试论船舶硫排放控制对轮机设计的影响及对策

试论船舶硫排放控制对轮机设计的影响及对策
发布时间：2022-07-24T09:17:25.711Z 来源：《工程管理前沿》2022年第3月5期作者：季泳镇
[导读] 本文主要深入探讨船舶硫排放控制对轮机设计的影响，首先阐述国际范围内船舶硫化物的排放现状及存在问题季泳镇
（江苏扬子鑫福造船有限公司，江苏，泰兴 225453）
摘要：本文主要深入探讨船舶硫排放控制对轮机设计的影响，首先阐述国际范围内船舶硫化物的排放现状及存在问题，其次分析硫化物排放对船舶轮机设计产生的影响，具体从船柜设计、管路设备等方面出发进行详细阐述，最后以上述内容为基础明确对应的改进措施。

关键词：船舶设计；硫排放控制；轮机设计
引言
在世界范围内，如何更好地控制船舶硫排放是各个国家与相关组织重点研究的领域内容。

2010年，欧盟组织根据硫化物排放现状制定了相关规定，要求明确在所管辖区域内各大港口船舶硫排放量不得高于0.1%；我国根据船只流排放的现状也提出了对应要求，在各项规定与要求方案中明确指出必须深入贯彻绿色行业发展要求，促进船舶节能减排，降低船舶硫排放对我国生态环境造成的污染。

一、船舶硫化物排放问题概述
船舶运行过程中需消耗燃料，其中就包含多种含有硫化物的燃料。

因此船舶在运行或启动过程中会产生具有二氧化硫成分与三氧化硫成分的硫化物，其中二氧化硫与三氧化硫的比例可近似达到15:1。

尽管在此类硫化物中，三氧化硫的含量相对较低，但是当三氧化硫成分与空气中的水蒸气有效结合时，会形成具有严重污染性质的硫酸盐产物，从而对大气环境与生态环境造成不可恢复的负面影响。

例如，当三氧化硫产物与水蒸气大量结合时会导致区域出现酸雨天气，酸雨不仅会给当地农作物造成严重戕害，还会给人们带来生活困扰与健康危害。

因此，有效控制船舶硫化物的排放具有显著的现实意义。

近些年随着绿色发展理念的持续深入，各国均对船舶硫化物排放情况标准作出相应调整，可根据时间节点分为三个不同阶段，具体情况表1所示。

表1 不同时间节点船舶硫化物排放量限制表
二、船舶硫化物排放对轮机设计的影响分析
(一)燃油系统分析
在有效降低船舶硫排放量的过程中，可对现有的燃油系统进行更新换代与优化改进，以此有效促进目标达成，但在执行相关举措过程中必须经过严密的审查分析，从而保证船舶轮机设计的科学合理。

燃油系统设计中，可选择应用全自动控制方式，对相关设备进行改进，确保设计流程满足船舶硫控制需求，提升船舶运行稳定性。

不同含硫量的燃油在转换过程中，应考虑燃油每分钟进入主机的温度，对温度值进行控制，通常温度差应控制在5℃以内。

(二)管路与设备分析
进入发动机的重质燃料油的温度约为135℃。

在转换燃料油和船用轻柴油时，如果将船用轻质船用轻柴油和燃料油直接完全转化，温差会很大，会导致内部硬件在短时间内发生太多变化，使硬件损坏。

因此，除了冷却器设置外，还必须在设备入口附近添加一个全自动粘度调节器，以实现输入燃料温度符合标准规定，控制燃烧时间，保证充分燃烧，提高燃料转换率，这样就可以降低含硫物质的排放。

基于此，在进行指定操作之前，通过必要的转化准备工作，可达到控制硫排放的目的。

为进一步促进燃油温度的降低，相关技术人员可对油料粘度进行研究。

除此之外，在管路系统应用过程中可改变冷却器数量，并且通过调节冷却器的安装位置对轮机的设计水平加以改变。

因此在实际管路与设备应用过程中，必须对冷却器位置设计加以重视，从而有效降低船舶硫化物的排放量。

主要包含以下几个方面：第一，相关技术人员可在设备出口处完成冷却器安装。

通过该方案可以有效对燃油的粘度进行监测与观察，以此进一步促进船只整体工作速率的提升。

但是在应用这种方案的过程中，需对冷却器设备以及相关部件的性能进行严格把关。

在这一过程中，轮机循环泵以及给水泵的润滑效果会有所降低，因此更加有利于促进船舶硫化物排放的有效控制；第二，相关技术人员在将冷却器安装位置设置于循环泵处时，需在安装前对实际工况加以观察，确定工况条件符合标准后再安装。

