船舶柴油机使用低硫燃油的应对措施[1]

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《航海技术》 2007 年 第 6 期
② 据 BP 提 供 的 计 算 程 序 ( Fuel mix/dilution and its cost impact at change–over) , 预估需多少时间( T) 可 将燃油含硫量降至 1.5%。
例如: 条件是, 高硫 燃油含硫 3%, 低 硫 燃 油 含 硫 1.4%, 主副机耗油每小时 3.8 吨, 燃油沉淀柜存油 2 吨, 日用 柜存油 20 吨( 需酌加管路及滤器内存油) 。操作是, 在 所附档案- BP 程序中的曲线图上, 光标直接点在线上, 数 列 1 资 料 点 “15”显 示 “15, 1.49307876”, 其 中 15 为 小时, 1.49307876 为含硫量。 即, 依上述条件, 沉淀柜开始驳入低硫燃油后, 约 需 15 小时, 可将燃 油系 统 之 含 硫 量 降 为 1.49%, 符 合 进入限制区之要求。
·日用柜, 尽量将高硫燃油用到最少, 注意避免燃
油增压泵抽不到油。
·分油机, 从沉淀柜净化低硫燃油至日用柜, 若必
要, 调整燃油净油机比重环, 并注意排渣及油泥量。 ④ 记录 换油开始的 当 地 日 期 、时 间 、船 位,换 油 时 日 用 柜
和沉淀柜燃油含硫量和存量, 主副机各燃油流量表数 据等, 记入航海日志和轮机日志, 以供查验。
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和常用燃油分别设置日用柜及沉淀柜较有利。因为:
·低硫燃油较贵, 若油柜少, 进入 SECA 前就要开
始混油( 时间长短取决于两种油的含硫量, 日用柜和沉 淀柜的剩油量, 以及机器的耗油量) ;
·混和的两种燃油若兼容性不良, 可能威胁船舶
安全, 特别是在拥挤水道如英吉利海峡, 或海况恶劣水 域如北海、比斯开湾等。
基本排除燃气进入主、副机高温淡水支路的可能。 3.2 主机和副机的低温冷却淡水支路
这一路, 不必考虑滑油冷却器, 只需考虑空冷器。 故障期间, 主机负荷低, 增压压力低于淡水压力, 增压空气不可能漏入冷却淡水系统; 副机虽然负荷高, 但实际增压压力低于冷却淡水压力, 空气也不可能漏 入冷却淡水系统。实际验证, 当时打开主机和副机空冷 器放残管, 只有空气而没有残水泄出。可排除主、副机 增压空气进入低温淡水支路的可能。 3.3 空压机和制冷装置支路 主机中间轴承冷却水等, 不可能有压力空气; 空 调、冰机等运行正常; 而且故障期间船在巴拿马运河机 动航行, 主空压机频繁启动运行, 所以应重点考虑三台
此 外 , 美 国 加 州 空 气 能 源 部 ( California Air Re- sources Board, CARB) 要求, 距加州海岸 24 海浬之内, 发电机燃油使用精馏燃油 MGO( DMA) 或 MDO( DMB) , 含硫量≦0.5% m/m, 于 2007 年 1 月 1 日生效。 2 必备的证书
MARPOL 油样、DNV 化验油样、给供油船油样。
·在本轮加油接口处连续取样。 ·建立油样记录本。 ·燃油样品应保留至该批燃油用完为止, 但不得
少于 12Байду номын сангаас个月。 根据新加坡 CP60 要求, 在新加坡加油, 受油船所
准备的所有油样密封号码, 包 括送 DNVPS 化验的 油 样, 都必须将其号码写入加油签收单(BDR 或 BDN)。若 供油商拒绝合作, 可发送 Note of Protest 给新加坡海运 和港务局, 副本送新加坡 DNVPS。 3.3 关注低硫燃油的品质
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馏油) 为 2.5 cst。 ( 2) 密度
·四冲程发电机, 考虑其热值及漏泄影响, 与 HFO
相比较, 相同油门下输出将减小 6~15%, 特别是对于高 压油泵磨损的老机器。因此, 换用低硫燃油后, 要注意 发电机各缸油门变化情况, 避免因油门限制而低频低 压跳电。
