第八章 第一節(jié) 船舶油料種類及特點

第八章船舶油料、物料及備件管理

第一節(jié)船舶油料種類及特點主講楊界2/24/20241武漢海事學校楊界船舶燃油主要來自石油，一般通過蒸餾、熱裂化、催化裂化和加氫裂化等加工工藝提煉而成。

組成燃油的基本元素:碳和氫

按重量計算為含碳83％～87％、含氫11％～14％。

少量的氧、硫、氮等元素，總重量占0.5％～5％。

其他微量元素:

氯、碘、磷、鉀、鈉、鎂、鈣、銅、鐵、鎳、砷、鉛、釩等元素。2/24/20242武漢海事學校楊界一、船舶燃油主要特性指標及種類

燃油質(zhì)量是以其理化性能指標來衡量的

①影響燃油燃燒性能的指標，如十六烷值、柴油指數(shù)、熱值和黏度等。

②影響燃燒產(chǎn)物成分的指標，如硫分、灰分、瀝青分、殘?zhí)恐?、釩和鈉含量等。

③影響燃油管理工作的指標，如閃點、密度、凝點、傾點、濁點、水分、機械雜質(zhì)等。十六烷值表示柴油在柴油機中燃燒時的自燃性的指標。表示柴油發(fā)火性能的指標。2/24/20243武漢海事學校楊界(一)船舶燃油的主要特性指標

1.影響燃油燃燒性能的指標

(1)十六烷值

評定燃油自燃性能的指標。

在標準的四沖程柴油機上，將所試柴油的自燃性(以滯燃期長短計量)同正十六烷(十六烷值定為100)與1-甲基萘(十六烷值定為0)的混合液相比較，

當兩者相同時，混合液中的正十六烷的容積百分比即為所試驗燃料的十六烷值。2/24/20244武漢海事學校楊界柴油機對燃油的十六烷值要求：

高速柴油機使用燃油的十六烷值在45～60之間；中低速柴油機在40～50之間；

燃用重油的大型低速柴油機，十六烷值應不低于25。2/24/20245武漢海事學校楊界(2)苯胺點

同體積的燃油與苯胺混合加熱成單一液相溶液，然后使之冷卻，當混合液開始混濁(析出沉淀物)時的溫度(℃)。

燃油中各族烴類在苯胺中有不同的溶解度，

燃油中芳香烴最易溶于苯胺。

燃油和苯胺越易溶解，則其苯胺點越低。

燃油的苯胺點低則自燃性差，

根據(jù)燃油的苯胺點可大致判斷其十六烷值的高低。2/24/20246武漢海事學校楊界(3)柴油指數(shù)

衡量燃油自燃性的指標。其計算公式如下

D.I.=(1.8t+32)(141.5／d-131.5)×1／100

d——燃油比重(溫度為60oF時同體積燃油與水重量之比)；t——苯胺點(0C)。

柴油指數(shù)和十六烷值在數(shù)值上相近。

二者換算公式:十六烷值=2／3×柴油指數(shù)+14華氏度=32+攝氏度×1.8攝氏度=(華氏度-32)÷1.82/24/20247武漢海事學校楊界(4)碳芳香指數(shù)(C.C.A.I.)

SHELL公司提出用來測定燃料油發(fā)火性能的指標

根據(jù)燃料油的密度和黏度來確定:

