船舶进入或离开硫氧化物排放控制区域时的燃油转换程序

马喜仲

(天津海运职业学院，天津 300350)



船舶进入或离开硫氧化物排放控制区域时的燃油转换程序

马喜仲

(天津海运职业学院，天津 300350)

以远洋船舶“SPRING SCENERY”为例，论述进入或离开SOx排放控制区域时的燃油转换具体操作程序，以及船舶停靠欧盟港口时主机、辅机和辅锅炉使用的高硫燃油与低硫轻油的换油程序。强调船舶轮机管理人员要熟悉和执行燃油转换程序，以保证船舶动力设备的正常运转，使船舶顺利通过SECA内港口当局的有关检查。

船舶；硫氧化物排放控制区；主机；辅机；辅锅炉

1 船舶制定燃油转换程序的必要性

国际海事组织(IMO)制定的《防止船舶造成空气污染规则》(以下简称《规则》)第14条中规定了关于SOx排放的限制。目前IMO确定的SOx排放限制区为波罗的海、英吉利海峡和北海、美国和加拿大沿海、美属波多黎各临近水域和维尔京群岛。对于SOx排放的控制方法主要通过2个方

面:①通过国际海事组织(IMO)以及各个国家和地区的有关法规控制燃油中的硫含量，使用低硫燃油；②水洗，通过在排气管路上安装的水洗器除去废气中的SOx[1]。

规则对船舶柴油机使用燃料的硫含量进行了限制，IMO及美国加州地区和欧盟港口的燃料硫含量限制及实施时间见表1。

表1 已公布各地区燃油硫含量限制标准及实施日期

燃油硫含量应由供应商提供文件证明。在其进入排放控制区域之前规定足够的时间，对燃油供给系统进行全面冲洗，以去除所有超过规定的硫含量的燃料。进入或离开SECA的船舶，须携有一份书面程序表明燃油转换如何完成[2]。这份程序以前公约虽没有明确强制要求，但是为了安全操作很多船上已有该份程序。现在公约修正案明确要求船上应持有该份程序，并要求在进行燃油转换操作时，将每一燃油舱中的低硫燃油的容积以及日期、时间及船舶位置记录在主管机关规定的航海日志、轮机日志、油类记录簿中[3]。

柴油机、锅炉等燃油动力设备，主要为使用含硫量较高的廉价船用重燃料油设计。未经改造就直接使用低粘度、低比重、低闪点、低润滑性、低发热值、低含硫量等的低硫燃油(LSMGO)，可能会产生一些不利影响[4]。根据炼油方式的不同，在40 ℃时，低硫油粘度大约为1.4～3.0 mm2/s。据统计，因船舶设备使用低硫油导致船舶发动机无法启动或转速不稳引起操纵性故障逐渐增多。

为了降低船舶使用低硫油对设备的危害，现在船舶多使用低硫油冷却系统对低硫油进行冷却，使其温度降低，粘度增大，以提高润滑性，从而降低低硫油对船舶柴油机及锅炉等设备的危害。对其中关键的燃油冷却系统，目前主要有2种方案。一种典型的布置是制冷式(即所谓的Chiller方案)，设置2套冷凝压缩机组，用制冷剂等将淡水/海水冷却然后将冷却过的水分别引至2套进油冷却器和2套回油冷却器；另外一种是对60 ℃时运动粘度大于3 mm2/s的超低硫油仅设置水冷却器(即所谓的Cooling方案)，冷却水来自船上中央冷却淡水/海水，该种方案成本较低，较为常用[5]。江苏华西远洋船舶管理有限公司所属的远洋船舶“SPRING SCENERY”的燃油冷却系统采用的即是后面这种方案。

船上对重油和船用低硫轻柴油进行切换时，还必须特别注意燃油的切换和处理程序，当从重油切换到船用轻柴油时，如果温度改变过快或温差不均匀，会引起油泵间隙变化过快，导致堵塞/拉伤油阀和油泵柱塞的现象。为了保护喷油设备防止热冲击，MAN公司认为温度变化率不应超过2 ℃/min[6]。

根据现有营运船的船东反映，在船舶行驶至相关排放控制区域(ECA)内时，有关当局已经增加了关于排放的检验项目。如发现不能满足排放要求，在控制区将受到高额罚款处理[7]。

2 高硫重油和低硫轻油转换程序

上面提到的操作要求和注意事项都应该在燃油转换程序里予以详细说明，下面以“SPRING SCENERY”轮为例，说明高硫重油和低硫轻油转换的具体程序，该规则符合国际海事组织和港口国检查要求。

2.1 转换前准备工作

1)该船指定的专属低硫轻油舱及柜如下。

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)船长应根据航次指示，在确定船舶即将进入特殊区域前通知船东或租家提前为船舶提供足够数量的低硫轻油。

3)船上现存低硫轻油数量及存放位置如下：

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)轮机长应提前计算本船在换油过程中的混合容积(主机管系容积，集油柜容积，除气柜容积)。

5)根据挪威DNV船级社提供的换油计算表，填入主辅机的小时耗油量及本船所用高/低硫油的含硫量等参数来确定高硫燃油向低硫轻油转换最终的换油时间，可以增加安全余量。

6)将换油时间提前告知驾驶台，以便驾驶台提前通知机舱换油。

7)机舱在预计进入特殊区域前，要维持低硫轻油日用柜/沉淀柜在中高位运行状态。

8)船长应将换油操作列入航行计划之中。

9)如果船舶预计使用低硫轻油时间较长，还需考虑是否应根据柴油机厂家的建议更换与之相应的低碱性气缸油或调低气缸油注油率，以减少缸套的划伤或磨损；同时遵守设备说明书要求注意燃油进机粘度，以避免造成油泵、喷油器等相关部件的卡阻和拉伤。

