第八章 第一節(jié) 船舶油料種類及特點(diǎn)

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(diǎn)主講楊界2/24/20241武漢海事學(xué)校楊界船舶燃油主要來(lái)自石油，一般通過(guò)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(jì)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(xué)校楊界一、船舶燃油主要特性指標(biāo)及種類

燃油質(zhì)量是以其理化性能指標(biāo)來(lái)衡量的

①影響燃油燃燒性能的指標(biāo)，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(biāo)，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(biāo)，如閃點(diǎn)、密度、凝點(diǎn)、傾點(diǎn)、濁點(diǎn)、水分、機(jī)械雜質(zhì)等。十六烷值表示柴油在柴油機(jī)中燃燒時(shí)的自燃性的指標(biāo)。表示柴油發(fā)火性能的指標(biāo)。2/24/20243武漢海事學(xué)校楊界(一)船舶燃油的主要特性指標(biāo)

1.影響燃油燃燒性能的指標(biāo)

(1)十六烷值

評(píng)定燃油自燃性能的指標(biāo)。

在標(biāo)準(zhǔn)的四沖程柴油機(jī)上，將所試柴油的自燃性(以滯燃期長(zhǎng)短計(jì)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(dāng)兩者相同時(shí)，混合液中的正十六烷的容積百分比即為所試驗(yàn)燃料的十六烷值。2/24/20244武漢海事學(xué)校楊界柴油機(jī)對(duì)燃油的十六烷值要求：

高速柴油機(jī)使用燃油的十六烷值在45～60之間；中低速柴油機(jī)在40～50之間；

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

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(dāng)混合液開始混濁(析出沉淀物)時(shí)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(diǎn)越低。

燃油的苯胺點(diǎn)低則自燃性差，

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

衡量燃油自燃性的指標(biāo)。其計(jì)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(shí)同體積燃油與水重量之比)；t——苯胺點(diǎn)(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(xué)校楊界(4)碳芳香指數(shù)(C.C.A.I.)

SHELL公司提出用來(lái)測(cè)定燃料油發(fā)火性能的指標(biāo)

根據(jù)燃料油的密度和黏度來(lái)確定:

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

D——15℃時(shí)的密度，(kg／m3)；

V——500℃時(shí)的黏度，(mm2／s)。

C.C.A.I值小于850時(shí)可以得到滿意的發(fā)火性能，

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

1kg燃油完全燃燒時(shí)放出的熱量稱為燃油的熱值，單位用kJ／kg表示。

不計(jì)入燃燒產(chǎn)物中水蒸氣的汽化潛熱者稱低熱值，用符號(hào)Hu表示。

重油的基準(zhǔn)低熱值Hu=42000kJ／kg；

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

液體的黏度值:絕對(duì)黏度和條件黏度(相對(duì)黏度)兩種表示法。

絕對(duì)黏度表示內(nèi)摩擦系數(shù)的絕對(duì)值，

相對(duì)黏度是在一定條件下測(cè)得的相對(duì)值，并因測(cè)定儀器而異。

絕對(duì)黏度的有動(dòng)力黏度和運(yùn)動(dòng)黏度；

相對(duì)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(xué)校楊界①動(dòng)力黏度

兩個(gè)相距為1cm、面積為1cm2的液層，相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度為1cm／s時(shí)所產(chǎn)生阻力的數(shù)值。

工程單位制：g／cm·s，

國(guó)際單位制：Pa.s，

1Pa·s=10g／cm·s。2/24/202411武漢海事學(xué)校楊界②運(yùn)動(dòng)黏度

動(dòng)力黏度與同溫度下液體密度之比。

國(guó)際單位制為m2／s或mm2／s。

通常在實(shí)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(xué)校楊界③恩氏黏度

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

它是一個(gè)無(wú)因次量，符號(hào)為oE。

④賽氏黏度

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

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

恩氏黏度(0E)=0.132×運(yùn)動(dòng)黏度(mm2/s)；

雷氏黏度(s)=4.05×運(yùn)動(dòng)黏度(mm2／s)；

賽氏黏度(s)=4.62×運(yùn)動(dòng)黏度(mm2／s)。

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

燃油在溫度t(oC)時(shí)單位體積的質(zhì)量。

常用單位是kg/m3或g/cm3。

標(biāo)準(zhǔn)密度ρ20：20oC時(shí)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(xué)校楊界2.影響燃燒產(chǎn)物成分的指標(biāo)

