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船舶换油对安全航行的影响


第二十二讲

随着国际海事组织(IMO)2020“限硫令”的生效,全球范围内船舶硫排放限额从3.5%m/m直降到0.5%m/m,而排放控制区内更是将硫排放限额降到0.1%m/m。而根据我国《船舶大气污染物排放控制区实施方案》,2020年1月1日起,海船进入内河控制区,应使用硫含量不大于0.1%m/m的船用燃油。为应对“限硫令”,大多数船舶在进入排放控制区之前会换用符合硫含量要求的船用轻柴油,但换油过程中操作不当就容易引发机器故障,酿成险情事故。

典型案例

2020年5月14日,从长江口进口的E轮因换油操作不当引发主机故障最终导致船舶批滩抢修。事故航次E轮由山东威海驶往上海闵行,14日凌晨从长江口航行至吴淞口的过程中,因航次安排更改,进行了两次换油(一次轻油换重油,一次重油换轻油)过程,换油过程匆忙,换油过程中未对油温合理控制。最后主机3个缸的高压油泵柱塞套筒偶件相继卡滞,主机停车,在新浏河沙南侧水域批滩抢修。

新规定出台之后,不换油会导致行船污染。既要换油又要保障船舶安全,这个操作为什么会出现主机停车呢?
捋清事情经过要从他们的详细操作说起。

案例分析

经调查,E轮换油过程中主要存在以下问题:

01

换油过程中操作不当。E轮从长江口起锚至故障在短时间内,经历了轻柴油重油和重油换轻柴油两次换油过程,因燃油转换过程匆忙,没有做到燃油温度平滑过渡,不同油质更换和骤变的温度,使得主机高压油泵柱塞套筒偶件无法立刻适应,最后导致卡滞。

02

未选择好换油时机。14日凌晨,驾驶台通知机舱换用轻柴油时E轮已进入长江口上海段深水航道内,船舶流密集,通航环境复杂。在初发主机第6缸高压油泵卡滞时,船方在当时通航环境下立刻无法减速、停车,排除故障,只能坚持航行,而后又有2个缸高压油泵相继出现卡滞现象,最终主机自动停车,造成险情。

原因捋清了,那应该怎样操作呢?
不着急,听我慢慢和你说。

燃油转换操作

因为船舶主机日用燃油系统个体情况差异大,这里试以图1为例进行分析,如图主机日用燃油经三通转换阀1之后,经过初级滤器由燃油供给泵泵送至混合油柜,再从混合油柜出口经燃油增压泵增压,通过燃油加热器、粘度调节器调节好进机温度、粘度,经二级滤器再次过滤之后进入主机燃烧。主机回油经阀25后回收至混合油柜,继续循环使用。

敲黑板,重点来了!

换油要点

稳妥起见,船舶应避开复杂航段,在进入控制区前就完成轻重油的平稳转换。转换前轮机员应根据油柜至主机、发电柴油机系统的燃油总量及主机、发电柴油机实际转速下的油耗,确定燃油转换时间,并将燃油换油所需时间提前通知驾驶台,以便驾驶员进入排放控制区水域前留下足够的时间通知机舱换油。

 

由于轻重油温差较大,柴油机在燃油转换过程中燃油系统温差变化控制不好就会导致高压油泵柱塞套筒偶件的“咬死”,从而导致主机降速、停车或全船停电等意外情况的发生,对船舶的航行安全造成威胁。轻油在管路中流通对管路有冲洗作用,将管路内附着的杂质冲洗脱落,为保证供油单元滤器的清洁,应在换油前清洗滤器或确保滤器在良好状态,在换油后勤检查供油单元滤器状况早发现问题。

 

通常在恶劣海况、狭窄水域、航道和进出港等情况下不宜进行燃油转换操作,以免换油过程中可能出现的主机降速、停车、全船失电等意外情况降低船舶的机动性能和避碰能力,影响船舶的航行安全。因此燃油转换应在通航环境较好的宽阔水域进行,以减轻燃油转换过程中可能出现的意外情况对船舶航行安全的影响。

