脫硫塔裝置的改裝和維護(hù)

周增輝

隨著“限硫令”的實(shí)施以及各個(gè)國(guó)家地區(qū)對(duì)于硫排放的限制日趨嚴(yán)格，越來越多的航運(yùn)公司開始考慮在新造船和現(xiàn)有船上安裝脫硫塔裝置（以下簡(jiǎn)稱EGC）。我曾多次參與洗滌塔改造的檢驗(yàn)工作，在此結(jié)合工作實(shí)際介紹EGC裝置的選型、裝置改裝注意事項(xiàng)，以及改裝后的EGC系統(tǒng)日常維護(hù)。

EGC裝置的選型

1、Global和SECA兩種限硫要求

Global模式需要滿足等效0.5%含硫量的洗滌效果；SECA模式需要滿足等效0.1%含硫量的洗滌效果。通常改裝的系統(tǒng)可以同時(shí)滿足兩種模式，并實(shí)現(xiàn)上述兩種模式的切換。

2、開式、閉式和混合式

改裝過程中一般會(huì)選擇開式或者混合式系統(tǒng)，兩者的主要區(qū)別如下：

開式系統(tǒng)：系統(tǒng)簡(jiǎn)單，改裝方便，運(yùn)行和維護(hù)也相對(duì)容易，但是受限較多。越來越多的國(guó)家和地區(qū)如新加坡、阿聯(lián)酋、部分歐洲國(guó)家都禁止開式系統(tǒng)的洗滌水排放。

混合式系統(tǒng)：因?yàn)樵黾恿藟A液系統(tǒng)，整個(gè)EGC裝置較為復(fù)雜，操作和維護(hù)要求嚴(yán)格。但是相應(yīng)的運(yùn)行范圍基本不受限制，而且可以采用不同的運(yùn)行模式滿足不同區(qū)域的要求。

（1）在允許排放洗滌水的0.5%含硫量限制區(qū)，采用開式Global模式；

（2） 在不允許排放洗滌水的0.5%含硫量限制區(qū)，采用閉式循環(huán)Global模式；

（3）在不允許排放洗滌水的0.1%含硫量限制區(qū)，采用閉式循環(huán)SECA模式；

（4）在允許排放洗滌水的0.1%含硫量限制區(qū)，采用開式SECA模式。

3、處理能力的選擇

在設(shè)計(jì)選用EGC系統(tǒng)時(shí)，需要重點(diǎn)考慮系統(tǒng)處理能力滿足主機(jī)、輔機(jī)或者鍋爐的負(fù)荷要求，部分船舶因?yàn)橄到y(tǒng)處理能力或者改裝空間、成本的原因，需要限制主機(jī)負(fù)荷。

EGC裝置改裝注意事項(xiàng)

1、空船重量重心位置變化

如改裝導(dǎo)致空船重量重心位置變化，超過任何下列偏差：空船排水量的1%，或重心縱向位置的0.5%L，或重心垂向位置的0.5%，應(yīng)重新送審穩(wěn)性資料、裝載手冊(cè)等。

如改裝導(dǎo)致空船重量重心位置變化，超過任何下列偏差：空船排水量的2%，或重心縱向位置的1%L，或重心垂向位置的1%，應(yīng)重新進(jìn)行傾斜試驗(yàn)。注意如果最后一次傾斜試驗(yàn)以后每次改裝的空船排水量變化都應(yīng)該累加，如果累加變化大于2%也需要重新進(jìn)行傾斜試驗(yàn)。

2、改裝對(duì)于柴油機(jī)背壓的影響

每臺(tái)主機(jī)、輔機(jī)的背壓都要求單獨(dú)計(jì)算和測(cè)量以確認(rèn)不超過NOx排放技術(shù)案卷的要求，如果計(jì)算結(jié)果顯示超過或者較為接近允許值一般要求對(duì)于柴油機(jī)/增壓器進(jìn)行改裝，或者在排煙管路上增加鼓風(fēng)機(jī)來減少背壓。同時(shí)U型設(shè)計(jì)的文丘里部分也具有減少背壓的效果。

