季長福
(南京金建業船舶管理有限公司)
在實踐中,低硫油存在粘度變(biàn)化範圍大、潤滑(huá)性降低、穩定性差等問題;在IMO 2020限硫令(lìng)強製執行的當下,值(zhí)得從業者謹慎應(yīng)對海事組織(IMO) 2020限硫令已在執行。雖然有清(qīng)潔能源和使用脫硫裝置等替代措施,但(dàn)考慮成(chéng)本(běn)和管理因素,船舶低硫油仍是多數(shù)船東的應對選擇。
低硫來源
船舶低(dī)硫油主要來源於以下三種方式。
由低(dī)硫原油生產的(de)低硫油:經過蒸(zhēng)餾等工藝產生的渣油調(diào)合出(chū)來,硫(liú)含量(liàng)可以(yǐ)滿足IMO的0.5%標準,但其產量非常小,遠不能滿足全球航(háng)運市(shì)場需要。
經過脫(tuō)硫工藝生產(chǎn)的低硫油:如傳統的加(jiā)氫、吸附、催化裂化添加劑脫硫等技術所生產的合規船舶低硫油,粘度範圍在180~500cSt。
調合低硫(liú)油:使用低硫組分輕質(zhì)燃油與高硫重質燃油進行混兌、調合,滿足(zú)低於0.5%或排(pái)放控製(zhì)區0.1%的標準,並且保證燃油閃點(diǎn)、穩定性、兼容性、點(diǎn)火特性等滿足ISO 8217標準,粘度範圍在20~160cSt,平均粘度145cSt,這是目前低硫油的主要來源(中國低硫油主流調合方案見表)。
由上可見:調合低硫油主要來自煉油廠的渣油(yóu),加上中間燃料油,在調合(hé)罐中加入各種不含硫的燃料來降低含硫量。這些在調合罐中(zhōng)所添加的原料,會出現如(rú)植物油和(hé)動物脂肪(fáng)、有機鹵化物、非石油製品及廢潤(rùn)滑油化工廢料、有機酸和其他氧化(huà)物等禁止組分,由此導(dǎo)致船舶低(dī)硫油在使用中問題很多!
麵臨問題
粘度變化範圍大
不同產地的船舶低硫油粘(zhān)度變(biàn)化範圍很大,由此導致燃油粘溫特性變化劇烈。以巴西、新加坡和中國香港三地的船舶低硫(liú)油化驗報告為例,巴西低硫油運動粘度在10cSt時對(duì)應的溫(wēn)度(dù)是94℃,也就意味著日常使用溫度在85~90℃。而新加坡(pō)和中國香港油樣化驗報告表明,在18cSt對應(yīng)的油溫分別在105~113℃,為了確保進機的運動粘度(dù)保持在10~12cSt,船舶柴油機的進機溫度就比巴(bā)西(xī)的低硫油需要適當提高(gāo)。
此外,在燃(rán)油化驗報告中也提(tí)及儲存和分(fèn)離溫度等指標,需要船舶輪機管理(lǐ)人員嚴格按照要求執(zhí)行。
目前絕大多數說明書標定該柴(chái)油(yóu)機標定的進機運動粘度(dù)不能低於4cSt。若低於4cSt,將造成該柴油機的高壓油泵漏泄,並容易導致(zhì)噴(pēn)油嘴、高壓油(yóu)泵磨損或咬死(sǐ),引發進機油壓降低、甚至斷油風險,影響柴油機性能,嚴重的會出(chū)現船舶柴油機停車。
潤滑性(xìng)降(jiàng)低
由於低硫油在生產過程中(zhōng)普遍采用苛刻的加氫(qīng)脫硫工藝,燃油(yóu)中改善潤滑性的主要(yào)物質如含氧、含氮化(huà)合物以及雙環、多環芳烴的含量也隨之降低,降低了(le)燃油的自然(rán)潤滑性能。這就需要使用潤滑性改進劑以(yǐ)恢複和提高燃油(yóu)在脫硫過程中所損失掉的固有(yǒu)潤滑性,從而減少(shǎo)燃油泵送及噴(pēn)射設備在使用低潤滑性燃油時所造成的磨損。
