淺談燃重油柴油機的運行與管理

[摘 要] 目前，燃料成本已經躍升為航運業的第一大成本，甚至達到總營運成本的50%左右。由于燃料成本的提高，為降低運營成本，船東們不得不選用價格相對便宜的重油來降低其運營成本，以此來提高其自身的競爭力。

[關 鍵 詞] 柴油機；重油；管理

[中圖分類號] U677.2 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2016）25-0142-01

重油在低溫條件下一般體現出密度大、粘度高，運輸與儲存都比較困難，加之其中機械雜質與瀝青質、餾分、灰分、鈉、釩等雜質較多，在柴油機的供油系統中除了會引起霧化不良、噴射深度小等情況導致燃燒特性差，還會導致活塞環與氣缸蓋的腐蝕與磨損，破壞機器部件，從而破壞燃燒室結構。在船用柴油機中最為重要的莫過于機艙工作人員對機器的管理情況，必須將二者結合起來才能使重油燃燒達到人們最終想得到的效果。

一、重油對船舶柴油機性能的影響

1.十六烷值（Cetane Number）。十六烷值是衡量燃油燃燒性能的關鍵參數，一般來說它影響著燃油的自燃特性。

2.密度（Density）。重油由于含有大量雜質以及大顆粒餾分（瀝青、殘炭等），密度往往較高，這樣就給分油機帶來了一定的麻煩，含水量大，不容易燃燒，燃燒不完全也會引起CO等排放的增加。

3.粘度（Viscosity）。重油比輕油粘度大很多，在噴油霧化過程中霧化效果差，油霧顆粒大，不能與空氣充分混合，使滯燃期長，爆壓下降，排氣溫度升高。流動性差使燃油在油道中可能發生滯留，引起供油中斷，使燃燒不穩定，同時耗油量也會相對增加。

4.硫分（Sulfur content）。硫分顧名思義就是燃油中硫元素的含量。當溫度低于露點時，會形成硫酸等具有腐蝕性的化學物品對活塞、活塞環、氣缸蓋等燃燒室部件造成化學腐蝕，這也是柴油機中產生低溫腐蝕的主要來源。

5.殘炭（Carbon residue）。殘炭是原油在提煉過程中經過蒸發、裂解等過程之后留在油中的焦黑色物質。重油中含有大量的殘炭，這些殘炭在供油系統中會對柴油機部件（如噴油泵、油嘴等）造成磨損破壞。燃油不能被良好地霧化，影響燃燒性質。排氣中的殘炭會引起顆粒磨損，甚至卡死等問題。

6.機械雜質（Heavy solids）。重油中的灰分、顆粒與鈉、釩等物質都屬于機械雜質，存在柴油機中會促進燃燒室部件的顆粒磨損。對活塞頂、氣缸蓋、活塞環等造成高溫腐蝕。

二、 重油的預處理方法

重油作為柴油機燃料進行燃燒時，由于其自身獨特的性質，會對機器性能方面產生一定的負面作用，重油經過正確的預處理之后，油品質量會得到明顯提高，在使用中可以明顯改善燃燒質量與排放性能，也有利于柴油機的保養，預處理的一個重要部分就是要對重油進行凈化處理，凈化的方法有很多種，由于重油中含有大量的雜質和水，可以將重油放置于沉淀柜中經過一定時間的沉淀，使密度較大的雜質部分與燃油進行分離，最終通過沉淀柜底部的污油槽將其收集并清除。如果重油密度過高，會導致油與雜質難以分離，可以采用加熱的方式提高燃油溫度，降低粘度，從而達到油水分離的目的。

船舶在航行過程中可能會進行輕重油之間的切換（平常的航行中使用重油，在靠近港口時要切換成輕油進行燃燒運行），同時在不同的航線中難免會進行加油，這樣就會造成油品的混合，使燃油中生成油泥與瀝青的可能性增加，因此必須對燃油進行均化處理。均化的作用主要是通過專用設備對此類大分子物質進行擠壓與剪切，將重油中的長鏈分子進行破壞粉碎，使重油得到細化，從而提高燃油的均勻度，改善燃燒效果，提高柴油機的動力。

重油粘度較大，在噴油過程中很容易產生霧化不良的現象，降低燃燒效率，提高燃油消耗率，因此在進入柴油機之前重油必須經過預熱。重油中十六烷值含量低，自燃性差，滯燃期相對來說較長，進行預熱處理后可以使燃油燃燒及時，減少后燃，從而降低缸內的爆發壓力，降低燃燒室溫度，積碳生成量減少，使柴油機工作更為穩定。

三、燃重油船用柴油機的管理

船舶在運行中受到的最大的外部影響來自人工管理，尤其是燃用重油的船舶，更是需要在每一個環節對其進行更加妥善與合理的保養。油柜中在加入新的燃油之前，必須要保證油艙是空的，這樣才能有效防止燃油之間的混合，避免產生其他雜質污染燃油。有關工作人員必須制定合理的供油時間，與供油船也要提前取得聯系，確定燃油牌號與供油量，避免燃油混合以及由于重量不同而導致的船體傾斜。同時，在供油過程中也要注意適當地對油品進行取樣，萬一日后出現問題也能留下相關法律程序所需要的證據。

重油柴油機在啟動之前必須先使用輕油進行暖機，因為重油的自燃性較差，著火初期缸內溫度低，很容易產生著火困難，使燃燒性能下降，柴油機工作穩定性差。另外，由于重油中顆粒雜質大、硫含量多，直接啟動造成的低溫會產生積碳與顆粒，造成大量磨損，也會生成硫氧化物產生腐蝕，所以需要先使用輕油燃燒，使燃燒室溫度提高，循環水系統溫度達到合適，再切換重油進行工作。

在燃油供應方面，重油的燃燒對柴油機的供油系統也提出了一定的要求。在將重油供給到柴油機內之前必須對其進行必要的預處理，供油單元中必須有能使重油得到凈化、均勻、升溫的裝置，同時還要設置控制單元，對重油的溫度粘度等指標進行監測，使重油能夠滿足工作的要求。重油在供油系統中進行內部循環的時候也要保持一定的溫度條件，使其溫度與粘度在系統內達到一定的平衡，使重油流動性更好，在噴油過程中獲得更好的霧化性。

最后，在停車之前一定要確保重油已經燃用完畢再切換到輕油進行燃燒，否則重油在管路中會冷卻凝結，阻塞管路，使供油產生困難。另外，重油中的不良雜質與輕油接觸也會污染輕油，甚至發生化學反應產生有害物質，影響輕油質量，造成不必要的浪費。

參考文獻：

[1]薛海龍.重油的理化特性及其對船用柴油機運行管理的影響[J].南通航運職業技術學院學報，2006，5（3）：50-53.

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