浅谈船舶使用低硫燃油的对策

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49 科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATIONDOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2017.33.049浅谈船舶使用低硫燃油的对策①汤明 （江苏海事职业技术学院 江苏南京 211170）摘 要：在船舶营运中，通过燃用低硫燃油来减少硫氧化物排放已成为控制空气污染的有效措施。然而，低硫燃油的使用，使得燃油及系统的管理、船舶柴油机管理和船用锅炉的管理等方面出现了一些新问题。本文介绍了低硫燃油的规定，低硫燃油的特性及其管理危害性，以及船舶在使用低硫燃油时的应对策略。关键词：低硫燃油 危害性 策略中图分类号：U664.1 文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2017)11(c)-0049-03

①作者简介：汤明(1975,11—),男，汉族，江苏高邮人，硕士，讲师，研究方向：现代轮机管理。1 全球对船舶硫排放限制的进程船舶含硫氧化物废气的排放，造成的大环境气污染日趋严重，威胁到了人类的生存环境。船舶含硫氧化物的排放量，与船舶燃料的含硫量密切相关。为此国际社会积极的参与协调行动，制定了一系列的控制船舶硫氧化物排放的方案。(1)IMO自1997年起经过十多年的努力,在2008年10月最终通过了MARPOL公约附则VI，力图解决船舶造成的区域性空气污染问题,该附则规定了船用燃油硫含量的全球上限，及硫排放控制区(简称SECA)的排放要求，同时鼓励各成员国积极设立并扩大硫排放控制区。欧盟、美国、加拿大、中国都先后申请设立了硫排放控制区,如表1、表2所示。󰀡(2)欧盟(EU)通过2005/33/EC令发布，自2010年1月1日起，所有停靠欧盟港口的船舶，其燃油含硫量不得超过0.10%的最高限制（土耳其港口参照EU󰀡2005/33/EC令执行）(3)美国加利福利亚洲空气资源局发布2009-2号海事通告《关于加州水域及基线24海里内海船燃油含硫量和其他操作要求的规则》要求船舶在距加州海岸线24海里范围内航行时，下列要求对其有效：从2009年7月1日起，船舶使用的MGO含硫量≤1.5%，MDO含硫量≤0.5%。从2012年1月1日起，船舶使用的MGO或MDO的含硫量≤0.1%。(4)中国香港发布Bulletin󰀡1045-06/15-《Mandatory󰀡Low󰀡Sulphur󰀡Fuel󰀡Regulations󰀡-󰀡Hong󰀡Kong》规定自2015年7月1日起所有停靠香港水域的船舶，其燃油含硫量不高于0.50%。因此，现阶段船舶使用的低硫燃油，其含硫量几乎都≤0.1%(中国香港和中国大陆沿海要求≤0.5%)。实际上，目前市场上低于0.1%含硫量的燃油只有LOW󰀡SULPHUR󰀡MARINE󰀡GAS󰀡OIL(简称LSMGO)即：低硫轻柴油。2 低硫燃油的特性及危害性低硫燃油随产地变化和生产工艺的差别，其成分不尽完全相同。但其主要特性的共性表现如下。2.1 含硫量极低低硫燃油的含硫量不大于0.1%，有些地区供应的低硫油的含硫量甚至低于0.01%。这种油供给船舶柴油机使用时，显然与柴油机高碱性的气缸润滑油、系统油不匹配。船舶主柴油(二冲程)汽缸油的总碱值(TBN)过高，会造成气阀、缸套、活塞环、活塞环槽间的积炭过重，磨损加剧。发电表1 船舶燃油硫含量控制进程表船舶位置燃油含硫量限制实施日期2006年8月11日2007年8月11日2010年7月1日2012年1月1日2012年8月1日2015年1月1日2016年1月1日2020年1月1日非SECA4.5%3.5%0.5%SECA-波罗的海水域1.5%1.0%0.1%SECA-北海水域(含英吉利海峡)4.5%1.5%1.0%󰀡󰀡0.1%SECA-北美区域(美国和家加拿大沿岸200海里区域内)4.5%3.5%1.0%󰀡󰀡0.1%SECA-中国珠三角、长三角、环渤海(京津冀)水域4.5%3.5%自2016年1月1日起四年内逐步推进排放控制进程Copyright©博看网 www.bookan.com.cn. All Rights Reserved.科技资讯2017 NO.33SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION动力与电气工程

