段 振，安 麗，蔡少林

（中船動(dòng)力研究院有限公司，上海 200129）

0 引言

目前，因低硫燃油價(jià)格相對(duì)較高，越來(lái)越多的船舶開(kāi)始考慮或已實(shí)施安裝廢氣清洗系統(tǒng)（Exhaust Gas Cleaning System，EGCS）。然而，船舶在安裝EGCS的過(guò)程中，仍有不少問(wèn)題值得業(yè)界關(guān)注，如船舶配備EGCS有哪些相關(guān)要求、船舶安裝EGCS需要關(guān)注和注意哪些問(wèn)題、如何看待開(kāi)式和閉式和船舶初次安裝EGCS需提交哪些圖紙和資料等。這一系列問(wèn)題都關(guān)乎船東的切身利益，需要正確應(yīng)對(duì)，降低相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)。

1 船舶燃油硫含量以及EGCS使用限制方面的法規(guī)

表1為IMO、相關(guān)國(guó)家和地區(qū)對(duì)船舶燃油硫含量以及EGCS使用限制方面的法規(guī)。相關(guān)規(guī)定可能隨著主管機(jī)關(guān)要求變更而變更，船東應(yīng)及時(shí)與代理聯(lián)系，并跟蹤最新的信息，確保船舶SOX控制方法符合主管機(jī)關(guān)的現(xiàn)行要求[1-4]。

表1 船舶燃油硫含量以及EGCS使用限制方面的法規(guī)

2 脫硫系統(tǒng)原理介紹

2.1 脫硫系統(tǒng)的反應(yīng)原理

2.1.1 海水脫硫

利用弱堿性的海水對(duì)含有硫氧化物的船舶廢氣進(jìn)行中和脫硫，反應(yīng)原理為

2.1.2 鈉堿法脫硫

鈉堿法是用NaOH的水溶液作為開(kāi)始吸收劑，與SO2反應(yīng)生產(chǎn)的Na2SO3繼續(xù)吸收SO2，反應(yīng)原理為

2.2 3種脫硫系統(tǒng)的比較

2.2.1 開(kāi)式系統(tǒng)

利用海水的天然堿度中和煙氣中的SO2，整個(gè)反應(yīng)在洗滌塔中進(jìn)行，反應(yīng)后的洗滌液排放到舷外，并通過(guò)煙氣監(jiān)測(cè)模塊，水質(zhì)監(jiān)測(cè)模塊分別對(duì)洗滌后的煙氣、洗滌液進(jìn)行監(jiān)測(cè)，保證煙氣和排放的洗滌液能滿足法規(guī)排放要求。其特點(diǎn)為：

1）優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)簡(jiǎn)單，無(wú)需添加劑，投資費(fèi)用低，運(yùn)行成本少。

2）缺點(diǎn)：受海水堿度，鹽度影響較大，港口和部分海域不能運(yùn)行。

2.2.2 閉式系統(tǒng)

使用NaOH（50% m/m）作為脫硫劑，采用循環(huán)系統(tǒng)有效降低脫硫劑消耗量，運(yùn)行過(guò)程中系統(tǒng)持續(xù)監(jiān)測(cè)并調(diào)節(jié)洗滌液的PH值。當(dāng)洗滌水中硫酸鹽濃度和渾濁度達(dá)到限定值后，廢液將通過(guò)水處理系統(tǒng)處理達(dá)標(biāo)后向舷外或零排放柜排放，并通過(guò)補(bǔ)給泵向系統(tǒng)中添加淡水（海水）確保系統(tǒng)中有足夠的洗滌液。其特點(diǎn)為：

1）優(yōu)點(diǎn)：不受水域影響，可在全球海域運(yùn)行。

2）缺點(diǎn)：系統(tǒng)較復(fù)雜，投資費(fèi)用，運(yùn)行費(fèi)用有所增加。

2.2.3 混合式脫硫系統(tǒng)

