硫氧化物排放控制区船舶燃用低硫燃油的措施

硫氧化物排放控制区船舶燃用低硫燃油的措施
2009年10月19日
内容提要：针对MARPOL 附则Ⅵ的要求，分析低硫燃油特点，推荐船舶进入硫氧化物排放控制区域（SECAs）提前换用低硫燃油的时间计算方法，提出燃用低硫燃油的技术措施。

关键词：MARPOL 附则Ⅵ低硫燃油硫氧化物排放控制区燃油转换措施
MARPOL73/78 公约附则Ⅵ《防止船舶造成大气污染规则》（简称附则VI）要求船用燃油含硫量：航行于一般地区小于4.5%（以下称高硫燃油）；航行于硫氧化物排放控制区域（SECA）小于1.5%（以下称低硫燃油）。

低硫燃油价格高。

因此，当前最普遍和有效的作法是，SECA 区域以外燃用高硫燃油，进入SECA 区域燃用低硫燃油。

这样做，涉及船上某些操作且要求较高。

本文分析低硫燃油的特点，提出SECA 区域船舶燃用低硫燃油的措施。

1 低硫燃油
低硫燃油与高硫燃油有区别。

（1）低硫燃油硅、铝含量较高
现代石化工业，为了提高轻质燃料油的产量，采用催化裂化技术，原油炼制过程中加入含有硅和铝元素的催化剂。

残渣油中催化剂的硅、铝颗粒很难全部分离出来。

硅和铝颗粒会像磨料一样：
●进入燃油系统加速高压油泵柱塞套筒偶件磨损、出油阀卡阻、喷油器针阀磨损；
●直接接触缸套、活塞环，嵌入生铁的石墨基结构中加剧磨损，严重时甚至拉缸、活塞环断裂、扫气箱着火、增压器喘振、增压器轴承损坏等，威胁船舶安全。

低硫燃油硅和铝含量有时超过25 ppm，而高硫燃油的硅和铝含量通常小于15 ppm（ISO8217 限定最高值80 ppm)。

（2）低硫燃油含硫量低
低硫燃油含硫量低，应使用总碱值低的气缸油。

燃用低硫燃油而使用高碱值气缸油，气缸油中多余的碱性物质会浓缩并黏附在缸套内壁上破坏缸套润滑油膜的完整性，加剧缸套、活塞环磨损，严重时导致拉缸、活塞环断裂等故障。

然而为低硫燃油配备低碱值气缸油需要专用油柜，小型船舶和现有船舶较难做到。

2 燃油转换
附则Ⅵ要求，船舶进入SECA 区域后，必须确保100%燃用低硫燃油。

这就要求船舶进入SECA 区域时，燃油日用柜及其出口到高压油泵的管路中，都是低硫燃油，不再有高硫燃油。

为减少低硫燃油消耗，船舶燃用100%低硫燃油的起点，理想情况是船舶刚好进入SECA 区域，既满足附则Ⅵ的要求，又避免低硫燃油消耗过多。

关键在于进入SECA 区域前正确选择开始转用燃用低硫燃油的时间：
●过早转换，自然不会违反附则Ⅵ的要求，但是消耗低硫燃油较多，造成经济损失。

●过迟转换，进入SECA 区域时，高硫燃油尚未耗尽，柴油机还在燃用高硫燃油，违反附则Ⅵ的要求。

若船舶配备专用的低硫燃油日用柜，进入SECA区域前需要消耗日用柜出口到喷油器之间管路里的高硫燃油，数量有限，便于计算提前量。

若船舶未配备专用的低硫燃油日用柜，进入SECA区域前需要消耗的高硫燃油，就包括沉淀柜的存油、日用柜的存油和日用柜出口到喷油器之间管路里的燃油，需计算确定耗尽高硫燃油需要多少时间，涉及：
●高硫燃油和低硫燃油的含硫量，
●沉淀柜、日用柜和日用柜出口到喷油器之间管路（含燃油雾化加热器）等所存高硫燃油数量，
●分油机分离量，
●主机耗油量等。

DNV 燃油化验室提供的稀释燃油含硫的计算方法，是：
①按沉淀柜、日用柜、管路等残存高硫燃油数量和主机耗油量，计算燃尽残存高硫燃油的时间；
②按高硫燃油（HSFO）含硫量和低硫燃油（LSFO）含硫量，从图1中查出“时间系数”；
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③上两项相乘，得出燃油稀释到含硫1.5%所需要的时间。

