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在喷气发动机中,燃料泵的润滑依靠的是其泵送的燃料。当航空煤油的润滑性能不足时,燃料泵的磨损就会增大,这不仅会降低油泵的使用寿命,而且会影响油泵的正常工作,引起发动机运转失常等故障,威胁飞行安全。燃料的润滑性是由其化学组成决定的。航空煤油中组分的润滑性能如下:非烃化合物>多环芳香烃>单环芳香烃>环烷烃>烷烃。
判断航空煤油和一般煤油不从成分上看,而是从一些指标如它的发热值、密度和低温性能,此外,还对它的馏程范围和粘度也有一定的要求。我国生产的航空煤油净热值每公斤不小于10250大卡,密度不低于0.775克/立方厘米。喷气式飞机的飞行高度在一万米以上,这时高空气温低达-55C~-60C,这就要求航空煤油在这样的低温下不能凝固。具体要求航空煤油的冰点指标不得-55C~-60C,以便确保飞机在高空能正常飞行。
航空煤油的馏程范围会影响发动机的启动性能和是否能完全燃烧,同时馏程情况与煤油本身的密度、低温性能有直接关系。航空煤油的粘度大小会影响发动机喷油嘴的工作情况和燃烧的质量。粘度太大,喷进发动机的油滴大,造成燃烧不完全,降低发动机的出力;粘度过小,使喷出的油雾角度大,射程近,会引起内部过热。由于对航空煤油要求严格,航空煤油多采用一次通过部分转化的工艺,在加工过程中采用共凝胶型催化剂,催化剂量装填多,分子筛含量少,芳烃饱和能力强,得到油品密度具有密度大、烟点高、热值高、芳烃低的特点。
目前,国内航煤生产技术主要有两类:
一是航煤加氢技术,该类技术主要加工直馏煤油组分,其反应部分常采用气相加氢工艺。目前,液相加氢工艺也开始应用到航煤加氢工艺中来,相比于气相加氢技术,其在催化剂利用效率、投资等方面具有一定优势;
二是加氢裂化生产航煤技术,该类技术以蜡油为原料,在反应压力>10MPa 的条件下生产航煤产品。
航空煤油的润滑性是航空煤油重要的使用性能之一。航空煤油有一定程度的润滑性,因为现代喷气发动机都使用航空煤油给燃料泵和某些流量控制元件润滑,如果润滑性不好,会造成燃料泵磨损,甚至是燃料控制系统卡死。航空煤油的润滑性用磨斑直径 ( WSD ) 来表示,WSD 越小其润滑性越好。GB6537-2018规定民用指标要求WSD不大于0.85mm。
航空煤油的洁净性是其安全使用的重要指标,洁净性不好的产品可能会导致油料传输与燃烧系统结焦、沉积、堵塞等问题。一般评价项目包括胶质含量:可以评价油品的生胶倾向,由于少量高沸点物质或易产生聚合反应的物质存在,会导致胶质含量过高,长期使用可能会造成积炭等问题;水反应(界面与分离指数):是评价油品与水能否达到快速有效分离的指标,油品中存在的少量杂质与添加剂会增加油与水的相溶性,如果水不易与航空煤油进行有效分离(水分离指数低),会造成油品中水含量高,产生燃烧不好或储存过程细菌生长等问题。