2.2 进入特殊区域时由高硫重油向低硫轻油的转换操作

1)驾驶台根据特殊区域划分(经纬度)、航线、航向、航速及机舱事前通知的换油时间等，在进入特殊区域前通知机舱提前换油。

2)机舱当值人员在接到驾驶台的换油命令后，应立即进行如下换油操作。

①关闭燃油加热器，关闭有关蒸汽伴温阀。

②当燃油温度下降到对应的燃油粘度达到18 mm2/s时，通过三通阀进行燃油转换操作。

③在燃油转换过程中，主机负荷应该在25%～40%额定负荷之间，以便燃油温度能够缓慢下降(每分钟下降不超过2℃)。燃油运动粘度不能低于2 mm2/s，不能高于20 mm2/s。

④燃油管路上加装的冷却器投入使用，以确保低硫轻油的温度不会太高。

⑤通知驾驶台换油结束。

⑥将换油操作的全过程详细地记录在轮机日志、航海日志及相关记录表格中，包括：换油起止日期、时间、船位(经纬度)及所使用低硫轻油的油舱编号和存量等。

2.3 由低硫轻油向高硫重油的转换操作

1)驾驶台根据特殊区域的划分，确认船舶已实际驶出特殊区域。

2)通知机舱可以将低硫轻油转换为高硫重油。

3)机舱当值人员在接到驾驶台的换油命令后，应立即进行如下操作：

①确认重油日用柜加热温度在80 ℃左右。主机负荷降到25%～40%额定负荷之间。

②将燃油管路上加装的冷却器旁通。打开燃油加热器，以便燃油温度能够缓慢上升(每分钟上升不超过2 ℃)。燃油粘度不能低于2 mm2/s，不能高于20 mm2/s。

③当燃油温度上升到对应的燃油运动粘度降到2 mm2/s左右，燃油温度达到80 ℃左右时，通过三通阀进行燃油转换操作。

④当燃油运动粘度上升到10 mm2/s时，打开有关燃油伴温阀。

⑤通知驾驶台换油结束。

⑥将换油操作的整个过程详细地记录在轮机日志、航海日志及相关记录表格中，包括：换油起止日期、时间、船位(经纬度)、所使用低硫轻油的油舱编号、存量等。

2.4 停靠欧盟港口，主机、发电机、锅炉高硫燃料油与低硫轻柴油的换油程序

1)如果到港主机、辅机和锅炉都需要换用低硫轻油，则换油程序参照“进入特殊区域时由高硫重油向低硫轻油的转换操作”。锅炉用油也同时转换为LSMGO。

2)如果到港主机不需要换用低硫轻油，只有辅机和锅炉需要换油，则在到港前启用辅机柴油泵，将运转的辅机换用低硫轻油。锅炉用油也同时转换为LSMGO。

3)离港时，打开加热系统，油温上升后，将主、辅机、辅锅炉使用燃油从LSMGO转换为HFO。

4)见2.2中⑥。

3 结论

目前实行的硫氧化物排放控制区(SECA)只是一个开始，将来会有越来越多的国家和地区成为排放控制区，船舶进入SECA进行燃油转换操作将成为常态，这对船舶动力装置的设计、制造和维护管理都提出了严峻的挑战。从设计和制造方面来说，由于船上柴油机、锅炉等燃油动力设备主要为使用含硫量较高的船用燃油设计的，如果要长期换用低粘度、低闪点、低润滑性的低硫轻柴油，船舶势必要使用低硫油冷却系统对低硫油进行冷却，从而降低低硫油对船舶柴油机及锅炉等设备的危害。这将对船舶传统燃油系统的设计产生极大的影响。

另外，随着MARPOL公约最新规则的生效实施，SOx排放控制区域内的港口当局加强了对船舶使用的燃油硫含量进行检测，比如在燃油系统自冲滤器处取样化验。如果化验结果表明所使用的燃油硫含量超标，船舶将被滞留。因此，作为船舶轮机管理人员，要熟悉燃油转换程序，在进行相关操作时，轮机长应该亲自在场指挥，轮机员们相互配合，精准操作，将换油过程对船舶动力装置的不良影响降到最低，最大限度地保证船舶动力设备安全运转，同时做好记录，以便顺利通过所到港口的PSC检查。

[1] 周明顺.船舶柴油机[M].大连：大连海事大学出版社，2014.

[2] 林锦和，蒋德志，郭军武.海船船员适任证书知识更新[M].大连：大连海事大学出版社，2012.

[3] 洪建海.船舶更换低硫油的操作[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体要求和应对措施[J].航海技术，2010(5)：48-50.

[5] 李晚侠，聂帮龙.船舶硫排放限制的最新要求及应对分析[J].企业技术开发，2014(15)：176-177.

[6] 曾向明，方佳琦.关于如何应对IMO关于硫氧化物排放控制要求的研究[J].中国水运，2013(12)：190-193.

[7] 杨奥，邹世光，吕玉奎.应对排放控制区域SOx排放控制新规范的船舶改装方案研究[J].船舶标准化与质量，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

国家自然科学基金面上项目(51679178)

马喜仲(1969—)，男，学士，副教授

研究方向：机舱资源管理

U664.81

A

1671-7953(2017)04-0144-04

修回日期：2016-11-30