例如某轮：
①高硫燃油，沉淀柜剩2 吨，日用柜剩12 吨，管路存1 吨，主机耗油1.5 吨/小时，燃尽高硫燃油的时间是，（2+12+1）/ 1.5 =10 小时；
②按高硫燃油含硫量3.1%，和低硫燃油含硫量1.3%，从图中查出时间系数是260%；
③两项相乘，得出燃油稀释到含硫1.5%所需要的时间是，10 ×260% = 26 小时。

为缩短燃油转换提前时间，最直接办法是减少混油开始时刻燃油日用柜油位。

具体操作的轮机员，应在轮机日志上详细记录燃油转换过程，包括：
●转换时间和船位，
●转换时沉淀柜和日用柜存油高度和数量，
●转换后分油机分离量，
●主机耗油量（功率、航速），等。

若记录不清，或换油提前时间不充分，港口国检查官员可能有理由滞留船舶。

3 加装低硫燃油
（1）避免混装
低硫燃油舱，最好专用：
●不与高硫燃油混装，
●不同品牌/型号的低硫燃油，最好也不混装。

（2）油样
●在船舶加油总管处连续采集油样，
●共4 瓶，
●一瓶尽快送化验室化验，化验结果存档。

（3）加油收据（BDN）
●加油前，检查加油收据（BDN），确认低硫燃油的含硫量小于1.5%；
●BDN 存档，留船3 年。

最好检查硅和铝含量，并确认是按ISO8217 标准检测的结果（通常小于15 ppm，最高值80 ppm）。

（4）记录
每次加装燃油（不论低硫、高硫）的信息，详细记入《油水记录簿》和《船用燃油硫份记录簿》。

4 沉淀净化
低硫燃油沉淀净化，应保持沉淀柜温度80 ℃左右，较好地沉淀硅、铝颗粒；同时增加底部放残次数，有效排出沉淀的硅、铝颗粒。

同理，日用柜也要保持在90℃左右。

5 离心净化
硅、铝含量大于15 ppm 的燃油，必须分离和过滤。

为保证分油机的分离效果：
●根据燃油比重，选择合适的比重环；
●维持分油机燃油进口温度98℃；
●分油机分油量，通常小于额定流量的30%（航行中保持2 台燃油分油机并联运行）；
●设定合适的排渣间隔（硅、铝含量较高应适当缩短），保证进机燃油硅、铝含量小于10 ppm；
●保持运行监测电流、温度、振动、噪音等各参数，排渣时注意倾听排渣声音是否正常。

6 过滤
确保各滤器技术状态良好，使进机燃油硅、铝颗粒直径小于5μm：
●保持监测燃油系统中各滤器的工作，尤其进机前细滤器（过滤精度可达5μm）；
●发现脏污时，及时清洗；
●清洗时，检查各滤芯和密封垫床，发现破损或老化应及时换新。

7 气缸油
（1）降低气缸油注油率
若船舶不配备与低硫燃油相匹配的气缸油，一开始燃用低硫燃油就应逐渐减少气缸油注油量，最后稳定在与低硫燃油含硫量相匹配的数值，但也不能低于柴油机生产厂家推荐的最低注油量。

例如某船，主机型号KAWASAKI MAN B&W 6S50MC，功率9 750 HP，生产厂家推荐的气缸油最低注油率0.7 g/HP-h：
●燃用高硫(含硫4.25%) 燃油，日耗气缸油260Ltrs，相应注油率1.2 g/HP-h；
●燃用低硫(含硫1.2%)燃油，日耗气缸油应调低至180～190 Ltrs，相应注油率0.85 g/ HP-h。

（2）验证气缸油注油率适当
船舶到港，尽早检查缸内状况并完整记录：
●缸套内壁油润情况，有无拉痕；
●活塞环是否有粘连、卡阻、断裂；
●活塞头是否积碳，脏污程度及表面光洁度；
●缸底沉积物多少（若较多，应及时清洁，减少扫气箱着火危险）。

按缸内情况，调整气缸油注油率。

8 结束语
以燃用低硫燃油的方法满足附则Ⅵ关于SECA 区域的要求，船舶必须在进入SECA 区域前适当的时间提早转换燃油。

港口国监督严格，低硫燃油的品质（加油收据），以及燃油转换时间和当时日用柜存量等是重要证据，必须全面、如实、准确记录。

低硫燃油的加装、储存、净化等均应规范操作，还要及时、正确调整气缸油注油率，以防止损害设备，提高船舶的安全性和经济性。