·二冲程主机 , 一 般 都 留 有 足 够 的 裕 量 , 油 门 刻
·颗粒增加, 加剧排气阀机械磨损。 ·钒等成分会导致高温腐蚀, 特别是其含量高时。
对策是:
·化验时要注意钒、钠、镍、钙、硫等成分含量; ·依据燃烧室内的温度, 尽量使用镀铬排气阀以
减轻腐蚀, 尤其是四冲程柴油机。 3.4 换油的具体步骤
依船舶燃油油柜及管路系统的不同, 制定不同的 换油步骤。
日用柜和沉淀柜都只有一只, 换油步骤如下。 ( 1) 抵限制区前 ① 确认抵港 ETA, 以及抵达限制区域前之剩余浬 程和时间。
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水压力的设备, 寻找冷却淡水中空气的来源。 3.1 主机和副机的高温冷却淡水支路
主机高温冷却淡水支路, 故障期间压力正常, 没有 波动, 可先排除在外。
副机的高温冷却淡水支路: 此次故障前, 没有发生 过裂纹和裂穿; 故障时也没有某缸排温特别低和烟囱 冒白烟, 基本可排除副机缸套和缸盖裂穿的可能; 副机 增压器透平前排气压力低于高温冷却淡水压力, 烟气 不可能漏入冷却淡水系统。
由于油耗随海况而变化, 换油时间宜酌增。 ③ 换油 尽可能减少混油, 尽可能节省置换过程时间, 和降 低低硫质燃油的耗用( 低硫燃油价格较高) 。 进入限制区域界线前之 T 小时, 依次:
·沉淀柜, 第一步, 停止驳入高硫燃油; 第二步, 分
油到分油机接近低压报警, 底部高硫燃油尽量用至最 少, 停分油机; 第三步, 手动放尽底部高硫燃油; 第四 步, 驳入低硫燃油并适当加温。
度限制不是问题。但当使用低密度蒸馏油时, 与 HFO 相比, 相同转速下调速器会自动调节, 会有较小的油门 指示增加。
·扭矩限制及扫气压力限制, 对机器安全运行而
言, 一般也有充足的裕量。然而当主机是高压油泵磨损 的 老 机 器 、不 适 当 的 调 节 、恶 劣 天 气 、使 用 蒸 馏 油 等 , 都 会影响主机功率。因此, 恶劣天气使用蒸馏油, 必须密 切关注主机, 检查油门刻度的增加量。
( 1) 粘度 过低的粘度会导致燃油喷油设备损坏, 机器运行 参数受影响, 甚至会因此发不出全功率, 发电机跳电, 及激活困难。
允许的最小粘度为 1.8~3.0 cst ( 40 ℃) , 根据不同 的机型及不同的喷油设备而异。
ISO8217 规定 40 ℃时的最小粘度, DMA( MARINE GAS OIL) 为 1.5 cst; DMB( MARINE DIESEL OIL 型 蒸
·运行中, 气缸压缩比、喷油 定时、油头喷 油压力
等必须达到证书要求的值。
3 燃油的管理 3.1 燃油油柜及管路系统的改造
SOLAS 规定, 从 1998 年 7 月起, 要求 HFO 储存柜 ( 含日用柜和沉淀柜) 容量为两天全船燃油耗量。改造 油柜时, 从换油操作方便、经济和安全考虑, 低 硫燃油
( 1) 国际防止大 气污染证书 ( IAPP) , 最 迟 2008 年 5 月 18 日船上必备。
( 2) 焚烧炉, 符合 MEPC.76( 40) 决议的型式认可证 书。
( 3) 主 机 和 发 电 柴 油 机 , EIAPPC 或 符 合 证 明 ( Statement of Compliance with the NOX Technical Code, 缩写 SCNTC)。
·应有本轮船名和 IMO 编号, 油品的名称、数量、
密度、硫含量, 供油日期和地点, 供油商的名称、地址和 电话 。加油单据无 含硫 量 标 注 , 或 含 硫 量 超 过 4.5% m/m, 拒收。
·妥善存船三年以上, 备查。
( 3) 油样 按 DNV 要 求 取 四 瓶 , 分 别 为 存 船 油 样 、
Areas, 简 称 SECA) , 要 求 船 舶 设 备 的 SOX 排 放 控 制 在 6 g/kWh, 或 所 用 燃 油 含 硫 量 ≦ 1.5% m/m ( 等 效 ) 。 SECA, 2006 年 5 月 19 日波罗地海( BOLTIC SEA) 区域 生效; 2007 年 11 月 22 日北海和英吉利海峡区域生效。