穩定性差
穩定性指的是單一燃油使瀝青(qīng)質在整體溶液中保持穩定的(de)能力,業界俗稱燃油分層現象(xiàng)。總體而(ér)言,瀝青質在芳香烴中容易穩定(dìng),但在石蠟(là)餾分中不(bú)易穩定。表現(xiàn)在低硫油(yóu),除(chú)了石蠟餾分的增加導致的不相溶性(xìng)增加以外,由於缺乏專業的燃油(yóu)混兌設備導致的(de)穩定性差的可能性也在增加。據(jù)相關資料稱:有部分燃油供應商不具備專業(yè)混兌設備,隻是將船舶低硫油與高硫油簡單(dān)倒在一起,有的甚至在駁油船上混合,混完後直接供船。加上混兌燃油粘度和密度不同,這種混合不充分的船舶低硫油在船舶油艙(cāng)內就會分層。燃(rán)油(yóu)穩定性差會引起(qǐ)船舶柴(chái)油機燃燒不連續,特別對於沒有自動粘度控製器的船舶簡直就(jiù)是噩夢(mèng)。並且,分層後的輕質燃油在高溫加熱後還(hái)有可能氣化,從而導致柴油機排(pái)氣閥燒蝕故障頻發(fā)。
兼容性不足
兼容(róng)性(xìng)指的是兩種或多種單獨穩定的燃油以(yǐ)一定比例混合(hé)後,形成穩定混(hún)合液的能力(lì)。由於兩種燃油原料不同,催化劑不同,所以在混合後很(hěn)可能產生劇烈化學反應,加速瀝青(qīng)質從燃油中脫落沉澱成為油泥,也就是業界所稱的油泥析出。盡管在原先(xiān)使用的(de)高(gāo)硫燃油中時有發生,但在低硫油中表現更加明顯。
燃燒性差
輕循環油(LCO)是煉油副產物,硫含量低,產量大,是部分煉油廠混兌低(dī)硫油的主要配(pèi)方之一。由於其十六烷值隻有 10~20,所以燃燒性很(hěn)差,這就需要經過再次催化才能改善燃(rán)燒性,產生經(jīng)濟價值。但值得注意的是:再次催化(huà)將導致成本急劇上升。因此,未經再次催化的LCO的(de)大量混入極易導致燃燒質量下降,通常(cháng)會有點火延遲發生,積碳增多,排氣閥燒蝕等情況。同時由於混兌發生,燃油(yóu)本身的燃燒性也會受到影響(xiǎng)。所以即使沒有 LCO 混入,船舶低硫油的燃燒性也容易受(shòu)到影響。
殘留催化顆(kē)粒影響
殘留催化顆粒中的鋁和矽在低硫(liú)油中表(biǎo)現尤(yóu)其明顯,顆粒(lì)大(dà)小(xiǎo)分別在5~30μm和8~15μm ,這部分帶來的危(wēi)害Z大,也是造成磨粒磨損的主要原因,極易造成缸套、活塞環及環槽(cáo)異常磨損。
微生物汙染
按ISO8217-2017,低硫油中的脂肪酸甲酯(zhǐ)含量可(kě)以高達7%,而脂肪酸甲酯是生物柴(chái)油主要成分,這就使得(dé)低硫油更容易受到微生物汙染(rǎn)。微生物在(zài)適合(hé)的水分和空氣環境下,以碳氫化合物為食物(wù),汙(wū)染正在使用中(zhōng)的燃油(yóu)。知名燃油檢測公司警告稱:這部分汙染將導致柴油機柱塞偶件咬死,油泵損壞等故障。
應對(duì)措施
完善船(chuán)舶與IMO 2020 限硫令相關體(tǐ)係表格 。注意檢查油艙清洗程序要滿足要求:三遍燃油處理劑的化學清洗、一(yī)遍少量輕油清洗(xǐ)、人工清洗等三個步驟,並確保記錄與計劃相一致。同(tóng)時,考(kǎo)慮到油賬符合記錄要求、人工(gōng)清艙產生的油渣數量(liàng)要與焚燒爐(lú)一致等。