C.C.A.I.=D-140.7lglg(V+0.85)-80.6

D——15℃時的密度，(kg／m3)；

V——500℃時的黏度，(mm2／s)。

C.C.A.I值小于850時可以得到滿意的發(fā)火性能，

C.C.A.I.值大于875時，燃油難以發(fā)火。2/24/20248武漢海事學校楊界(5)熱值

1kg燃油完全燃燒時放出的熱量稱為燃油的熱值，單位用kJ／kg表示。

不計入燃燒產(chǎn)物中水蒸氣的汽化潛熱者稱低熱值，用符號Hu表示。

重油的基準低熱值Hu=42000kJ／kg；

輕油的基準低熱值Hμ=42700kJ／kg。2/24/20249武漢海事學校楊界(6)黏度

液體的黏度值:絕對黏度和條件黏度(相對黏度)兩種表示法。

絕對黏度表示內(nèi)摩擦系數(shù)的絕對值，

相對黏度是在一定條件下測得的相對值，并因測定儀器而異。

絕對黏度的有動力黏度和運動黏度；

相對黏度的有恩氏黏度、賽氏黏度和雷氏黏度。2/24/202410武漢海事學校楊界①動力黏度

兩個相距為1cm、面積為1cm2的液層，相對運動速度為1cm／s時所產(chǎn)生阻力的數(shù)值。

工程單位制：g／cm·s，

國際單位制：Pa.s，

1Pa·s=10g／cm·s。2/24/202411武漢海事學校楊界②運動黏度

動力黏度與同溫度下液體密度之比。

國際單位制為m2／s或mm2／s。

通常在實際中使用厘斯(cSt——工程單位)，

1cSt=10-6m2/s=1mm2/s。2/24/202412武漢海事學校楊界③恩氏黏度

液體在特定溫度下，從恩氏黏度計流出200ml所需的時間與蒸餾水在20℃時流出相同體積所需的時間之比。

它是一個無因次量，符號為oE。

④賽氏黏度

液體在37.8℃(100oF)溫度下從賽氏黏度計流出60cm3所需的時間(s)。2/24/202413武漢海事學校楊界⑤雷氏黏度

液體在37.8℃(100oF)溫度下從雷氏黏度計流出50cm3所需的時間(s)。

恩氏黏度(0E)=0.132×運動黏度(mm2/s)；

雷氏黏度(s)=4.05×運動黏度(mm2／s)；

賽氏黏度(s)=4.62×運動黏度(mm2／s)。

ISO規(guī)定，自1977年10月開始采用50℃時的運動黏度值(mm2/s)作為燃油的黏度值。2/24/202414武漢海事學校楊界(7)密度ρt

燃油在溫度t(oC)時單位體積的質(zhì)量。

常用單位是kg/m3或g/cm3。

標準密度ρ20：20oC時的密度。

燃油的密度隨溫度而變，其溫度修正公式如下

ρ1=ρ20-0.000672(t-20)2/24/202415武漢海事學校楊界2.影響燃燒產(chǎn)物成分的指標

(1)硫分

燃油中所含硫的重量百分數(shù)。2/24/202416武漢海事學校楊界燃油中含硫的危害：

①液態(tài)的硫化物(硫化氫)對燃油系統(tǒng)的設備有腐蝕作用。

②燃燒產(chǎn)物中的SO3和水蒸氣(H20)在缸壁溫度低于其露點時，會生成硫酸附著在缸壁表面產(chǎn)生強烈的腐蝕作用。

腐蝕只發(fā)生在低溫條件下，故稱為低溫腐蝕。

③燃燒產(chǎn)物中的SO3能加速碳氫化合物聚合而結(jié)炭，而且此結(jié)炭較硬，不易清除。

④硫燃燒后產(chǎn)生的SO3是柴油機排放的主要有害成分。2/24/202417武漢海事學校楊界1.燃油中硫是有害成分，其燃燒產(chǎn)物對柴油機機件會導致______，對廢氣鍋爐的部件會導致____。

A、腐蝕磨損和低溫腐蝕/低溫腐蝕

B、腐蝕磨損/低溫腐蝕

C、過度磨損和低溫腐蝕/高溫腐蝕

D、高溫腐蝕和腐蝕磨損/低溫腐蝕

2.為消除燃油中硫分的危害，適當提高冷卻水溫度，其目的是：

A、減少冷卻水帶走的熱量，促進硫酸蒸汽轉(zhuǎn)化

B、使氣缸壁溫度保持在硫酸的露點之上，以減少硫酸的凝結(jié)

C、促進堿性氣缸油的中和作用

D、保持一定的溫度，減少SO2生成2/24/202418武漢海事學校楊界(2)灰分

在規(guī)定條件下燃油完全燃燒剩余物的重量百分比。燃燒后殘存的灰分中含有的各種金屬氧化物，可造成燃燒室部件的高溫腐蝕和磨料磨損，加劇氣缸的磨損。2/24/202419武漢海事學校楊界1.燃油中的灰分將導致氣缸：

A.磨料磨損

B.疲勞磨損C.粘著磨損

D.腐蝕磨損2/24/202420武漢海事學校楊界(3)釩、鈉含量

燃油中所含釩、鈉等金屬的質(zhì)量濃度用10-6(ppm)表示。

釩以金屬有機化合物形式存在于原油中。

一般其熔點最低，僅為300oC左右。

當排氣閥和缸壁溫度過高而超過這些化合物的熔點時，它們就會熔化附著在金屬表面上，與金屬表面發(fā)生氧化還原反應而腐蝕金屬。由于這種腐蝕只發(fā)生在高溫條件下，故稱為高溫腐蝕。

