1低硫燃油安全影响因素及控制措施

附件1：低硫燃油安全影响因素及控制措施

船舶燃油系统、机器设备一般都是基于重油/船用柴油设计的，低硫燃油的使用经验不多，当转换使用低硫燃油时，可能导致燃油系统及设备故障，甚至发生船舶失去动力的危险。为此，船上有必要对低硫燃油安全影响因素进行风险评估并制定控制措施，并在低硫燃油的使用过程中积累经验。相关风险评估及控制措施还需要考虑设备制造商的建议、并注意柴油机、锅炉、燃油泵、滤器、分油机等设备说明书中的技术要求以及使用参数的调整要求。在实际可行的情况下，鼓励船舶引入设备制造商有关设备低硫燃油运行的新技术和操作要求。根据MEPC.320(74)《基于MARPOL Annex VI统一实施

0.50%燃油硫含量限制的指南》的要求并结合船舶实际需要，总结如下几个方面的基本要求供参考。

1. 现在市场上供应的合规燃油种类：

2. 不同类型燃油的安全影响因素及控制措施

2.1 关于低硫馏分油（DM）和低硫船用渣油（RM）的安全影响因素

炼油厂为了生产低硫馏分油和低硫船用渣油，往往需要采用特殊工艺及程序对燃油进行脱硫

处理，导致低硫馏分油和低硫船用渣油的很多特性都发生了显著变化。相关风险评估可参考CCS《船舶使用低硫馏分油指南》，该指南补充规定了船上相关系统和设备的设计、布置、控制监测、操作、试验等方面的特别要求。

2.2 关于“混合燃油”安全影响因素及控制措施

新的0.50%低硫燃料可以采用多种精制产品共混而成，其混合物的稳定性和相容性将成为船东/营运者关注的重要问题。不稳定的燃料可以在静止时自我分离，而不相容的燃料在一个燃料舱中混合，则可以形成污泥，堵塞过滤器，最终导致发动机故障。国际内燃机委员会（CIMAC）发布了Position Paper “New 0.10% sulphur marine（ECA）fuels”，对这种低硫“混合燃油”的兼容性和稳定性、粘度、密度、点火质量、倾点、催化剂粉末和沉淀物等主要特性进行了描述，并提出了船上储存、处理和使用过程的技术要点，供船东/船舶管理者参考。该文件的下载链接地址如下：

https://https://www.360docs.net/doc/569398493.html,/cms/upload/Publication_Press/WG_Publications/CIMAC_WG07_ 2015_Jun_Position_sulphur_marine_ECA_fuels.pdf。

表3：“混合燃油”的安全影响因素及控制措施

2.3 关于生物柴油(Biodiesel)/生物燃料(Bio-fuels or Biofuels)安全影响因素及控制措施

对蒸馏燃油需求的增加可能导致更多的陆基产品进入船用领域，其中一些燃料(如生物柴油)可能含有脂肪酸甲酯(FAME)。生物柴油是业界对添加了脂肪酸甲酯（FAME）的馏分油的常用称谓，属于生物燃料的一种，有关生物燃料的定义参见MEPC.240(65) 或MEPC.1/Circ.761/Rev.1。其在车用领域应用很多。在船用燃油领域，ISO 8217:2012标准曾禁止添加FAME（不超过0.1%），后因一些地区和港口船用馏分油的供应紧张，为满足硫含量0.1% m/m 燃油的市场需求，船用燃油供应市场也推出了混合FAME 的船用馏分油，ISO 8217：2017 标准也根据需要新增加了DFA、DFZ、DFB三种馏分油类型，规定混合FAME 的体积百分比不超过7%。关于生物柴油混合燃料的使用，国际内燃机委员会（CIMAC）专门制定了燃油管理指南“Guideline for ship owners and operators on managing distillate fuels up to 7.0% v/v FAME (biodiesel)”，可供相关方参考。指南的下载链接地址：

https://https://www.360docs.net/doc/569398493.html,/cms/upload/Publication_Press/WG_Publications/CIMAC_WG07_ 2013_Jul_Guideline_Managing_ Distillate_Fuels.pdf

