摘 要：船舶柴油機所消耗的燃料費用在整個船舶運輸成本當(dāng)中占相當(dāng)大的比例，因此采取措施降低燃油的費用，成為各運輸部門追逐的目標(biāo)。由于劣質(zhì)燃油的價格比輕柴油相差較大，使用劣質(zhì)燃油也就成為降低運輸成本的有效措施之一，同時也節(jié)約優(yōu)質(zhì)油，使我國石油資源的消耗得到更加合理的分配。

關(guān)鍵詞：柴油機；劣質(zhì)油；腐蝕；預(yù)熱

1 船用柴油機燃用劣質(zhì)油所引起的問題

不同品種的燃油，其燃油的性質(zhì)、指標(biāo)、參數(shù)等是存在相當(dāng)大的差異。要燃燒燃料油和渣油這類低質(zhì)燃油，從所提供的各石油產(chǎn)品性能指標(biāo)相關(guān)資料顯示，其特點是高硫、高殘灰、高灰分、高機械雜質(zhì)、高粘度、高凝點、高瀝青含量，比重大、十六烷值低等。這些不利的特點給柴油機造成磨損快、腐蝕強、碳垢多、故障多，壽命短等等。當(dāng)柴油機燃用這類劣質(zhì)油時，經(jīng)常會發(fā)生下列技術(shù)問題：（1）氣缸和活塞組件的腐蝕及磨損增加。構(gòu)成氣缸活塞組腐蝕磨損的原因在于以下三個方面，一方面是燃料中的硫份燃燒時和氧結(jié)合成亞硫酸根和硫酸根，同時氣缸內(nèi)壓力較高，使得它們在一定溫度（即露點溫度）時和水蒸汽結(jié)成硫酸和亞硫酸蒸汽，當(dāng)在低負(fù)荷時，由于氣缸壁溫度下降，硫酸蒸汽溫度低于露點溫度就會形成硫酸，在摩擦面上產(chǎn)生腐蝕作用，這種腐蝕稱之為低溫腐蝕，特別是當(dāng)含硫量超過4%的時候，危害比較嚴(yán)重。第二方面是劣質(zhì)油中釩、鈉等元素在1400～1700℃高溫下起反應(yīng)，產(chǎn)生堿金屬硫酸鹽、釩氧化物和釩-鈉化合物。由這些化合物形成的熔化粒子的一部分在溫度超過550℃時將熔化附著在熾熱的機件上。當(dāng)附著的堆積層爆裂散落時，機件將因高溫排氣而造成局部過熱，進而導(dǎo)致腐蝕，這種腐蝕稱之為高溫腐蝕。第三方面是灰分和機械雜質(zhì)，當(dāng)燃油中若有0.05%灰分，則在3670KW左右的裝置上，每晝夜就要在氣缸上通過2kg左右灰分，加之燃料中含有的機械雜質(zhì)，它們像磨料一樣使柴油機氣缸活塞組的磨損增大。（2）燃燒不完全和噴油咀積碳、活塞環(huán)咬死。由于劣質(zhì)油中含有瀝青和碳，在相同噴油提前角和相同油門開度情況下，發(fā)火延遲、高沸點，長期持續(xù)燃燒等等，不僅會導(dǎo)致降低燃燒效率，還會造成在燃燒部件四周積碳結(jié)焦，這使活塞環(huán)及噴油咀咬死。（3）潤滑油迅速變污。由于活塞環(huán)積碳、咬死，破壞了氣缸壁的潤滑，使活塞環(huán)漏氣入曲柄箱中，這種帶有酸性的燃燒氣體和潤滑油接觸，成為曲柄箱中潤滑油迅速變質(zhì)的重要原因之一，同樣瀝青成分漏入潤滑油中也促使滑油變污，造成油泥。

