น้ำมันดีเซล (Diesel Fuel Oil) เป็นผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการกลั่นปิโตรเลียม มีความหนืดและจุดเดือดสูงกว่าน้ำมันเบนซิน เป็นน้ำมันที่ใช้สำหรับเครื่องยนต์ดีเซล ซึ่งเครื่องยนต์ดีเซลส่วนมากจะเป็นเครื่องยนต์ขนาดใหญ่ให้กำลังสูง เหมาะสำหรับงานหนัก เช่น เครื่องยนต์รถบรรทุก รถแทรกเตอร์ เรือเดินสมุทร และเครื่องต้นกำลังโรงไฟฟ้า เป็นต้น
10.1.1 ประเภทของน้ำมันดีเซล
3. น้ำมันดีเซล No. 4–D ใช้กับเครื่องยนต์ความเร็วรอบต่ำ (Low Speed Diesel)
ASTM แบ่งเกรดของน้ำมันดีเซลออกเป็น 3 ชนิด คือ
1. น้ำมันดีเซล No. 1–D ใช้กับเครื่องยนต์ความเร็วรอบสูง (High Speed Diesel)
2. น้ำมันดีเซล No. 2–D ใช้กับเครื่องยนต์ความเร็วรอบปานกลาง (Medium Speed Diesel)
2. น้ำมันดีเซลหมุนช้า หรือน้ำมันขี้โล้ มีค่าซีเทนอย่างต่ำ 45 เหมาะกับเครื่องยนต์ความเร็วรอบปานกลาง และเครื่องยนต์ขนาดใหญ่ ความเร็วต่ำกว่า 1,000 รอบต่อนาที เช่น เรือเดินสมุทร เครื่องปั่นไฟฟ้าขนาดใหญ่ เป็นต้น
10.1.1 ประเภทของน้ำมันดีเซล (ต่อ)
ประเทศไทยใช้น้ำมันดีเซล 2 ประเภท คือ
1. น้ำมันดีเซลหมุนเร็ว หรือเรียกว่า น้ำมันโซล่า มีค่าซีเทนอย่างต่ำ 47 ใช้กับรถยนต์ดีเซลทั่ว ๆ ไป เช่น ปิกอัพ รถบรรทุก รถแทรกเตอร์ เรือประมง เป็นต้น
10.1.2 คุณสมบัติของน้ำมันดีเซล
1.ค่าซีเทน (Cetane Number) เป็นตัวเลขแสดงค่าความสามารถต้านทานการน็อกของเครื่องยนต์ดีเซล
การหาค่าซีเทนด้วยวิธี (Diesel index)
(1) วิธี Diesel Index เป็นวิธีหาค่าซีเทนของน้ำมันดีเซลโดยไม่ต้องใช้เครื่องยนต์ทดสอบ เป็นวิธีทำได้ง่ายสะดวก โดยใช้สารอะนิลีน (Aniline) เป็นสารเคมีที่มีสีขาวละลายรวมกันเป็นเนื้อเดียวกับน้ำมันดีเซลได้ที่อุณหภูมิหนึ่ง อุณหภูมิจุดนี้เรียกว่า จุดอะนิลีน (Aniline Point)
ตัวอย่างการคำนวณ
น้ำมันดีเซลที่กลั่นได้มีค่า API Gravity เท่ากับ 35 เมื่อนำไปผสมกับสารอะนิลีนจะรวมตัวกันที่ 160 ๐F แทนค่าลงในสูตรคำนวณ
จากสูตร DI =
DI = = 56
ค่า DI เท่ากับ 56 ดังนั้นสรุปได้ว่าค่าซีเทนนัมเบอร์จะมีค่าประมาณ 56
การหาค่าซีเทนด้วยวิธี (Diesel index) (ต่อ)
(2) การหาค่าซีเทนด้วยวิธีดัชนี (Cetane Index) สามารถหาค่าซีเทนสำหรับน้ำมันดีเซลชนิดใส โดยใช้สูตรคำนวณดังนี้
CCI = 97.833 (log T) + 2.2088 (G) (log T) + 0.01247 (G)2 + 423.51 (log T) – 4.808 (G) + 119.59
เมื่อ CCI = ดัชนีซีเทน
G = API Gravity ที่ 60 oF
T = อุณหภูมิการกลั่น 50% ที่ 1 atm
10.1.2 คุณสมบัติของน้ำมันดีเซล (ต่อ)
