船用重质燃油净化供应系统设计和优化

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1、船用重质燃油净化供应系统设计和优化　　【摘要】为降低能耗成本，船舶燃料油重质化已成为大趋势。本文系统阐述了船用重质燃油净化供应系统的构成和原理，针对现代船用重质燃料油质量下降的现状及对相关船用设备特别是柴油机的影响，分析现有系统存在的问题，并提出系统可行的解决方案。【关键词】重质燃料油净化系统供应系统均质机重质燃料油（以下简称重油）具有高发热值，安全的储运性能，无后处理排放的特性，正是该产品的特性，决定了市场应用特征，突出表现在产品实用性强，成本较低，可替代产品较多，是冶金，建材、化工、轻纺、电力、航运等行业的主要能源，沿海地区更被广泛用于工业锅炉的燃烧。其市场化消费规模仅

2、次于汽油、柴油，位居第三。特别是对于船舶航运业来说，随着国际原油价格的不断攀升和航运业的激烈竞争，为降低能耗成本，重油在船舶中的使用越来越广泛，重油已成为中低转速船舶内燃机和燃油炉的主要燃料。20与此同时，随着炼油技术的日益进步，船用重质燃料油的质量越来越差，给重质燃料的使用带来的问题越来越多。这样不仅给柴油机厂家不断提出挑战，也给燃油净化供应系统及辅机厂家提出新的课题。然而有关的研究和著述并不多。因此，全面了解船用燃油净化供应系统的构成和原理，针对现代船用重质燃料油质量下降的现状及对相关船用设备特别是柴油机的影响，分析现有船用燃油净化供应系统存在的问题，并寻求系统解决方案

3、，保证船舶在使用重油的过程中，真正达到安全、节能、环保、自动化的目的具有现实意义。1重质燃油品质及对燃油系统和柴油机的影响重质燃料油对柴油机及相关辅机的影响的质量指标较多，一般主要考虑粘度、硅铝等机械杂质含量以及储存稳定性等主要指标。1.1粘度重质燃料油一般以粘度为规格划分。但由于重油的高粘性和有害成份大的缺陷，易造成燃烧不充分，有效热值利用率低，污染严重的矛盾。现代船舶一般用蒸汽、热油以及电加热的方法使燃油达到合适的黏度，须根据燃料油的黏温特性、燃油系统各单元的要求和不同柴油机的特点选择恰当的温度范围并进行控制，使之达到合适的粘度。1.2铝和硅等机械杂质20柴油机有关运动

4、部件的磨损，是引起机务事故、降低柴油机的使用寿命、增加其备件消耗、而又难于完全避免的原因。运动部件所产生的磨损，也与近年来各炼油厂普遍采用二次加工、深度裂化的炼油工艺有密切关系。重油中催化剂颗粒（主要为硅Si及铝Al的化合物）引起的磨损是近年来新发生的问题，过多的硅和铝对高压油泵柱塞和套筒造成异常磨损或咬死；喷油器异常磨损和粘住，造成喷雾不良；缸套异常磨损划伤；活塞烧损；活塞环异常磨损和折断；排气阀异常磨损；增压器喘振等不良后果。在实际使用过程中发现，一旦发生磨损，可能是破坏性的，造成汽缸拉缸停车事故。更为严重的是，在海上的船只由于失去动力成为自由漂浮的孤岛，当遇到风暴时就

5、能不能避险，造成船毁人亡的重大事故。1.3储存稳定性燃料油的储存稳定性是指燃料油在存放过程中，因各种原因导致燃料油产生沉积物或形成油泥等物质。稳定性与相容性既是密切相关，而又是不同的概念。一种重油在长时间单独储存过程中，由于受到环境温度变化的影响，以及油本身所含有碳氢化合物之间的反应（氧化作用），会产生沥青物的沉淀、沥青质的悬浮物等。这种现象通常称为油的不稳定性（Instability）。20另外，两种不同来源的燃料油单独储存时是稳定的。如果将这两种油混合在一起储存在一个油仓（舱）内，很快便发现有较多的沥青沉积物及沥青悬浮物形成。这两种原是稳定的油，因混合而变得不稳定，这种

6、现象通常称为油的不相容性（Incompatibility）。具有不相容性的油与另一种油混合后，会发生大量沉积物和形成大量悬浮物。具有不稳定性的油（通常称为稳定性不好的油），在单独储存时，如温度稍高或储存的时间稍久，便产生较多的沉积物。燃料油（渣油）是一种十分复杂的碳氢组分的混合体。稳定状态的油中，其沥青质系溶融于油中（胶态分散于油中）而保持油的整体液态。如果两种不同来源的燃油，混合储存在一个油仓（舱）之中。若是不相容的，则油中溶融状态的沥青分子将被析出，形成大量的沥青，沉积于仓（舱）底，或形成沥青胶团悬浮于油中。以致在供油过程中使沉淀柜、日用油柜中产生大量沉淀，并使分油机、

7、过滤器、热交换器、管道等处发生大量污垢，甚至堵塞。同时在燃烧过程中，因沥青物具有缓燃性，造成柴油机的燃烧不良。从而使汽缸、喷油嘴、活塞及活塞环等处形成大量积炭。使柴油机的运行发生困难。稳定性不好的燃料油储存在油舱中久了，会在舱底沉积大量的油泥，在油舱存量不多时甚至会出现泵送困难，无法使用的问题。2船用重质燃油净化供应系统2.1燃油系统的基本构成20船用燃油系统的作用是将一定规格的燃油进行系列处理使其符合柴油机使用要求并连续地以一定的温度（粘度）、流量、压力输送到喷油泵入口端。因重质燃料油成本相对较低，中低速柴油机通