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硫控区船舶燃油管理


       国际海事组织以及部分国家、组织通过制定相关公约及地方性法规界定出诸多硫氧化物排放控制区,航运公司尤其是国际运营的公司作为直接的参与者和操作者,不但有责任、而且也有义务积极的遵守和推动相关法律和法规的实施,来共同保护我们的家园。那么,对于进入硫控区的船舶,该如何满足公约法规的要求,防止船舶造成污染和PSC检查滞留,又如何保证船舶设备的安全运行呢?


相关的公约、法规

自2015年1月1日起,相关公约、地方性法规规定必须使用含硫量不得超过0.10%(m/m)的燃油有关区域如下:

MARPOL 公约规定的SECA区域

       包括附则I第1.11.2条定义的波罗的海区域;附则V第5(1)(f)条定义的北海;附则VI附录VII规定的坐标所描述的北美区域。

欧盟的低硫油法令(Directive 1999/32/EC)

SECA区与IMO的规定一致,在其他欧盟港口停泊(包括系泊和锚泊)超过2 小时的船舶必须使用硫含量不超过0.1% m/m 的燃油。

土耳其

  进入其海事所辖港口,要求使用硫含量不超过0.1% m/m 的燃油。


船用低硫燃油的主要特点、标准和危害

因需求和成本问题,当前全球范围内极少有炼油厂能够生产硫含量小于0.1% m/m 的船用重质燃油,所以对于船舶来说就很难加装到满足SECA要求的重质燃油,不得已只能加装低硫船用轻质燃油。

1、 船用轻质燃油主要特点:低粘度、低闪点、低润滑性。

2、 ISO 8217-2012标准: 在标准中只有3种可以满足船舶使用要求的船用轻质燃油,即DMA、DMZ、DMB,当前船舶能够加装到的船用低硫轻质燃油基本都是ISO 8217-2012标准中的DMA燃油,通常称为LSMGO,其粘度在2.0-6.0CST(40℃)之间,闪点不低于60℃。

3、 危害:过低的粘度会加重设备的漏泄,使供给、增压泵以及高压油泵的压力降低,造成主副机的启动困难并使其低负荷的运转稳定性降低,同时,也会影响主机的加速性能。闪点相对较低,会给其储存和驳运带来一定的风险。其较差的润滑性会造成主副机高压油泵柱塞套筒偶件、油头针阀及输送泵的过度磨损,进一步加剧主副机的启动困难和低转速时转速不稳定的风险。


加装、储存、驳运和净化

       2013年之前建造的船舶基本上都没有配置单独的LSMGO舱,需要临时使用轻油舱及其沉淀、日用柜。如果能够对原有的油舱进行改造当然更好,但存在较大的难度,这里不做探讨。

准备进入硫控区的船舶必须尽早做好计划,对船舶原有的轻油舱,以及轻油柜中残存的其他油种彻底清除,特别是残存的油泥,更需彻底清除,这是导致LSMGO硫含量超标的重要因素。在清除的过程中,如不得已使用了清洗剂,要清除干净。

如轻重油加装管线为共用管线,需提前将加油管路中的存油放到其他舱中,尽量减少混油,(这里强烈建议为船舶加装或改造一套LSMGO专用加油管路,以减少不必要的麻烦和降低混油风险);加装LSMGO开始,需对共用的加油管线的内壁进行冲洗,让冲洗的油进入到其他舱中,一般情况下,将开始所加3-4M3的LSMGO先加装到其他舱中,而后再让其进入轻油或MGO舱;加油过程中要按IMO的要求采集油样,同时该油样需在船保存一年以上,并直到该油品用完为止;LSMGO闪点相对较低,根据ISO规定,船用燃油的闪点不能低于60℃,因此,在加装LSMGO时,一定要关注BDN上所标示的闪点,并保存加油收据3年以上。 

LSMGO燃油存在变质的可能,主要是里面存在一定的微生物,微生物会分解造成LSMGO的变质。所以,每次在计划进入硫控区前,务必提前取样检查油质是否存在问题。

对LSMGO净化分离,现有船舶所配置的燃油分油机型式不尽相同,应依据本船的分油机说明书,充分利用NOMOGRAM曲线图,依据温度和密度,确定最佳的分离流量,选择合适的比重环,来进行净化和分离。


轻重油转换


1从重油向低硫轻质燃油转换


考虑到LSMGO的特点、标准和危害,需要对燃油系统的加温、伴温设施进行提前检查和确认其是否能够彻底截止,如有泄漏需彻底止漏,以确保使用低硫油时能够控制好温度及合适的粘度。

准备换用LSMGO运行前,需对主副机燃油系统的混合容积进行准确的计算,根据换油时主机的负荷(MAN厂家建议:25- 40% MCR),计算出每小时的耗油量,从而准确地算出进入硫控区前换油的时间和船位。准确的时间和船位,一方面能确保系统中油种置换彻底,另一方面尽可能降低船东LSMGO的消耗。

根据MAN厂家的建议,其主机进机粘度不应低于2.0CST(40℃)。通常情况下我们所加的LSMGO的粘度在3cst左右,按照LSMGO粘温曲线图在70℃时将会达到2cst。因此,在转换过程中,主机负荷在25- 40% MCR运行时换油比较适宜,这样会避免燃油系统中温度的突变,从而避免柱塞套筒咬死、油头针阀和吸入阀损坏等问题。换油过程中,燃油系统中安全的温度变化量需控制在2.0℃/min之内。