(1)硫分

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

①液態(tài)的硫化物(硫化氫)對(duì)燃油系統(tǒng)的設(shè)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(diǎn)時(shí)，會(huì)生成硫酸附著在缸壁表面產(chǎn)生強(qiáng)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?xì)浠衔锞酆隙Y(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(jī)排放的主要有害成分。2/24/202417武漢海事學(xué)校楊界1.燃油中硫是有害成分，其燃燒產(chǎn)物對(duì)柴油機(jī)機(jī)件會(huì)導(dǎo)致______，對(duì)廢氣鍋爐的部件會(huì)導(dǎo)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(guò)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(dāng)提高冷卻水溫度，其目的是：

A、減少冷卻水帶走的熱量，促進(jìn)硫酸蒸汽轉(zhuǎn)化

B、使氣缸壁溫度保持在硫酸的露點(diǎn)之上，以減少硫酸的凝結(jié)

C、促進(jìn)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(xué)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(xué)校楊界1.燃油中的灰分將導(dǎo)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(xué)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(jī)化合物形式存在于原油中。

一般其熔點(diǎn)最低，僅為300oC左右。

當(dāng)排氣閥和缸壁溫度過(guò)高而超過(guò)這些化合物的熔點(diǎn)時(shí)，它們就會(huì)熔化附著在金屬表面上，與金屬表面發(fā)生氧化還原反應(yīng)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(yīng)限制排氣閥和缸套表面的最高溫度。2/24/202421武漢海事學(xué)校楊界1.燃油中的釩、鈉會(huì)導(dǎo)致柴油機(jī)的______，鋁、硅會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)致柴油機(jī)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(xué)腐蝕/異常磨損2/24/202422武漢海事學(xué)校楊界(4)瀝青分

表示瀝青占燃油重量的百分?jǐn)?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(dǎo)致滯燃期長(zhǎng)，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(xué)校楊界1.燃油中瀝青質(zhì)對(duì)柴油機(jī)會(huì)導(dǎo)致危害，下列不恰當(dāng)?shù)氖牵?/p>

A、影響燃油儲(chǔ)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(dǎo)致活塞環(huán)和氣缸套的嚴(yán)重磨損

D、加劇低溫腐蝕和高溫腐蝕2/24/202424武漢海事學(xué)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?yàn)油重量的百分?jǐn)?shù)。

殘?zhí)恐当硎救加腿紵龝r(shí)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(jī)械雜質(zhì)和灰分。2/24/202425武漢海事學(xué)校楊界干餾：

固體或有機(jī)物在隔絕空氣條件下加熱分解的反應(yīng)過(guò)程。

干餾的結(jié)果是生成各種氣體、蒸氣以及固體殘?jiān)怏w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(shí)得到木精（甲醇）、木醋酸等。

對(duì)木材干餾可得木炭、木焦油、木煤氣；

對(duì)煤干餾，可得焦炭、煤焦油、粗氨水、焦?fàn)t煤氣。2/24/202426武漢海事學(xué)校楊界3.影響燃油管理工作的指標(biāo)

(1)閃點(diǎn)

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(shí)的最低溫度。

根據(jù)測(cè)試儀器的不同，分為開口閃點(diǎn)和閉口閃點(diǎn)。閉口閃點(diǎn)低于開口閃點(diǎn)。

閃點(diǎn)是衡量燃油揮發(fā)成分產(chǎn)生爆炸或火災(zāi)危險(xiǎn)性的指標(biāo)。

船舶使用的燃油閉口閃點(diǎn)不得低于60℃

。

從防爆、防火的觀點(diǎn)出發(fā)，在低于燃油閃點(diǎn)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(xué)校楊界1.從安全出發(fā)，船用燃油的閃點(diǎn)一般要求大于：

A.60℃B.45℃C.80℃D.105℃

2.衡量燃油在儲(chǔ)存、運(yùn)輸中火災(zāi)危險(xiǎn)程度的指標(biāo)是：

A.餾程B.自燃點(diǎn)C.閃點(diǎn)

D.燃點(diǎn)2/24/202428武漢海事學(xué)校楊界(2)凝點(diǎn)、傾點(diǎn)和濁點(diǎn)

說(shuō)明燃油低溫流動(dòng)性和泵送性的重要指標(biāo)。

凝點(diǎn):燃油在試驗(yàn)條件下冷卻至液面不移動(dòng)時(shí)的最高溫度。

燃油的凝點(diǎn)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(dòng)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(dòng)性。2/24/202429武漢海事學(xué)校楊界傾點(diǎn):燃油尚能夠流動(dòng)的最低溫度。

