دلایل اصلی ناخالصی سوخت گازوییل

ناخالصی سوخت گازوییل تهدیدی جدی برای عملکرد و طول عمر موتورهای گازوییلی یا دیزلی است. مقصران اصلی این آلودگی ذرات معلق، ناخالصی آب و سوخت بی‌کیفیت (خراب) است.

ذرات معلق سوخت

رایج‌ترین ناخالصی ذرات معلق دربرگیرنده طیف گسترده‌ای است از مواد خارجی، قطعات فلزی میکروسکوپی تا گردوغبار و کثیفی‌هایی که حین حمل سوخت از پالایشگاه تا مصرف‌کننده ایجاد می‌شوند. شبکه توزیع گسترده از تانکرها و کامیون‌ تا کشتی‌های گوناگون فرصت‌های متعددی برای ناخالصی ایجاد می‌کند. مخازن سوخت قدیمی‌تر، به ویژه از جنس آهن سیاه، مستعد زنگ‌زدگی و خوردگی هستند و ذرات معلق را حتی به سوخت تمیز اولیه منتقل می‌کنند.

لرزش‌ها و تلاطم حین حمل و نقل آلاینده‌ها را در سرتاسر سوخت پخش می‌کند. این سوخت آلوده به سایر مخازن ذخیره‌سازی و تجهیزات منتقل می‌شود و یک مشکل دائمی برای عملگرهای (اپراتورهای) موتور ایجاد می‌کند. به‌نظر می‌رسد، دریافت سوخت آلوده اغلب یک امر تصادفی است.

ناخالصی آب

وجود آب در سوخت گازوییل، به ویژه در مخازن ذخیره‌سازی بزرگ موقعیتی چالش‌برانگیز است. تشخیص وجود آب بدون آزمایش‌های دقیق سخت و عواقب ناخالصی آب پرهزینه است و منجر به آسیب‌ زیادی به موتور می‌شود.

آب از چندین مسیر وارد سوخت می‌شود. سوخت گازوییل جاذب رطوبت است، یعنی رطوبت هوای اطراف را جذب می‌کند. این امر به ویژه در مخازن نیمه پر، با سطح مشترک بزرگ‌تر هوا و سوخت امکان جذب رطوبت بیشتر را فراهم می‌کند، مشکل‌ساز است و منجر به امولسیون آب معلق در سوخت می‌شود. میعان بیشتر به این مشکل دامن می‌زند و نسبت سوخت به آب نامطلوبی ایجاد می‌کند. در موارد شدید، آبی که از فیلتر سوخت عبور می‌کند سبب انفجار نوک انژکتور سوخت شود. حتی در مقادیر کوچک‌تر، آب بیش از حد، با کاهش انرژی سوخت عملکرد موتور را تقلیل می‌دهد. همچنین، آب نقطه انجماد سوخت را افزایش می‌دهد و مشکلات ژله‌ای شدن را در آب‌وهوای سرد تشدید می‌کند.

شکل دیگر ناخالصی آب، «آب آزاد^[1]» است که با جداسازی فازی، به صورت لایه‌ای جداگانه زیر سوخت قرار می‌گیرد و محیطی مساعد برای رشد میکروبی ایجاد می‌کند.

میکروب‌ها، که اغلب به عنوان «میکروب گازوییل» یا «جلبک‌ها» شناخته می‌شوند، در سطح مشترک سوخت و آب رشد می‌کنند، از هیدروکربن‌ها تغذیه می‌کنند و به عنوان محصول جانبی، گل‌و‌لای (لجن) تولید می‌کنند. نادیده گرفتن آب آزاد سبب می‌شود که این تکثیر میکروبی به سرعت رخ دهد.

سوخت بی‌کیفیت (خراب)

سوخت گازوییل ماندگاری محدودی دارد و در دوره‌های نگهداری طولانی مدت، کیفیت آن کاهش می‌یابد. سوخت تازه و با کیفیت بالا معمولاً روشن و شفاف است که با تنزل کیفیت (degrade) تبدیل به قیر و آسفالتین^[2]، تیره و کدر، می‌شود.