2 解決辦法

為了克服或改善由于使用劣質(zhì)油后引起上述的問題，經(jīng)過多年試驗和研究，在技術(shù)上采取以下一些解決辦法：

（1）對劣質(zhì)油進行預(yù)熱，控制燃油粘度。劣質(zhì)油的粘度是相當(dāng)高的，甚至上百倍于輕柴油。燃油粘度高對燃油霧化、過濾和流動性都有很大影響，同樣也會造成燃燒嚴(yán)重結(jié)碳，因此，為了降低粘度，必須設(shè)置加熱設(shè)備，對船舶儲存劣質(zhì)油的艙柜中劣質(zhì)油進行預(yù)熱。對雙層底燃油艙，要求預(yù)熱是保持劣質(zhì)油的可泵性；對沉淀柜、凈油機油柜和日用油柜，要求加熱凈化；對主機進口的燃油加熱是保證燃油噴油可靠性和霧化性。表1列出了使用不同粘度重油時推薦的預(yù)熱溫度范圍。使加熱后的燃油到達(dá)高壓油泵前正好具有所需的最佳粘度值，在此粘度下燃油霧束的粗細(xì)、長短形狀以及油滴大小正好與燃燒室的形狀相匹配。為了獲得恰當(dāng)?shù)恼扯?，目前正在推廣使用粘度控制器，它能自動控制燃油粘度，可以保持最佳的燃燒效率以得到一定功率下最少的油耗，可以減少燃燒室活塞與增壓器的碳垢，以減輕磨損，延長檢修期。

（2）加強劣質(zhì)油的清理凈化。劣質(zhì)油中機械雜質(zhì)較多，必須加強凈化工作。燃油的凈化包括：沉淀、濾清和分離。燃油在駁運過程中，務(wù)必避免混入海水、淡水和機械雜質(zhì)，這是凈化的先決條件。燃油應(yīng)在沉淀油柜中沉淀24小時以上，并在艙柜底部適時排污，這樣可達(dá)到初步凈化的目的。濾清是燃油凈化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。由各種濾清材料組成的初、細(xì)濾器應(yīng)遍布在燃油系統(tǒng)中。對各種濾器應(yīng)加強管理：包括適時檢查、清洗以及濾器前后壓力和溫度的調(diào)節(jié)。分離仍是目前凈化燃油的主要和有效的手段。多臺分油機可根據(jù)實際需要實行串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)凈化法。對于密度十分接近水的劣質(zhì)油，分油時的密封水可加入約10%的硫酸鎂溶液以提高分水的效果。

（3）燃油摻水（乳化）技術(shù)的應(yīng)用。燃燒劣質(zhì)油的主要困難之一是瀝青塊大量地存在于減壓渣油之中，呈粘團塊狀物質(zhì)，在劣質(zhì)油中無法分離。它含有燃燒遲緩的成份，因此它的發(fā)火在噴射過程的后期和膨脹過程前期，會使燃燒不良和異常結(jié)碳，再加之渣油的殘?zhí)己突曳菀捕唷＝Y(jié)碳無疑會增多，所以過去一直認(rèn)為柴油機燃燒渣油是困難的。但是，今天由于油中摻水（約10%左右）的成功，已成為世界性的推廣使用新方法，即利用微小的水顆粒攪拌在油中一起噴射入氣缸。水顆粒受高溫后體積突然迅速膨脹近似于爆炸。將粘團狀的瀝青粉碎成若干小塊，這樣順利地解決了遲燃問題，但它的燃燒仍是噴射過程的后半期過于集中，故還應(yīng)將柴油機的噴油提前角要進行適當(dāng)調(diào)整，一般可提前2度左右。

（4）在劣質(zhì)油中添入各種化學(xué)添加劑可改善燃油的性能。添加劑的使用量很少，一般僅為燃油耗量的千分之幾。如在劣質(zhì)油中添加銅、鐵、鈷的金屬鹽助燃劑可有助于劣質(zhì)油燃燒并中和硫化物；添加氫氧化鎂懸濁液可防止硫酸的低溫腐蝕，添加堿土金屬鹽懸濁液可防止釩、鈉的高溫腐蝕。

（5）船舶在進出港、啟動、停機以及低負(fù)荷運轉(zhuǎn)時柴油機燃用劣質(zhì)油應(yīng)改為燃用輕柴油。在低負(fù)荷下運轉(zhuǎn)時因氣缸溫度低，燒劣質(zhì)油容易產(chǎn)生酸性物質(zhì)腐蝕氣缸，有時為了減少灰份及結(jié)碳等現(xiàn)象，在正常運轉(zhuǎn)時常常以輕油和重油交替使用。一般柴油機應(yīng)在起動之后30分鐘左右換用重油，在停機或機動用車之前20分鐘左右柴油機應(yīng)換用輕油，一種燃油換用另一種燃油應(yīng)逐漸進行，不得少于30分鐘，以確保噴油設(shè)備零件均勻受熱。

此外還可采取堿性潤滑油，用以中和酸性物質(zhì)；提高氣缸套冷卻水溫度，若有可能可保持在最高允許極限（70℃～85℃）等等技術(shù)措施。