IMO和欧盟船用燃油采样点法规分析和设计实例.pdf

第 卷 第 期江苏船舶.年 月.和欧盟船用燃油采样点法规分析和设计实例范江彬(中国船级社 江苏分社泰州办事处江苏 泰州)摘 要:通过对国际海事组织()、欧盟()法规中有关船用燃油采样点要求的探讨理清了各船用燃油采样指南间的关系区分了在用燃油和船上燃油概念的内涵和外延总结了在用燃油和船上燃油采样点布置的异同点指出了船上燃油燃烧机械设备燃油系统采样点和燃油舱、柜采样点的布置要领并根据法规要求给出了某船燃油采样点的设计实例为船厂、船东和船检等提供了有意义的参考关键词:船用燃油采样点在用燃油船上燃油设计实例中图分类号:.文献标志码:./.引言根据国际防止船舶造成污染公约(下文简称 公约)附则 第 条规定:从 年 月 日开始对航行于排放控制区的船舶要求使用硫含量不超过.的燃油从 年 月 日开始对航行于非排放控制区的船舶要求使用硫含量不超过.的燃油 最严“限硫令”已在全球范围内全面推行 验证船用燃油的含硫量是否满足公约要求是“限硫令”得以有效实施的必要措施 直接对船用燃油进行采样和分析被港口国普遍认为是一种在实践中可行和有效的验证方式但目前只有国际海事组织()和欧盟()对船用燃油采样点的要求做了具体的规定 先后通过多个指南和一个决议统一了船用燃油采样点的要求用于指导采样点的布置和采样操作为了应对“限硫令”目前业界将研究重点放在低硫燃油对主/辅机的影响、主/辅机燃油系统的技术改进与管理优化、脱硫技术和替代燃料等方面鲜有对船用燃油采样点法规的探讨随着 .()决议在 年 月 日生效包括在用燃油和船上燃油的区分和船用燃油采样点的布置等问题已经成为船检、船厂和船东等讨论的热点 本文对、法规中有关船用燃油采样点的要求进行分析并对某国际航行散货船船用燃油采样点的设计进行研究收稿日期:作者简介:范江彬()男硕士工程师主要从事船舶机电检验工作 船用燃油采样点法规分析.船用燃油采样点法规溯源 分别于 年、年、年通过了用于船用燃油硫含量验证的船上采样指南(下文简称船用燃油采样指南)(./.)、年船上在用燃油硫含量验证用船上采样指南(下文简称在用燃油采样指南)(././.)、年船上拟使用或载运使用的燃油船上采样指南(下文简称船上燃油采样指南)(./.)根据././.船用燃油采样指南已被在用燃油采样指南取代 这两个指南对燃油采样点的要求完全一致只是前者适用于船用燃油采样后者适用于在用燃油采样 根据 于 年 月通过的.()决议在用燃油样本被定义为船上在用的燃油样本船上燃油样本被定义为船上拟使用或为使用而载运的燃油样本即船用燃油被分成了在用燃油和船上燃油 船上燃油采样指南适用于船上燃油采样 该决议也在 公约附则 附录 燃油样品的燃油验证程序中增加了在用燃油和船上燃油硫含量验证程序 于 年正式通过了 ()/法案规定了验证船用燃油是否符合硫含量限值要求:除通过查阅航海日志和燃油交付单并对船上保存的燃油代表样品化验外和/或船舶还需设置在用燃油采样点其设置要求与 在用燃油采样指南要求完全一致即如果船舶满足 关于船用燃油采样点的 第 期范江彬:和欧盟船用燃油采样点法规分析和设计实例 要求那么就满足欧盟的要求.在用燃油和船上燃油的区分根据在用燃油样本的定义和在用燃油采样指南中在用燃油采样点应安装在日用柜下游的要求可以确定从日用柜下游(不包括该日用柜)至燃油燃烧设备的供油管路及其回油管路中的燃油应被视为在用燃油 根据船上燃油样本的定义和船上燃油采样指南中对燃油采样点的要求可以确定储存舱、沉淀柜、日用柜和燃油输送系统中的燃油应被视为船上燃油 假设某国际航行船舶在港口机动航行时主机燃用轻柴油那么从轻柴油日用柜至该主机的供油管路和该主机的回油管路中的轻柴油即为此刻的主机在用燃油而从低硫燃油日用柜、高硫燃油日用柜至该主机的供油管路中的残油既不是在用燃油也不是船上燃油在用燃油和船上燃油采样点布置相同点如下:()易于且能安全到达()采样点位置与热表面或电气设备之间应设有保护防护装置或结构应足够坚固以确保燃油泄露、飞溅或喷射不会喷溅到热表面或电气设备上()采样接头应设有漏油收集装置或将燃油泄放到泄放柜或其他安全位置在用燃油和船上燃油采样点布置不同点如下:()在用燃油采样点位于在用燃油日用柜下游安全可行的情况下尽可能靠近燃油燃烧设备()船上燃油采样点如采样位置位于燃油输送系统最好设置在油液重新循环到燃油舱的位置如位于系统柜(沉淀柜或日用柜)则只能通过装在柜上的采样点采样如从燃油舱采样可通过合适的检查口盖板或者舱口盖采样但应具备合适的采样设备如通过测量管采样则须具有适当的布置.