如EGC安裝后的主機(jī)背壓計(jì)算值接近或高于最大允許背壓值，船東應(yīng)根據(jù)廠家建議進(jìn)行改裝以滿足主機(jī)NOx排放的要求，并在航行試驗(yàn)中進(jìn)行測(cè)量確認(rèn)。

3、改裝后電力負(fù)荷的計(jì)算

根據(jù)CCS《鋼規(guī)》第4 篇第2章2.1.1.1（4）款的要求，在正常由一臺(tái)以上發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行同時(shí)供電的情況下，應(yīng)設(shè)有包括將非重要設(shè)備自動(dòng)卸去等保護(hù)措施，以確保當(dāng)運(yùn)行中任何一臺(tái)發(fā)電機(jī)停止工作后，其余發(fā)電機(jī)能繼續(xù)運(yùn)行，并保持對(duì)推進(jìn)、操舵和保證船舶安全所必需的設(shè)備供電。增加EGC后需要重新計(jì)算電力負(fù)荷情況，如不滿足規(guī)范要求可以調(diào)整優(yōu)先脫扣，卸載不必要的負(fù)載，確認(rèn)規(guī)范要求的設(shè)備能夠正常運(yùn)行，也可以增加額外發(fā)電機(jī)。典型的電力負(fù)荷計(jì)算書如下：

圖1 脫硫塔體圖示

圖2 混合式脫硫塔圖示

1）裝載冷藏集裝箱的航行工況下，發(fā)電機(jī)的負(fù)荷率高大達(dá)96.3%，易引起備用發(fā)電機(jī)起動(dòng)，導(dǎo)致航行工況下，沒有備用發(fā)電機(jī)，不符合規(guī)范要求。設(shè)計(jì)變更優(yōu)先脫扣，降低運(yùn)行負(fù)荷，確保航行過程中至少一臺(tái)發(fā)電機(jī)備用。

2）航行工況滿足兩臺(tái)發(fā)電機(jī)運(yùn)行，一臺(tái)發(fā)電機(jī)備用；無需調(diào)整發(fā)電機(jī)和配電板。

改裝后的EGC系統(tǒng)日常維護(hù)

1、水質(zhì)分析儀（WA）、氣體分析儀(CEMS)的日常維護(hù)定期檢測(cè)應(yīng)該根據(jù)廠家的要求進(jìn)行，確保分析儀處于良好狀態(tài)和有效期內(nèi)。

例如氣體分析儀系統(tǒng)根據(jù)廠家給出的要求，按照表格內(nèi)周期對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行定期維護(hù)。（見表）

2、系統(tǒng)故障的行動(dòng)建議

國(guó)際環(huán)境保護(hù)委員會(huì)（MEPC）批準(zhǔn)和頒發(fā)了MEPC.1/Circ.883決議，提供了“脫硫塔單一監(jiān)控設(shè)備故障而導(dǎo)致脫硫塔無法持續(xù)合規(guī)的指導(dǎo)說明和采取的行動(dòng)建議”。根據(jù)指導(dǎo)說明，對(duì)船舶的脫硫塔或單一監(jiān)測(cè)設(shè)備出現(xiàn)故障，船上應(yīng)該采取的措施和行動(dòng)進(jìn)行了說明。

2.1 系統(tǒng)故障

系統(tǒng)故障是指，脫硫塔出現(xiàn)的任何一個(gè)事件將會(huì)導(dǎo)致脫硫塔排放超標(biāo)的故障。下方提及的短時(shí)超標(biāo)和單一傳感器故障的短期符合性除外。系統(tǒng)故障事件應(yīng)記錄在脫硫塔記錄薄中，包括故障發(fā)生時(shí)的日期和時(shí)間，故障怎樣消除的，消除故障采取的行動(dòng)，以及后續(xù)采取的行動(dòng)。

如果故障從發(fā)現(xiàn)開始不能在一個(gè)小時(shí)內(nèi)解決，船舶需要轉(zhuǎn)換使用合規(guī)燃油（低硫油）。如果脫硫塔故障，船上人員無法解決，需要將故障情況報(bào)告給主管機(jī)關(guān)。

2.2 短時(shí)排放超標(biāo)

短時(shí)排放超標(biāo)是指通過脫硫塔系統(tǒng)排氣流量突然改變而使脫硫塔系統(tǒng)產(chǎn)生動(dòng)態(tài)反應(yīng)，從而可能引起排放比超過標(biāo)準(zhǔn)限值。