2. ความหนืดของน้ำมันดีเซล (Viscosity) เครื่องยนต์ดีเซลต้องการน้ำมันดีเซลที่มีความหนืดเพื่อหล่อลื่นระบบฉีดเชื้อเพลิง เช่น ปั๊มแรงดันสูง (Injection Pump) และหัวฉีดเชื้อเพลิง หากความหนืดน้อยการสึกหรอจะสูง แต่ถ้าหนืดมากการกระจายเป็นฝอยจะไม่ดี การเผาไหม้จะไม่สมบูรณ์ทำให้เกิดเขม่าหรือควันดำ ความหนืดของน้ำมันดีเซลหมุนเร็วมีค่าประมาณ 1.8–5.0 เซนติสโตกส์ (Centistokes; cSt)
10.1.2 คุณสมบัติของน้ำมันดีเซล (ต่อ)
3. จุดไหลเท (Pour Point) คือ อุณหภูมิต่ำสุดที่น้ำมันเริ่มไม่ไหล มีความจำเป็นสำหรับเครื่องยนต์ดีเซลที่ใช้ในประเทศที่มีอากาศหนาวเย็น
4. ปริมาณกำมะถัน (Sulphur) เนื่องจากการกำจัดกำมะถันออกจากน้ำมันเชื้อเพลิงจนบริสุทธิ์ทำได้ยากมาก จึงกำหนดเป็นปริมาณที่ยอมให้มีได้ตามกำหนด ซึ่งมาตรฐานกระทรวงพาณิชย์กำหนดให้มีได้ไม่เกิน 0.10% โดยน้ำหนัก
10.1.2 คุณสมบัติของน้ำมันดีเซล (ต่อ)
5. เถ้า (Ash) เถ้าที่เหลือจากการเผาไหม้จะเป็นอันตรายต่อแหวนและกระบอกสูบ เถ้าที่เกิดขึ้นต้องไม่เกินมาตรฐานกำหนด เนื่องจากเถ้าเป็นของแข็งจะเกิดการขัดถูกระบอกสูบทำให้เครื่องยนต์สึกหรอเร็วกว่าปกติ
6. น้ำและสิ่งสกปรก (Water & Sediment) สิ่งเจือปนเหล่านี้มาจากการขนส่งและอุปกรณ์เก็บรักษา จะมีผลทำให้ไส้กรองอุดตัน กัดกร่อนระบบทางเดินน้ำมัน และทำให้ปั๊มและหัวฉีดสึกหรอ
10.1.2 คุณสมบัติของน้ำมันดีเซล (ต่อ)
7. จุดวาบไฟ (Flash Point) คือ อุณหภูมิต่ำสุดที่น้ำมันระเหยเป็นไอมีจำนวนมากพอจะลุกติดไฟได้วูบหนึ่งแล้วดับ จุดวาบไฟไม่มีผลเกี่ยวข้องกับสมรรถนะของเครื่องยนต์ แต่ใช้เพื่อการเก็บรักษาให้เกิดความปลอดภัย
10.1.3 การปรับปรุงคุณภาพน้ำมันดีเซล
1. สารช่วยการจุดระเบิด (Ignition Improver) ช่วยในการจุดระเบิดที่สมบูรณ์ ลดควันดำในไอเสีย การตอบสนองอัตราการเร่งและสตาร์ทติดได้ง่าย
2. สารชะล้างหัวฉีด (Detergent) ทำหน้าที่ชะล้างทำความสะอาดหัวฉีดและระบบเชื้อเพลิง ช่วยให้การเผาไหม้เชื้อเพลิงสมบูรณ์และประหยัด
3. สารป้องกันการรวมตัวกับออกซิเจน ช่วยป้องกันไม่ให้เกิดสิ่งสกปรก ทำให้น้ำมันสะอาด ไม่เกิดการอุดตันบริเวณไส้กรองน้ำมันดีเซล และรักษาสภาพน้ำมันดีเซลให้คงตัวแม้จะปล่อยทิ้งไว้นาน
10.1.3 การปรับปรุงคุณภาพน้ำมันดีเซล (ต่อ)
4. สารป้องกันสนิมและการกัดกร่อน (Anti–Corrosion) ช่วยป้องกันการเกิดสนิม อันเนื่องจากน้ำที่เกิดจากการเผาไหม้หรือความชื้นในอากาศที่อาจเกิดขึ้นบริเวณท่อน้ำมันหรือถังน้ำมัน ซึ่งบางครั้งเศษสนิมอาจหลุดไปอุดตันบริเวณไส้กรองหรือหัวฉีดได้
5. การลดการเกิดฟอง (Anti–Foam) ช่วยลดการเกิดฟองของน้ำมัน ซึ่งมักหกล้นเปื้อนสีรถขณะเติม และทำให้เติมน้ำมันได้เร็ว ไม่เสียเวลารอในการสลายของฟองน้ำมัน