為了控制此種腐蝕，應限制排氣閥和缸套表面的最高溫度。2/24/202421武漢海事學校楊界1.燃油中的釩、鈉會導致柴油機的______，鋁、硅會導致導致柴油機的_____。

A、高溫腐蝕/磨料磨損

B、酸性腐蝕/顆粒磨損

C、低溫腐蝕/腐蝕磨損

D、電化學腐蝕/異常磨損2/24/202422武漢海事學校楊界(4)瀝青分

表示瀝青占燃油重量的百分數(shù)。

瀝青是多環(huán)的大分子量芳香烴，懸浮在油中呈膠狀。

瀝青不易燃燒，導致滯燃期長，產(chǎn)生后燃，冒黑煙；

使用中易形成沉積膠膜和結(jié)炭，增加磨損并使噴油器偶件咬死。2/24/202423武漢海事學校楊界1.燃油中瀝青質(zhì)對柴油機會導致危害，下列不恰當?shù)氖牵?/p>

A、影響燃油儲存的穩(wěn)定性

B、使燃油的發(fā)火性能和燃燒性能惡化

C、導致活塞環(huán)和氣缸套的嚴重磨損

D、加劇低溫腐蝕和高溫腐蝕2/24/202424武漢海事學校楊界(5)殘?zhí)恐?/p>

燃油在隔絕空氣條件下加熱干餾，最后剩下的一種鱗片狀炭渣物。

殘?zhí)恐?殘?zhí)空荚囼炗椭亓康陌俜謹?shù)。

殘?zhí)恐当硎救加腿紵龝r形成結(jié)炭、結(jié)焦的傾向，不表示形成結(jié)炭的數(shù)值。

殘?zhí)恐抵邪藱C械雜質(zhì)和灰分。2/24/202425武漢海事學校楊界干餾：

固體或有機物在隔絕空氣條件下加熱分解的反應過程。

干餾的結(jié)果是生成各種氣體、蒸氣以及固體殘渣。氣體與蒸氣的混合物經(jīng)冷卻后被分成氣體和液體。

干餾木材制木炭，同時得到木精（甲醇）、木醋酸等。

對木材干餾可得木炭、木焦油、木煤氣；

對煤干餾，可得焦炭、煤焦油、粗氨水、焦爐煤氣。2/24/202426武漢海事學校楊界3.影響燃油管理工作的指標

(1)閃點

燃油在規(guī)定條件下加熱到它的蒸汽與空氣的混合氣能同火焰接觸而發(fā)生閃火時的最低溫度。

根據(jù)測試儀器的不同，分為開口閃點和閉口閃點。閉口閃點低于開口閃點。

閃點是衡量燃油揮發(fā)成分產(chǎn)生爆炸或火災危險性的指標。

船舶使用的燃油閉口閃點不得低于60℃

。

從防爆、防火的觀點出發(fā)，在低于燃油閃點17℃的環(huán)境溫度下傾倒燃油或敞開容器才比較安全。2/24/202427武漢海事學校楊界1.從安全出發(fā)，船用燃油的閃點一般要求大于：

A.60℃B.45℃C.80℃D.105℃

2.衡量燃油在儲存、運輸中火災危險程度的指標是：

A.餾程B.自燃點C.閃點

D.燃點2/24/202428武漢海事學校楊界(2)凝點、傾點和濁點

說明燃油低溫流動性和泵送性的重要指標。

凝點:燃油在試驗條件下冷卻至液面不移動時的最高溫度。

燃油的凝點取決于它的成分和組成結(jié)構(gòu)。

結(jié)構(gòu)凝固:含石蠟較多的燃油在低溫下由于石蠟結(jié)晶而形成網(wǎng)狀晶架，從而使燃油失去流動性.

