馬喜仲

(天津海運職業(yè)學院，天津 300350)

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船舶進入或離開硫氧化物排放控制區(qū)域時的燃油轉(zhuǎn)換程序

馬喜仲

(天津海運職業(yè)學院，天津 300350)

以遠洋船舶“SPRING SCENERY”為例，論述進入或離開SOx排放控制區(qū)域時的燃油轉(zhuǎn)換具體操作程序，以及船舶?？繗W盟港口時主機、輔機和輔鍋爐使用的高硫燃油與低硫輕油的換油程序。強調(diào)船舶輪機管理人員要熟悉和執(zhí)行燃油轉(zhuǎn)換程序，以保證船舶動力設備的正常運轉(zhuǎn)，使船舶順利通過SECA內(nèi)港口當局的有關(guān)檢查。

船舶；硫氧化物排放控制區(qū)；主機；輔機；輔鍋爐

1 船舶制定燃油轉(zhuǎn)換程序的必要性

國際海事組織(IMO)制定的《防止船舶造成空氣污染規(guī)則》(以下簡稱《規(guī)則》)第14條中規(guī)定了關(guān)于SOx排放的限制。目前IMO確定的SOx排放限制區(qū)為波羅的海、英吉利海峽和北海、美國和加拿大沿海、美屬波多黎各臨近水域和維爾京群島。對于SOx排放的控制方法主要通過2個方

面:①通過國際海事組織(IMO)以及各個國家和地區(qū)的有關(guān)法規(guī)控制燃油中的硫含量，使用低硫燃油；②水洗，通過在排氣管路上安裝的水洗器除去廢氣中的SOx[1]。

規(guī)則對船舶柴油機使用燃料的硫含量進行了限制，IMO及美國加州地區(qū)和歐盟港口的燃料硫含量限制及實施時間見表1。

表1 已公布各地區(qū)燃油硫含量限制標準及實施日期

燃油硫含量應由供應商提供文件證明。在其進入排放控制區(qū)域之前規(guī)定足夠的時間，對燃油供給系統(tǒng)進行全面沖洗，以去除所有超過規(guī)定的硫含量的燃料。進入或離開SECA的船舶，須攜有一份書面程序表明燃油轉(zhuǎn)換如何完成[2]。這份程序以前公約雖沒有明確強制要求，但是為了安全操作很多船上已有該份程序。現(xiàn)在公約修正案明確要求船上應持有該份程序，并要求在進行燃油轉(zhuǎn)換操作時，將每一燃油艙中的低硫燃油的容積以及日期、時間及船舶位置記錄在主管機關(guān)規(guī)定的航海日志、輪機日志、油類記錄簿中[3]。

柴油機、鍋爐等燃油動力設備，主要為使用含硫量較高的廉價船用重燃料油設計。未經(jīng)改造就直接使用低粘度、低比重、低閃點、低潤滑性、低發(fā)熱值、低含硫量等的低硫燃油(LSMGO)，可能會產(chǎn)生一些不利影響[4]。根據(jù)煉油方式的不同，在40 ℃時，低硫油粘度大約為1.4～3.0 mm2/s。據(jù)統(tǒng)計，因船舶設備使用低硫油導致船舶發(fā)動機無法啟動或轉(zhuǎn)速不穩(wěn)引起操縱性故障逐漸增多。

為了降低船舶使用低硫油對設備的危害，現(xiàn)在船舶多使用低硫油冷卻系統(tǒng)對低硫油進行冷卻，使其溫度降低，粘度增大，以提高潤滑性，從而降低低硫油對船舶柴油機及鍋爐等設備的危害。對其中關(guān)鍵的燃油冷卻系統(tǒng)，目前主要有2種方案。一種典型的布置是制冷式(即所謂的Chiller方案)，設置2套冷凝壓縮機組，用制冷劑等將淡水/海水冷卻然后將冷卻過的水分別引至2套進油冷卻器和2套回油冷卻器；另外一種是對60 ℃時運動粘度大于3 mm2/s的超低硫油僅設置水冷卻器(即所謂的Cooling方案)，冷卻水來自船上中央冷卻淡水/海水，該種方案成本較低，較為常用[5]。江蘇華西遠洋船舶管理有限公司所屬的遠洋船舶“SPRING SCENERY”的燃油冷卻系統(tǒng)采用的即是后面這種方案。

船上對重油和船用低硫輕柴油進行切換時，還必須特別注意燃油的切換和處理程序，當從重油切換到船用輕柴油時，如果溫度改變過快或溫差不均勻，會引起油泵間隙變化過快，導致堵塞/拉傷油閥和油泵柱塞的現(xiàn)象。為了保護噴油設備防止熱沖擊，MAN公司認為溫度變化率不應超過2 ℃/min[6]。

根據(jù)現(xiàn)有營運船的船東反映，在船舶行駛至相關(guān)排放控制區(qū)域(ECA)內(nèi)時，有關(guān)當局已經(jīng)增加了關(guān)于排放的檢驗項目。如發(fā)現(xiàn)不能滿足排放要求，在控制區(qū)將受到高額罰款處理[7]。