10.1.4 ข้อควรระวังในการใช้น้ำมันดีเซล
โดยทั่วไปอันตรายจากน้ำมันดีเซลคล้ายกับอันตรายจากน้ำมันเบนซิน แต่น้ำมันดีเซลไม่มีสารประกอบของตะกั่วจึงมีพิษน้อยกว่า แต่อย่างไรก็ตามน้ำมันดีเซลเป็นเชื้อเพลิงที่ติดไฟได้ง่าย จึงต้องระวังไม่เก็บใกล้แหล่งความร้อน ประกายไฟ เปลวไฟ หรือสารเคมีประเภทไวไฟ (Strong Oxidants) เช่น คลอรีน เป็นต้น
น้ำมันเตาเป็นผลิตภัณฑ์ที่ได้จากกระบวนการกลั่นน้ำมัน เป็นน้ำมันที่มีความสำคัญต่อเศรษฐกิจและสังคม เนื่องจากเป็นปัจจัยสำคัญในการผลิตสินค้าอุปโภค บริโภค และเป็นเชื้อเพลิงในการผลิตกระแสไฟฟ้า
10.2.1 คุณลักษณะน้ำมันเตา
น้ำมันเตามีคุณสมบัติข้นเหนียวมากกว่าน้ำมันดีเซล มีสีน้ำตาลเข้มจนถึงดำคล้ายน้ำมันเครื่องที่ใช้แล้ว น้ำมันเตาชนิดใสจะใช้กับเครื่องยนต์รอบช้า เช่น เครื่องยนต์เรือเดินสมุทร เครื่องยนต์ของโรงจักรไฟฟ้า ส่วนชนิดที่มีความข้นสูงจะใช้กับเตาหม้อไอน้ำของโรงงานอุตสาหกรรม เตาหม้อไอน้ำผลิตกระแสไฟฟ้า เตาเผาซีเมนต์ และเตาถลุงเหล็ก เป็นต้น
10.2.2 ประเภทของน้ำมันเตา
น้ำมันเตาที่ใช้ในประเทศไทยตามประกาศของกระทรวงพาณิชย์แบ่งเป็น 5 ชนิด
ตาราง คุณลักษณะของน้ำมันเตาตามประกาศทะเบียนการค้า
ตาราง (ต่อ) คุณลักษณะของน้ำมันเตาตามประกาศทะเบียนการค้า
10.2.3 คุณสมบัติและการทดสอบ
1. จุดไหลเท (Pour Point) คือ อุณหภูมิต่ำสุดที่น้ำมันหมดสภาพเป็นของเหลว (จุดไม่ไหล) การทดสอบจะนำน้ำมันใส่หลอดแก้วทำให้อุณหภูมิเป็นลบ และนำหลอดออกมาทดลอง ดูทุก 5 oF ที่อุณหภูมิลดลง ถ้าน้ำมันไม่ไหลภายใน 5 วินาที คือ จุดไหลเท
2. ความหนืด (Viscosity) ความหนืดของน้ำมันเตามีความสำคัญต่อการเลือกหัวเผาในการฉีดน้ำมันให้เป็นฝอยละออง เพื่อให้การเผาไหม้สมบูรณ์ ความหนืดมีหน่วยวัดเป็นเซนติสโตก (cSt)
10.2.3 คุณสมบัติและการทดสอบ (ต่อ)
3. องศา API (API) เป็นตัวเลขแสดงค่าความถ่วงจำเพาะของน้ำมัน ตัวเลขสูงแสดงว่าเป็นน้ำมันเตาคุณภาพดี ตัวเลขต่ำเป็นน้ำมันที่มีความหนืดสูงคุณภาพต่ำ
4. กำมะถัน (Sulphur) กำมะถันจะกัดกร่อนชิ้นส่วนที่เกี่ยวข้องกับการเผาไหม้ ก๊าซไอเสียที่มีซัลเฟอร์ไดออกไซด์เมื่อทำปฏิกิริยากับน้ำจะเป็นกรดกัดกร่อนปล่องไอเสียและเป็นมลพิษ
10.2.3 คุณสมบัติและการทดสอบ (ต่อ)
5. เถ้า (Ash) คือ สารอนินทรีย์ที่เหลือจากการเผาไหม้ ปริมาณเถ้าขึ้นอยู่กับฝุ่นผงที่ผสมในน้ำมันเตา เถ้ามีผลทำให้อุปกรณ์เผาไหม้เกิดความสึกหรอและเป็นฉนวนนำความร้อน
6. ปริมาณน้ำและสิ่งสกปรก (Water & Sediment) ในการเผาไหม้น้ำมันเตาแต่ละครั้งอาจมีน้ำและสิ่งสกปรกพวกฝุ่นผงปนมา