高密度4#燃料油在工程船应用探究

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1、高密度4#燃料油在工程船应用探究　　【摘要】在工程船中使用高密度4#燃料油，能够满足工程船舶辅机的工作稳定、安全的要求，也满足柴油机动力性能和排放性能，安全、有效、经济。【关键词】高密度；4#燃料油；工程船；应用一、问题的提出自从2004年国有大中型企业退出低品种燃料油（本文单指4#燃料油）的生产销售以后，民营企业乘机占据了这一市场。自2007年下半年起，燃料油质量每况愈下，引起的设备故障和航行事故频发，尤其是大型工程船舶的泥泵柴油机和主发电柴油机大多采用中速柴油机，柴油机经常处于低负荷运转状态，劣质燃料油引起的不良现象更加严重。综合上航局中港疏浚有限公司工程船的反映，主要有以下几

2、点：柴油机高压油泵、油头出现咬死现象；机器磨损较快，备件消耗明显增加；滤器堵塞严重，清洗频繁，几乎天天要清洗，严重时堵塞放残阀，需要用压缩空气进行疏通，大大增加了劳动强度；油柜中油污沉淀、积垢严重，放残量大；燃烧不良，积炭多，冒黑烟；分油机排出油污多；多次出现加装到船上的燃油不能使用，重新驳下船，造成人力、物力的极大浪费，对船舶设备的安全运转影响极大，甚至威胁船舶的安全航行。62007年底，公司成立了工程船燃料油研制小组，严格监督4#燃料油的混调工作，基本解决了燃料油的稳定性和安全性。但是，突出的问题又摆在企业面前，在确保质量的同时，失去了企业最看重的价格优势。二、船用高密度4#燃

3、料油的研究意义高密度4#燃料油的研制以常规4#燃料油为基础，通过改变催化柴油和3#蜡油的配兑比例，在确保燃料油的燃烧性能和日常操作稳定性的前提下，既确保用油企业船舶运转的安全性，又能够进一步降低混调燃料油的价格，提高经济效益。6催化柴油和3#蜡油是高密度4#燃料油混调的基本原料，它们相对较容易得到，价格比较适中。催化柴油是经催化裂化反应提炼得到的柴油馏分，其油品的理化性能接近0#柴油，但由于结构链发生改变，不饱和烃含量较大，易被氧化，十六烷值低，发火性能和燃烧过程不稳定，尤其在喷油定时不变的情况下，转速过低或过高时稳定性较差，转速过高时工作粗暴，因而不能直接做燃料油使用。3#蜡油是

4、减线油的副产物，它燃烧性能好，热值高，与柴油混调后能够提高柴油机的功率。当将3#蜡油混调入催化柴油中时，混调油的粘度和凝固点适宜，油路稳定，柴油机的燃烧和排放性能良好。当催化柴油与3#蜡油的混调时，每吨燃料油可降低成本约150元人民币；当催化柴油与3#蜡油的混调比例适当缩小时，每吨燃料油可进一步降低成本约80元人民币。综上所述，高密度4#燃料油的研制项目旨在解决“柴油荒”及“高油价”现象对船舶营运带来的隐患，寻求低成本裂化原料混调燃料油以取代直馏产品，从而合理缓解船舶动力装置的能源配置，有效降低燃料油成本，以期获得更为可观的经济效益。三、高密度4#燃料油主要技术指标密度〔（20°C

5、）kg/m3〕是表征4#燃料油的重要技术指标，关系到燃料油的燃烧性能、燃烧产物、燃料油的选用、处理设备以及日常操作管理。中石企标Q/SY22-2001规定的密度不大于900（20°C）kg/m3。燃料油的密度大小主要与其化学成分和馏分组成有关。燃料油主要由烷烃、环烷烃、芳香烃和烯烃四类烃组成，同时还包括少量的硫、氧、氮以及微量金属元素镍、钒、钠、铁等，其成分复杂，密度随产地不同而异，通常随馏出温度升高而增大。一般来说，烷类烃的密度最小，环烷烃其次，芳香烃较大，尤其当燃料油中含硫、氧、氮、胶质和沥青质时，密度增大。硫、氧、氮等元素通常以化合物形式存在于原料油中，硫、氧、氮的数量在原料

6、油含量中虽然只有1%～3%左右，但它们组成化合物的数量却可达10%甚至更多，会给石油加工和产品使用带来有害影响。6通过对高密度4#燃料油进行实验室油品检测发现，在反映油品质量的各项技术指标中，密度指标并不直接影响柴油机组及其工作系统的使用性能，而是通过其它技术参数间接在柴油机的工作过程中发挥作用，因而只要对其余各技术指标做出合理限定，密度的适当或有限增大不会对柴油机及其工作系统的正常运行带来明显影响，但需在日常管理工作中加强对燃料油各工作环节的监管力度，通过预处理（净化）手段实现有效控制。综上所述，当以催化柴油和3#蜡油作为高密度4#燃料油的基本原料并以一定配兑比例混调时，能够保证

7、柴油机组运转动力性、经济性、可靠性和安全性的要求，并且可以适当放宽密度指标的限制要求。通过对4#燃料油原料配兑比例的反复试验检测，我们将4#燃料油的密度调整为不大于920（20°C）kg/m3。四、高密度4#燃料油的实船应用为验证高密度4#燃料油的有效性和可行性，自2010年9月开始，将高密度4#燃料油试用于大型耙吸式挖泥船的泥泵柴油机和机舱发电柴油机，通过监测试用过程中的各项指标数据，研究和分析高密度4#燃料油的实际工作情况。6该轮的泥泵柴油机和主发电柴油机均为四冲