对于DFA、DFZ、DFB 生物燃油，除FAME 浓度要求以外，其他各项指标分别与DMA、DMZ、DMB 完全一致，因此，船上使用这种混合了FAME 的船舶馏分油时，储存、处理、使用等方面的要求与船用馏分油（DMA、DMZ、DMB）基本相同。但添加的FAME具有易氧化、生物分解、对燃油舱柜及系统蜡沉积物需要清洗等特性，船上使用这种燃油时仍需额外考虑其稳定性、冷流影响以及是否适用于相关设备等问题。

3. 常见的一些与低硫燃油相关的危害和风险

3.1 燃油污染物的危害

3.1.1 燃油污染物主要包括：

--- 固体污染物主要为锈、沙子；

--- 精炼厂催化剂粉末（Catalytic fines（Cat fines），触媒粉末），Cat粉末是炼油的副产品，由金属微粒组成，这些金属微粒被有意地引入，作为“裂解”燃料油的催化剂。除

非经过分油净化缩减，否则Cat粉末将会嵌入发动机部件中，造成严重而迅速的发动机

损坏。应参考发动机制造商关于管理Cat粉末的指引；

--- 液体污染物为水，即淡水或海水；

--- 对于“混合燃油”，特别注意前述非常见成份的混入。但这些非常见成份从何而来、危害程度尚不确定，且该部分指标尚未纳入到ISO标准。

3.1.2 燃油污染物会造成：

--- 对燃油泵和燃油阀造成损害；

--- 导致柴油机气缸套及活塞环等部件磨损程度更严重；

--- 对柴油机排气阀基座造成损害；

--- 使柴油机气体管道和涡轮增压器叶片更易受到污染。

3.2 蜡和沥青析出的危害：

3.2.1 蜡和沥青析出的原因：

--- 低温环境下冷流动特性差会造成免蜡的析出，其与燃油倾点(PP)相关；

--- 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，燃

油混合时发生不兼容即可能形成污泥或导致沥青的析出。

3.2.2 蜡和沥青析出会造成：

--- 导致储存柜和日用柜油泥太多，一般为沥青、蜡和石灰质；

--- 会造成燃油滤器和流量计堵塞；

--- 造成管路堵塞；

--- 燃油加热器和加温盘管等因燃油沥青质和蜡吸附在导热面上，导致加热效果大幅下降；

--- 造成分油机排渣口堵塞、分油机内部塞满油泥，密封封胶圈失效；

--- 造成燃油辅锅炉油嘴、油阀以及烟管堵塞。

3.3 汽缸油不当使用的危害

3.3.1 汽缸油的作用：

--- 为了形成水力油膜，将活塞环与缸套分离；

--- 为了清洁活塞环、环平面和环槽；

--- 为了控制腐蚀，即控制硫酸的中和作用；

3.3.2 柴油机使用的气缸油碱性与燃油硫含量不匹配，导致燃烧室腐蚀或缸套拉缸等故障的发生。

3.4 粘度过低的危害（特别是对船用馏分油）：

3.4.1 低硫馏分油粘度过低是其固有特性。

3.4.2 粘度过低会造成：

--- 油膜建立困难；

--- 燃油泵磨损严重；

--- 内部泄漏；

--- 喷油压力不足；

--- 油门杆余量不足，限制加速。

3.5 点火和燃烧质量（点火和燃烧质量可能与设备性能、燃料粘度、燃料化学性能相关）

3.5.1 在极端情况下，点火和燃烧性能差的燃料可能导致严重的运转问题、发动机损坏甚至完全

崩溃。燃烧性能差的特点通常是燃烧周期延长和/或压力增长率低和“Pmax”低，导致燃料不完全燃烧。其结果是增加了未燃烧燃料和烟灰的水平，这些可能沉积在燃烧室、排气阀和涡轮增压系统、尾气处理装置、余热回收装置和其他排气系统的部件上。燃烧时间延长也可能导致气缸套暴露在高温下，从而破坏润滑油膜，导致磨损率增加和划伤。未燃尽的液滴也可能继续影响缸套表面，导致缸套造成进一步损坏的风险。