在用燃油采样点的布置分析通常情况下供同一燃油燃烧设备使用的不同种类的燃油不仅共用部分供油管路而且共用部分回油管路 当燃油燃烧设备在不同工况下切换时共用部分管路中的燃油成分在短时间内可能是不稳定的 假设某船没有在由非排放控制区进入排放控制区前完成高硫燃油到低硫燃油的转换那么在该船进入排放控制区后即便已经开始燃用低硫燃油但是由于低硫燃油中可能混有高硫燃油其硫含量也可能是超标的 只有当船舶完成了燃油转换且在用燃油已对管路进行了全面清洗后才能进行在用燃油的采样 辅机和锅炉可以分别单独运行且主机、辅机和锅炉在同一时刻可以燃用不同种类的燃油因此从各个日用柜通往这些燃油燃烧设备的各个管路上或其回油管路上都应安装采样点.船上燃油采样点的布置分析如果在储存舱、沉淀柜和日用柜加注燃油前已经对舱、柜做了全面的清洗那么舱、柜中的燃油化学成分是稳定的 燃油从储存舱注入沉淀柜除了空间上的转移外在经过沉淀和放残去除密度大的油泥和水后沉淀柜中燃油的硫含量不小于储存舱中的硫含量 由于燃油从沉淀柜转移至日用柜的过程中要经过分油机的处理水和杂质被进一步排除日用柜中燃油的硫含量不小于沉淀柜中的硫含量 由于去除的油泥和水的质量相对于流经油柜的燃油的质量可以忽略不计所以可以认为在储存舱、沉淀柜和日用柜中的同一种燃油的硫含量是一样的假设港口国主管当局可能对任何一种船上燃油采样对采样点布置方法的讨论如下:()如果船上燃油是由一种燃料油或者一种轻柴油组成的如只在排放控制区或者非排放控制区航行的大多数船舶往往如此配置那么在轻柴油储存舱、日用柜和轻柴油驳运系统三者之一布置采样点在燃料油储存舱、沉淀柜、日用柜和燃料油驳运系统四者之一布置采样点就可以满足要求()如果船上燃油是由多种燃料油或者多种轻柴油组成的那么采样点的布置情况要复杂得多假设某往来于排放控制区和非排放控制区的船舶携带 种燃料油(高硫燃油和低硫燃油)虽然高硫燃油和低硫燃油都有各自的储存舱但却存在共用沉淀柜和日用柜的情况 如果港口国主管当局会把船上燃油采样事宜提前通知船舶且船舶有充足时间通过洗舱和重新注入的操作使低硫燃油和高硫燃油分别进入各自的沉淀柜和日用柜那么船上燃油采样点可以布置在全部的沉淀柜或者全部的日用柜或者燃油驳运系统 如果港口国主管当局不事先通知船舶采样事宜那么为了避免高硫燃油污染低硫燃油就只能通过储存舱的采样点或者舱盖或者测量管采样 如果船舶携带有 种轻柴油(高硫轻柴油和低硫轻柴油)且共用日用柜那么船上燃油采样点布置的讨论同上按照船用燃油的归类船上燃油也应包括应急发电柴油机日用柜和焚烧炉日用柜中的轻柴油 应急发电柴油机供油和回油管路中的轻柴油与日用柜中的轻柴油完全相同即在用燃油和船上燃油指向的是同一种燃油 这种情况也适用于焚烧炉 通常情况下应急发电柴油机日用柜和焚烧炉日用柜中的轻柴油来自于轻柴油日用柜但这并不意味着这两者日用柜中的轻柴油种类与轻柴油日用柜中的完 江 苏 船 舶第 卷全相同 比如这两者日用柜中的轻柴油可以是上一个航次余留的而轻柴油日用柜中的则可以是本航次新注入的 应急发电柴油机燃油系统和焚烧炉燃油系统的采样点既可以布置在这两者的日用柜上也可以布置在这两者的供油或者回油管路上.船上燃油采样点的适用范围 年 月 日 公约附则 修正案(.()决议视为已被接受并已于 年 月 日正式生效 在该决议生效后缔约国的主管当局有权要求对在用燃油进行实时采样和分析 该修正案规定对 年 月 日以前建造的船舶应不晚于 年 月 日或以后附则 第.