芻議船舶硫排放控制對輪機(jī)設(shè)計的影響

楊文潮 陳建

摘 要：隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平的提高，船舶作為經(jīng)濟(jì)運(yùn)輸?shù)闹匾绞?，船用燃料的使用能夠有效提高運(yùn)輸效率。船用在燃燒之后會產(chǎn)生含硫的產(chǎn)物，這些物質(zhì)以廢氣的形式排放到空氣中。在這些硫氧化合物中，二氧化硫經(jīng)過氧化形成酸雨對環(huán)境帶來很大的危害。因此，應(yīng)當(dāng)控制船舶硫排放，使用低硫燃料，改進(jìn)船舶輪機(jī)設(shè)計等。文章中針對船舶硫排放控制對輪機(jī)設(shè)計的影響展開分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：船舶；硫排放控制；輪機(jī)設(shè)計

船舶在運(yùn)行的過程中，其排放的廢氣中含有大量的硫氧化物，導(dǎo)致大氣環(huán)境受到威脅和影響。因此，加強(qiáng)船舶硫排放的控制是環(huán)境保護(hù)中的重點工作。目前，國際海事組織出臺多種政策和法規(guī)，加強(qiáng)船舶硫排放的控制。隨著公約的約束和限制，硫化物的排放量受到一定的控制，同時也使得船舶輪機(jī)設(shè)計成本增加。因此，應(yīng)當(dāng)結(jié)合我國船舶行業(yè)的發(fā)展，加強(qiáng)硫排放的控制工作，從設(shè)計和技術(shù)角度探究船舶硫排放控制對船舶輪機(jī)設(shè)計產(chǎn)生的影響。

一、船舶硫排放控制對于艙柜設(shè)計的影響

船舶設(shè)計的初期，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)低硫油艙和相關(guān)部件的設(shè)計，有效的控制硫化物的排放。在相關(guān)的規(guī)定中，區(qū)域?qū)τ诖傲蜓趸锏呐欧庞兄欢ǖ南拗?，因此，根?jù)實際的情況在低排放量控制區(qū)域航行的過程中，可以使用低硫油艙中的燃油。在實際設(shè)計的過程中，高硫燃油艙可以作為備用，并且配置相應(yīng)的存儲艙、日用艙以及澄清艙。船舶航行進(jìn)到低排放控制區(qū)域之前，可以使用低硫燃油開展油路的清洗工作，不用單獨設(shè)置低硫油艙。針對在特定范圍內(nèi)航行的船舶來講，可以增加船用輕柴油油艙。船用輕柴油具有閃點低的特點，在設(shè)置的過程中，應(yīng)當(dāng)避免其和存儲艙、日用艙以及澄清艙之間的距離過近，避免高溫對其帶來影響。輕柴油油艙在設(shè)計的過程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)特定海域的時間進(jìn)行確定，保證其符合相關(guān)的規(guī)定。同時主機(jī)使用燃油的過程中，硫化物減少的同時應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)慕档腿加偷膲A性值，避免堿性值出現(xiàn)較高的提升，防治其在氣缸套的表層形成特殊物質(zhì)，減少油膜的破壞。氣缸燃油堿性值的降低，能夠降低缸套的磨損，減少活塞的結(jié)碳率。因此，船舶輪機(jī)在設(shè)計的過程中，應(yīng)當(dāng)設(shè)置兩個氣缸和相對應(yīng)的燃油存儲艙，兩個氣缸可以設(shè)計成一大一小，能夠存儲不同堿性值的燃油，并且兩個氣缸分別配置日用艙，更加有利于使用。

二、船舶硫排放控制對于管路和設(shè)備設(shè)計的影響

1、冷卻器安裝位置的影響。船舶硫排放控制中對于船舶輪機(jī)的管路和設(shè)備設(shè)計產(chǎn)生相應(yīng)的影響。首先，在冷卻器位置安裝的過程中，位置的變化對于整個輪機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。在使用的過程中，充分降低船用輕柴油自身的溫度，避免溫度過高對硫排放產(chǎn)生影響，應(yīng)當(dāng)促進(jìn)自身粘度的提升，并且在相關(guān)的管路上設(shè)置冷卻器。相關(guān)的實踐證明，冷卻器安裝位置的差異，對設(shè)備系統(tǒng)產(chǎn)生不同的影響，可以總結(jié)為下面幾種情況。第一，設(shè)備出口位置安裝冷卻器。此種冷卻器安裝方式具有兩個方面的優(yōu)勢，在設(shè)備出口位置安裝冷曲奇，能夠有利于船用輕柴油的流動，同時能夠科學(xué)合理的控制輕柴油的粘度，有效的提高工作效率。但是，此種安裝方式對于冷卻器前方的組建、設(shè)備的性能等具有較高的要求，采取設(shè)備出口位置安裝冷卻器，必須提高供給泵和循環(huán)泵的性能。在這樣的情況下，船用輕柴油的粘度被嚴(yán)格的控制，對于供給泵和循環(huán)泵來講難以發(fā)揮有效的潤滑作用，在一定程度上對硫排放控制產(chǎn)生影響。第二，循環(huán)泵前安裝冷卻器。在供油循環(huán)泵前安裝冷卻器，船用輕柴油自身粘度發(fā)生非常大的變化，不會對循環(huán)泵和整個設(shè)備性能產(chǎn)生影響，在設(shè)計的過程中，應(yīng)當(dāng)充分考慮其對供給泵的影響。第三，輕柴油油艙出口處安裝冷卻器。在輕柴油油艙出口位置安裝冷卻器能夠保證在輕柴油低粘度的情況下供油系統(tǒng)能夠正常的運(yùn)行和作業(yè)。但是低粘度輕柴油在設(shè)備高溫會有和冷卻的情況下，和供油系統(tǒng)發(fā)生混合，因此，輕柴油進(jìn)入到主機(jī)之后其黏度和溫度難以準(zhǔn)確的控制。

