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低硫油的问题!是该聊聊了(大结局)重要!需要的东西都在这里了!

 船舶讲武堂 2020-12-17

上期聊了究竟该使用多少碱值的气缸油合适,本期重点谈谈低硫燃油的储存和管理。


低硫燃油的储存和管理注意下述问题

1.硫含量较低,容易致使配对的汽缸油碱值过高而发生燃烧室钙化物沉积,进而导致异常磨损和拉缸事故。

注意强化扫气口检查,若发现异常,及时根据本文上述对汽缸油进行调整。

2.芳香族组份对沥青有稳定作用,石蜡组份没有,两种组份的燃油混合会造成不兼容。不兼容燃油混合可能形成污泥或造成沥青析出,导致滤器、分油机堵塞。

a、船舶加注、储存时应尽可能地将两种燃油分开,在船上处理和使用时也要格外注意两种燃油的不兼容风险。

b、在燃油切换过程,非常重要的一点是要仔细监控燃油滤器和滤网前后的压差以及混合柜内的状况,来判断是否存在滤器堵塞以及产生过量的油泥。

c、最好在开阔的海域提前进行燃油切换的原因之一:避免危险发生。

d、根据一些实际经验,应避免船上储存时间超过6个月,否则很容易造成燃油分层。


3.粘度过低导致油膜建立困难(特别是船用馏分油),燃油泵或其他组件磨损严重、内部泄漏,导致柴油机供油故障。另外,粘度过低会导致喷油压力不足,点火、启动及低速运转困难;油门杆余量不足,限制加速。

a、防止低硫馏分油被意外加热,更换后应关闭蒸汽伴行管。

b、对于低馏分燃油,确定是否需要冷却,新造船供油单元通常都安装有冷却器,可根据粘度确定是否冷却(通常粘度不应低于2CST)

c、HFO燃油泵对低硫馏分油的适应性验证。

d、更换油头,提供足够的喷油压力更好雾化燃油。如更换油头,需要注意EIAPP证书技术案卷的变更认可;
e、做好燃油温度的管理,例如ULSHFO-RM以及VLSHFO-RM的加温温度与HFO是否有区别。
4.温度低于倾点,燃油中将析出石蜡,堵塞滤器、在燃油柜底部沉积、在换热器表面或加热盘管表面沉积等。

船上储存时进行适当地加热,维持合适的温度,通常应保持在PP(倾点)上方约10℃,维持合适的温度。根据实际经验,当存放低硫油舱的燃油温度较低时,基本无法测量油深,需待温度加上后才可以测量。

5.分油机的控制

上表为油商推荐的低硫燃油储存和操作温度


a、VPS  在  2019  年  10  月推出了新的析蜡点(Wax  Appearance  Temperature/WAT)检测,以进一步评估燃料低温流动性。WAT或浊点 (cloud point) 是燃料冷却时蜡晶出现的温度。因低温析出的蜡晶, 最终会导致燃料停止流动。过程中蜡晶可能会引起过滤器和管道阻塞, 直接导致发动机燃料不足等其他问题。

WATWATWDTwax disappearance temperature 消蜡温度)求也会提高。目前比较棘手的情况, 是低粘度加上高 WAT根据反馈,低粘度燃料在 30°C 以下操作,WAT 引发的问题会增加。但出现问题的不只限于低粘度燃料。分油机的最高操作温度是 98°C,这也是分离效果最佳的温度。
c、当操作温度低于 WAT 时, 析出的蜡晶会能进一步影响分油机的运行,排污与污泥量。在确保其它方面不受影响的情况下,将温度从 40°C 升高到 70°C 以上可以有效缓解问题。
d、另一方面,有些低硫调和燃料因为稳定性差, 在加热后沥青很容易分离沉淀, 会释放大量污泥。处理这类稳定性差燃料, 必须参考表上所建议的温度,避免高温操作。尽管沉淀物总量 (Total  Sediment  Potential/TSP) 在接收检测时可能达标, 燃料在随后的复测中也可能因为沥青的分离沉淀,测出比之前更高的沉淀物。

 上图为典型油温过低石蜡质析出图片(颜色呈黄褐色)