( 2) 确认 No.3 主空压机漏气 通过运河后, 轮流单独使用 No.1 和 No.3 副机, No. 1 和 No.3 主空压机轮流单独工作, 并完全打开 No.1 和 No.2 主空气瓶放残阀以延长主空压机工作时间。 当 No.3 主空压机单独运行较长时间后, 运转的副 机高温冷却淡水低压报警, 且有空气放出, 证实 No.3 主空压机有空气漏泄。 隔离 No.3 主空压 机 , 检 查 其 高 、低 压 冷 却 器 并 泵 压试验, 发现 No.3 主空压机高压冷却器渗漏。 修复 No.3 主空压机高压冷却器后单独使用该机, 且完全打开 No.1 和 No.2 主空气瓶放残阀以延长其工 作时间, 未再发生副机高温冷却淡水低压报警。
为保持证书有效, 要求:
·检修设备换新规定的某 些零( 部) 件时 , 必须使
用经核准的有 I . D.号码的备件, 登记并记下其 I . D .号 码, 且符合证书内的要求。这些零( 部) 件包括燃油凸 轮 、活 塞 、缸 头 、燃 油 油 头 、油 头 喷 嘴 、高 压 油 泵 、油 泵 柱
塞偶件、空冷器、透平等。
( 3) 燃油的兼容性 兼容性与燃油的稳定性相关, 特别是两种燃油来 自于不同的产地, 以及精练过程不同。DNVPS 提示的 低硫燃油会导致的问题有:不稳定性, 不兼容性, 发火 和燃烧困难, 及催化剂颗粒水平的提高。 两种不同燃油相混, 可能引起不兼容, 导致燃油滤 器及分油机赃堵、高压油泵柱塞套筒偶件因沥青沉积
⑤ 调整, 换油期间:
·适度调整主机功率, 因为低硫燃油发热值低。 ·控制沉淀柜和雾化加热器油温 ( 低硫燃油黏度
相对较低) , 必要时黏度控制器转为半自动, 避免温差 剧烈起伏而导至机件热涨冷缩、汽化等效应, 造成燃油 高 压 泵 漏 油 、咬 住 、燃 油 输 出 量 减 少 、喷 射 延 迟 、雾 化 不
当然, 设置两个日用柜和两个沉淀柜, 只对频繁进 出 SECA 区域的船舶有意义。偶尔进出 SECA 或一直 在 SECA 区域内或外的船舶, 无此必要。
船舶计划坞修时改造油柜及管路系统, 较为经济 合理。
3.2 加装燃油 绝大多数船舶, 是通过控制所加燃油的含硫量, 来
达到符合规则要求的。
因此, 加装燃油时必须注意以下几点。 ( 1) 加装燃油申请和准备空油舱计划 若本轮有进入 SECA 区域航行的计划, 预先做好 加装含硫量低于 1.5%燃油的申请和准备空舱的计划。 ( 2) 加油单据
而粘牢等。
可采取的措施, 可能有:
·尽可能避免两种不同燃油相混。 ·有疑问的燃油, 相混前在船进行兼容性试验, 若
时间允许, 送实验室化验;
·混油的油柜要小, 使用混油的时间尽可能短。
( 4) 燃油中钒、钠、镍、钙、硫等及其颗粒 燃油加工厂家生产低硫燃油所使用的催化剂的残
留, 会提高燃油中钒、钠、镍、钙、硫等成分的含量, 增加 这些成分的颗粒。
船舶柴油机使用低硫燃油的应对措施
上海远洋运输公司 戴泽宏
1 法规的规定 MARPOL 73/78 公约附则 VI 已于 2005 年 5 月 19
日生效。其中第 14 条船舶限制硫化物 SOX 排放, 具体 规定为:
·2005 年 5 月 19 日全球范围, 所用燃油含硫量
≦4.5% m/m
·硫 化 物 排 放 控 制 区 域 ( SOX Emission Control
船 舶 柴 油 机 使 用 低 硫 燃 油 的 应 对 措 施— — — 戴 泽 宏
主空压机( 该船无副空压机) 。 ( 1) 排除 No.2 主空压机漏气 故障后: 航经巴拿马运河另一端船闸期间, 船舶周
边水域狭小, 引水员非常小心, 主机启停频繁, 空气消 耗量大, 三台主空压机频繁启动运行, 运行的副机, 除 No.2 副机外, 高温冷却水系统中始终有空气放出; 航经 巴拿马运河中间段, 主机一直处于运转中, 空气消耗量 很少, No.2 主空压机为第一备用( 不定时地自动补气至 主空气瓶) , 副机高温冷却水系统中始终没有空气放 出。由此断定, No.2 主空压机没有漏泄。
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