50科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION柴油机（四冲程）长期使用低硫燃油，则可能会引起缸套碱性腐蚀磨损、系统油颗粒物含量增加。2.2 燃油粘度极低含硫量低的LSMGO根据ISO8217:2005的标准，在40℃时的粘度为1.5～6.0CST。当燃油进入设备系统后受到设备散热的影响会进一步升温，燃油粘度会更低，可能会接近于零。这与柴油机和油泵运行所需油料的最小粘度至少为2CST时相矛盾的。燃油的粘度低，润滑性能会变差，长期使用会造成设计为使用高硫燃油的柴油机的高压油泵的柱塞套筒偶件磨损加剧，造成燃油泄漏，进而对柴油机的动力性能产生负面影响，严重时会导致柴油机启动困难。泄漏的燃油进入到柴油机的油底壳，还会引起油底壳滑油油位增加，滑油粘度降低等变质现象。对于船用燃油锅炉而言，长期使用低粘度的低硫油会造成油泵磨损和系统泄漏，特别是油枪滴漏。此外，燃油的低黏度低，在油压保持不变的情况下，锅炉燃烧器的喷出的油束的着火点会变得离喷油器很近，锅炉点火很难成功，锅炉不能正常运行，从而影响船舶的正常操作。2.3 密度低、闪点低、挥发性强含硫量低的LSMGO在15℃时的密度通常在820.0～889.0kg/m3,闪点接近60℃(IOM规定船用燃油的闭口闪点不得低于60℃),其挥发性能较强。低硫燃油的这种特性，给船舶燃油储运安全管理造成了一定的负面影响。挥发性强可能会导致燃油在系统中受热气化，使柴油机无法启动。设计为燃烧重油的锅炉使用低闪点、易挥发的低硫轻油，锅炉的喷油嘴不能适应低密度油品，燃油喷入炉膛的油束严重变形，易产生锅炉熄火，熄火后泄漏到炉膛的燃油挥发成油气聚集在炉膛内，容易产生爆炸危险。2.4 低硫燃油的硅、铝含量高低硫燃油在生产过程中，为了去除燃油中的硫分，加入了较多的催化剂，使得燃油的硅、铝含量增多。船舶柴油机使用硅、铝含量较高的燃油易导致高压油泵的柱塞偶件、油头的针阀偶件、活塞环、活塞、缸套及气阀的的磨损加剧。锅炉使用硅、铝含量较高的燃油会引起油泵和油枪的磨损，严重时锅炉无法燃烧运行。3 船舶使用低硫燃油的对策分析针对低硫燃油的使用规定、特性和危害性，轮机人员必须认真研究相关法规,分析燃油性能参数,不断总结经验确保低硫燃油的船舶的安全储运与使用。3.1 加强低硫燃油的加装和储运管理低硫燃油的加装、储存和驳运工作是确保油品质量的关键性工作，因此必须注意以下问题。(1)低硫燃油加装，应通过低硫油管路将油加入低硫油舱，如果高硫、低硫油共享加油管路，应确保管路清洁，同时加装高硫燃油和低硫燃油时，应先接收低硫油，再接收高硫燃油。(2)加油前应认真核对供应商提供的燃油规格表，特别要查看硫含量、闪点、含水量、杂质等参数，确保燃油符合船用要求。(3)加油过程中，采用中采用IMO认可的设备全程采集油样。(4)燃油加装结束后应妥善保存BDN、MSDS及油样。(5)如果船上没有低硫油驳运和日用系统，使用前应该将系统中的高硫油冲洗干净。3.2 精确计算换油时间，认真做好换油记录，确保SECA燃油的含硫量符合要求相关公约和法规都要求船舶一旦进入SECA控制线，其燃油系统中所使用的燃油就必须符合控制要求，这就需要轮机人员根据本船的燃油系统的特点和换油程序进行精确的计算。实际上，大多数船舶都配有相关船级社提供的换油计算软件。另外，换油期间轮机长务必在专门的记录簿、轮机日志及航海日志上记录换油起止时间及船位、进出SECA的时间和船位、换油前后各油舱的存量,以便PSC检查。3.3 重视柴油机润滑油管理低硫燃油的含硫量低，与柴油的气缸油和系统油不匹配。解决此问题应从以下几点考虑。(1)适当降低气缸油的供给量，将注油率控制在柴油机说明书规定值的下限。(2)换用柴油机说明推荐的碱性低的汽缸油，如果船上设有通过低硫油汽缸油柜，应及时转换油柜为柴油机供应合适的气缸油。(3)及时检查柴油机的气缸状况，合理调节注油率，防止润滑不足和碱性腐蚀。(4)对于四冲程柴油机，应密切关注油底壳滑油的粘度、颜色和气味等，适当缩短滑油检验周期。3.4 提高视情维修意识，加强机械设备的维护检修工作低硫燃油的粘度低，润滑性能差。在使用低硫燃油时应注意以下几点。(1)加强对主、副机高压油泵在使用低硫燃油后的检查，如发现燃油泄漏，及时对其进行解体检修，更换密封元件等，另外，换用低硫油后，对于使用时间较长，柱塞偶件间隙相对较大的高压油泵，应及时换新柱塞偶件，如无法更换，表2 中国珠三角、长三角、环渤海(京津冀)水域船舶燃油硫含量控制进程表