2 高硫重油和低硫輕油轉(zhuǎn)換程序

上面提到的操作要求和注意事項都應該在燃油轉(zhuǎn)換程序里予以詳細說明，下面以“SPRING SCENERY”輪為例，說明高硫重油和低硫輕油轉(zhuǎn)換的具體程序，該規(guī)則符合國際海事組織和港口國檢查要求。

2.1 轉(zhuǎn)換前準備工作

1)該船指定的專屬低硫輕油艙及柜如下。

M.D.O.STOR.TK (135.1 m3,Sulphur content≤0.1% m/m LSMGO)；

M.D.O.SETT.TK (21.6 m3,Sulphur content≤0.1% m/m LSMGO)；

M.D.O.SERV.TK (21.6 m3,Sulphur content≤0.1% m/m LSMGO)；

LOW SUL.H.F.O.SETT.TK (30.6 m3,Sulphur content≤0.1% m/m LSMGO)；

LOW SUL.H.F.O.SERV.TK (27.7 m3,Sulphur content≤0.1% m/m LSMGO)。

2)船長應根據(jù)航次指示，在確定船舶即將進入特殊區(qū)域前通知船東或租家提前為船舶提供足夠數(shù)量的低硫輕油。

3)船上現(xiàn)存低硫輕油數(shù)量及存放位置如下：

M.D.O.STORE TK MT (135.1 m3,Sulphur content≤0.1% m/m LSMGO)；

M.D.O.SETT.TK MT (21.6 m3,Sulphur content≤0.1% m/m LSMGO)；

M.D.O.SERV.TK MT (21.6 m3,Sulphur content≤0.1% m/m LSMGO)；

LOW SUL.H.F.O.SETT.TK MT (30.6 m3,Sulphur content≤0.1% m/m LSMGO)；

LOW SUL.H.F.O.SERV.TK MT (27.7 m3,Sulphur content≤0.1% m/m LSMGO)。

4)輪機長應提前計算本船在換油過程中的混合容積(主機管系容積，集油柜容積，除氣柜容積)。

5)根據(jù)挪威DNV船級社提供的換油計算表，填入主輔機的小時耗油量及本船所用高/低硫油的含硫量等參數(shù)來確定高硫燃油向低硫輕油轉(zhuǎn)換最終的換油時間，可以增加安全余量。

6)將換油時間提前告知駕駛臺，以便駕駛臺提前通知機艙換油。

7)機艙在預計進入特殊區(qū)域前，要維持低硫輕油日用柜/沉淀柜在中高位運行狀態(tài)。

8)船長應將換油操作列入航行計劃之中。

9)如果船舶預計使用低硫輕油時間較長，還需考慮是否應根據(jù)柴油機廠家的建議更換與之相應的低堿性氣缸油或調(diào)低氣缸油注油率，以減少缸套的劃傷或磨損；同時遵守設備說明書要求注意燃油進機粘度，以避免造成油泵、噴油器等相關(guān)部件的卡阻和拉傷。

2.2 進入特殊區(qū)域時由高硫重油向低硫輕油的轉(zhuǎn)換操作

1)駕駛臺根據(jù)特殊區(qū)域劃分(經(jīng)緯度)、航線、航向、航速及機艙事前通知的換油時間等，在進入特殊區(qū)域前通知機艙提前換油。

2)機艙當值人員在接到駕駛臺的換油命令后，應立即進行如下?lián)Q油操作。

①關(guān)閉燃油加熱器，關(guān)閉有關(guān)蒸汽伴溫閥。

②當燃油溫度下降到對應的燃油粘度達到18 mm2/s時，通過三通閥進行燃油轉(zhuǎn)換操作。

③在燃油轉(zhuǎn)換過程中，主機負荷應該在25%～40%額定負荷之間，以便燃油溫度能夠緩慢下降(每分鐘下降不超過2℃)。燃油運動粘度不能低于2 mm2/s，不能高于20 mm2/s。

④燃油管路上加裝的冷卻器投入使用，以確保低硫輕油的溫度不會太高。

⑤通知駕駛臺換油結(jié)束。

⑥將換油操作的全過程詳細地記錄在輪機日志、航海日志及相關(guān)記錄表格中，包括：換油起止日期、時間、船位(經(jīng)緯度)及所使用低硫輕油的油艙編號和存量等。

2.3 由低硫輕油向高硫重油的轉(zhuǎn)換操作

1)駕駛臺根據(jù)特殊區(qū)域的劃分，確認船舶已實際駛出特殊區(qū)域。

2)通知機艙可以將低硫輕油轉(zhuǎn)換為高硫重油。

3)機艙當值人員在接到駕駛臺的換油命令后，應立即進行如下操作：

①確認重油日用柜加熱溫度在80 ℃左右。主機負荷降到25%～40%額定負荷之間。

②將燃油管路上加裝的冷卻器旁通。打開燃油加熱器，以便燃油溫度能夠緩慢上升(每分鐘上升不超過2 ℃)。燃油粘度不能低于2 mm2/s，不能高于20 mm2/s。

③當燃油溫度上升到對應的燃油運動粘度降到2 mm2/s左右，燃油溫度達到80 ℃左右時，通過三通閥進行燃油轉(zhuǎn)換操作。

④當燃油運動粘度上升到10 mm2/s時，打開有關(guān)燃油伴溫閥。

⑤通知駕駛臺換油結(jié)束。

⑥將換油操作的整個過程詳細地記錄在輪機日志、航海日志及相關(guān)記錄表格中，包括：換油起止日期、時間、船位(經(jīng)緯度)、所使用低硫輕油的油艙編號、存量等。

