脱硫塔装置的改装和维护

周增辉

随着“限硫令”的实施以及各个国家地区对于硫排放的限制日趋严格，越来越多的航运公司开始考虑在新造船和现有船上安装脱硫塔装置（以下简称EGC）。我曾多次参与洗涤塔改造的检验工作，在此结合工作实际介绍EGC装置的选型、装置改装注意事项，以及改装后的EGC系统日常维护。

EGC装置的选型

1、Global和SECA两种限硫要求

Global模式需要满足等效0.5%含硫量的洗涤效果；SECA模式需要满足等效0.1%含硫量的洗涤效果。通常改装的系统可以同时满足两种模式，并实现上述两种模式的切换。

2、开式、闭式和混合式

改装过程中一般会选择开式或者混合式系统，两者的主要区别如下：

开式系统：系统简单，改装方便，运行和维护也相对容易，但是受限较多。越来越多的国家和地区如新加坡、阿联酋、部分欧洲国家都禁止开式系统的洗涤水排放。

混合式系统：因为增加了碱液系统，整个EGC装置较为复杂，操作和维护要求严格。但是相应的运行范围基本不受限制，而且可以采用不同的运行模式满足不同区域的要求。

（1）在允许排放洗涤水的0.5%含硫量限制区，采用开式Global模式；

（2） 在不允许排放洗涤水的0.5%含硫量限制区，采用闭式循环Global模式；

（3）在不允许排放洗涤水的0.1%含硫量限制区，采用闭式循环SECA模式；

（4）在允许排放洗涤水的0.1%含硫量限制区，采用开式SECA模式。

3、处理能力的选择

在设计选用EGC系统时，需要重点考虑系统处理能力满足主机、辅机或者锅炉的负荷要求，部分船舶因为系统处理能力或者改装空间、成本的原因，需要限制主机负荷。

EGC装置改装注意事项

1、空船重量重心位置变化

如改装导致空船重量重心位置变化，超过任何下列偏差：空船排水量的1%，或重心纵向位置的0.5%L，或重心垂向位置的0.5%，应重新送审稳性资料、装载手册等。

如改装导致空船重量重心位置变化，超过任何下列偏差：空船排水量的2%，或重心纵向位置的1%L，或重心垂向位置的1%，应重新进行倾斜试验。注意如果最后一次倾斜试验以后每次改装的空船排水量变化都应该累加，如果累加变化大于2%也需要重新进行倾斜试验。

2、改装对于柴油机背压的影响

每台主机、辅机的背压都要求单独计算和测量以确认不超过NOx排放技术案卷的要求，如果计算结果显示超过或者较为接近允许值一般要求对于柴油机/增压器进行改装，或者在排烟管路上增加鼓风机来减少背压。同时U型设计的文丘里部分也具有减少背压的效果。

如EGC安装后的主机背压计算值接近或高于最大允许背压值，船东应根据厂家建议进行改装以满足主机NOx排放的要求，并在航行试验中进行测量确认。

3、改装后电力负荷的计算

根据CCS《钢规》第4 篇第2章2.1.1.1（4）款的要求，在正常由一台以上发电机并联运行同时供电的情况下，应设有包括将非重要设备自动卸去等保护措施，以确保当运行中任何一台发电机停止工作后，其余发电机能继续运行，并保持对推进、操舵和保证船舶安全所必需的设备供电。增加EGC后需要重新计算电力负荷情况，如不满足规范要求可以调整优先脱扣，卸载不必要的负载，确认规范要求的设备能够正常运行，也可以增加额外发电机。典型的电力负荷计算书如下：

图1 脱硫塔体图示

图2 混合式脱硫塔图示

1）装载冷藏集装箱的航行工况下，发电机的负荷率高大达96.3%，易引起备用发电机起动，导致航行工况下，没有备用发电机，不符合规范要求。设计变更优先脱扣，降低运行负荷，确保航行过程中至少一台发电机备用。