注：具体的排放控制时间节点，以各海域的辖区的规范性文件为准。日期排放控制区内核心港口非核心港口航行中2016年1月1日0.5%(部分有条件的港口)3.5%3.5%2017年1月1日0.5%3.5%3.5%2018年1月1日0.5%0.5%3.5%2019年1月1日0.5%0.5%0.5%2019年12月31日前评估控制控制效果，进而采取措施：(1)推进使用硫含量≤0.1%的燃油;(2)扩大控制区等

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51 科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION(上接48页) 则可能因为泄漏严重，导致主副机启动困难，此时，应派专人在油泵齿条处值守，必要时人为可以协助机器推动油门齿条，确保启动成功。轮机长应提前做好针对启动困难、功率降低的应对措施。(2)对于使用润滑性能差的低硫燃油的锅炉，应停止其燃油系统的加热，确保加温阀，全部关闭，必要时加盲板；轮机人员当班巡查时，应密切注意燃油泵的状况，注意锅炉油压和油温的变化；针对燃油粘度低，密度低的状况，应对锅炉的燃油压力进行及时的调整，必要时及时切换锅炉燃油泵，合理调整燃烧器的风油比确保锅炉保持良好的燃烧状态。3.5 加强燃油分油机的管理使用低硫燃油时，介于其含有较高的硅、铝等杂质，可通过下列措施来提高燃油的洁净度。(1)通过分油机对燃油进行分离净化处理，可采取适当缩短分油机排渣周期，降低分离量等措施来提高分离净化效果，对于有比重换的分油机应根据燃油的密度合理选择比重环。(2)更换燃油系统中的滤器，采用过滤精度更高的滤芯，将杂质从燃油中尽量过滤干净。3.6 严格按照操作规程，进行燃油的切换操作船舶在进出SECA时，燃油系统需要进行高硫燃油与低硫燃油的相互转换(即HFO与LSMGO之间的转换)。每条船都有符合本船特点的燃油转换程序应严格按照本船的程序操作。尤其要注意以下几点。(1)严防燃油转换过程中油温突变，将油温的变化控制在2℃/mim以内。(2)正确操作燃油系统的回油阀，严防误操作导致高硫燃油进入低硫油柜。4 结语随着全球范围内环境保护力度的加大，船舶硫氧化物排放控制区域将逐渐扩大。船舶轮机人员应切考虑船舶设备安全，认真做好船舶使用低硫燃油的管理工作，确保船舶能够安全地使用低硫燃油，为保护地球的空气环境做出自己的贡献。参考文献[1]󰀡周明顺.船舶柴油机[M].大连：大连海事大学出版社,2014.[2]󰀡陈亮,周明华.ME-B型柴油机燃油管理中注意要点[J].世界海运,2013,36(11):36-38.[3]󰀡付乾坤.二冲程柴油机在低硫燃油下的气缸润滑[J].中国水运,2012,12(2):98-99.[4]󰀡何伟腾.浅谈重质船用燃油及添加剂的使用[J].广东造船,1997(3):20-22.[5]󰀡中华人民共和国交通部.珠三角、长三角、环渤海(京津冀)水域船舶排放控制区实施方案[Z].2015.