張彬

摘要：以現(xiàn)行國內(nèi)燃料油標準GB/T 17411-2012為基礎，針對各項指標限值，闡述一下重質(zhì)船用燃料油指標的設置及其影響。

關鍵詞： 船用燃料油 指標設置

隨著社會的進步，運輸業(yè)勢必越來越發(fā)達，據(jù)統(tǒng)計船運一直占據(jù)著國際貿(mào)易運輸總量中2/3以上的市場份額，為了降低能耗成本，船用燃油重質(zhì)化已經(jīng)成為各船東企業(yè)追逐的方向。另一方面，各大煉廠為了經(jīng)濟效益，往往調(diào)整工藝最大比例的產(chǎn)出汽、柴油，使得船用殘渣燃料油大都由中間商采購輕、重組分自行調(diào)和而成，品質(zhì)難以保證。這種情況下，了解船用殘渣燃料油的指標設置及其影響就尤為重要了。

1 目前國內(nèi)外船用燃料油標準

1.1 國際燃料油標準

1987年，國際上發(fā)布了專門針對船用燃料油質(zhì)量標準ISO8217，針對燃料油的測試項目和指標限值作出明確規(guī)定。標準發(fā)布后迅速得到了各國認同，并于1996年，2005年，2012年三次改版，這是目前應用最廣泛最具權威的燃料油質(zhì)量標準，也是國際貿(mào)易的主要依據(jù)標準。

1.2 國內(nèi)燃料油標準

中國于1998年由石油化工科學研究院起草了船用燃料油國家標準GB/T 17411，該標準等效于ISO 8217：1996，標志著我國正式認可國際燃料油標準，并于2012年進行改版，緊隨最新國際標準，在國內(nèi)發(fā)揮著重要的指導作用。2015年，中國再次對燃料油標準進行更新，并將于2016年7月發(fā)布實施。

1.3 國內(nèi)殘渣燃料油的分類

中國2012年對燃料標準進行的改版，最重要的一條就是對燃料油分類進行了重新定義，從之前的以100攝氏度運動黏度的最高限值劃分更新至以50攝氏度運動黏度的最高限值進行劃分，現(xiàn)在航運界所說的180號燃料油和380號燃料油就是ISO8217：2005中的RME180及RMG380。而人們所說的120號燃料油一般理解成ISO8217：1996中的RMD15。

2 船用殘渣燃料油測試項目及影響

現(xiàn)以國內(nèi)燃料油標準GB/T 17411-2012為基礎，針對各項指標限值，解析重質(zhì)船用燃料油指標的設置及其影響。

2.1 運動黏度（50℃）

運動黏度是對流動性阻抗能力的度量，最直觀的理解是黏度大的燃油流動性差，泵送阻力大，霧化性能差，難以形成噴油油束進而充分燃燒；反之黏度小的燃油流動性好，泵送順暢，易于霧化，但并非黏度越小油品質(zhì)量就越好，黏度過小還會使油泵潤滑不充分從而加劇磨損，同時也可能會造成燃燒區(qū)域離噴油嘴太近，局部燃燒。

供油前，務必清楚的了解船用柴油機許可使用的燃油等級，高等級或低等級燃料油都可能會發(fā)生動力異常并對柴油機產(chǎn)生傷害。

2.2 密度（15℃或20℃）

密度不能脫離溫度單獨純在，西方國家習慣以15℃下的密度作為石油產(chǎn)品的標準密度，中國習慣以20℃下的密度作為石油產(chǎn)品的標準密度。180號燃料油或380號燃料油，15℃下密度最高限值為991.0mg/m3，20℃下密度最高限值為987.6mg/m3。標準密度乘以計量所得相同溫度下的體積可以為油品提供精確的貿(mào)易交割計重依據(jù)。

