張 彬
航運(yùn)市場上的船舶燃料油主要來自二次提煉的高粘度殘?jiān)褪袌錾峡梢再彽玫牟煌s分的混合物,其在柴油機(jī)或鍋爐中的燃燒并沒有確定的保障。當(dāng)下,為了追求最高的效益,在煉油過程中,煉油廠采用更加高效的二次提煉法,盡可能提高價(jià)值較高的輕餾分產(chǎn)量,減少價(jià)值較低的殘?jiān)a(chǎn)量。隨著提取的深度越深,殘?jiān)偷拿芏群蜌執(zhí)贾稻驮酱?,殘?jiān)途驮讲环€(wěn)定,相容性就越差。殘?jiān)椭械臑r青質(zhì)容易析出,就形成嚴(yán)重的油泥,堵塞濾器,使分油機(jī)超負(fù)荷;霧化不良,發(fā)火困難,燃燒不充分;被催化劑顆粒污染等等。
在船上,通常處理燃油的方法是沉淀、分離、過濾,但這些方法對燃油燃燒性能的改善是非常有限的。燃油的問題通常在煉油時(shí)就已經(jīng)產(chǎn)生。為了使船舶柴油機(jī)的燃燒更充分,效率更高,可以依靠燃油添加劑來改善船舶渣油的質(zhì)量,改善燃燒,提高柴油機(jī)的動(dòng)力性、可靠性、排放性以及經(jīng)濟(jì)性,還能將柴油機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用減到最少,這是使船舶運(yùn)行更加可靠和最經(jīng)濟(jì)的方法之一,在全世界范圍內(nèi)被廣泛使用,作為降低船舶整體營運(yùn)成本的手段。
燃油處理添加劑可以分為三類:燃油系統(tǒng)添加劑、燃燒催化劑和腐蝕抑制劑。
燃油系統(tǒng)添加劑 用來解決渣油中由于瀝青質(zhì)凝聚在油柜及燃油系統(tǒng)中而形成油泥的問題,從而允許燃油的輕、重組分間進(jìn)行混合,使得燃油倉、濾器、濾網(wǎng)和燃油加熱器保持干凈。
重渣油和調(diào)合渣油儲藏、處理以及船上處理的常見問題如下:過量油泥沉淀;過濾器堵塞;離心分油機(jī)負(fù)荷過大;部分及完全乳化油的水的分離;催化劑鋁和硅顆粒的清除;燃油加熱器的堵塞;噴油器頂端的結(jié)碳;不良霧化;運(yùn)動(dòng)偶件顆粒磨損。
通過分散/清凈劑強(qiáng)分散和穩(wěn)定作用如下:穩(wěn)定二次提煉的渣油,以便在調(diào)合餾份油時(shí)瀝青質(zhì)仍保持懸浮狀態(tài);分散已經(jīng)存在的瀝青質(zhì)團(tuán)塊;降低不同燃油混合時(shí)的不相容性問題;減少過濾器和燃油加熱器阻塞;提高離心分離和過濾效率,降低油泥數(shù)量,增加泵送到柴油機(jī)有效燃油的數(shù)量;提高離心分離效率,使燃油中的催化劑鋁和硅顆粒更加容易清除;通過保持燃油在勻質(zhì)狀態(tài)來保證良好的霧化。
燃燒催化劑 打散了燃料中的碳?xì)浞肿渔?,讓氧氣更容易到達(dá)碳?xì)浠衔锏谋砻?,從而縮短燃燒時(shí)間或降低反應(yīng)所需能量水平,增強(qiáng)了柴油機(jī)的動(dòng)力性。
船舶燃料油在柴油機(jī)中燃燒的常見問題如下:不良霧化;燃燒緩慢;不完全燃燒;活塞環(huán)槽積碳/活塞頭腐蝕;活塞環(huán)過早失效:彈性不足/咬死/折斷;汽缸套高度磨損;排氣口/氣閥淤塞和(二沖程式柴油機(jī))活塞下的沉淀物增多。
燃燒催化劑處理燃油的燃燒,將會(huì)有以下影響:保持燃油的均質(zhì)狀況保證良好霧化;減少無規(guī)律/變形噴射(這種噴射形成的火焰會(huì)沖擊缸壁,導(dǎo)致缸套熱裂);減少活塞頭腐蝕;改善燃燒,使燃燒更加充分、過程更快完成;減少因未燃燒的燃油沉淀物引起的活塞環(huán)槽積碳;由于減少了沉淀物進(jìn)入環(huán)槽,改進(jìn)了活塞環(huán)性能;防止氣缸潤滑油膜燃燒,降低缸套和活塞環(huán)摩擦磨損;通過降低來自活塞頭沉淀物擦傷或磨損的影響,改善氣缸套的狀況;減少活塞下的沉淀物,減少掃氣空間著火的可能性。
腐蝕抑制劑 可以提高灰分混合物的熔點(diǎn),使其處于干燥易碎的狀態(tài),易隨排氣帶出,阻止灰分的粘附和沉積,使排氣閥和渦輪增壓器免遭硬灰分的干擾。
與重油和調(diào)合渣油燃燒后的常見問題如下:高溫腐蝕;低溫腐蝕;排氣閥斑蝕/腐蝕;活塞頭腐蝕;積碳/灰分沉淀物引起的渦輪增壓器淤塞;經(jīng)濟(jì)器淤塞和腐蝕;煙灰著火;煙囪輻射;四沖程式柴油機(jī)機(jī)油的迅速老化;過量的酸性產(chǎn)品引起(二沖程式柴油機(jī))氣缸油總堿值的快速降低。
腐蝕抑制劑的效果:通過提高和硫結(jié)合的釩、鈉、鎳形成灰分混合物的熔點(diǎn)來抑制進(jìn)一步產(chǎn)生的沉淀物,清除已經(jīng)存在于活塞頭、排氣閥和增壓器上的高溫腐蝕沉淀物;通過降低和中和硫酸物,減少氣缸套、排氣閥殼、經(jīng)濟(jì)器和排氣總管的低溫腐蝕;在燃燒高硫燃油時(shí)保證氣缸內(nèi)總堿值的水平,減少酸腐蝕引起的缸套磨損。