這是是開(kāi)式、閉式系統(tǒng)的整合，根據(jù)運(yùn)行海域的不同，可靈活切換。其特點(diǎn)為：

1）優(yōu)點(diǎn)：兼具開(kāi)式和閉式2種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，可在全球海域航行。

2）缺點(diǎn)：系統(tǒng)組成更為復(fù)雜，初期設(shè)備投資與安裝成本高，長(zhǎng)期考慮，運(yùn)行成本較閉式系統(tǒng)低。

3 脫硫系統(tǒng)認(rèn)可流程

船舶配備EGCS的要求，根據(jù)MEPC259(68)規(guī)定，船舶可按方案A或方案B進(jìn)行配備。

3.1 方案A（Scheme A）

對(duì)EGCS裝置在臺(tái)架上驗(yàn)證其處理能力，裝船后通過(guò)核查EGCS的各項(xiàng)參數(shù)在認(rèn)可的范圍內(nèi)運(yùn)行，即可認(rèn)為其SOX排放符合要求。

3.2 方案B（Scheme B）

系指通過(guò)對(duì)廢氣中SOX排放進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)其SOX排放滿足IMO要求。如表2所示。

4 脫硫系統(tǒng)的初次安裝注意事項(xiàng)

4.1 產(chǎn)品證書(shū)核查

1）按照船規(guī)要求，廢氣清洗系統(tǒng)（EGCS）以及主要零部件（當(dāng)EGCS不是整體供貨時(shí)）的船用產(chǎn)品證書(shū)。

2）按照船規(guī)要求，管材、閥件和船舶電纜的產(chǎn)品持證情況。

3）SOX排放符合證書(shū)（SECC）（對(duì)于按方案A（Scheme A）認(rèn)可的EGCS）。

4）對(duì)懸掛歐盟成員國(guó)旗的船舶，還需符合MED的持證要求。

4.2 船上文件、資料和記錄的檢查

1）SOx排放符合計(jì)劃（SECP）。

2）EGCS技術(shù)手冊(cè)（ETM-A）或EGCS技術(shù)手冊(cè)（ETM-B）。

3）船上監(jiān)測(cè)手冊(cè)（OMM）。

4）EGCS記錄簿或電子記錄系統(tǒng)。

5）EGCS操作手冊(cè)（屬于船級(jí)要求）。

6）添加化學(xué)物質(zhì)的詳細(xì)資料。

4.3 檢查和試驗(yàn)

1）排氣系統(tǒng)的布置和安裝檢查。適用時(shí)，還包括排氣旁通裝置及其指示裝置、排氣匯集裝置、排氣隔離裝置及其與燃油裝置間的起動(dòng)聯(lián)鎖布置等。

2）煙囪結(jié)構(gòu)的支撐和加強(qiáng)檢查，以及通風(fēng)開(kāi)口的關(guān)閉裝置的檢查。圍蔽的洗滌塔處所為其他機(jī)器處所，適用時(shí)，應(yīng)注意核查其防火分隔完整性。

3）EGCS的布置和安裝檢查。

4）通海閥、舷旁閥以及舷旁短管的布置與安裝檢查。

5）脫硫劑儲(chǔ)存艙柜、堿液/漿液供給艙、循環(huán)艙以及洗滌水泄放艙的布置、隔離、安裝、焊接和結(jié)構(gòu)試驗(yàn)檢查。

6）各管路系統(tǒng)、泵、閥和附件的布置、安裝檢查，以及管路的液壓試驗(yàn)和密性試驗(yàn)。

7）EGCS洗滌水管路中玻璃鋼纖維管（GRE/GRP管）。

8）操作人員保護(hù)裝備、洗眼藥水和洗眼器、安全操作告示的檢查。

表2 脫硫系統(tǒng)認(rèn)可流程[5]

4.4 系泊試驗(yàn)