上图为油温过高致使沥青质析出图片(颜色较深)


个人总结:从上述资料看出:燃油储存温度应高于WAT,达到WDT;分油机分离温度应高于WDT,同时在不析出沥青质的情况下,尽可能高,效果会更佳实际操作中,还需根据实际情况调整温度摸索,油商推荐值只可作为参考。

e、根据燃油密度变化,需调整分油机的比重环(实际上大部分可分燃油密度达1.01的分油机已取消比重环)。
f、油商按8217标准供船燃油的硅铝(催化剂粉末残余)杂质含量最大值:小于60ppm;柴油机制造商要求的燃油进机杂质含量为:10-15u/15 ppm。
g、分油机对燃油分离杂质的能力:以30%额定分油流量分油,可去除80%杂质;假定供船燃油含硅铝成份为:60ppm(供油合格)分油机除渣能力:0.8 x 60 ppm = 48ppm(完全按小流量标准分油),则理论上仍有:60 – 48 = 12 ppm杂质存留进机燃油中(已接近15 ppm限值),该值表明,油机除渣能力看似满足柴油机限值(10-15u/15 ppm)。
h、需强调:该理想分滤效果,是分油机以额定分离量的30%(小流量分油)、在技术状态完全标准的条件下,才能取得;而实际情况是:船上基于主副机运行消耗,往往取大于30%分油流量进行消耗补油,或习惯于陈旧经验,以快速分油+大流量循环分油进行“净化”,立即超出标准条件,再加上分油温度往往达不到标准温度(针对高硫油98℃),加温沉淀时间不足等因素,则不论“循环”多长时间,结果都使燃油中微小颗粒含量远远超过柴油机的限定标准(10-15u/15 ppm),表现为进机滤器反冲/压差报警频次明显增加、或明显堵塞;因此注意通过初次驳油,在驳运泵进口滤器处判断本次新加燃油脏污分层程度,小心预控。
i、如供油商附带提供有本批次供油的化验报告,注意水份/不容物/硅铝含量/金属杂质等指标,对接近限值的燃油,要在整个燃油系统处理链路上、对每个处理环节(油舱处理-驳运泵滤器-沉淀柜处置- 分油机滤器-分油控制-日用柜处置-燃油进机滤器处置)采取特别预控措施;严格控制分油流量,确保分油温度,确认分油过程中自动排水/排渣效能和水份探头效能,根据清洗分油机积渣、反冲滤器排渣/压差报警频度,调整自动排渣间隔,正确选用比重环(如有),必要时启用两台分油机分油(显著减少分油流量);针对催化剂残余颗粒较有亲水性分油机前部不宜使用均质机,因颗粒越小越亲水,致使分油机难于分离),经常排空沉淀柜、日用柜的柜底积水,经常检查燃油驳运泵前、分油机前滤器以及燃油系统管路上其它的滤器(防止这些滤器破网、内漏)等管理行为,是为确保燃油净化效果的必要手段。
6.如何控制燃油中催化颗粒的危害
关于catalyst fines ,见图14,其主要成份是AL2O3+SIO2,燃油提炼时使用的催化剂,ISO8217-2017允许标准是60mg/kg,柴油机厂家要求小于15mg/kg。一旦大量进入燃烧室会嵌入缸套表面,引起快速剧烈的磨料磨损,同时还会对油头和油泵有磨损。据经历过“硅铝磨损”的同行介绍,当其含量达到一定标准后,24小时内就发生断环和缸套快速磨损的严重后果。

上图为 高倍放大镜下的catfines颗粒
如何控制催化颗粒的危害,除上述提到的一些方法外,主要还有以下手段:
1.在燃油进机前加装燃油均质机,均质机主要有以下作用:
  • 细化油渣,剥离有害AI2O3和SIO2,离子
  • 利用高速旋转的叶轮和特殊设计的本体内腔结构使油受到较高的剪切力和挤压力,同时借助高紊流产生的能量使油细化和乳化悬浮状态的沥青质,使已形成泥渣的沥青质都被粉碎为直径小于5微米的粒子,从而提高雾化效果,改善燃烧,减少结碳。
    2.在进机前加装过滤精度小于10微米的滤器。

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