芻議船舶硫排放控制對輪機設計的影響

楊文潮 陳建

摘 要：隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展和科學技術水平的提高，船舶作為經(jīng)濟運輸?shù)闹匾绞剑萌剂系氖褂媚軌蛴行岣哌\輸效率。船用在燃燒之后會產(chǎn)生含硫的產(chǎn)物，這些物質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，應當控制船舶硫排放，使用低硫燃料，改進船舶輪機設計等。文章中針對船舶硫排放控制對輪機設計的影響展開分析，以供參考。

關鍵詞：船舶；硫排放控制；輪機設計

船舶在運行的過程中，其排放的廢氣中含有大量的硫氧化物，導致大氣環(huán)境受到威脅和影響。因此，加強船舶硫排放的控制是環(huán)境保護中的重點工作。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設計成本增加。因此，應當結合我國船舶行業(yè)的發(fā)展，加強硫排放的控制工作，從設計和技術角度探究船舶硫排放控制對船舶輪機設計產(chǎn)生的影響。

一、船舶硫排放控制對于艙柜設計的影響

船舶設計的初期，應當加強低硫油艙和相關部件的設計，有效的控制硫化物的排放。在相關的規(guī)定中，區(qū)域對于船舶硫氧化物的排放有著一定的限制，因此，根據(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。在實際設計的過程中，高硫燃油艙可以作為備用，并且配置相應的存儲艙、日用艙以及澄清艙。船舶航行進到低排放控制區(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，在設置的過程中，應當避免其和存儲艙、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。輕柴油油艙在設計的過程中，應當根據(jù)特定海域的時間進行確定，保證其符合相關的規(guī)定。同時主機使用燃油的過程中，硫化物減少的同時應當適當?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，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，減少活塞的結碳率。因此，船舶輪機在設計的過程中，應當設置兩個氣缸和相對應的燃油存儲艙，兩個氣缸可以設計成一大一小，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備設計的影響

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的管路和設備設計產(chǎn)生相應的影響。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，應當促進自身粘度的提升，并且在相關的管路上設置冷卻器。相關的實踐證明，冷卻器安裝位置的差異，對設備系統(tǒng)產(chǎn)生不同的影響，可以總結為下面幾種情況。第一，設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、設備的性能等具有較高的要求，采取設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)泵和整個設備性能產(chǎn)生影響，在設計的過程中，應當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)能夠正常的運行和作業(yè)。但是低粘度輕柴油在設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，輕柴油進入到主機之后其黏度和溫度難以準確的控制。

2、冷卻器和制冷機的影響。船舶輪機設計的過程中，不少的設計人員為了能夠節(jié)省成本減少支出，設計過程中設計一個供油系統(tǒng)，負責主機供油，同時負責柴油發(fā)電機供油。輕柴油油艙出口位設置冷卻器，能夠保證主機、發(fā)電機和分油機等設備的運行。如果在設計的過程中，能夠在主機、發(fā)電機總體回油管路上設置另一個冷卻器，能夠滿足整個輪機系統(tǒng)對于低粘度輕柴油的需求。冷卻器安裝的主要目標是降低油路、柴油以及供油系統(tǒng)的問題，在設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?shù)脑黾又评湓O備，滿足各個輪機設備的冷卻需求。

3、輕柴油和燃油轉化的影響。船用輕柴油采取淡水和制冷設備進行冷卻處理工作，其進入主機的溫度具有明確的規(guī)定，沒有特殊情況時，其進入主機的溫度應當是22℃左右，重質燃油進入主機的溫度一般在135℃左右。輕柴油和燃油轉換的過程中，如果兩者直接的全面轉換，那么會出現(xiàn)非常大的高溫差，造成設備和系統(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，但是能夠對設備產(chǎn)生非常大的破壞力，同時對于整個系統(tǒng)的運行產(chǎn)生不良的影響。在冷卻器安裝之后，可以在機械設備的進口處適當?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設計的改進，溫度相對較低的輕柴油能夠緩慢的流到燃油系統(tǒng)中。在輕柴油和燃油轉換時，應當控制好燃料每分鐘進入主機的溫度，保證設備生產(chǎn)負荷相關的規(guī)定。輕柴油和燃油轉換的過程中，應當嚴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換工作。因此，在輕柴油和燃油進入到指定的位置之前，應當做好時間的預留工作，并且為油品的轉換做好相應的準備。在轉換的過程中，應當充分的考慮輕柴油油艙容易，并且兼顧兩者轉化總輕柴油的損耗。

三、結語

我國作為海上貿(mào)易的大國，船舶在經(jīng)濟運輸?shù)倪^程中有著重要的作用，因此，應當加強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設計改進等方式。從技術角度來說，船舶輪機設計改進是一種有效并且實用的控制方式。船舶輪機硫排放控制會使得船舶輪機設計和建造成本的增加，促進船舶產(chǎn)業(yè)長遠發(fā)展的效果，構建綠色遠航事業(yè)。因此加強船舶輪機設計的改進，保證節(jié)能減排工作的順利開展。

參考文獻：

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