1）各泵浦、風(fēng)機(jī)、冷卻器和分離設(shè)備（如有時(shí)）的效用試驗(yàn)。

2）EGCS安裝的泄放閥和安全閥的效用試驗(yàn)。

3）氣體分析監(jiān)控裝置、SOX監(jiān)測(cè)裝置（如有時(shí)）以及洗滌水監(jiān)測(cè)裝置的效用試驗(yàn)。

4）控制、監(jiān)測(cè)報(bào)警、安全系統(tǒng)的效用試驗(yàn)。

4.5 船上驗(yàn)證試驗(yàn)

1）船上驗(yàn)證試驗(yàn)的負(fù)荷和時(shí)間（批準(zhǔn)的船上試驗(yàn)大綱，EGCS技術(shù)手冊(cè)（ETM）和船上監(jiān)測(cè)手冊(cè)（OMM））。

2）洗滌水監(jiān)控裝置的航行試驗(yàn)。

3）方案B船上驗(yàn)證試驗(yàn)的其他注意事項(xiàng)。

4）試驗(yàn)負(fù)荷點(diǎn)的選取及試驗(yàn)用油。

5）燃油燃燒設(shè)備的背壓與運(yùn)行參數(shù)。

6）海水泵/淡水泵/脫硫劑供應(yīng)泵的排量。

7）EGCS熱表面的溫度檢測(cè)。

8）EGCS船用產(chǎn)品證書(shū)中所要求的其他試驗(yàn)。

9）EGCS的運(yùn)行參數(shù)核查和記錄。

4.6 船舶初次安裝EGCS后的證書(shū)變化

1）重新?lián)Q發(fā)IAPP證書(shū)和Form AIR。

2）考慮到載重量的變化，油船、化學(xué)品液貨船和氣體運(yùn)輸船的CSC、CSE、IOPP及FORM B等證書(shū)應(yīng)重新?lián)Q發(fā)。此外，船上會(huì)增加洗滌水排放舷口，則應(yīng)修改或重新?lián)Q發(fā)國(guó)際載重線勘定條件記錄（Form RLL）等技術(shù)文件。

3）適用時(shí)，可能重新?lián)Q發(fā)69噸位證書(shū)、巴拿馬運(yùn)河噸位和蘇伊士運(yùn)河噸位的噸位證書(shū)以及其他涉及總噸位的有關(guān)法定證書(shū)和記錄。

5 船舶安裝脫硫系統(tǒng)關(guān)注和注意事項(xiàng)

安裝EGCS后應(yīng)考慮其對(duì)船舶造成的下列不利影響：

1）69總噸位、運(yùn)河噸位。煙囪后邊或側(cè)邊增加了洗滌塔房結(jié)構(gòu)造成船舶容積的變化，從而造成船舶相應(yīng)噸位發(fā)生變化。

2）空船重量、載重量、船舶重心、完整穩(wěn)性和破艙穩(wěn)性等裝載工況。洗滌塔、塔房、管路、控制箱和海水泵等增加后造成的空船重量增加導(dǎo)致相應(yīng)參數(shù)需要修改。

3）防火控制布置。核查固定滅火系統(tǒng)滅火劑的容量是否需要增加，以及便攜式滅火器的增加，必要時(shí)變更防火控制圖。

4）舾裝數(shù)。相應(yīng)參數(shù)變化后舾裝數(shù)的計(jì)算參數(shù)是否發(fā)生變化，若改裝造成舾裝數(shù)的變化，則核查是否需要更換錨、錨鏈和纜繩。

5）駕駛室視野。洗滌塔房增加后考慮是否會(huì)影響駕駛室視野而采取必要的措施。

6）洗滌水排放舷外口附近船殼板防酸油漆處理，應(yīng)按照EGCS制造廠說(shuō)明書(shū)的要求選擇船體涂層。

7）EEDI復(fù)核。對(duì)于MARPOL Annex VI來(lái)說(shuō)，裝載容量（載重量）的變化屬于重大改建，為此需要注意MARPOL公約第20、第21條的要求，重新核查并修訂EEDI相關(guān)文件。盡管這種可能性不大，就載重量數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)，適用時(shí)，應(yīng)修訂EEDI涉及的相關(guān)文件。