此外，密度還能間接反映油品的化學及餾分構(gòu)成，密度大的油品重質(zhì)組分多，單位熱值低，密度小的油品輕質(zhì)組分多，單位熱值高。

密度還影響著分油機的性能，相同條件下，密度大的油品油水分離能力差，密度小的油品油水分離能力好。

2.3 碳芳香度指數(shù)（CCAI）

碳芳香度指數(shù)通過密度和黏度計算得出，能表征油品的著火滯燃期，但并不表征該油品的持續(xù)燃燒信息。標準中包括CCAI，是為了避免密度黏度關系異常的燃料油可能導致殘渣燃料油滯燃期延長。180號燃料油或380號燃料油該項目指標限值不大于870。

實踐證明，密度大而黏度低的油品，著火性能差；密度小而黏度高的油品著火性能好。在選購燃料油的時候可根據(jù)下列原則：都符合燃料油規(guī)范的不同油品，密度差別不大的選黏度高的；黏度差別不大的選密度低的。

2.4 硫含量

對于180號或380號燃料油，標準規(guī)定的硫含量的指標限值均為3.5%，盡管給出了規(guī)定，但買賣雙方應該按照當?shù)赜嘘P法規(guī)和MARPOL公約的限制來確定硫含量。目前國內(nèi)市場一般低于1%的燃料油稱為低硫燃料油。此外因環(huán)保壓力的增大，交通運輸部《珠三角、長三角、環(huán)渤海（京津冀）水域船舶排放控制區(qū)實施方案》也已經(jīng)發(fā)布，以上海為例，自2016年4月1日起，長三角區(qū)域?qū)⒙氏葘嵤p排，船舶在長三角水域排放控制區(qū)港口靠岸停泊期間，使用硫含量不高于0.5%的燃油。

不僅僅對環(huán)境造成污染，硫也會影響設備壽命和油品本身的質(zhì)量，燃燒過后產(chǎn)生的SO3遇水生成H2SO4，對易感元件產(chǎn)生強烈腐蝕，硫含量也能降低油品比能（熱值）數(shù)值。

2.5 閃點（閉口）

閃點是評判所加燃料油安全性的指標，根據(jù)最新標準，閃點允許的最小值為60℃。閃點并不會影響燃料油的使用性能，但是低閃點的燃料油會使發(fā)生火災的可能性增大。

2.6 硫化氫（液相）

硫化氫是高毒性氣體，直接暴露于高濃度的硫化氫氣體下會導致人員嗅覺喪失、頭暈眼花，在非常高濃度下甚至會立即死亡。所以硫化氫是一個對人員健康性的指標。

硫化氫可能是煉制過程中形成的，也可能是存儲、運輸或使用過程中逐漸形成的，以液相或氣相的形式存在并互相轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換的程度受溫度、攪拌速度、艙（罐）容量、燃油存儲量、通風情況等各種因素影響。

標準中規(guī)定了燃料油中液相硫化氫的限值為2.00mg/kg，可以降低人員暴露在硫化氫氣體中的風險，但并不構(gòu)成安全級別或消除在密閉空間里形成非常高濃度硫化氫氣體的風險，關鍵是船東或航運公司應保持適當?shù)陌踩僮骱驮O計程序，以保護可能暴露于硫化氫氣體中船員和計量人員的安全。endprint

同時標準中規(guī)定該項目由供需雙方協(xié)商是否檢測，實施日期為2013年7月1日，原因是該檢測標準的測試精密度正在制定；儀器僅國外個別產(chǎn)商生產(chǎn)，實施尚需一定時間；設計、采購和組成設備更改等需要時間。

2.7 酸值

高酸值燃料油往往會加速內(nèi)燃機的損壞，這種損壞首先發(fā)生在燃料噴射設備中，但酸值的高低和燃料油腐蝕性強弱之間，目前還沒有公認的對應關系。酸值測試能預示燃油油中含酸性物質(zhì)的多少，殘渣燃料油的指標上限是2.5mgKOH/g。選擇低酸值燃料油可以降低設備被腐蝕的風險，延長設備的使用壽命。