گازوییل با گوگرد بالا در مقایسه با گازوییل با گوگرد بسیار کم (ULSD) و مخلوط‌های زیستی (بایودیزل) حتی سریع‌تر تخریب می‌شود و ماندگاری کوتاه‌تری (کمتر از یک سال) دارد.

این کاهش کیفیت منجر به تشکیل صمغ و موم و سبب خوردگی و رسوبات مخرب روی قطعات موتور می‌شود. مکانیک‌های خودرو معمولاً سیستم‌های سوخت را با آب شست‌وشو داده و سوخت وسایل نقلیه‌ای که چند ماه بلااستفاده مانده‌اند‌ را جایگزین می‌کنند. در حالی که ثبات کیفیت سوخت گاهی نگرانی اصلی وسایل نقلیه پرکاربرد ناوگان‌ها نیست، اما برای مدیران تجهیزات که بر ذخیره‌سازی سوخت فله برای ناوگان یا ژنراتورهای پشتیبان نظارت دارند، بسیار مهم است.

ترکیب سوخت گازوییل می‌تواند ظرف یک ماه پس از ذخیره‌سازی شروع به تغییر کند، و حداکثر زمان ذخیره‌سازی توصیه‌شده برای آن شش ماه تا یک سال در شرایط ایده‌آل (مخازن تمیز و سوخت باکیفیت) است. برای اطمینان از قابلیت استفاده سوخت در زمان در دوره‌های طولانی، به‌ویژه در مقادیر زیاد، تصفیه سوخت برای حفظ کیفیت مطلوب توصیه می‌شود.

انواع فیلتراسیون سوخت

سیستم‌های مؤثر در تصفیه و فیلتراسیون سوخت برای اطمینان از تمیز کردن کامل و حذف ناخالصی‌ها چندین مؤلفه کلیدی دارند:

• فیلتراسیون ذرات: این مرحله ذرات معلق مانند خاک، دوده و رسوبات آسیب‌‌رسان را حذف می‌کند. سوخت با عبور از فیلترهایی با درجه‌بندی میکرونی خاص آلاینده‌ها را به دام می‌اندازد.
• جداسازی آب: «آب آزاد» با نیروی گریز از مرکز (سانتریفیوژ) از سوخت عبوری جدا و مانع از رشد آلاینده‌های میکروبی («میکروب گازوییل») می‌شود که در آب رشد می‌کنند. حذف آب همچنین از موتور و سیستم تزریق سوخت در برابر آسیب‌های احتمالی محافظت می‌کند.
• تهویه مغناطیسی: سیستم‌هایی مانند تهویه‌های مغناطیسی سوخت^[3] برای جذب ذرات فلزی چون ذرات آهن و زنگ‌زدگی‌ها از یک میدان مغناطیسی استفاده می‌کنند و از رسیدن آن‌ها به اجزای حیاتی موتور جلوگیری می‌کنند. زنگ‌زدگی اغلب نشان‌دهنده وجود آب در مخزن سوخت است. میدان مغناطیسی همچنین پیوندهای بین مولکولی خوشه‌های مولکول سوخت (تجمع) را تضعیف، آن‌‌ها را تجزیه و سوخت را به حالت روان‌تری بازیابی می‌کند.

[1] ذرات آب موجود در یک سیال که بسته به وزن مخصوص سیال در کف یا روی سیال قرار می‌گیرند.

[2] (Asphaltene)؛ ترکیبات سنگینی از ساختارهای هیدروکربن آروماتیکی که در نفت خام به‌صورت معلق یافت می‌شوند و با رزین‌ها، به‌عنوان عامل نگهدارنده، احاطه شده‌‌اند. عوامل تشکیل رسوب آسفالتین در مخازن نفتی به تغییرات فشار، دما یا ترکیب نفت وابسته است و این عوامل سبب برهم خوردن تعادل شیمیایی موجود در مخزن و چاه و در نتیجه تشکیل رسوب می‌شود.

[3] Magnetic Fuel Conditioner: سیستم‌ تهویه‌های سوخت مغناطیسی خطی LG-X شرکت AXI International.