完善船舶換油程序。在以前的換油程序中,往往未涉及高低硫油轉換程序。同時,在船舶高低(dī)硫油轉(zhuǎn)換過程中,切記溫度變化速率不要超過每分鍾2℃。
控製新加裝低硫油使用風險。考慮到低(dī)硫油兼容性較差,務必避免混(hún)裝不同批次及品質的燃油。對於來(lái)源差異大的燃(rán)油,還要避免在沉(chén)澱櫃和日用櫃中(zhōng)的混油。在切換不同批次低硫油時,要盡量將沉澱櫃及日用櫃(guì)裏的舊油消耗殆盡,Z大可能減少混(hún)油風險(xiǎn);對於船上有兩種低硫油的情況(kuàng),要先加先用,減(jiǎn)少微生物汙染的可能,不能(néng)在船上保留太長時間。
加強對燃油係統濾器檢查和燃油係統放殘。從每期的燃油化驗報告不難發現:高硫油裏的鋁和矽含量很少(shǎo),但在低硫油裏的(de)鋁和矽(guī)含量明顯增加,即低硫油裏的催化(huà)劑顆粒較多。這(zhè)就需要(yào)加強(qiáng)對(duì)燃油係(xì)統濾器的檢查,發現有破損的(de)一定要及時(shí)更(gèng)換。加(jiā)強(qiáng)對沉澱櫃及日(rì)用櫃放(fàng)殘的頻率並製(zhì)度化此項要求。
仔細研讀燃(rán)油化驗報告。由於低硫油的粘溫(wēn)特性(xìng)具有不可控性,所以在使用時一定要等到燃油(yóu)化驗報(bào)告後(hòu)再行使用。這是因為在燃油化驗報告中,對於分離、儲存和使(shǐ)用溫度都可以明顯查到。結合低硫油的密度比高硫油低的特點,對於分油機比重環的選擇也要結合燃油化驗報告予以(yǐ)考慮以(yǐ)避免跑油。此外,由於低硫油的穩定(dìng)性差,而且隨著(zhe)溫度升高,油泥產生速(sù)度就加快。因此(cǐ),對於油艙的加熱(rè)溫度也需要結合燃油化驗報告予以控製,而不是越高越好。一般而言(yán),保持(chí)在傾點以上10度左右即可,特(tè)別是對(duì)於裝(zhuāng)載糧食的船舶,油艙溫度過高,還會造成糧(liáng)食損壞變質。
換油過程(chéng)中實施嚴格燃油粘(zhān)溫控製。一是(shì)注意燃油(yóu)粘度變(biàn)化(huà),控製在4~20cSt;二是溫度變化梯度不要超過每分鍾2℃;三是在(zài)換油(yóu)時,主機負荷控製在25%~40%的持續負荷,以防止柱塞(sāi)偶件卡死;四是特別注意從低粘度油到高粘度油轉換時的溫度控(kòng)製。
留意二衝程柴油機氣(qì)缸油和四衝程柴(chái)油機係統滑油的(de)選擇。由於使(shǐ)用燃油硫含(hán)量降低(dī),對於船舶低硫(liú)油使用環境下的二衝程主機(jī)氣缸油及副機係統滑油的堿性就需要降低,並要注意經常(cháng)性通過掃氣口檢查活塞(sāi)頭部、環槽、缸套內壁等表(biǎo)麵是否有白色沉積物,注意適當降低(dī)氣缸油(yóu)注油率,並利用滑油化驗的機會,對氣缸油殘油取樣送檢。
注(zhù)意外界經驗、通函(hán)及指南的收集和學習。同時,考慮到船舶航線,密切關(guān)注不同港口對燃油轉換的要求。如RITO港要求抵港正倒車測試前(qián)48小時必(bì)須換妥(必和必拓要(yào)求為(wéi)前72小時),且明(míng)確(què)要求禁止在HED LAND港內(nèi)機動(dòng)操縱時更換船舶低硫油。
(來源:航運交易公報(bào))