在从重油向低硫轻质油(LSMGO)转换降温的过程中,系统温度降到100℃左右时,其温度下降开始变慢(1℃/5-10min)。此时,打开低硫油供给阀,关闭高硫油供给阀。这样,随着主副机的耗油,低硫油会逐渐地混入燃油系统的混油筒当中,但由于是在低负荷下换油,主副机燃油的耗量很小,低硫油混入的量就很小,燃油系统的温度下降不会太快,随着低硫油(LSMGO)不断的混入,燃油粘度逐渐降至5-7 CST时,此时,燃油系统中已混入大量的低硫油(LSMGO),燃油系统的温度在70-80℃。考虑到低硫油的特性,燃油系统的温度应尽快降低,通常以加大主机的负荷(一般情况下主机加至FULL AHEAD的负荷即可),从而加大低温的低硫油混入量,来实现燃油系统温度以相对较快速度降低,直至燃油系统中彻底转换为低硫油。没有设置低硫油冷却器的船舶,使用低硫油时,其温度一般可维持在43-47℃之间,粘度在2.1-2.7CST之间。


2自低硫轻质油(LSMGO)向重油转换


将主机负荷调至25-40%MCR,燃油系统在升温过程中,也必须避免其温度的突变,温度的变化量控制在2.0℃/min。依据低硫油的特性,温度升至75℃左右时,打开重油供给阀,关闭低硫轻质油(LSMGO)供给阀,使高温的重油逐渐混入燃油系统的混油筒,在这一过程中粘度值上升很慢,根据经验,当粘度值升至8-9CST时,其温度可升至100-110℃之间。此时,需将主机的负荷调至FULL AHEAD负荷以上,使燃油系统中残余的低硫油,尽快地燃烧掉,直至主副机燃油系统中全部置换为重质燃油。


设备的使用要求
主机

       在进入硫控区前使用LSMGO进行主机的正倒车试验,同时试验主机在DEAD SLOW的稳定性。如果由于漏泄严重,出现启动困难和转速不稳的情况,需要提前进行维护、更换备件。

主机使用LSMGO时,如果使用高碱性气缸油(BN70-100),多余的碱值无法被少量的硫分中和到合适的水平,就会造成减值过量,过量的碱值会破坏缸壁油膜并且加大活塞环咬死的可能性,增大缸套的磨损,产生碱性腐蚀,使缸套的内壁形成不同程度的漆光面,从而进一步加大缸套内壁油膜形成的困难。按照MAN厂家的要求,在使用LSMGO时,需要更换BN40以下的气缸油,现有大多数船舶没有配置专用低碱值气缸油柜,对于偶尔去硫控区的船舶,如果航行时间短(少于2天),可以合理适当地降低气缸注油率的方式进行应对。对于长期航行在硫控区的船舶,则需要加装低碱值气缸油。  


发电柴油机

       进入硫控区前使用LSMGO进行发电柴油机的启动试验和带负荷的运行试验。如果由于漏泄严重,出现启动困难和转速不稳的情况,需要提前进行维护、更换备件。

       高碱性的滑油对发电柴油机燃烧室的影响类似于上面提到的主机汽缸油对燃烧室的影响。除了瓦西兰发电柴油机对滑油碱性值不敏感外,其他机型的发电柴油机,如果在硫控区内少于两周,不需要更换低碱性滑油。发电柴油机厂家对于LSMGO的使用要求见下表:


机型

要求进机粘度

(CST)

更换滑油

YANMAR

1.8

<300小时不需要

WARTSILA

2.0

不需要

DAIHATSU

2.0

<300小时不需要


若船舶频繁进出硫控区,则应适当缩短发电柴油机高压油泵的解体检修周期,以尽可能减小其内部漏泄。若发电柴油机长时间使用低硫油,必须密切关注底壳滑油液位的变化和滑油的质量(包括粘度的变化、颜色及气味的变化等)。缩短取样化验的周期,根据化验结果采取相应的措施。同时应对缸套状态进行定期抽检,防止碱性腐蚀的发生。   


锅炉

       在进入硫控区的界线之前,应对锅炉进行换油,并进行LSMGO的运转试验,确认其燃油系统使用LSMGO的状况,特别是其燃油系统的供给设备、管路及燃油控制阀件的状况,以便发现问题,及早解决。

如果LSMGO与高硫油共用一个燃油系统,考虑到低硫油的特性,也需密切关注伴热管路是否能够彻底截止。  


使用低硫油后的检查

       现有船舶所配船的柴油机,在燃用LSMGO的过程中,运行的噪音会增大,燃烧组件磨损加剧,因此,在燃用过低硫油后,应对柴油机燃烧室组件进行详细检查。对于发电柴油机,需要检查燃油和进排气阀的驱动机构的磨损、缸头内部气阀组件及其间隙、油头的启阀压力等。对于主机,需要检查高压油泵(包括高压油泵的缓冲器)的漏泄状态,需要进入扫气总管对缸内状态进行检查。

跟据上面所述,为了保证船舶设备安全,需要船舶针对燃油供给设备、柴油机燃烧室的组件、及其他使用LSMGO的设备配有足够的备件。


外部检查注意事项

进入硫控区水域的记录要求:

1、进出硫控区水域的日期、当地时间以及船位(经纬度);

2、进出硫控区水域前换油操作开始和完成时的日期、当地时间以及船位(经纬度);

3、在该水域内每一台辅机、主机以及副锅炉使用的燃油的型号;

4、保持加油收据(BDN)、化验报告备查(其中包括:燃油的型号、加油数量和实际的硫含量等);

5、详细的燃油转换程序;

6、燃油转换的相关记录内容应以英文的形式简要记录在航海日志、轮机日志和换油记录表格中。

      根据船舶的经验,美国加州检查官上船后会检查加油收据、化验报告,查看燃油温度、粘度和低温警报记录,同时拍下照片,在主副机燃油供给泵滤器前取油样等。


相关文章请查阅《中国船检》2016.4

《硫控区船舶燃油管理》





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