低硫油風險與控制

CCS上海規范研究所 劉軍樸

不同類型燃油的特性差異、船舶領域應用經驗、燃油質量等都會對船舶使用的安全產生影響。

近年來，歐盟（EU）、美國加州、國際海事組織（IMO）以及中國相繼推出了新的船舶SOx排放控制要求。2010年1月1日，歐盟港口0.10%硫含量燃油標準開始實施；2014年1月1日，美國加利福尼亞州要求進入其沿海岸24海里區域時使用硫含量0.10%的船用餾分油；2015年1月1日，IMO關于排放控制區內0.10%硫含量燃油的標準開始實施。2016年10月，IMO MEPC 70會議同意，2020年1月1日實施全球硫含量0.5%m/m燃油標準。

2015年，我國發布了“中國排放控制區實施方案”，設立了“長三角”“珠三角”和“環渤海灣”三個排放控制區，要求船舶在指定區域內航行或停泊時使用的燃油硫含量不超 過0.50%m/m。2018年12月10日，中華人民共和國交通運輸部公布了“船舶大氣污染物排放控制區實施方案”，對排放控制區地理范圍、污染物控制范圍、排放控制標準、實施時間、要求等方面都進行了調整，該“調整方案”將于2019年1月1日開始實施。

船舶為滿足SOx排放控制要求，有多種燃油類型可供選擇和使用，比如為滿足硫含量不超過0.10%的要求，可以使用低硫餾分油、“生物柴油”、0.10%“混合燃油”等。而不同類型燃油的特性差異、船舶領域應用經驗、燃油質量等都會對船舶使用的安全產生影響。

低硫燃油的類型

為滿足法規關于硫含量不超過0.10%和0.50%的SOx排放要求，一般船舶可選擇和使用的船用燃油類型見表1：

表1 可選擇和使用的船用燃油

低硫餾分油風險及控制

煉油廠為了生產上述低硫餾分油，往往需要采用特殊工藝及程序對燃油進行脫硫處理，導致低硫餾分油的很多特性都發生了顯著變化。船舶燃油系統、機器設備一般都是基于重油/船用柴油設計的，低硫餾分油的使用經驗不多，當轉換使用低硫餾分油時，可能導致燃油系統及設備故障，甚至發生船舶失去動力的危險。

中國船級社對低硫餾分油的特性變化以及安全影響進行了研究，并根據研究成果編制《船舶使用低硫餾分油指南》，補充規定了船上相關系統和設備的設計、布置、控制監測、操作、試驗等方面的特別要求。

表2對低硫餾分油安全影響因素及控制措施進行簡要概述，便于用戶了解和使用該指南。

生物柴油風險及控制

生物柴油，是業界對添加了脂肪酸甲酯（FAME）的餾分油的常用稱謂，屬于生物燃料的一種。在船用燃油領域，ISO 8217：2012標準曾禁止添加FAME（不超過0.1%），后因一些地區和港口船用餾分油供應緊張，為滿足硫含量0.1% m/m燃油的市場需求，船用燃油供應市場也推出了混合FAME的船用餾分油，ISO 8217：2017標準也根據需要新增加了DFA、DFZ、DFB三種餾分油類型，規定混合FAME的體積百分比不超過7%。

DFA、DFZ、DFB燃油除FAME濃度要求以外，其他各項指標分別與DMA、DMZ、DMB完全一致，因此，船上使用這種混合了FAME的船舶餾分油時，儲存、處理、使用等方面的要求與船用餾分油（DMA、DMZ、DMB）基本相同。

表2 低硫餾分油安全影響因素及控制措施

然而，由于添加的FAME具有易氧化、生物分解、對燃油艙柜及系統沉積物需要清洗等特性，船上使用這種燃油時仍需額外考慮一些注意事項。關于這種燃油的使用，國際內燃機委員會（CIMAC）專門制定了燃油管理指南“Guideline for ship owners and operators on managing distillate fuels up to 7.0% v/v FAME (biodiesel)”，可供相關方參考。CCS《船舶使用低硫餾分油指南》中也引用了上述CIMAC 指南。