2.4 停靠歐盟港口，主機、發(fā)電機、鍋爐高硫燃料油與低硫輕柴油的換油程序

1)如果到港主機、輔機和鍋爐都需要換用低硫輕油，則換油程序參照“進入特殊區(qū)域時由高硫重油向低硫輕油的轉(zhuǎn)換操作”。鍋爐用油也同時轉(zhuǎn)換為LSMGO。

2)如果到港主機不需要換用低硫輕油，只有輔機和鍋爐需要換油，則在到港前啟用輔機柴油泵，將運轉(zhuǎn)的輔機換用低硫輕油。鍋爐用油也同時轉(zhuǎn)換為LSMGO。

3)離港時，打開加熱系統(tǒng)，油溫上升后，將主、輔機、輔鍋爐使用燃油從LSMGO轉(zhuǎn)換為HFO。

4)見2.2中⑥。

3 結(jié)論

目前實行的硫氧化物排放控制區(qū)(SECA)只是一個開始，將來會有越來越多的國家和地區(qū)成為排放控制區(qū)，船舶進入SECA進行燃油轉(zhuǎn)換操作將成為常態(tài)，這對船舶動力裝置的設計、制造和維護管理都提出了嚴峻的挑戰(zhàn)。從設計和制造方面來說，由于船上柴油機、鍋爐等燃油動力設備主要為使用含硫量較高的船用燃油設計的，如果要長期換用低粘度、低閃點、低潤滑性的低硫輕柴油，船舶勢必要使用低硫油冷卻系統(tǒng)對低硫油進行冷卻，從而降低低硫油對船舶柴油機及鍋爐等設備的危害。這將對船舶傳統(tǒng)燃油系統(tǒng)的設計產(chǎn)生極大的影響。

另外，隨著MARPOL公約最新規(guī)則的生效實施，SOx排放控制區(qū)域內(nèi)的港口當局加強了對船舶使用的燃油硫含量進行檢測，比如在燃油系統(tǒng)自沖濾器處取樣化驗。如果化驗結(jié)果表明所使用的燃油硫含量超標，船舶將被滯留。因此，作為船舶輪機管理人員，要熟悉燃油轉(zhuǎn)換程序，在進行相關(guān)操作時，輪機長應該親自在場指揮，輪機員們相互配合，精準操作，將換油過程對船舶動力裝置的不良影響降到最低，最大限度地保證船舶動力設備安全運轉(zhuǎn)，同時做好記錄，以便順利通過所到港口的PSC檢查。

[1] 周明順.船舶柴油機[M].大連：大連海事大學出版社，2014.

[2] 林錦和，蔣德志，郭軍武.海船船員適任證書知識更新[M].大連：大連海事大學出版社，2012.

[3] 洪建海.船舶更換低硫油的操作[J].天津航海，2016(1)：21-23.

[4] 王璐，郝俊利.船舶燃用低硫燃油的具體要求和應對措施[J].航海技術(shù)，2010(5)：48-50.

[5] 李晚俠，聶幫龍.船舶硫排放限制的最新要求及應對分析[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2014(15)：176-177.

[6] 曾向明，方佳琦.關(guān)于如何應對IMO關(guān)于硫氧化物排放控制要求的研究[J].中國水運，2013(12)：190-193.

[7] 楊奧，鄒世光，呂玉奎.應對排放控制區(qū)域SOx排放控制新規(guī)范的船舶改裝方案研究[J].船舶標準化與質(zhì)量，2015(6)：21-25.

On Changeover Procedures between HSFO an LSMGO When Ship Enters or Leaves SECA

MA Xi-Zhong

(Tianjin Maritime Vocational Institute, Tianjin 300350, China)

Taking the ocean-going vessel SPRING SCENERY as an example, the changeover procedure between HSFO and LSMGO when ship enters or leaves the SOxemission control area (SECA) was expounded in detail, as well as the changeover operation between HSFO and LSMGO for M/E, G/E and auxiliary boiler in European ports. The marine engineering management personnel on board should be familiar with and implement the fuel changeover procedure, so as to ensure the normal operation of the ship power equipment, and enable the ship to pass the relevant inspection of the port authority within the SECA.

ship; SECA; main engine; generator engine; auxiliary boiler

10.3963/j.issn.1671-7953.2017.04.033

2016-10-27

國家自然科學基金面上項目(51679178)

馬喜仲(1969—)，男，學士，副教授

研究方向：機艙資源管理

U664.81

A

1671-7953(2017)04-0144-04

修回日期：2016-11-30