【船机帮】低硫油对中速柴油机的影响

随着低碳排放，低硫区的划分，船舶在营运过程限制使用高硫油，不只是对船东燃油费用的增加，也给船舶管理人员增加了难度，同时也提高了备件更换的费用，目前已知的析出沉积物有蜡晶油泥、沥青质油泥、胶质油泥（树脂状）、棉絮状油泥等。

实验表明，单组分石蜡（wax）的析出与温度有关，但由于VLSFO组分复杂，包含石蜡基、沥青基、芳香族、环烷烃等，这些组分在调和生产过程中的加工工艺直接影响了VLSFO在储存、分离、过滤、燃烧过程中，可能析出沉积物的组分。

笔者在自己的工作过程同样遇到了一些低硫油对中速四冲程柴油的影响。

某轮一万六总吨的客滚船，主机9PC46L,副机日本大发220L，分油机日本三菱，1990年日本造，在某港加装了三百吨低硫油含硫量0.47.通过分油机分离到日用柜，从日用柜到供油单元，在分油机分离过程中出现了分油机出口有油流出，排渣困难，打开分油机发现分离筒内大量的油泥。

清洁分油机后继续分油，运转了大概六小时后，电网电压波动，发现副机震动，多个缸不做功。

紧急更换备用发电机，发现六缸柴油机多各缸的高压油泵卡死。

为了防止备用发电机出现同样的事情，紧急更换柴油运转。

造成此次事故主要原因是低硫油润滑能力下降，混油后出现石蜡析出。

低硫油的使用给管理者提出了更高的要求。

给船舶操作带来不便，笔者总结了一下几点供各位同仁参考。

（1）粘度变化范围大，实际操作中对粘度、温度的把控困难。

（2）润滑性能降低，柱塞偶件磨损加速。

由于低硫柴油生产中普遍采用了苛刻的加氢脱硫工艺，柴油中改善润滑性的主要物质如含氧、氮化合物以及双环、多环芳烃的含量也随之降低，降低了柴油的自然润滑性能。

（3）低温流动性差，容易析蜡堵塞滤器。

讨论低温流动性，几个重要温度点，必须先说明。

★浊点(Cloud Point)：指油品开始析出石蜡或其它组分，油品变浑浊的温度。

★冷滤点（Cold Filter Plugging Point ）：指油品造成滤网堵塞的最高温度。

★倾点(Pour Point)：指油品在规定的试验条件下，被冷却的油样能够流动的最低温度。

浊占›冷滤点›倾点。

如某种燃油在某些机型、某些工况下发生的机率可能会比其他组合发生的几率大。 

由于大部分案例是在2020年前后使用低硫油开始发生，所以我们把分析方向放在“新型低硫油”这个环节上，并结合船上操作来做些分析和解释。 

从残留物的元素分析中，我们注意到铁、钙、钠和硅的含量很高。

钙主要来自气缸油（主要是残留碱值太高，但也有可能是燃油里混入了废润滑油，燃烧后形成的碳酸钙是磨料的一种）；

高含量的硅可能源自进气或是油柜底部搅上来的高含量（海况恶劣或处理不当时），钙和硅都是导致磨损的磨料。

而高的钠含量可能来自取样过程中海水蒸发留下的盐分或是冷却水中的添加剂，正常情况下燃油中的钠几乎可以忽略不计，除非存在异常组分。  

从燃油质量、异常组分、燃油助燃剂，以及（个别）气缸燃烧技术状态等综合因素，来推断沉积物是一种高温下引起的“极度超磨”结果，这在以往的船舶机务管理中实为“罕见”。

由于大部分案例都是在2020年前后开始使用低硫燃油后发生的，我们需要注意在切换到低硫油后船上哪些状况发生了变化？

燃油的质量、粘度、cat fines含量是否发生变化？

燃油中是否存在不正常的组分？

燃油喷射温度/粘度和压力是否得当？

分油机设置是否匹配？

船上燃油处理流程？

润滑是否得当？等等。

需要按照最新标准来考量燃油的各项指标，各类组分的含量以及对燃烧产生的潜在影响。

如新型低硫油里的一些特殊组分在特定的条件下，会直接导致燃烧异常和气缸超磨的发生。

燃油供应商需要提供足够的资料来证明燃油的各项参数是否满足标准（IMO标准），并且在报告中将各项参数测试结果资料化，以作为在船管理和使用燃油的参考依据。 

对于管理者平时阀管理维护也尤为重油当时的吊缸和活塞环更换，缸套和活塞环的磨损量是否控制在合理范围内，这个可以靠吊缸时的测量，以及平时定期在船上进行气缸残油的检测来实现。
缸套和活塞环的磨损率取决于很多因素，燃油的种类和质量，气缸油选择以及注油率是否得当，cat fines含量高低，发动机工况等等。 

备件型号以及质量的考量，根据不同的工况选用合适的备件至关重要，建议咨询主机厂家对于各类备件的要求。

下面我们就拿陶瓷环举例来判断活塞环是否需要更换。

如果活塞环在计划吊缸前就发生磨损超限的话，很容易发生窜气从而引发一些列问题，所以推断活塞环是否可以坚持到下一次吊缸很重要，需要根据前几次的测量资料来计算活塞环的磨损率（微米/千小时），然后根据磨损率来反推活塞环镀层磨到20微米时还可以用多少小时，看是否能坚持到下次吊缸。

