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【绝对干货】IMO 2020 0.5%低硫油,各方应注意事项

今年8月,多家航运、炼油、燃料供应相关公司和组织联合发布了有关供应和使用0.50%含硫量船用燃料的联合行业指南手册——0.5%低硫燃油供应和使用指南(Joint Industry Guidance – the supply and use of 0.5% Sulphur marine fuel)。(详情见:→快来下载!IMO2020, 0.5%燃油使用指南发布

另,就在几天前,国际标准化组织ISO在其官网发布了针对 IMO 2020 0.5%低硫燃油的公开可用规范——ISO/PAS23263(Publicly Available Specification)。(详情见:→终于!ISO发布IMO 2020低硫燃油最新规范

针对以上两份重要指导文件,近日,埃克森美孚大中华区船用润滑油事业部销售总监顾徐辉先生结合个人专业知识和经验从中总结出了IMO 2020到来之际,关于0.5%低硫燃油的加注和使用过程及前后需注意的事项。

满满干货,供您参考:

对燃油供应商来讲

1.需要确保燃油在处理过程中以及在整个供应环节中保持质量稳定,在船上进行简单处理后就能够安全使用。船上处理包含沉淀、离心分离、加温和过滤等。

2.供应商需要有足够的文件来确保燃油的成分和质量可以追踪溯源,并对燃油中各组分以及各种添加剂的供应环节和来源进行管控。

3.在整个供应环节确保没有意外或人为“污染”。

4.在泵油操作时,需要和船员商讨供应的顺序,一般建议先供应轻质/低硫,然后是重质/高硫。

5.关于样本,bunker transfer燃油加注时的样本需要保留30天,如果发生争议需要保存到争议解决为止。

6.供应商需要告知所供应燃油的指标,如粘度、密度、残碳值MCR、低温流动特性(CP雾点/浊点, PP倾点,CFPP冷滤点-可以顺利通过滤器的最低温度)、对船上操作有帮助的信息以及完整的CoQ(certificate of quality)质量认证。

对于燃油使用者来讲

1.船上燃油管理非常重要,需要有安全处理和使用的流程,这些流程应该是船公司安全管理体系(SMS)的一部分。

2.船员对燃油各项参数要有足够的认识,以便做好充分的准备来接收燃油。例如对于不同批次燃油的粘度差异,需要掌控温度的变化和进入主机的粘度(燃油供应商可以提供燃油粘温曲线对照图表);如何在船上有效处理cat fine等。

3.船上需要有燃油切换指南,船员需要熟悉如何有效实施这些流程和指南,特别是粘度差异较大的燃油间的切换,需要及时调整控制温度,并注意分油机是否需要做调整。

4.对于ISO8217规范,一定要满足2017版本,可以拒绝使用老的版本,如2005,2010版。

5.MSDS、BDN (bunker delivery notes)、IMO取样指南、CoQ以及燃油化验报告都是重要的留存文档。

6.发生问题后的取证,船上的操作记录(logbook等信息)至关重要,燃油样本的留存和化验,并及时咨询设备厂家(主机、分油机、锅炉等)。

7.汽缸油碱值的匹配,残留碱值持续比较高会产生很多不良甚至严重后果,具体可以咨询滑油供应商以提供比较完善的应对燃油切换的匹配计划。目前市场上有不同配方的40碱值汽缸油来应对低硫油,船东需要新的配方(碱值和清净分散剂之间的平衡),而不是基于老配方单单强调碱值,因为高的残留碱值有害无利。

8.船上汽缸状况监控在2020后变得更加重要,不同种类的燃油对主机的影响变得更加复杂化,需要有实施有效的监控来避免重大经济损失。前几代的汽缸残油测试仪存在一定的缺陷,如测试不准确,频繁需要化学试剂补充,比较耗时,目前美孚推出的新一代测试仪测试精确,不需要任何化学试剂,而且可以测试燃油的含硫量,并简化船员操大大提高使用率。

燃油几项重要性能参数:

1.Cold flow properties低温流动特性,掌握CP (cloud point), PP (pour point), CFPP (cold filter plugging point)的概念,。确保存放温度比PP高10摄氏度,处理过程中温度比CFPP至少高1摄氏度。

