in , ,

YAĞLAR VE YAKITLAR Ders Notları 3

YAKITLAR

Günümüzün gemi dizel makinelerinde kullanılmakta olan sıvı yakıtlar, ham petrolün damıtılması ile elde edilirler. Ham petrol koyu kahve renkli bir sıvıdır. Yapısının ana bileşenleri karbon ve hidrojen olduğundan, ham petrol bir ‘Karbonlu hidrojen’ veya bir ‘Hidrokarbon’ türüdür. Ağırlık oranı olarak yapısındaki hidrojen %11-15 ve karbon ise %84-88 değerleri arasında değişmektedir. Dünyanın türlü bölgelerinden çıkarılan ham petrollerin özellikleri birbirinden farklıdır. Bu nedenle bazı petroller daha çok hafif yakıt, örneğin gazolin ya da benzin, büyük miktarda parafin ve çok az asfalt kapsarlar.

Bu tür ham petrol damıtıldıktan sonra, artık büyük ölçüde ‘Parafin mumu’ içerdiği için, bunlara ‘Parafin kökenli ham petrol’ adı verilir. Diğer bir bölgede bulunan petroller daha az benzin, fakat büyük miktarda asfalt kapsar ve damıtma artığı olarak asfalt kaldığı içindir ki, bu tür petrollere ‘Asfalt kökenli ham petrol’ adı verilir. Ayrıca hem parafin ve hem de asfalt kökenli petrollerin özelliklerini gösteren ham petroller de vardır. Bu tür karışık petrole örnek olarak Orta Amerika ve Meksika ham petrolleri gösterilebilir.

HAM PETROLÜN YAPISI

Geçmişte ham petrolün parafin hidrokarbonların bir bileşiği olduğu kabul edilirdi. Ancak uzun araştırmalar bunun böyle olmadığını gösterdi. Gerçekte parafin ve karma kökenli petrollerden elde edilen benzin ve lamba petrollerinin çoğunda parafinler; tüm ham petrollerden elde edilen gas oil ve yağlama yağlarının büyük bir bölümünde ise naftenler hakimdir. Parafinler sadece yüksek kaynama sıcaklığındaki ürünlerde mum şeklinde görülür ve mum, parafin kökenli yakıtlarda bile oldukça küçüktür. Yüksek oranda parafin içeren yakıtlar en küçük özgül ağırlık ve en yüksek setan sayısına; yapısında yüksek oranda aromatikler bulunan yakıtlar ise, yüksek özgül ağırlık ve düşük setan sayısına sahip olmaktadırlar.

DİZEL YAKITLARININ TÜRLERİ VE TERMİNOLOJİ

Dizel makineleri benzin ile ‘Bunker C’ arasındaki tüm sıvı yakıtları yakabilecek şekilde dizayn edilmektedirler. Özellikle yüksek güçlü, ağır devirli makineleri; yakıt püskürtme sistemleri, yanma odaları dizaynı ve işletme koşullarına bağlı olarak, yüksek devirli makinelere göre çok daha ağır yakıtlarla da çalıştırılabilirler.

    Başlıca iki türlü gemi dizel yakıtı bulunmaktadır:

  • Distile veya ‘Damıtma ürünü’ yakıtlar
  • Fuel oil veya ‘Ağır yakıt’

Yakıtlar için belirli standartların oluşturulmadığı yıllarda, damıtma ürünü yakıtlar başlıca 4 ana gruba ayrılmışlardır.

  •  1-D B u yakıt yüksek uçuculukta bir damıtma ürünü olup devir sayısı yaklaşık 1200 rpm ve daha yüksek olan, yüksek ve süper yüksek devirli makinelerde kullanılırdı.
  •  2-D Bu yakıt da 1200 rpm ve daha yüksek devirli dizel makinelerinde kullanılmaktaydı. Orta uçuculukta bir damıtma ürünüydü.
  •  3-D Alçak uçuculukta bir damıtma ürünü olup, orta devirli (500-1000 rpm) dizel makinelerinde kullanılırdı.
  •  4-D Alçak devirli (n<500 rpm) makinelerde kullanılan viskoz bir yakıt idi. Bu dört grup yakıtın kükürt içerikleri sırasıyla %0,5 , %1,0 , %1,5 ve %2 idi.