2）航行工况满足两台发电机运行，一台发电机备用；无需调整发电机和配电板。

改装后的EGC系统日常维护

1、水质分析仪（WA）、气体分析仪(CEMS)的日常维护定期检测应该根据厂家的要求进行，确保分析仪处于良好状态和有效期内。

例如气体分析仪系统根据厂家给出的要求，按照表格内周期对系统进行定期维护。（见表）

2、系统故障的行动建议

国际环境保护委员会（MEPC）批准和颁发了MEPC.1/Circ.883决议，提供了“脱硫塔单一监控设备故障而导致脱硫塔无法持续合规的指导说明和采取的行动建议”。根据指导说明，对船舶的脱硫塔或单一监测设备出现故障，船上应该采取的措施和行动进行了说明。

2.1 系统故障

系统故障是指，脱硫塔出现的任何一个事件将会导致脱硫塔排放超标的故障。下方提及的短时超标和单一传感器故障的短期符合性除外。系统故障事件应记录在脱硫塔记录薄中，包括故障发生时的日期和时间，故障怎样消除的，消除故障采取的行动，以及后续采取的行动。

如果故障从发现开始不能在一个小时内解决，船舶需要转换使用合规燃油（低硫油）。如果脱硫塔故障，船上人员无法解决，需要将故障情况报告给主管机关。

2.2 短时排放超标

短时排放超标是指通过脱硫塔系统排气流量突然改变而使脱硫塔系统产生动态反应，从而可能引起排放比超过标准限值。

脱硫塔烟气排放比就是所谓的硫碳比，这个数值是根据烟气排放中的二氧化硫和二氧化碳的比值。由于废气流量的突然变化而引起系统和传感器的动态反应是正常现象。在传感器测取读数时间和系统反应时间产生的时间差，可能会引发排放超标的报警。。如果脱硫塔系统出现这种硫碳比短时超标的情况（不是持续数小时的情况），系统不应该被认为是违规，系统也不应该被认为是出现故障。

图3 气体检测仪示意图

表

图4 脱硫塔典型结构

图5 烟冲分层吊装

1、烟气取样口：安装在脱硫塔烟气出口处，应该设有固定的通道便于船员到达并进行检修

2、烟气管道：采用耐腐蚀化学胶管PTFE 管加外部保护层，内部设有加热管系保证烟气温度不低于200℃

3、烟气分析单元：主要包括烟囱检测探头、空气冲洗管路、自动效验装置

4、空气冲洗管路：用于定期对分析单元的管路进行吹通冲洗，进气管前设有干燥过滤装置。

2.3 单一传感器故障的短期符合性

当使用的燃油硫含量以及脱硫塔冲洗水保持恒定的状态下，所有的监测参数，像硫碳比、排放水PH值、PAH值和浊度值等，将会处于一个特定的相互关系，一个数值的改变将会影响其他参数的改变，这也就意味着一些监测仪器可以互为代表。如果一个传感器监测数值出现偏差甚至不显示数值，可以通过其它监测参数来判断是这个传感器本身故障还是脱硫塔系统本身性能发生改变了。如果其它参数持续在正常水平，那只能说明是这个传感器故障，而不能说明脱硫塔系统违规（烟气排放和排放水超标）。

3、体系文件的补充修改

系统改装完成后，为了系统的正常运行和维护，公司应该制定相应的体系文件指导船员，审核员也应该根据公约、通函以及体系文件、厂家手册等要求进行审核。重点关注以下几个方面：

3.1 应该根据批准的ETM-B，SECP和EGC record book制定相应的操作和维护手册，对于系统的运行和维护做相应的记录。

3.2 应该就厂家的手册制定船员培训材料，确保责任船员熟悉系统的布置、操作和维护。

3.3 应制定相应的应急预案包括系统泄漏、系统故障的应急操作等。

周增辉 中国船级社(CCS)浙江分社高级验船师，主要从事营运船舶和新建船舶轮机电气专业检验工作，先后参与各类船型的营运检验和审核工作。