船舶硫氧化物排放控制及展望

船舶硫氧化物排放控制及展望

船舶硫氧化物排放控制及展望

挪威船级社(中国)有限公司大连分公司薛成

摘要:概述目前MARPOLN.~]VI,欧盟及加'hi法令对船用燃油硫含量的要求,并详述低硫燃油对设备的不利影v向,提出相应的

应对措施,展望今后控制硫排放物的方法,提出新造船舶要预留适当空间为以后安装废气滤清系统做好准备.

关键词:MARPoL公约;低硫燃油;硫氧化物;SO. MARPOL73/78公约附则VI已于2005年5月19日生 效,该附则第14条对船舶排放的硫氧化物进行了限 制,要求船舶加装的燃油的硫的质量分数不超过 4.5%,同时对船舶位于SO排放控制区域之内的硫氧 化物排放总量提出了明确要求.目前船舶大多采用硫 的质量分数低于1.5%的燃油(简称低硫燃油)来满足 这一条件. 一

,有关限制硫氧化物排放的公约及区域法令 1.硫化物排放控制区域(SOEmissionControl Areas,简称SECA)

近来,根据附则VI设置的两个排放控制区 (ECAs)已经生效,即波罗的海和北海海域.在2011 年7月的MEPC62次会议上,通过了有关设置毗邻波多 黎各(美属)海岸一定区域的海域以及维京群岛(美 属)作为另一个排放控制区(美国加勒比海排放控制 区)的MARPOL公约修正案.该修正案预计将在2013 年1月1日生效,而排放控制区也将在修正案生效后的 12个月后生效.

2.附则VI对船用硫含量的限制

MEPC58通过了MARP0L附~lJVI修正案,对船舶 大气污染物的排放提出了进一步要求.修正案要求从 2012年1月1日开始,全球重质燃油的硫的质量分数从 现在的4.5%降至3.5%,并在2018年之前作出可行性评 估.若评估通过,~112020年1月1日,将要求全球船用 重质燃油的硫的质量分数降到0.5%;如果调查结果不 乐观,则将考虑延迟至2025年1月1日起适用新标准. 对于SECA,从2010年7月1日开始,该区域船舶 所用燃油的硫的质量分数不得超过1.00%,从2015年 1,q1日起不得超过0.10%.

3.欧盟法令TheEUDirective2005/33/EC的控制 要求

除IMO法规要求外,船上燃油硫含量控制还应满 足下述要求:白2010年1月1日起,所有靠泊欧盟港口 的船舶必须使用含硫的质量分数低于0.1%的燃油.不 过,如果船舶靠泊后将船用供电切换为岸电或靠泊时 问不超过2h,则可以不受上述规定的约束. 4.加利福尼亚法令(CARBTitle13/17)

该法令规定,进入加利福尼亚海岸线24nmile水 域的远洋船舶主机,副机及锅炉必须使用船用轻柴油 (ISO8217,DMA)或重柴油(ISO8217,DMB)且 应满足下述要求:自2009年6月28日该法令生效起, 船舶副机所用的船用轻柴油最大的硫的质量分数不超 过1.5%,船舶副机所用的船用重柴油最大的硫的质量 分数不超过0.5%;自2009年7月1日起,船舶主机及副 锅炉所用的船用轻柴油最大的硫的质量分数不超过 1.5%,所用的船用重柴油最大的硫的质量分数不超过 0.5%;自2012年1月1日起,船舶主机,副机,副锅炉

无论使用船用轻柴油还是重柴油最大的硫的质量分数 都不超过0.1%.

二,低硫燃油对船用燃油设备的影响

目前船用燃油必须符合ISO8217:2005修订版的要 求,参阅有关资料可知低硫燃油对燃油设备的影响主 要有以下几个方面【卜】: 1.低硫燃油对柴油机的影响 (1)低运动黏度

大部分船舶柴油机设计的燃油允许最小运动黏度 20

为2.0m/s,而根据ISO8217,船用轻柴油的40运 动黏度值为1.5-6.0Ixm/s且船用重柴油的40℃运动黏 度值为11txm2/s.在实际使用中由于燃油经过加热及 机舱环境的影响,柴油机进油温度一般都高于40℃, 运动黏度值将进一步降低,从而导致燃油供给泵,喷 油泵和喷油器内部泄漏加剧,燃油供给不足,也使机 器的输出功率降低,自身润滑性变差,导致喷油泵和 喷油器内部磨损加剧甚至卡死. (2)酸性

在一定的温度和压力下,燃油中的硫燃烧后生成 酸,可造成燃烧室部件的低温腐蚀.一般使用适量的 加入碱性添加剂(一般为CaCO)的汽缸油中和燃烧 所形成的硫酸,中和产物(CaSO)及未参加反应的 少量碱性添加剂(CaCO)随着柴油机的换气过程将 被排出燃烧室.但是,当燃油中硫含量降低,汽缸油 供给量过剩,将会在缸内出现由过量碱性添加剂所形 成的大量灰白色沉淀物,从而使活塞环黏结,断裂, 缸套磨损严重. (3)点火与燃烧质量

船用燃油的点火质量和燃烧质量尚不属于国际标 准化组织ISO8217船用燃油规格的一部分.一直以来 计算单芳香烃指数(CCAI)是评估重质燃油点火质量 的默认方法.随着炼油厂越来越多地在混合工艺中使 用重循环油以实现硫含量低的目标,计算单芳香烃指 数和计算点火指数在评估点火性能差的燃油时是不准 确和不充分的,所以根据燃油交付单中的计算单芳香 烃指数来判断点火与燃烧质量是不可靠的.使用点火 性能差的燃油,发动机会出现的典型问题有:发动机 启动困难,或者完全无法启动;燃烧室内最大压力过 高;运行不稳定及功率损失;燃烧室及废气系统内的 沉积物增多. (4)燃油的不兼容

低硫蒸馏燃油的芳香烃含量较低,所以对沥青质 的溶解性较差.在含有大量沥青质的重质燃油与低硫 蒸馏燃油转换时有可能因为燃油的不兼容性导致滤器 堵塞,机器设备因缺油而停止运转. (5)催化剂颗粒的危害

为了提高轻质燃料油的产量,现代石化1业采用 催化裂化技术,在原油炼制过程中加入含有硅和铝元 素的催化剂.残渣油中催化剂的硅,铝颗粒很难全部 分离出来,会像磨料一样,或进入燃油系统加速高压 油泵柱塞套筒偶件磨损,出油阀卡阻,喷油器针阀磨 损,或直接接触缸套,活塞环,在嵌入生铁的石墨基 结构中加剧磨损,严重时甚至造成拉缸,活塞环断 裂,扫气箱着火,增压器喘振,增压器轴承损坏等, 威胁船舶安全.

2.低硫燃油对锅炉的影响【】

(1)低黏度.燃油黏度降低会增加燃油泵的内