Hafif yakıtlar (1-D,2-D), daha uçucu ve daha düşük alt ısı değerindeydiler. Küçük viskozitede olan bu yakıtlar, yüksek devirli dizel makinelerinde kullanılırlardı. Ağır devirli, yüksek güçlü makinelerin yakıt püskürtme valflerinin parçaları, yüksek devirli makinelere göre daha büyük ölçülerde olup, viskoziteye daha az duyarlıdırlar.

Modern yüksek ve süper devirli dizel makinelerinde, yanma için gerekli zaman çok kısa olduğundan, çok daha özel hafif yakıtlar kullanılır.

Bu nedenle, en uygun dizel yakıtı, hafif yakıtlardan bir kaçının harman edilmeleri ile oluşturulur. Deneyler dizel motorlarının benzin ile de çalışabileceğini göstermektedir. Ancak, dizel motorları benzin ile kaba ve vuruntulu çalışmakta ve özgül yakıt tüketimi yükselmektedir. Benzine %10-15 oranında dizel yakıtı karıştırıldığı zaman, makinelerin daha yumuşak çalıştıkları görülür. Dizel motorlarının benzinle çalıştırmalarının en önemli sakıncası, düşük viskozitesi nedeniyle, yakıt püskürtme pompası plencer ve silindirinin hızlı ve tehlikeli bir biçimde aşınmalarıdır. Bunu önlemek ve dolayısıyla benzinin viskozitesini yükseltmek için, içerisine %20 oranında temiz yağlama yağı katılması gereklidir.

Bilindiği gibi, son yıllarda ağır devirli gemi dizel makinelerinde, yakıt olarak yaygın bir biçimde fuel oiller kullanılmaktadır. Daha önce de belirtildiği gibi, fuel oiller ‘Ağır yakıt’ adını da almaktadırlar. Ağır yakıtlar çeşitli türlerde olup, türlü isimler alırlar. Bunlardan en viskoz olan yakıt, ‘Bunker C’, ‘Ağır fuel oil’ ve ‘Marine fuel oil’ olarak isimlendirilir.

Yakıtların İsimlendirilmesi

Dizel endüstrisinde hem damıtma ürünü yakıtlar ve hem de atık yakıtlar kullanılmaktadır. Dolayısıyla günümüzde üretici petrol şirketlerine bağlı olarak, türlü yakıtlar türlü isimlerle belirtilmektedir.

Bazı yüksek tonajlı gemilerin yardımcı makinelerinde ‘’Gas oil’’ kullanılır. Bu yakıt ‘’Bunker gas oil’’ ve ‘’Marine gas oil ’’ gibi türlü sistemlerle tanınır. Gas oil bir damıtma ürünü olup, berrak ve parlak bir görünümdedir. İçerisinde atık yakıt bulunmayan temiz bir yakıttır. Diğer taraftan diesel oil, eğer az miktarda atık yakıt kapsadığında, rengi koyulaşır veya siyaha döner. Bu tür yakıt ‘’Marine diesel oil’’ veya ‘’Marine diesel fuel’’ olarak isimlendirilir.

Üretici bir çok firma atık yakıtları, Bunker C adına ek olarak ‘’Ağır fuel oil’’,’’Bunker fuel oil’’ve ‘’Marine fuel oil’’ şeklinde isimlendirmiştir. Bu yakıtlar yüksek viskoziteli olup, çok ucuz olarak dünyanın türlü limanlarında satılmaktadır. Bazen, limanlarda ucuz yakıtlardan daha düşük viskoziteli yakıtlar da bulunur. Bunlara ‘’İntermediate fuel’’,’’Orta fuel oil’’adları verilir. Bu tür yakıta üretici firmalar ‘’Light marine fuel, Hafif fuel oil’’,’’İntermediate fuel oil Orta fuel oil’’, ‘’Thin fuel oil , İnce fuel oil ‘’ ve ‘’İnterfuels, Ara yakıtlar’’ gibi isimler vermektedirler. Hafif fuel oiller 50 C’deki  maksimum viskoziteleri ile belirtilirler. Örnek olarak IF 180, maksimum viskozitesi 50 C’ ede 180 cst olan interfuel’dir.