2.Stability稳定性, 先要满足8217里total sediment总沉淀物的要求。船上燃油使用顺序遵循first in first out先进先出的原则,避免长时间存储。如果怀疑会出现分层现象,可以利用打循环的方式让燃油混合均匀。需要考虑密度和粘度的差异性。一旦有分层迹象,需要考虑燃油里的含硫量也会分布不均,很容易超标。

3.粘度,对喷入主机前粘度的把控很重要,否则可能造成燃烧不良,积碳,油泵等问题。粘度小的燃油相对比较容易分离杂质。

4.酸值,一般燃油中的石油酸不会造成太大影响,但有时会出现炼化过程中产生的微量强酸。但燃油中不应该有无机酸,即使含量比较低也会产生腐蚀。8217中对酸值有限值,但限值在某种程度上不能说明什么,有时没到限值也不能保证使用没有问题,主要取决于酸的成分。

5.闪点,限值为闭口测试方法60摄氏度,主要出于安全考虑,有时在油箱顶部也会形成易燃的蒸气,需要注意。

6.点火/燃烧特性,渣油的CCAI,一般在820-870,数值越高燃烧特性越差。CCAI和密度以及粘度有很大关联,0.5%燃油的密度和粘度差异性很大,所以CCAI差异也会很大。由于燃油组分差异性很大,可能会出现密度,粘度以及CCAI数值比较接近的不同燃油,燃烧特性差异很大的现象。为了解决这个问题,IP541标准测试方法在出现燃烧问题时会被使用到。

7.Cat fines,上限为60ppm,催化磨料颗粒危害及其大,船上如何正确处理、分离很重要。分离的流量和温度控制至关重要。过滤测试表明,对无机沉淀物如cat fines,通过过滤可以有效降低,但不代表以后0.5%的燃油里cat fines会比以前少,有机构研究得出0.5%的低硫油的cat fines会比之前的高硫渣油含量高,原因之一是在炼厂脱硫过程中会有cat fines残留在燃油中,并且颗粒趋于微小化,给传统的分离方式造成很大的挑战,具体如何有效分离cat fines,可以咨询分油机厂家,主机厂和油料供应商。

兼容性问题

1.渣油中有沥青烯成分,一般情况下,沥青烯会悬浮在渣油里,直到这个平衡被打破,如存储条件变化,或者两种燃油混合,沥青烯就会聚合在一起并析出,从而形成油泥,而且这个过程是不可逆的。

2.油泥产生造成的后果可大可小,管路堵塞,滤器堵死,主机缺油,活塞环卡死,甚至主机停机。

3.一般会测试TSP (total sediment potential)潜在总沉淀物/热氧化测试和TSA (total sediment accelerated)加速总沉淀物/化学氧化测试两种测试方法来判断燃油是否稳定。ISO10307-2流程A测试TSP,流程B测试TSA。

a.       TSP测试方法:将样本放在烧瓶里,烧瓶放在100摄氏度水槽中24小时,之后将样本摇晃均匀后通过滤纸,计量滤纸上的残留物。

b.       TAS测试方法:将样本加热到粘度为50cSt,10分钟后加入10%的十六烷,放置在100摄氏度的水槽60分钟,之后之后将样本摇晃均匀后通过滤纸,计量滤纸上的残留物。

4.稳定性和兼容性含义不一样,稳定性主要指燃油自身的状态,特别是现在出现的调和油blend fuel,兼容性主要指不同的燃油混合在一起后是否稳定。

5.在船上可以利用ASTM D4740测试方法,也称作”spot test”可以用来快速判断燃油间的兼容性,这种测试方法需要有渣油的参与。如果都是轻油,这种方法不适用,因为会有误判的情况。如果需要做全面的评估,需要用到ISO10307-2流程A和流程B。

a.       ASTM D4740测试方法:将两种燃油以1:1混合均匀并加热。加混合后的燃油滴在滤纸上,在烤箱中加热到100摄氏度,一个小时后拿出烤箱,然后观察滤纸上油环的分布情况

b.       如下图1代表油环分布均匀,2有轻微的内环显现,3内环比较清晰,颜色稍稍比周围要深,4,内环非常清晰,比图三的环要粗,并比周围颜色深,5中间区域呈圆形,并比周围颜色深很多。1,2可以接受,3需要当心,可能需要进一步的深入测试,4,5代表不兼容。