技术人员的实操会对柴油粘度造成影响，从而使得相关的数据指标有所波动，因此在设计过程中设计方案水平的高低对于循环泵或者整个设备而言会有较为明显的影响，必须以安全性与稳定性为首要前提；第三，相关技术人员在应用设计方案过程中，要综合考虑设计方案对冷却器设备的影响。

在有效控制船舶硫化物排放过程中，对相关设备进行控制与管理是重要途径之一。

因此要对设备实际应用情况进行密切观察。

要坚持经济性的基本原则，将成本控制在预期内，在此基础上对船舶排放系统以及供油系统进行优化与改进。

在综合考量供油系统的影响因素时，要将其作为船舶轮机动力源的作用加以重视，必须密切观察其结构以及相关部件零件，从而进一步提升管道以及设备运行水平。

(三)船柜设计分析
船舶轮机设计过程中，首先应核心考虑的问题为船柜问题。

相关技术人员可提高低硫油舱以及相关部件的应用率，从而优化船柜设计，达到优化轮机设计情况的同时，实现有效控制船舶硫排放的目的。

据相关研究可知，在应用此类设计方案的过程中可进一步实现有效控制氯化物的排放，从而使得船舶的实际设计与应用过程符合相关污染物排放标准要求，进一步促进环境保护。

具体而言，在不同的区域政策要求中对船舶的轮机设计也有所差异，但是其中对燃料原料的要求具有较高的一致性，均指出需应用含硫量相对较低的燃料，从而对油舱结构进行优化与升级。

可利用澄清舱、储存舱、日用舱三者合并配置的优化方案，以进一步促进船柜设计方案的优化。

三、有效控制船舶硫化物排放的具体举措
(一)有效应用含硫量较低的燃油与清洁能源
为进一步控制船舶硫化物的排放情况，使用硫化物含量较低的燃油燃料是最佳的解决途径。

此举可以从根源上实现对含硫化物物质的控制与管理，从而更好地保护海洋环境，还可以进一步促进清洁能源的发展。

现阶段我国在贯彻落实控制船舶硫化物排放量的过程中，主要通过以下两种方案达成目标：第一，在船舶靠岸或靠近码头之前提前关闭引擎，从而降低硫化物的排放量；第二，在靠近目标码头或者目标港口时，将燃料更换为含硫量较低的燃料。

但是上述两种方案在应用过程中均使得船舶的运行总成本有所提高，并且近阶段含硫量相
对较低的燃油在市场中较为紧缺，相关类型的燃料价格普遍较高，不利于有效控制船舶运行总成本，不能有效贯彻经济性的要求，导致与预期成本要求相差较大。

因此船舶在运行过程中，相关管理人员应综合考虑多种因素的共同影响，选择价格更为低廉的清洁能源替代高硫能源。

(二)优化应用废气洗涤和相关先进技术
在有效控制船舶硫化物排放的过程中，技术人员可以对废气洗涤和相关先进技术进行优化与改进，从而降低硫化物排放量，加强海洋环境保护。

废气洗涤操作是降低硫化物排放量的核心途径，因此有效结合先进理论与技术对现有的洗涤设备与洗涤技术进行更新换代与改进，可有效降低硫化物含量，最高可达至去除70%的目标，具有较好的应用效果。

当船舶船只靠近港口海岸线或码头时，可选择应用淡水的洗涤处理模式，通过分离设备处理船舶中的污染物，使得最终排出的废气符合相关的排放标准要求。

当船舶在我国海域范围外行驶时，可通过该系统对碱性含量相对较高的海水进行清洁处理，从而使得排放物中没有不符合相关要求的污染物质，通过这种循环排放的方式，有效提高对海洋环境的保护程度。

结论
船舶运行过程中是否对船舶硫排放进行有效控制，将会对船舶轮机设计产生重要影响。

为了进一步保护海洋环境、促进绿色资源的有效保护，必须对船舶硫排放的相关情况进行有效管理，通过制定严格的排放标准、应用先进的控制技术，进一步提高管控力度。

参考文献：
[1]沈李洋.船舶硫排放控制对轮机设计的影响探析[J].科教导刊-电子版（下旬）,2022(1):281-282.
[2]马佳炜.船舶硫排放控制对轮机设计的影响[J].船舶物资与市场,2021 (7):33-34.。