脫硫塔煙氣排放比就是所謂的硫碳比，這個(gè)數(shù)值是根據(jù)煙氣排放中的二氧化硫和二氧化碳的比值。由于廢氣流量的突然變化而引起系統(tǒng)和傳感器的動(dòng)態(tài)反應(yīng)是正常現(xiàn)象。在傳感器測(cè)取讀數(shù)時(shí)間和系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間產(chǎn)生的時(shí)間差，可能會(huì)引發(fā)排放超標(biāo)的報(bào)警。。如果脫硫塔系統(tǒng)出現(xiàn)這種硫碳比短時(shí)超標(biāo)的情況（不是持續(xù)數(shù)小時(shí)的情況），系統(tǒng)不應(yīng)該被認(rèn)為是違規(guī)，系統(tǒng)也不應(yīng)該被認(rèn)為是出現(xiàn)故障。

圖3 氣體檢測(cè)儀示意圖

表

圖4 脫硫塔典型結(jié)構(gòu)

圖5 煙沖分層吊裝

1、煙氣取樣口：安裝在脫硫塔煙氣出口處，應(yīng)該設(shè)有固定的通道便于船員到達(dá)并進(jìn)行檢修

2、煙氣管道：采用耐腐蝕化學(xué)膠管PTFE 管加外部保護(hù)層，內(nèi)部設(shè)有加熱管系保證煙氣溫度不低于200℃

3、煙氣分析單元：主要包括煙囪檢測(cè)探頭、空氣沖洗管路、自動(dòng)效驗(yàn)裝置

4、空氣沖洗管路：用于定期對(duì)分析單元的管路進(jìn)行吹通沖洗，進(jìn)氣管前設(shè)有干燥過濾裝置。

2.3 單一傳感器故障的短期符合性

當(dāng)使用的燃油硫含量以及脫硫塔沖洗水保持恒定的狀態(tài)下，所有的監(jiān)測(cè)參數(shù)，像硫碳比、排放水PH值、PAH值和濁度值等，將會(huì)處于一個(gè)特定的相互關(guān)系，一個(gè)數(shù)值的改變將會(huì)影響其他參數(shù)的改變，這也就意味著一些監(jiān)測(cè)儀器可以互為代表。如果一個(gè)傳感器監(jiān)測(cè)數(shù)值出現(xiàn)偏差甚至不顯示數(shù)值，可以通過其它監(jiān)測(cè)參數(shù)來判斷是這個(gè)傳感器本身故障還是脫硫塔系統(tǒng)本身性能發(fā)生改變了。如果其它參數(shù)持續(xù)在正常水平，那只能說明是這個(gè)傳感器故障，而不能說明脫硫塔系統(tǒng)違規(guī)（煙氣排放和排放水超標(biāo)）。

3、體系文件的補(bǔ)充修改

系統(tǒng)改裝完成后，為了系統(tǒng)的正常運(yùn)行和維護(hù)，公司應(yīng)該制定相應(yīng)的體系文件指導(dǎo)船員，審核員也應(yīng)該根據(jù)公約、通函以及體系文件、廠家手冊(cè)等要求進(jìn)行審核。重點(diǎn)關(guān)注以下幾個(gè)方面：

3.1 應(yīng)該根據(jù)批準(zhǔn)的ETM-B，SECP和EGC record book制定相應(yīng)的操作和維護(hù)手冊(cè)，對(duì)于系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)做相應(yīng)的記錄。

3.2 應(yīng)該就廠家的手冊(cè)制定船員培訓(xùn)材料，確保責(zé)任船員熟悉系統(tǒng)的布置、操作和維護(hù)。

3.3 應(yīng)制定相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案包括系統(tǒng)泄漏、系統(tǒng)故障的應(yīng)急操作等。

周增輝 中國(guó)船級(jí)社(CCS)浙江分社高級(jí)驗(yàn)船師，主要從事營(yíng)運(yùn)船舶和新建船舶輪機(jī)電氣專業(yè)檢驗(yàn)工作，先后參與各類船型的營(yíng)運(yùn)檢驗(yàn)和審核工作。