2.8 總沉淀物（老化法）

油品中的沉淀物會在存儲、過濾、噴油過程中積累，加速設備的磨損，阻塞輸油管路特別是噴嘴。老化法總沉淀物結(jié)果不僅僅反映了燃料油中實際存在的總沉淀物，還反映了燃料油在存儲和使用過程中生成沉淀物的趨勢，可用來預測該油品的穩(wěn)定性。標準中對老化法沉淀物的指標限值為0.10%。

2.9 殘?zhí)?/p>

殘?zhí)糠从车氖侨剂嫌驮谌紵胰紵Y(jié)焦結(jié)炭的趨勢，高殘?zhí)咳剂嫌蜁铀贇飧缀突钊哪p，甚至引起活塞運轉(zhuǎn)不順暢。標準對于180號燃料油指標上限是15.00%；380號燃料油指標上限是18.00%。

2.10 傾點

傾點是指油品在規(guī)定的試驗條件下，被冷卻的試樣能夠流動的最低溫度，是油品低溫流動性的指標，標準規(guī)定的上限為30℃。傾點高，低溫流動性差，使用中會影響泵送和過濾。買方應確保傾點適合船上設備要求，尤其是船舶運行在寒冷氣候條件下。

2.11 水分

燃料油在生產(chǎn)，運輸和存儲過程中，因為種種原因，會混入一定量的水分，并以溶解態(tài)，懸浮態(tài)或游離態(tài)三種形式存在于油品中。標準中使用的蒸餾法測試，結(jié)果為各種形態(tài)水的總量，指標上限為0.5%（體積分數(shù)），同時規(guī)定水分超過0.5%的應與需方協(xié)商并經(jīng)客戶認可，但最高不大于1.0%。

高含水量燃料油可能會引發(fā)多種不利于存儲，燃燒和設備的結(jié)果：與燃燒產(chǎn)生的SO3結(jié)合生成H2SO4腐蝕設備，溶解后帶入的無機鹽沉積在燃燒室內(nèi)加速設備磨損；降低燃料油熱值；因低溫凝固影響油品流動性；導致燃燒熄火等。同時確認水的來源也對處理燃油水分偏高有一定的指導作用，海水富含氯離子，萃取出的水分遇銀離子產(chǎn)生乳白色不溶沉淀，如果混入的是淡水就不會有此現(xiàn)象。

2.12 灰分

灰分是燃燒和高溫灰化后剩余的無機物，通常成粉末態(tài)?；曳值闹饕獊碓词菬捴七^程中的金屬催化劑，原油中殘留的無機鹽，儲運過程中的鐵銹，還可能是非法添加廢舊潤滑油中的金屬添加劑或磨損元素。從來源上看，灰分高的燃料油測試所得金屬元素也高，灰分低的燃料油金屬元素也低?；曳忠再|(zhì)量分數(shù)表示，180號燃料油指標上限為0.070%，380號燃料油指標上限為0.100%?；曳謺街谠O備受熱面，使熱傳導變差，灰分中含有的大量金屬元素也會加速設備的磨損。

2.13 金屬元素，釩

180號燃料油指標上限為150mg/kg，380號燃料油指標上限為350mg/kg。釩含量高可能會對主機熱通道產(chǎn)生電化學腐蝕，也可能燃燒過后附著在設備表面產(chǎn)生結(jié)垢。

2.14 金屬元素，鈉

180號燃料油指標上限為50mg/kg，380號燃料油指標上限為100mg/kg。富含釩和鈉的燃料油灰分溶解溫度降低，通常認為鈉釩比例為1：3時的灰分溶解溫度最低，溶解后的灰分附著在燃燒系統(tǒng)表面，對設備有一定的熱腐蝕作用。同時鈉含量的升高也被視為燃料油中是否混為海水的判斷標準之一。