以图1所示的燃油系统为例换油时只需燃油转换三通阀1的开启位置转向低硫油日用柜,将低硫油日用柜与燃油日用系统连接,高硫油日用柜与燃油日用系统隔离,就可以实现燃油的转换。

 

若换油时间比较紧,可将阀28关闭打开,关闭阀28,将系统中残余的高硫油都回油至高硫油日用柜中。通过管系中的燃油流量计,计算回油量,待确认管系中的高硫油全部回油至高硫油柜中,再开启阀25,关闭阀28,恢复燃油系统的正常运行。如此,虽然造成了低硫油的浪费,但可以大大减少换油过程所需时间。

为保障燃油转换过程的平稳,应将主机负荷降至 25~40%额定功率,待转换燃油结束,更换的燃油已进入主机工作后,再主机负荷可增缓慢增加至正常负荷。为减少不利因素的影响,燃油转换期间还应特别注意燃油过滤器工况。

还有没有其他操作要求呢?
慢慢来,还有其他要点。

同时要重点关注以下三点:

1)燃油粘度不得低于 2cst,不得超过 20cst;

2)燃油泵和柴油机高压油泵进口温度变化率不得超过 2℃/分钟;

3)转换时二种燃油之间温差小于25℃。操作时尽可能兼顾这三点。

从轻柴油转换为重油的操作须注意:

1)保证重油日用柜中的重油在正常的温度范围内(如 180cst 燃油 80~95℃或油样化验报告中 20-30cst 所对应的温度)。

2)控制燃油加温系统以每分钟上升不超过 2℃的速率将燃油供油系统中的轻柴油最大加热到 80℃,但轻柴油粘度始终应高于 2cst,若不能满足上述条件,则可降低轻柴油加热温度。重油日用柜的燃油温度与燃油供油系统中的轻柴油温度温差小于25℃。

3)当轻柴油温度达到 70~80℃(或 3cst 对应的温度)时转换成重油操作,同时继续以每分钟 2℃的速率加温。

4)打开燃油管系伴热管的蒸汽加热。

5)注意主机、发电机等燃油系统的设计布置,若布置有轻柴油/重油回油系统,转换重油前应先开重油日用柜回油阀,再关轻柴油日用柜回油阀,以防重油回到轻柴油日用柜。

从重油转换成轻柴油的操作须注意:

1)切断加热器的加热蒸汽,使燃油温度以不超过每分钟 2℃的速率下降。

2)当系统中的燃油降到比轻油日用柜中的温度高 25℃但不得低于 75℃时(或 20cst 所对应的温度)即可从重油转换到轻柴油操作。

3)如果轻柴油日用柜中的温度低于 50℃,应对轻油日用柜提前加热或稍开一点加热器的加温阀。

4)注意主机、发电机和锅炉等燃油系统的设计布置,若布置有轻柴油/重油回油系统,需在系统燃油已全部为轻柴油时才能开轻柴油日用柜回油阀和关重油日用柜回油阀,避免轻柴油日用柜被污染。

“限硫令”生效以后,船舶换油频繁导致的机电故障频发,多数是因为船上不熟悉换油程序或未严格按照换油程序操作而引起的。只要船上严格按规范流程换油,由此引发的机电故障发生率必将大幅下降。

主讲人:吴文正

编辑:上海宝山海事局  朱亚明

审核:郭伟斌、许吉翔

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主讲人介绍

吴文正2003年毕业于集美大学航海技术专业,2011年毕业于世界海事大学海事安全与环境管理专业。曾就职于湛江海事局、广东海事局,现就职于中国海事局安全管理处,高级海事调查官、航运公司安全管理体系主任审核员。长期从事于海事调查、水上交通事故统计分析、航运公司安全管理等海事监管工作。

来源:航运安全新动态

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