濁點(diǎn):燃油開始變混濁時(shí)的溫度。

燃油的濁點(diǎn)高于凝點(diǎn)5～10℃；

傾點(diǎn)高于凝點(diǎn)3～5℃。

燃油的溫度低于濁點(diǎn)時(shí)將使濾器堵塞，供油中斷。燃油溫度低于凝點(diǎn)時(shí)，將無(wú)法泵送。

燃油的使用溫度至少應(yīng)高于濁點(diǎn)3～5℃。2/24/202430武漢海事學(xué)校楊界(3)機(jī)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?jǐn)?shù)。

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

燃油中的水分以容積百分?jǐn)?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(dǎo)致柴油機(jī)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(jī)械雜質(zhì)和水分。2/24/202431武漢海事學(xué)校楊界(二)船用燃油的種類、規(guī)格與選用

1.國(guó)產(chǎn)柴油機(jī)燃油的規(guī)格

輕柴油、重柴油、內(nèi)燃機(jī)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(diǎn)數(shù)值作為柴油的牌號(hào)，分為10號(hào)、0號(hào)、-10號(hào)、-20號(hào)和-35號(hào)五個(gè)規(guī)格。

輕柴油是質(zhì)量最好、價(jià)格最貴的柴油機(jī)燃料。

船舶上用做高速柴油主機(jī)、高速柴油發(fā)電機(jī)組、應(yīng)急設(shè)備柴油機(jī)和救生艇柴油機(jī)等使用的燃油。2/24/202432武漢海事學(xué)校楊界(2)重柴油

由石蠟基原油煉制而成，凝點(diǎn)相對(duì)較高，

按凝點(diǎn)數(shù)值分為10號(hào)、20號(hào)和30號(hào)等三個(gè)牌號(hào)。

重柴油主要用于中低速柴油主機(jī)、發(fā)電柴油機(jī)等。

(3)內(nèi)燃機(jī)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(jī)使用。

(4)重油(燃料油)

按80℃時(shí)的運(yùn)動(dòng)黏度分為20，60，100及200四個(gè)牌號(hào)，可供船舶鍋爐使用。2/24/202433武漢海事學(xué)校楊界2.國(guó)外柴油機(jī)燃油的規(guī)格與選用

國(guó)外船用燃油基本上分為四類，主要包括：

①輕柴油(MarineGasOil，簡(jiǎn)稱MGO)，常用于救生艇柴油機(jī)和應(yīng)急發(fā)電柴油機(jī)。

②船用柴油(MarineDieselOil，簡(jiǎn)稱MDO)，常用做發(fā)電柴油機(jī)和柴油機(jī)主機(jī)機(jī)動(dòng)操縱時(shí)的燃料。

③中間燃料油(IntermediateFuelOil，簡(jiǎn)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(jī)。

④船用燃料油(MarineFuelOil，簡(jiǎn)稱MFO)，也叫C級(jí)燃油，主要用于鍋爐，也可用于最新型的大功率中速柴油機(jī)及大型低速柴油機(jī)。2/24/202434武漢海事學(xué)校楊界國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)在1987年9月制定了船用燃料油標(biāo)準(zhǔn)，即IS08217。

ISO8217將船用燃料油分為

DM級(jí)(MarineDistillateFuel)、

RM級(jí)(MarineResidualFuel)兩個(gè)大的等級(jí)。

DM級(jí)是指蒸餾燃油，稱直餾油或船用柴油。

DM級(jí)燃油分為四種規(guī)格，即DMX、DMA、DMZ和DMB。2/24/202435武漢海事學(xué)校楊界DMX為船用應(yīng)急柴油的自燃性指標(biāo)，即十六烷值較高，且濁點(diǎn)最高為-16℃。環(huán)境溫度低至-15℃時(shí)，無(wú)需對(duì)其進(jìn)行預(yù)熱處理。

適用于救生艇發(fā)電機(jī)、應(yīng)急設(shè)備柴油機(jī)和高度自動(dòng)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(biāo)(密度、黏度、傾點(diǎn)、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(jī)和生活用爐灶。

DMZ級(jí)油與DMA級(jí)油基本相同，只是最低黏度稍高。2/24/202436武漢海事學(xué)校楊界DMB為通用柴油，習(xí)慣稱之為船用柴油MDO，

含有極少的渣油成分，其黏度與傾點(diǎn)的允許值已分別達(dá)11.0cSt／40℃

在環(huán)境溫度較低時(shí)，需要進(jìn)行預(yù)熱處理，并采取沉淀、過(guò)濾、分離等方法，除去油品中的水分和機(jī)械雜質(zhì)，減少危害程度。2/24/202437武漢海事學(xué)校楊界性能單位LIMITDMXDMADMZDMB運(yùn)動(dòng)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