以下簡要概述生物柴油使用的注意事項，詳細內容請參考上述CIMAC指南：

1、與設備廠溝通，確認設備適合這種生物柴油，包括油水分離裝置、舷外排放監測裝置等；

2、避免船上儲存時間超過6個月；

3、如船上儲存超過6個月，建議制定燃油監測程序，包括定期（建議每3個月）進行燃油取樣、分析，檢查燃油的酸值、氧化穩定性等；

4、采取措施防止燃油艙柜積聚水分，如定期泄放（每天至少2次）；

5、儲存柜的水份和微生物監測；

6、對于高壓共軌燃油噴射系統，建議咨詢設備廠有關生物柴油的使用要求；

7、 監測濾器工作狀態；

8、儲存溫度至少保持傾點以上10℃，以防形成蠟，擬在寒冷地區營運的船舶，應在燃油購買合同中明確燃油低溫流動方面的特別要求。

0.1%“混合燃油”風險及控制

2014年底，為滿足硫含量0.1%m/m燃油市場需求，有些燃油供應商研制并推出了新的0.1%“混和燃油”，通過在低硫餾分油中混合少量的重質燃油，改善了低硫餾分油的粘度、潤滑性等特性。這種低硫“混和燃油”的主要優勢是：粘度、潤滑性等特性指標與常規重油相似，船上儲存、凈化處理、使用時也需要加熱，燃油系統、燃油設備等一般無需改造即可使用。然而，由于不同燃油供應商的調制方法不同，所生產出的“混和燃油”特性指標也會存在差異，每種“混合燃油”的儲存、船上處理、使用等方面都可能有特別的要求，船舶購買時應向燃油供應商咨詢船上使用的建議。另外，考慮到這種“混和燃油”的使用經驗有限，且現行的ISO 8217標準規定的各種船用燃料油規格（DM和RM）還很難涵蓋該類燃油，船舶購買和使用該類燃油時，還應尋求柴油機、鍋爐、分油機等設備制造廠的相關指導和建議。

國際內燃機委員會（CIMAC）公 布 的position paper “New 0.10% sulphur marine（ECA）fuels”，對這種低硫“混合燃油”的兼容性和穩定性、粘度、密度、點火質量、傾點、催化劑粉末和沉淀物等主要特性進行了描述，并提出了船上儲存、處理和使用過程中的技術要點，供船東/船舶管理者參考。CCS《船舶使用低硫餾分油指南》中也引用了上述CIMAC文件。

船上儲存和使用這種低硫“混合燃油”時，建議考慮如下技術要點：

1、為防止船上儲存和使用過程中發生不兼容問題，建議采用獨立的燃油系統，采用HFO艙柜儲存低硫“混合燃油”之前，應進行徹底清洗；

2、考慮到低硫“混合燃油”低溫流動特性以及防止析蠟的風險，船上儲存時需要長期加熱；

3、船上使用時需要進行凈化處理，分油機的加熱溫度和設置需要根據低硫“混合燃油”的粘度和密度進行調整；

4、燃油使用時加熱溫度需根據其粘度進行調整，以防過度加熱；

5、按燃油轉換程序進行低硫“混合燃油”和HFO之間的轉換，控制轉換過程中的溫度梯度變化，以防發生熱沖擊的風險；

6、 按設備廠的規定調整氣缸油的類型和注油率。

0.50%“混合燃油”風險及控制

為滿足硫含量0.50%燃油的市場需求，尤其是2020年1月1日IMO全球0.50%低硫燃油標準實施的需求，0.50%“混合燃油”未來可能成為最主要的供應來源。然而，來自不同地區、不同供應商的0.50%“混合燃油”，其燃油混合比例、成份、工藝會有很大不同，相應的燃油特性也會存在較大差異，導致船舶出現各種事故的可能性增大。

由于目前市場上這種0.50%“混合燃油”的供應很少、經驗不足，尚很難確定這種燃油的各項特性指標是否能完全符合國際公認的燃油標準ISO 8217，為此，國際標準化組織（ISO）正在研究制定適合于這種“混合燃油”的特性指標要求。

為便于用戶參考，表3對0.50%“混合燃油”可能的特性變化及安全影響進行了簡要概述。

表3 0.50%“混合燃油”可能的特性變化及安全影響