2、冷卻器和制冷機(jī)的影響。船舶輪機(jī)設(shè)計的過程中，不少的設(shè)計人員為了能夠節(jié)省成本減少支出，設(shè)計過程中設(shè)計一個供油系統(tǒng)，負(fù)責(zé)主機(jī)供油，同時負(fù)責(zé)柴油發(fā)電機(jī)供油。輕柴油油艙出口位設(shè)置冷卻器，能夠保證主機(jī)、發(fā)電機(jī)和分油機(jī)等設(shè)備的運(yùn)行。如果在設(shè)計的過程中，能夠在主機(jī)、發(fā)電機(jī)總體回油管路上設(shè)置另一個冷卻器，能夠滿足整個輪機(jī)系統(tǒng)對于低粘度輕柴油的需求。冷卻器安裝的主要目標(biāo)是降低油路、柴油以及供油系統(tǒng)的問題，在設(shè)計的過程中可以采取淡水冷卻的方式，避免船用輕柴油出現(xiàn)泄漏情況，造成海洋污染。如果在常規(guī)的情況下，淡水不能夠提供足夠的冷卻時，可以適當(dāng)?shù)脑黾又评湓O(shè)備，滿足各個輪機(jī)設(shè)備的冷卻需求。

3、輕柴油和燃油轉(zhuǎn)化的影響。船用輕柴油采取淡水和制冷設(shè)備進(jìn)行冷卻處理工作，其進(jìn)入主機(jī)的溫度具有明確的規(guī)定，沒有特殊情況時，其進(jìn)入主機(jī)的溫度應(yīng)當(dāng)是22℃左右，重質(zhì)燃油進(jìn)入主機(jī)的溫度一般在135℃左右。輕柴油和燃油轉(zhuǎn)換的過程中，如果兩者直接的全面轉(zhuǎn)換，那么會出現(xiàn)非常大的高溫差，造成設(shè)備和系統(tǒng)的內(nèi)部出現(xiàn)膨脹等變化現(xiàn)象。雖然此種現(xiàn)象會在極短的時間內(nèi)消失，但是能夠?qū)υO(shè)備產(chǎn)生非常大的破壞力，同時對于整個系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生不良的影響。在冷卻器安裝之后，可以在機(jī)械設(shè)備的進(jìn)口處適當(dāng)?shù)陌惭b粘度控制裝置，采取全自動控制的方式。通過這樣的方式促進(jìn)設(shè)計的改進(jìn)，溫度相對較低的輕柴油能夠緩慢的流到燃油系統(tǒng)中。在輕柴油和燃油轉(zhuǎn)換時，應(yīng)當(dāng)控制好燃料每分鐘進(jìn)入主機(jī)的溫度，保證設(shè)備生產(chǎn)負(fù)荷相關(guān)的規(guī)定。輕柴油和燃油轉(zhuǎn)換的過程中，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格的控制油品溫度變化程度和范圍，兩者需要比較長的時間才能夠完成轉(zhuǎn)換工作。因此，在輕柴油和燃油進(jìn)入到指定的位置之前，應(yīng)當(dāng)做好時間的預(yù)留工作，并且為油品的轉(zhuǎn)換做好相應(yīng)的準(zhǔn)備。在轉(zhuǎn)換的過程中，應(yīng)當(dāng)充分的考慮輕柴油油艙容易，并且兼顧兩者轉(zhuǎn)化總輕柴油的損耗。

三、結(jié)語

我國作為海上貿(mào)易的大國，船舶在經(jīng)濟(jì)運(yùn)輸?shù)倪^程中有著重要的作用，因此，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)船舶硫排放的控制工作。在硫排放控制的過程中，可以采取低硫燃料、尋找新型燃料和船舶輪機(jī)設(shè)計改進(jìn)等方式。從技術(shù)角度來說，船舶輪機(jī)設(shè)計改進(jìn)是一種有效并且實用的控制方式。船舶輪機(jī)硫排放控制會使得船舶輪機(jī)設(shè)計和建造成本的增加，促進(jìn)船舶產(chǎn)業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展的效果，構(gòu)建綠色遠(yuǎn)航事業(yè)。因此加強(qiáng)船舶輪機(jī)設(shè)計的改進(jìn)，保證節(jié)能減排工作的順利開展。

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