条规定的首次换证检验安装或指定在用燃油采样点 低闪点()燃油系统不需要设置在用燃油采样点 同时法规尚未强制要求船舶安装船上燃油采样点 船用燃油采样点的设计实例本文根据法规要求给出了某船船用燃油采样点的设计实例以供参考 该船为国际航行散货船其高硫燃油储存舱、沉淀柜和日用柜的数目分别为、低硫燃油储存舱和日用柜的数目分别为、轻柴油储存舱和日用柜的数目分别为、应急发电柴油机日用柜和焚烧炉日用柜中的轻柴油来自轻柴油日用柜 该船虽于 年 月已开始建造但已经考虑到了.()决议并据此布置了船用燃油采样点.主/辅机的在用燃油采样点设计图 为该船主机在用燃油采样点布置采样点布置在主机燃油供油单元的出口处 一般采用截止阀 自闭阀组合或者截止阀 截止阀组合的形式来控制采样管路中燃油的通断图 某船主机在用燃油采样点布置 无论某时主机在用燃油是高硫燃油、低硫燃油还是轻柴油都通过同一个采样点进行采样因此在采样时应确保主机已完成燃油转换并且在用燃油已对燃油系统做了全面的清洗 如高硫燃油、低硫燃油和轻柴油系统具有各自的采样点则采样点需分别安装在各自日用柜出口处 相较于前者这样的布置虽复杂但操作更简便由于辅机燃油系统的组成和功能与主机燃油系统的基本相同辅机在用燃油采样点的布置也与主机的相似.锅炉在用燃油采样点设计锅炉通常使用燃料油泵和轻柴油泵分别泵送燃料油和轻柴油至燃烧器因此需要分别在燃料油系统和轻柴油系统上布置采样点 需要注意的是由于锅炉燃料油泵或轻柴油泵的出口压力较大为防止采样时燃油喷溅采样点应安装在油泵的入口处或锅炉的回油管上 该船锅炉燃料油在用燃油采样点的布置见图 该船的轻柴油在用燃油采样点亦安装在轻柴油泵的入口处电动机压力表图 锅炉燃料油在用燃油采样点布置 如果低硫燃油和高硫燃油共用燃料油泵两者在燃料油泵前必然共用一部分管路 如果采样点也安装在这部分管路上则在采样时应确保锅炉已完成燃油转换并且在用燃油已对燃油系统做了全面的清洗 对于低硫燃油和高硫燃油共用一部分回油管的情况采样操作亦然.船上燃油采样点设计船上燃油采样点的布置有多种选择 图 为该船船上燃油采样点布置不同燃油的采样点分别布置在各自的燃油驳运泵出口处电动机图 船上燃油采样点布置如从燃油储存舱、沉淀柜或日用柜采样则应 第 期范江彬:和欧盟船用燃油采样点法规分析和设计实例 将采样点安装在相应的舱、柜上 对于燃油舱也可通过合适的检查口盖板或舱口盖取样但此时应具备合适的采样设备并由专业机构完成采样 相对而言将采样点布置在燃油驳运系统上要更加简便易行 其优点如下:可以避免在舱、柜上开口而削弱其结构强度和密性安装简单且后续维修方便不需要第三方的参与即可完成采样操作如果船舶接近完工或者已经难以修改也可以通过燃油储存舱的测量管进行燃油采样但应具备适当的设备 图 为从测量管采样的示意图图 从测量管采样的示意图 图 为该船应急发电柴油机日用柜的采样点布置 因为应急发电柴油机的在用燃油和船上燃油指向的是同一种燃油所以既可以通过供油或者回油管路上的采样点采样也可以通过安装在日用柜上的采样点采样但不应通过油柜上的泄放接头进行采样 焚烧炉日用柜采样点的布置与应急发电柴油机的类似 结语随着“限硫令”在全球范围内的实施为了便于船用燃油的采样和分析船舶必须布置法规要求的燃油采样点 虽然.()决议已经生效但由于目前尚不清楚港口国主管当局如何具体执行该决议和包括船检、船厂和船东等在内的各方对船上燃油采样指南的部分内容的理解存在偏差后续还需要对船用燃油采样点做更多的讨论图 应急发电柴油机日用柜的采样点布置参考文献:陈卫华.低硫燃油使用风险不可不知.中国船检():.沈蔷.船舶低硫燃油系统改进与研究.内燃机与配件():.安伟郭鹏张庆范等.限硫令下船用燃料油使用分析.船海工程():.王娜沈海涛.船用柴油机废气脱硫技术和经济性分析.宁波大学学报(理工版)():.伍赛特.甲醇柴油机应用于船舶动力装置的前景展望.内燃机():.(上接第 页)结论()精度数据管控系统针对实际船舶生