【原】低硫油中导致缸套快速磨损的cat fines 是个什么鬼？含量高怎么处理?

船舶讲武堂 2021-08-18

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1、首先什么是cat fines（Catalytic fines）？

高倍放大镜下的catfines颗粒

Cat fines是石油在炼制成低硫油时，添加剂的，催化剂的残留物，生成的微小硬质颗粒。

关于catalyst fines ，其主要成份是AL2O3+SIO2，尺寸在20-80µm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。

2、Catfines的硬度

金刚石的硬度为10，AL2O3 为9，SiO2 的硬度为7.catfine的硬度为8.

3、Catfines的危害 Ham ofcat fines

正常的缸套表面是由这些油包来组成的，但cat fines高的燃油进入到缸套内部，这些油包就被cat fines镶套在油包内部堵住油膜的建立，起不到润滑的效果，最右那张图显示的活塞环表面的cat fines，由于cat fines硬度大于缸套以及活塞环，这样变成了快速磨损模式。

4、ISO8217标准是多少？

在标准里面，标明cat fines的含量<60ppm，即为合规的燃油。但实际使用时，当大于25时，则需要引起重视。

5、进机含量多少为宜？

理论上来说，含量越少越好(Always keep the Al+ Si level as low as passible)，给予的标准参考下图：

根据上图我们发现，主机短时间进口含量最多为15ppm(MAX15ppm at engine inlet for short period)，10ppm以下为合格，5ppm以下为优秀。

6、怎么样判断不同批次的油品兼容性问题？

图左说明两油品兼容性良好，图中说明两者不兼容图右为两者不兼容造成的分油机堵塞。

7、怎么样去除cat fines？how to remove cat fines?

（1）分油机操作的最佳方法Best -practice – separator operation

High temperature and low flow

上图左为低温高流量分油机，我们发现效果很差，而高温低流量处理的效果非常好。

（2）分油机的温度多少适宜？

根据上图我们发现，分油机的温度是由粘度来决定的，轻油是40-50℃，ULSFO是温度在50℃时，对应的粘度为20cst时，对应的温度为50℃。依次类推。

（3）当加装的燃油cat fines高时怎么办？

当加装的燃油cat fines高于25ppm时，我们应该高度重视，并建议两台分油机并联运行同时尽量降低分油机的分油量；假如分油机的分油量无法降低，则推荐将两台分油机串联运行。并降低排渣时间。

（4）建议安装10µm的自动反冲洗滤器

安装位置位于供油单元之后，主机进机之前，如下图所示，并可通过该反冲洗滤器冲洗的次数来判断分油机的分油效果，如果次数变多，说明分油机分油效果变差

8、燃油在船上的处理Fuel Handling Onboard

有些低硫油由于石蜡基的存在，粘度比较低，当不能保持高温的情况下，蜡烃可能析出，所以，引出两个概念：

（1）WAT（石蜡析出温度 WAT AppearanceTemperature）/ WDT(石蜡消失温度 Wax DisappearanceTemperature)，

（2）在沉淀柜的温度应该高于WAT，以便于能更好的沉淀cat fines 并防止石蜡析出。

如果得不到WAT /WDT这两个数据，建议大仓的加热温度为倾点+10。

以下为相关知识点，供参考

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。

b、分油机的温度必须维持在 WAT 以上, 否则过程中蜡晶析出会影响操作。燃料的 WAT 和（WDTwax disappearance temperature 消蜡温度）越高,对温度要求也会提高。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。

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