen på tanken för minimal yta mot luft i förhållande till volym 23 Utformning av tank Returledningen skall fortsätta i tanken under bränsleytan för att minimera kontakten med luft Jämn temperatur minimerar kondens 24 12

13 Utformning av tank Lättåtkomlig inspektionslucka Synlig avluftning Nivåmätare & överfyllnadsskydd 25 Utformning av tank Material i rörledningar 26 13

14 Utformning av tank Dränering Invallning 27 Förebyggande åtgärder Isolera cisternen (minskar andningen) Dränera kondensvatten (frostfri placering av dräneringsventil) Absorberingsanordning Fyll tanken helt Rengör tanken regelbundet 14

15 Bakterier i bränslet Kan verkligen mikroorganismer växa i bränslen? Hur vanligt är problemet? Vilka bränslen kan kontamineras? Varifrån kommer mikroorganismerna Bakterier i bränslet Finns mikroberna i bränslet vid leverans? Vilka är symptomen? Vad kan göras om kontaminering konstateras? Hur vet jag att det finns vatten i tanken? Hur undviker jag kontaminering? 15

16 Alternativa bränslen - varför Förnyelsebar råvara Minskat oljeberoende Minskade CO2 utsläpp Minskade hälsorisker Minskade avgasutsläpp Allmänna krav Lagring/Distribution Funktion i motorn Emissioner Övriga miljöegenskaper Livscykelanalys Tillgänglighet Kostnadsbild 16

17 Alternativa bränslen LPG/CNG Metanol Etanol Vegetabiliska oljor: Raps, RME Vätgas El Oljor för dieselmotorer Motoroljor

18 Oljans uppgift i dieselmotorn Täta mot kompressions- och förbränningstryck Smörja rörliga delar Kyla varma delar Skydda mot korrosion Hålla motorns inre rent från koks, sot och slam Fordonssmörjmedel Motorolja Dieselmotor Bensinmotor 2-takt 4-takt 2-takt 4-takt Transmissionsolja Växellåda Slutväxel Manuell Automat Övrigt Hydrauloljor, fetter m.m 18

19 Specifika uppgifter för motoroljan Förhindra avsättningar i turbon Förhindra cylinderpolering Smörja effektivt vid höga temperaturer Smörja effektivt vid kall start Motverka avsättningar på: 1) Kolvringsspår 2) Kolvmantel 3) Ventiler Klassning av motorolja Viskositet SAE (Socetiy of Automotive Engineers) ex. 10W/40 Prestanda API (American Petrolium Institute) ACEA (European Automotive Manufactures Association) 19

20 Viskositet SAE grad 0W 5W 10W 15W 20W 25W Gränsvärde pumpbar het Vid max tempºc -35ºC -30ºC -25ºC -20ºC -15ºC -10ºC Viskositet vid 100ºC, cst Min Max 3,8-3,8-4,1-5,6-5,6-9,3-5,6 9,3 9,3 12,5 12,5 16,3 16,3 21,9 21,9 26,1 39 Oljor för dieselmotorer API API-Service CC Dieselmotorer, som arbetar under medelsvåra till svåra förhållanden. CD Drift typisk för turboladdade dieselmotorer. Medelsvåra/svåra förhållanden

21 Oljor för dieselmotorer API CD+ Beteckning för oljor som utöver API CD också möter Scanias, Volvos och Mercedes Benz krav på oljor med förlängda bytesintervaller CF-4 Möter de högsta kraven från motortillverkarna. 41 Oljor för dieselmotorer API CG-4 Utökade krav jämfört med CF-4 4för amerikanska miljömotorer. CH-4 Framförallt förbättrad sothantering jämfört med CF/CG-4, rekommenderas för förlängda bytesintervaller

22 Oljor för dieselmotorer API API CI-4 Introducerad För högvarviga 4- takts dieselmotorer som är designade för att möta 2004 års avgasemissioner standard som implementerades CI-4 oljor är avsedda säkerställa funktionen och livslängden i motorer utrustade med EGR och som använder dieselbränslen med upp till 0,5 vikt % svavel. Kan även användas där oljor av kategori CD, CE, CF-4, CG-4 och CH-4 föreskrivs. Reservkraft Syntetiska oljor Syntetiska oljor är manipulerade mineraloljor Kvalificeras ej speciellt i API/ACEA systemet Fördelar: Kallstartegenskaper Klarar högre temperaturer/varvtal Nackdelar: Vidhäftning 44 22

23 Miljöanpassade oljor- att hålla i minnet: Miljöanpassad innebär så liten miljöpåverkan som möjligt. jg Inga smörjmedel kan betraktas som miljövänliga. Användning: slutet eller öppet system? Hur förändras oljan under användning? Använda smörjoljor är farligt avfall. Miljöanpassade smörjoljor bedömning med avseende på biologisk nedbrytbarhet akut giftighet (=toxicitet) för vattenorganismer bioackumulation (=förmåga att lagras) 23

24 När bör man använda miljöanpassade oljor? Sågkedjeoljor Tvåtaktsoljor till fritidsbåtar Hydrauloljor för utomhusbruk Formoljor Rälsfett Alltså där spill är svåra eller omöjliga att undvika och oljan bör brytas ner så snabbt som möjligt När bör man tänka sig för? Där spill lätt undviks vid god skötsel Där motor/maskintillverkaren bara garanterar funktionen om mineralolja lj använts 24