DMX : Bu yakıt yüksek uçuculukta bir damıtma ürünü olup, devir sayısı 1200 rpm ve daha yukarı olan yüksek ve süper yüksek devirli dizel makinelerde kullanılmaktadır. Bu yakıtlar genelde gemide acil durum makinelerinde kullanılmaktadır.

DMA : Orta uçuculukta, parlak ve temiz bir damıtma ürünüdür. Bu yakıt genel olarak ‘ Marine Gas Oil ‘ olarak da isimlendirilir.

DMB :  Alçak uçuculukta bir damıtma ürünüdür. DMA’e benzerlik gösterir fakat az miktarda artık yakıt içerdiğinden siyah renkte bir görünüşü vardır.

DMC : DMB’den daha çok oranda artık yakıt içeren bir yakıttır. Diğerlerine nazaran karbon artığı, tortu miktarı ,aluminium + silikon ve vanadyum miktarı daha fazladır.

Tabloda ISO 8217’ye göre damıtma ürünü yakıtların gerekleri görülmektedir. Standartlaşmadan önceki yıllarda 1-D,2-D,3-D ve 4-D olarak isimlendirilen distile yakıtlar, DMX,DMA,DMB ve DMC olarak yeniden düzenlenmiştir. Sözü edilen bu yakıtların yoğunluk, kinematik viskoziteleri, parlama ve akma noktaları, bulut noktası, karbon artıkları, kül, tortu, su, setan sayısı, kükürt ve vanadyum miktarları tabloda maksimum ve bazen minimum değerler olarak sınıflandırılmıştır.

YAKITLARIN ÖZELLİKLERİ

Dizel makinelerinin çalışma, güç etkenleri ve servis ömürlerini etkileyen özellikleri;

  • Uçuculuk
  • Karbon artıkları
  • Viskozite
  • Kükürt içeriği
  • Kül
  • Su
  • Parlama noktası
  • Akma noktası
  • Yoğunluk
  • Bulut noktası
  • Tortu
  • Asfaltenler
  • Katalitik partiküller
  • Yanma ve tutuşma niteliği

Uçuculuk :Belirli miktardaki yakıtın %90’ını buharlaştıran sıcaklık derecesi ‘Uçuculuk’ olarak tanımlanır. Bu sıcaklığın azalması uçuculuğun çoğalması demektir. Dizel yakıtlarının uçuculukları setan sayısı ile aynı etkenlere bağlıdır. Ağır devirli, yüksek güçlü gemi makinelerinin yakıtları ise, oldukça düşük uçuculuktadır. Örneğin sözü edilen makinelerde yakıtın %90’ını buharlaştıracak sıcaklık yaklaşık olarak 358°C dolaylarındadır.

Karbon Atıkları :Akaryakıt ısıtılıp buharlaştırıldıktan sonra uçucu maddeleri yakılır ve geriye bir takım artıklar kalır. Bunlara ‘Karbon artıkları’ adı verilir.’Conradson’ cihazı yardımıyla yapılan bu deney, yakıtın yakıldıktan sonra makine parçaları üzerinde bırakacağı karbon artıklarını göstermesi bakımından önemlidir.

Viskozite :Viskozite olması gerekenden yüksek olmamalıdır. Çünkü viskozitenin artması, püskürtme sırasında büyük bir direncin oluşmasına neden olur. Bu istenilmeyen yüksek viskozite, belki hafif yakıtlar için uygun olabilir. Çünkü, istenilen püskürtme sağlanıncaya dek püskürtme basıncı yükseltilebilir. Dizel makinelerinde çok ağır ve viskoz yakıtlar rahatça kullanılabilmektedir. Ancak, bu gibi durumlarda yakıtın bir hiterde (ısıtıcı) ısıtılması gerekir.

 

Yazar Atılay - Emir Atakan Taşçıoğlu

Dokuz Eylül Üniversitesi Gemi Makineleri İşletme Mühendisliği 1. Sınıf

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

YAĞLAR VE YAKITLAR Ders Notları 2

YAĞLAR VE YAKITLAR Ders Notları 4