2.15 金屬元素，鋁+硅

180號燃料油指標上限為50mg/kg，380號燃料油指標上限為60mg/kg，來源于原油加工過程中的金屬催化劑，鋁和硅質(zhì)硬，是設備磨損的主要因素。

2.16 使用過的潤滑油（ULO）

潤滑油多為鈣鋅配方、鈣磷配方或鈣鋅磷配方，燃料油中據(jù)此判斷是否含有潤滑油（考慮到經(jīng)濟效益，只會含有使用過的潤滑油），標準規(guī)定鈣大于30mg/kg且鋅大于15mg/kg或鈣大于30mg/kg且磷大于15mg/kg認為該燃料油中含有使用過的潤滑油。燃料油中摻雜使用過的潤滑油會帶來各種危害：潤滑油在使用過程中緩慢變質(zhì)，含有的酸性物質(zhì)會腐蝕設備；帶入的磨損顆粒會增加灰分，再次磨損燃油系統(tǒng)；含有的各種有害物質(zhì)甚至是致癌物燃燒后排入大氣污染環(huán)境并直接損害船員健康。

3 關于測試精密度和實驗結(jié)果的說明

為減少買方對燃油品質(zhì)報告實驗結(jié)果產(chǎn)生爭議，國標中引入了ISO 4259對實驗結(jié)果作出說明。對于燃料油質(zhì)量的分歧，通常發(fā)生在船舶上發(fā)生問題時或者使用前的對產(chǎn)品質(zhì)量的可接受性產(chǎn)生爭議。當對實驗結(jié)果是否符合或超出規(guī)格作出判斷時，需引用ISO 4259有關程序。

3.1 引用ISO 4259

按國標規(guī)定方法測得的性能真值的最大和最小限值，而ISO 4259定義的真值是由無數(shù)個實驗室獲得的無數(shù)個單一結(jié)果的平均值。同一實驗室由同一人對同一樣品在相同條件下試驗很難獲得完全一樣的結(jié)果，引入的偶然誤差可以由每個方法的重復性R來檢驗。兩個不同實驗室用同一方法對同一樣品進行試驗的偶然誤差稱為再現(xiàn)象R。不存在100%測出真值的方法，每一個試驗方法都有一個被稱為試驗精密度的可能性范圍，所以對買方來說，需考慮引用ISO 4259對單個試驗結(jié)果是否符合規(guī)格作出判斷。

3.2 對于具有單個測試結(jié)果的買方

買方除了具有單一試驗結(jié)果外，對性能的真值沒有其他信息，在95%置信范圍內(nèi)，如果試驗結(jié)果如下所述，則認為產(chǎn)品不符合規(guī)格范圍。在規(guī)格為最大限值的情況下，試驗結(jié)果大于規(guī)格限值+0.59*R或在規(guī)格為最小限值的情況下，試驗結(jié)果小于規(guī)格限值-0.59*R。

例如：買方訂購了380號燃料油，50℃運動黏度規(guī)格最大值是380mm2/s，試驗結(jié)果在最大值下再現(xiàn)性R為28.12，因此，如果在50℃時，單個試驗結(jié)果大于380+0.59*28.12=396.6mm2/s，那么買方可以認為在95%置信范圍內(nèi)樣品不符合規(guī)格。同理列出180號和380號燃料油其他指標95%置信范圍下極限值，見表1-1：

4 結(jié)語

鑒于船用殘渣燃料油的品質(zhì)對船舶設備，環(huán)境污染和人員健康有著至關重要的作用，船方一定要控制好各個環(huán)節(jié)，才能有效降低出現(xiàn)問題的可能性或是發(fā)生問題后能很好地追溯起因。首先要明確執(zhí)行供油協(xié)議規(guī)定的品質(zhì)標準，每次加油前向供油商索取本次加油油品質(zhì)量報告，以確認符合加油協(xié)議的品質(zhì)要求。然后在加油過程中由相關各方共同見證完成全程樣的取樣工作并立即鉛封樣品，取其中一份送第三方實驗室分析，對品質(zhì)不合格油品要立即停止使用。對于品質(zhì)合格的燃料油，盡量避免同一供應商不同批次的油、不同供應商加的油混合使用并盡量縮短燃油在船舶上的存儲時間。

科學管理，充分了解船用殘渣燃料油的指標設置及其影響，不僅能降低運營中的維護成本，而且能使船舶更高效的利用，對船公司發(fā)揮著重要的作用。

參考資料：GB/T17411-2012船用燃料油endprint