3.5.2 与低速二冲程发动机相比，高速和中速发动机由于点火和燃烧性能较差，更容易出现操作

困难。对于四冲程发动机，点火不良会导致过多的废气系统沉积、黑烟、发动机敲缸和低负荷运转困难。

3.5.3 由于燃料的化学性能质量问题，如果点火过程被延迟太久，很大数量的燃料将会喷射到发

动机气缸并且瞬间点燃，压力和热量会急剧升高,导致相关的发动机活塞环和气缸套损坏。

4. 有关使用低硫燃油的操作建议：

4.1 与燃油舱柜相关的操作建议：（特别注意燃油稳定性和兼容性的控制）

4.1.1 需要关注加注燃油的品牌，尽量寻找可靠和固定的燃油供应商。

4.1.2 在加燃料前了解燃料特性将有助于在必要的时间和地点采取必要的预防措施。

4.1.3 蜡析出的控制

1）注意燃油的储存保温环境，特别是低温环境下冷流动特性较差的燃油，避免蜡的析出，造成阻塞等故障。

2）由于渣油通常是需要加热的，馏分燃油不加热，因此需要特别注意馏分燃油（特别是MGO或MDO）的冷流动特性。

3）馏分燃料的冷过滤器堵塞点(CFPP)、云点(CP)以及倾点(PP)需根据船舶的预期营运区域和环境温度来考虑。燃料温度应保持在PP上方约10℃。以避免任何凝固风险。但在