不同批次燃油混合

1.之前大家普遍用的渣油之间的兼容性问题都不太大,主要是这些渣油的芳香烃指数比较高,芳香烃指数越高越容易溶解渣油里的沥青烯。

2.但2020以后随着0.5%低硫油的普遍应用,各种燃油之间的兼容问题越来越多。需要尽量避免不同批次燃油之间的混兑,或是在混兑之前做兼容性测试。现在市场上有便携式测试仪,大概需要1个小时的测试来判断燃油是否可以混兑。

3.由于每条船状况都不一样,所以没有通用法则,需要因地制宜制定针对每条船的切实可行的混兑方案,以避免燃油不兼容造成的严重后果。

4.燃油供应商也需要提供所需的信息,如燃油的各项参数和特性,如密度,粘度,低温流动特性等,以便船员有充分的准备。

5.尽可能避免不同批次燃油的混兑,特别是参数(密度,粘度等)差异较大的;或是在混兑前做兼容性测试。直硫油和加工(催化裂解)油不能混,如果无法避免请尽量小比例混合。

 


 

关于调和油

1.燃油是否适合使用取决于燃油里沥青烯的含量以及芳香烃指数这两个关键指标。

2.调和油的目的是加入各种不含硫的物料来降低含硫量同时降低成本,如化学废料,非石油制品,废润滑油等等,跟以前在奶粉里加三聚氰胺的目的如出一辙,但后果是非常严重的。所以”fit for safe use”对调和油来讲非常重要。

3.调和油可以分为三大类

a.       石蜡基类,组分含有芳香烃高的(80%左右),也有芳香烃低的(30-40%),是否兼容取决于调和的顺序和比例。

b.       芳香族类,一般这种调和油各种组分的芳香烃指数比较高(50%以上),所以调和后一般比较稳定。

c.       混合类型,取决于各组分的性质,不能确保调和后有足够的芳香烃指数以及稳定性。

在准备燃油切换流程时,需要解决许多重要问题:

1.       需要对船上的燃油系统进行评估,以确定需要采取什么措施来确保船舶安全有效地使用不同类型的燃油。

2.       应评估燃油的储存柜、沉淀柜和日用柜的布局; 这将用来决定在燃油切换过程中燃油之间混合的程度。燃油分开存储是最佳方法,因为这样可以更快地进行燃油切换并减少燃油兼容性的潜在问题。 因此建议最好有独立的储存柜、沉淀柜和日用柜。 由于SOLAS的要求,大多数1998年以后建造的船舶应该具备两个日用柜和两个以上的储存柜,因此具备分开存储的可能性。

3.       如果船舶不具备分开存储的油柜布局,需要制定燃油混合流程。 一种解决方法是在加注新燃油之前,在不断油的前提下将沉淀柜中的燃油量降低到尽可能低的水平。 使用这种方法可能需要更长的操作时间来完成燃油的全部切换。

4.       在开始切换燃油之前,通常建议降低船舶功率到燃油切换流程中所指定的水平。 通常这可能是最大持续额定功率(MCR)的30%至70%,具体数值取决于推进系统的参数。

5.       避免对燃油系统造成热冲击是燃油切换流程中需要考虑的关键因素。主机厂通常会建议燃油系统中所允许的最大温度变化率,例如常用的2℃/分钟。这会影响完成燃油切换所需要的时间。例如船舶正在使用HFO,在燃油喷射泵前的温度需要加热到约150°C,这时如果要切换到MGO,所需的温度为40°C,温度差110°C。在这些条件下考虑到2°C /分钟的温度变化率,至少需要55分钟来安全完成 从150°C降至40°C的燃油切换。然而,谨慎的做法是使用比计算结果更长的时间来做切换工作,从而避免了切换过程中温度的瞬间快速变化,切换过程可能不能实现平稳而均匀的温度变化。延长燃油切换过程的持续时间以控制温度变化率可能会带来许多挑战,总结如下:

a.       在许多船舶上,通过手动操作单个三通阀来实现燃油切换。此操作会立即改变燃油的来源,如果切换是在高功率水平下进行,燃油切换将在相对短的时间内完成,因为燃油以高速率通过混合柜。从HFO到MGO的快速切换可能会导致MGO过热,从而导致粘度迅速降低并在燃油系统中发生“气化”。从未加热的MGO太快地切换到HFO可能导致HFO过度冷却以及燃油喷嘴处的粘度过高,从而造成动力损失并可能停机。如果是用单个阀门来进行切换,建议在发动机低功率时进行燃油切换,通常在30%到70%MCR之间,以便燃油平缓的切换以保持在温度变化率的限值内。如果在发动机高功率时进行切换,可能需要改装燃油切换系统;这个可能涉及到自动燃油切换系统的安装,以便以定时和规律的方式进行燃油切换。有主机厂和燃油系统设备供应商可以提供这种自动化系统。

b.       从加热的HFO切换到MGO时,发动机部件以及混合柜中的燃油在切换过程中会保留余热 。 随着依旧比较热的混合油变成纯的MGO,增压泵端“气化”是非常危险的,会导致发动机停机。 因此在燃油切换过程中应密切监控燃油的温度变化,并且在主机完全运行纯MGO之前,要有足够的时间给相关部件冷却。 在这种情况下可能会用到燃油冷却器甚至水冷机。

c.        当切换到低粘度燃油时,燃油加热器和管道伴热装置在燃油切换过程中应以可控的方式进行关闭。 大多数船上都有粘度控制系统,用于控制向燃油供应系统的预热装置供应热量。 该系统在燃油切换过程中,在粘度变化时来调节向预热装置供应热量。

6.       如果安装了燃油冷却器或水冷机,则应小心将其打开,并在打开冷却器阀门时紧密监测燃油温度以防止过度冷却。 从冷却的MGO切换到加热的HFO时,通常在切换开始时将冷却器旁通掉并关闭。

7.       如前所述,混合燃油潜在的不兼容性会存在某些挑战(请参阅第22页的兼容性问题)。 因此在燃油切换过程,非常重要的一点是要仔细监控燃油滤器和滤网前后的压差以及混合柜内的状况,来判断是否存在滤器堵塞以及产生过量的油泥。这也是最好在开阔的海域提前进行燃油切换的原因之一:避免危险发生。

8.       分油机系统应根据新燃油进行适当调整。 重要的是确保吸油管和回油管进入正确的油柜。 如果使用MGO,则需要考虑一套独立的分油机可以投入运行。

9.       如果发动机装有燃油喷射冷却系统,则可能需要在燃油切换时正确的打开或关闭。例如在切换到MGO后,燃油喷射器可能不需要冷却;如果是这样,并且发动机长时间运行MGO,应关闭喷油器冷却装置,以防止燃油过度冷却。如果在切换到加热的HFO之前已关闭冷却器,则需要将其打开。关于此课题咨询相关主机厂很重要。

10.    必须对发动机及其组件的温度进行监测,以确保其维持在正常工作温度下。发动机控制设备如调节阀,温度传感器,粘度控制器等应进行调整甚至需要重置来匹配新燃油,除非这些可以自动调节。随着燃油切换经验的积累,我们将对燃油切换以及长时间使用不同燃油的过程中,哪些需要被调整和监控有更好的了解。在燃油切换初期需要时刻保持警惕,在问题变得严重之前及时发现潜在的危险。燃油切换流程应及时调整来应对已知的问题。

11.    一旦推进和发电系统在新燃油操作下处于稳定状态,并且所有的部件都在正常的工作温度下,应当有可能将推进系统恢复到正常状态从而让船舶进入控制区域或港口区域。

12.    建议联系滑油供应商,并按照OEM指南来确定合适的注油率以及正确的碱值,以确保维持在合适的汽缸润滑状态。如果长时间使用MGO,建议从主辅机取样化验,来判断是否有燃油漏到曲轴箱里.

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