吊缸时对缸套测量磨损率后，根据磨损曲线和气缸残油中的铁含量水平来评估下一次吊缸计划，确保安全运行的养护间隔。

另外，在低硫油组分复杂多样性的状态下，除缸套和活塞的技术状态需要严格控制外，喷油嘴的养护尤为关键。

笔者做四冲程柴油机较多针对四冲程机一般情况下燃油喷嘴的养护周期为1500-3000小时，这个周期是根据燃油的质量来定不能像之前一样根据说明书要求做了，也就是说如果燃油质量不好的话，需要根据情况来缩短养护周期，建议找专业厂来检查喷嘴磨损/雾化情况。

由于新型燃油中的某些组分（生物燃油、苯酚、cat fines等）可能会增加喷嘴的磨损，所以需要特别注意。

一旦怀疑燃油质量有问题，应及时联系主机厂商以及燃油/滑油供应商以寻求潜在的解决方案，避免故障严重化。

同时做好取样留存的工作，然后送到专业实验室，对某些重点项目进行测试，以确保燃油安全。 

加油前需要知道燃油的种类、特性和数量。

混装比例不大于1：9。

如果无法保证，协调采购部门变更订单数量或事前送实验室做兼容性测试。

如果有条件，将船上现存燃油样本提前48小时送到加油港，和需要加装的燃油做混兑测试，以确保燃油的混装安全。

如果不具备这个条件，则需要在船上进行混合前的兼容性测试，然后送岸基实验室做全面的检测。

燃油取样保留应严格按照有关规定，包括测试记录和报告，以防万一发生问题后为索赔事宜提供必要的法律依据。

常规燃油检测各项指标时，须增加一些特别测试项目。

适当的选用燃油添加剂：

推荐使用大舱清净分散和保持燃油稳定性的产品，或增加燃油润滑性的产品。

另外要求供应商提供产品的粘温性曲线图。 

在船使用尽量避免混油，做到先装先用；掌控好不同批次燃油之间的差异，有效进行不同燃油的切换。及时调整控制进机温度。

根据各油品重置分离比重环，减少分离量，加强对催化颗粒物的净化分离；

如出现较多油泥时，可考虑两台分油机并联运行减少日用柜与沉淀柜之间的循环量，防止的燃油分子“聚合”作用进一步发生。
密切注意燃油系统滤器前后压力差，及时清洗燃油滤器；观察滤器上的脏物情况。

一旦发现异常送样做固体检测分析。

确保燃油进机前的cat fines含量降低到15ppm以下，最好是个位数。

分油机操作至关重要，在保证安全的前提下，尽量提高分油温度（90-95摄氏度，甚至更高），并降低分油流量，在条件允许的情况下采用两台分油机并联操作以降低分油流量，研究表明降低50%的流量可以提高分油效率75%。

在进出低硫区域时燃油切换对油头的影响，有时会发现0.1%的燃油粘度不够或润滑性不足，一旦再换回0.5%的低硫油，很容易发生超磨现象。

对于0.1%，如果粘度太低而冷却效果不好，导致粘度低喷油器容易磨损，卡滞或是关闭不严密，滴油，喷嘴积碳，雾化效果不好等故障。

需要注意的是油头技术状态对不同类型燃油的容忍度是不一样的，所以在进行燃油切换时很容易发生故障，需要密切关注。 

利用靠泊时间有序的做好设备养护，尤其是对喷油器的维修保养工作。

吊缸时，应注意缸套和活塞环的磨损量，有没有超极限，须评估是否能维持到下一个检修周期；

如不能坚持一个检修间隔的，要坚持更新部件。具体要求参考柴油机厂商公布的技术通函。

采购合格的备件。质量不良备件也是造成气缸超磨的主要原因之一。 

船岸管理需要加强沟通，建立有效的燃、润油使用跟踪机制。

并做好船员相关知识的培训，因为在一线的船员是维护机器和船舶安全最重要的力量。 

对潜在的新型低硫油问题要有充分的认识和准备。首先要在加油前了解燃油市场，低硫油供应网点，供应商的供应能力和资质，以及燃油质量和兼容性的基本信息。

一旦发现异常，需要知道采取哪些措施来补救，并把预防和补救方案落实到船员操作指南中，必要时邀请相关供应商或权威机构进行相关培训。

特别是在当前疫情的影响下，船员兄弟们超时服役身心俱疲，让他们额外做很多技术难度比较大的工作时就会有点力不从心、捉襟见肘，所以这时就需要岸上的机务人员多提供支持，船、岸通力合作，各供应商和设备商也必定会全力配合，防患于未然，也可以在业内组织针对低硫油的交流会，通过燃油、润滑油专业业务的学习和经验分享，达到共同提高认知和管理技能，来提高管理者的水平降低故障率。

希望笔者所写的一些新得能给各位同仁有点启发和帮助。

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