CFPP和CP较高的情况下，这并不会降低过滤器堵塞的风险。

4）如果船舶正驶向寒冷地区，对于冷流动性能又比较差的馏分燃油，燃料尽可能在进入寒冷地区前使用，或与适当的加热装置一起使用，如果采用加热方式，则应确保燃料不会

过热，从而导致燃油系统(包括发动机进口)任何位置的粘度降至2 cSt的最低推荐值以下，为了降低这一风险，加热应限制在最大40℃。

4.1.4 沥青析出的控制

1）现如今的燃油是使用大量不同的原油通过精炼过程生产的。实践经验显示，由于存在不兼容性，某些燃油类型在混合时偶尔会不稳定。因此，应在最大程度上避免燃油混合。

两种燃油混合时发生不兼容可能形成污泥或造成导致沥青析出，堵塞燃油系统、分油机

和滤器。

2）必须区分单批燃料的“燃料稳定性”和不同燃料批次之间的“燃料兼容性”。

3）建议船舶配备一个混合程序。这一程序的主要目的应是确保新加燃油尽可能地注入空燃油舱中。如果一艘船发现自己可能不得不让新装燃油和船上已装燃油混合，那么，重要

的是船上在这些燃油混合之前要确定两次添加的燃油之间的兼容性。

4）不同硫含量燃油交叉污染可能会导致不符合法规要求。

4.1.5 船上储存和使用低硫“混合燃油”时，建议考虑如下技术要点，详细内容还请参考前述

CIMAC指南：

1）避免“混合燃油”的“层化”现象：“层化”现象其实就是上述燃油不兼容造成的沥青质析出，为此，在使用低硫混合燃油时，应采取措施避免“层化”现象的出现。

--- 为防止船上储存和使用过程中发生不兼容问题，建议采用独立的燃油系统，采用HFO 舱柜储存低硫“混合燃油”之前，应进行彻底清洗；

--- 避免“混合燃油”存在油舱长期不使用的情况，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；

--- 如燃油在舱内存放时间较长（2～3个月），可先驳运一部分进入沉淀柜，由锅炉先行使用，再本着混油越少越好的原则，逐渐进入柜中进行置换；

--- 可以通过将日用油柜中的燃油在离心机中再循环来抵制日用油柜的层化。

--- 采取措施防止燃油舱柜积聚水分，如定期泄放（每天至少2 次）。

2）考虑到低硫“混合燃油”低温流动特性以及防止析蜡的风险，船上储存时需要长期加热。

3）燃油使用时加热温度需根据其粘度进行调整，以防过度加热。

4.1.6 船上储存和使用生物柴油(Biodiesel)/生物燃料(Bio-fuels or Biofuels)时，除考虑如下技术要

点外，其它储存和处理等方面的要求与船用馏分油（DM）基本相同。详细内容还请参考前述CIMAC 指南：

1）需要咨询发动机的制造商以及如油水分离器、舷外排放监测仪、过滤器、燃油水分凝聚过滤器等设备的制造商，以确定这些发动机和设备对混合脂肪酸甲酯(FAME)的体积百

分比高达B7(即7.0% v/v)的生物柴油混合燃料的处理能力。

2）建议避免将此类生物柴油混合燃料用于救生艇发动机、应急发电机、应急消防泵柴油机等设备，这些生物柴油混合燃料被存储在单独的燃油舱中，由于受储存条件的限制而加

速降解。

3）避免船上储存时间超过6个月。

4）如船上储存超过6个月，建议制定燃油监测程序，包括定期（建议每3个月）进行燃油取样、分析，检查燃油的酸值、氧化稳定性等。

5）采取措施防止燃油舱柜积聚水分，如定期泄放（每天至少2次）。

6）监测储存柜内的水份和微生物。

7）储存温度至少保持倾点以上10℃，以防止蜡的析出，拟在寒冷地区营运的船舶，应在燃油购买合同中明确燃油低温流动方面的特别要求。

4.1.7 船上燃油兼容性测试

燃油的不兼容性可能会导致对船上柴油机和燃油系统设备的故障，甚至发生船舶失去动力的危险。为此，建议在实验室进行兼容性测试，以防止对燃油泵、喷油器、活塞环和衬套、以及分油机等设备造成不可修复的损坏。有一些燃油供应商也提供面向船用燃油的兼容性测试仪，具体可以联系公司的燃油供应商。

4.2 与燃油燃烧单元相关的操作建议：

4.2.1 使用低硫油时，对于二冲程柴油机汽缸油的控制：

1）查阅柴油机说明书或咨询柴油机制造商：

a. 必须根据正在燃烧的燃油选择气缸油类型和“碱值”(BN)，相关要求可以查阅说明

书以及询问柴油机制造商了解相关要求。

b. 正常工作情况下的气缸供油率（用量）必须与柴油机制造商的建议相一致。正确调

整气缸供油率（用量），如下是MAN Diesel A/S的基本建议。

--- 将注油器调节为柴油机厂的基本设置；

--- 在磨合和运转期间过润滑；

--- 根据说明书“扫气口检查”部分的要求，确定是否需要逐步降低供给率。

c. 对于具有自动调整气缸注油控制装置的柴油机

自动调整气缸注油控制装置能保证对气缸油总量的实际需求随运行状况（如负荷和

燃油特性）的变化而变化。根据主机制造商说明书的建议确定自动注油控制因素。

MAN Diesel A/S建议的某型二冲程低速机自动注油控制因素为汽缸油绝对用量

（g/kWh）X燃油硫含量，并给出了低硫环境下汽缸油绝对用量（g/kWh）的最低值。

2）咨询公司的汽缸油供应商。

一般气缸油供应商会为柴油机设计适用于其所有工况的汽缸油，并提供综合解决方案。

在遵循柴油机制造商说明书要求的基础上，也需要注意汽缸油供应商的建议。如下是壳

牌公司对船用二冲程柴油机汽缸油的建议，仅供参考。

4.2.2 使用低硫油时，对于四冲程柴油机（一般为中速柴油机）汽缸油的控制

1）查阅柴油机说明书或咨询柴油机制造商：

--- 必须根据正在燃烧的燃油选择气缸油类型和“碱值”(BN)，相关要求可以查阅说明