黏溫凝固:含石蠟較少的燃油，在低溫下由于黏度增大而失去流動性。2/24/202429武漢海事學校楊界傾點:燃油尚能夠流動的最低溫度。

濁點:燃油開始變混濁時的溫度。

燃油的濁點高于凝點5～10℃；

傾點高于凝點3～5℃。

燃油的溫度低于濁點時將使濾器堵塞，供油中斷。燃油溫度低于凝點時，將無法泵送。

燃油的使用溫度至少應高于濁點3～5℃。2/24/202430武漢海事學校楊界(3)機械雜質(zhì)和水分

燃油中所含不溶于汽油或苯的固體顆粒或沉淀物的重量百分數(shù)。

輕質(zhì)燃油不允許含機械雜質(zhì)，重質(zhì)燃油允許含有少量機械雜質(zhì)。

燃油中的水分以容積百分數(shù)表示。

燃油中的水分能降低燃油的低熱值，破壞正常發(fā)火，甚至導致柴油機停車。

輕柴油限制其水分不大于痕跡(即不大于0.025％)

使用燃油凈化措施降低燃油的機械雜質(zhì)和水分。2/24/202431武漢海事學校楊界(二)船用燃油的種類、規(guī)格與選用

1.國產(chǎn)柴油機燃油的規(guī)格

輕柴油、重柴油、內(nèi)燃機燃料油和重油四類。

(1)輕柴油

由直餾(常壓蒸餾)柴油餾分及二次加工的柴油餾分所制成的。

輕柴油以其凝點數(shù)值作為柴油的牌號，分為10號、0號、-10號、-20號和-35號五個規(guī)格。

輕柴油是質(zhì)量最好、價格最貴的柴油機燃料。

船舶上用做高速柴油主機、高速柴油發(fā)電機組、應急設備柴油機和救生艇柴油機等使用的燃油。2/24/202432武漢海事學校楊界(2)重柴油

由石蠟基原油煉制而成，凝點相對較高，

按凝點數(shù)值分為10號、20號和30號等三個牌號。

重柴油主要用于中低速柴油主機、發(fā)電柴油機等。

(3)內(nèi)燃機燃料油

由渣油、重油與重柴油調(diào)制而成，供船舶低速柴油機使用。

(4)重油(燃料油)

按80℃時的運動黏度分為20，60，100及200四個牌號，可供船舶鍋爐使用。2/24/202433武漢海事學校楊界2.國外柴油機燃油的規(guī)格與選用

國外船用燃油基本上分為四類，主要包括：

①輕柴油(MarineGasOil，簡稱MGO)，常用于救生艇柴油機和應急發(fā)電柴油機。

②船用柴油(MarineDieselOil，簡稱MDO)，常用做發(fā)電柴油機和柴油機主機機動操縱時的燃料。

③中間燃料油(IntermediateFuelOil，簡稱IFO)，是渣油與柴油調(diào)制而成的摻和油，可用于各類大功率中速及低速柴油機。

④船用燃料油(MarineFuelOil，簡稱MFO)，也叫C級燃油，主要用于鍋爐，也可用于最新型的大功率中速柴油機及大型低速柴油機。2/24/202434武漢海事學校楊界國際標準化組織(ISO)在1987年9月制定了船用燃料油標準，即IS08217。

ISO8217將船用燃料油分為

DM級(MarineDistillateFuel)、

RM級(MarineResidualFuel)兩個大的等級。

DM級是指蒸餾燃油，稱直餾油或船用柴油。

DM級燃油分為四種規(guī)格，即DMX、DMA、DMZ和DMB。2/24/202435武漢海事學校楊界DMX為船用應急柴油的自燃性指標，即十六烷值較高，且濁點最高為-16℃。環(huán)境溫度低至-15℃時，無需對其進行預熱處理。

適用于救生艇發(fā)電機、應急設備柴油機和高度自動化燃油鍋爐。

DMA為船用輕柴油，LDO或MGO，一種高品質(zhì)蒸餾燃油，不含渣油成分，

主要性能指標(密度、黏度、傾點、水分)明顯好于船用柴油DMB和船用重柴油DMC，

適用于中高速柴油機和生活用爐灶。

DMZ級油與DMA級油基本相同，只是最低黏度稍高。2/24/202436武漢海事學校楊界DMB為通用柴油，習慣稱之為船用柴油MDO，

含有極少的渣油成分，其黏度與傾點的允許值已分別達11.0cSt／40℃

在環(huán)境溫度較低時，需要進行預熱處理，并采取沉淀、過濾、分離等方法，除去油品中的水分和機械雜質(zhì)，減少危害程度。2/24/202437武漢海事學校楊界性能單位LIMITDMXDMADMZDMB運動黏度400Cmm2/Smax.5.5006.0006.00011.00mm2/Smax.1.4002.0003.0002.000密度150CKg/m3max.-890.0890.0900十六烷指數(shù)-max.45404035