低硫油风险与控制

CCS上海规范研究所 刘军朴

不同类型燃油的特性差异、船舶领域应用经验、燃油质量等都会对船舶使用的安全产生影响。

近年来，欧盟（EU）、美国加州、国际海事组织（IMO）以及中国相继推出了新的船舶SOx排放控制要求。2010年1月1日，欧盟港口0.10%硫含量燃油标准开始实施；2014年1月1日，美国加利福尼亚州要求进入其沿海岸24海里区域时使用硫含量0.10%的船用馏分油；2015年1月1日，IMO关于排放控制区内0.10%硫含量燃油的标准开始实施。2016年10月，IMO MEPC 70会议同意，2020年1月1日实施全球硫含量0.5%m/m燃油标准。

2015年，我国发布了“中国排放控制区实施方案”，设立了“长三角”“珠三角”和“环渤海湾”三个排放控制区，要求船舶在指定区域内航行或停泊时使用的燃油硫含量不超 过0.50%m/m。2018年12月10日，中华人民共和国交通运输部公布了“船舶大气污染物排放控制区实施方案”，对排放控制区地理范围、污染物控制范围、排放控制标准、实施时间、要求等方面都进行了调整，该“调整方案”将于2019年1月1日开始实施。

船舶为满足SOx排放控制要求，有多种燃油类型可供选择和使用，比如为满足硫含量不超过0.10%的要求，可以使用低硫馏分油、“生物柴油”、0.10%“混合燃油”等。而不同类型燃油的特性差异、船舶领域应用经验、燃油质量等都会对船舶使用的安全产生影响。

低硫燃油的类型

为满足法规关于硫含量不超过0.10%和0.50%的SOx排放要求，一般船舶可选择和使用的船用燃油类型见表1：

表1 可选择和使用的船用燃油

低硫馏分油风险及控制

炼油厂为了生产上述低硫馏分油，往往需要采用特殊工艺及程序对燃油进行脱硫处理，导致低硫馏分油的很多特性都发生了显著变化。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，低硫馏分油的使用经验不多，当转换使用低硫馏分油时，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。

中国船级社对低硫馏分油的特性变化以及安全影响进行了研究，并根据研究成果编制《船舶使用低硫馏分油指南》，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。

表2对低硫馏分油安全影响因素及控制措施进行简要概述，便于用户了解和使用该指南。

生物柴油风险及控制

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。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%。

DFA、DFZ、DFB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。

表2 低硫馏分油安全影响因素及控制措施

然而，由于添加的FAME具有易氧化、生物分解、对燃油舱柜及系统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一些注意事项。关于这种燃油的使用，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。CCS《船舶使用低硫馏分油指南》中也引用了上述CIMAC 指南。

以下简要概述生物柴油使用的注意事项，详细内容请参考上述CIMAC指南：

1、与设备厂沟通，确认设备适合这种生物柴油，包括油水分离装置、舷外排放监测装置等；

2、避免船上储存时间超过6个月；

3、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；

4、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）；

5、储存柜的水份和微生物监测；

6、对于高压共轨燃油喷射系统，建议咨询设备厂有关生物柴油的使用要求；

7、 监测滤器工作状态；

8、储存温度至少保持倾点以上10℃，以防形成蜡，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。

0.1%“混合燃油”风险及控制

2014年底，为满足硫含量0.1%m/m燃油市场需求，有些燃油供应商研制并推出了新的0.1%“混和燃油”，通过在低硫馏分油中混合少量的重质燃油，改善了低硫馏分油的粘度、润滑性等特性。这种低硫“混和燃油”的主要优势是：粘度、润滑性等特性指标与常规重油相似，船上储存、净化处理、使用时也需要加热，燃油系统、燃油设备等一般无需改造即可使用。然而，由于不同燃油供应商的调制方法不同，所生产出的“混和燃油”特性指标也会存在差异，每种“混合燃油”的储存、船上处理、使用等方面都可能有特别的要求，船舶购买时应向燃油供应商咨询船上使用的建议。另外，考虑到这种“混和燃油”的使用经验有限，且现行的ISO 8217标准规定的各种船用燃料油规格（DM和RM）还很难涵盖该类燃油，船舶购买和使用该类燃油时，还应寻求柴油机、锅炉、分油机等设备制造厂的相关指导和建议。

国际内燃机委员会（CIMAC）公 布 的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、处理和使用过程中的技术要点，供船东/船舶管理者参考。CCS《船舶使用低硫馏分油指南》中也引用了上述CIMAC文件。

船上储存和使用这种低硫“混合燃油”时，建议考虑如下技术要点：

1、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；

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、船上使用时需要进行净化处理，分油机的加热温度和设置需要根据低硫“混合燃油”的粘度和密度进行调整；

4、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；

5、按燃油转换程序进行低硫“混合燃油”和HFO之间的转换，控制转换过程中的温度梯度变化，以防发生热冲击的风险；

6、 按设备厂的规定调整气缸油的类型和注油率。

0.50%“混合燃油”风险及控制

为满足硫含量0.50%燃油的市场需求，尤其是2020年1月1日IMO全球0.50%低硫燃油标准实施的需求，0.50%“混合燃油”未来可能成为最主要的供应来源。然而，来自不同地区、不同供应商的0.50%“混合燃油”，其燃油混合比例、成份、工艺会有很大不同，相应的燃油特性也会存在较大差异，导致船舶出现各种事故的可能性增大。

由于目前市场上这种0.50%“混合燃油”的供应很少、经验不足，尚很难确定这种燃油的各项特性指标是否能完全符合国际公认的燃油标准ISO 8217，为此，国际标准化组织（ISO）正在研究制定适合于这种“混合燃油”的特性指标要求。

为便于用户参考，表3对0.50%“混合燃油”可能的特性变化及安全影响进行了简要概述。

表3 0.50%“混合燃油”可能的特性变化及安全影响