8）NOX技術(shù)文件復(fù)核。柴油機(jī)背壓影響，可能影響柴油機(jī)EIAPP證書(shū)的有效性及需要進(jìn)行NOX技術(shù)文件修訂。

6 掛旗國(guó)對(duì)脫硫系統(tǒng)的檢查要點(diǎn)

6.1 核實(shí)是否有安裝

如安裝是否有認(rèn)可證書(shū)（在IAPP證書(shū)的附件中會(huì)有體現(xiàn)），系統(tǒng)是否正常工作。

6.2 安裝尾氣清洗系統(tǒng)EGCS

如安裝尾氣清洗系統(tǒng)（EGCS）尾氣中的SO2(ppm)/CO2(%v/v)測(cè)量記錄應(yīng)不超過(guò)2015年的尾氣清洗系統(tǒng)性能標(biāo)準(zhǔn)（MEPC.259(68)），在ECA內(nèi)：SO2/CO2≤4.3；或ECA外：SO2/CO2≤151.7。

6.3 船上自查項(xiàng)目

1）船舶是否有經(jīng)認(rèn)可的SOX排放符合計(jì)劃（SECP）。

2）EGCS系統(tǒng)是否有《SOX排放符合證書(shū)》（SECC）。

3）持續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（CEMS）是否有船級(jí)社的型式認(rèn)可或產(chǎn)品證書(shū)。

4）船舶是否有經(jīng)認(rèn)可EGC系統(tǒng)技術(shù)文件（ETM-A/B）。

5）船舶是否有船上監(jiān)測(cè)手冊(cè)（OMM）。

6）船舶是否有EGC記錄簿（EGCRecord Book）。

7）洗滌水的PH值、油含量、濁度和硝酸鹽含量是否被持續(xù)監(jiān)測(cè)。

8）如下數(shù)據(jù)根據(jù)MEPC259(68)要求是否被記錄：

（1）洗滌水的壓力和流量。

（2）廢氣進(jìn)出洗滌塔的溫度。

（3）燃油燃燒裝置的負(fù)荷。

（4）廢氣經(jīng)過(guò)洗滌塔的壓降。

9）船舶是否有船上驗(yàn)證程序（僅適用于方案A）。

10）監(jiān)測(cè)和安保系統(tǒng)是否滿足船級(jí)社要求。

11）風(fēng)機(jī)/泵是否配備冗余。

12）當(dāng)EGCS未在工作狀態(tài)，燃油燃燒裝置是否能通過(guò)旁通系統(tǒng)能正常工作。

13）是否有洗滌水泄漏到燃油燃燒裝置。

14）排煙管路是否具備一定的耐腐蝕性。

15）發(fā)熱源的表面是否包有絕緣。

16）排舷外管的出口是否遠(yuǎn)離推進(jìn)器或螺旋槳。

17）化學(xué)藥劑的儲(chǔ)存和輸送是否考慮如下因素：

（1）管路和箱柜材質(zhì)。

（2）存儲(chǔ)箱柜布置。

（3）通風(fēng)、透氣、溢流、泄漏、測(cè)深管的布置。

（4）人員防護(hù)。

18）EGCS渣液艙的布置應(yīng)考慮如下因素：

（1）獨(dú)立箱柜。

（2）箱柜材質(zhì)。

（3）容積。

（4）高液位報(bào)警。

（5）測(cè)深裝置。

（6）通岸接口。

19）EGCS系統(tǒng)的渣液排岸是否有記錄。

20）NaOH溶液的耗量是否在記錄簿中有記錄。

21）硫碳比是否在記錄簿中有記錄。

22）EGCS系統(tǒng)的維護(hù)和更換備件是否在記錄簿中有記錄。

23）脫硫塔和新增的結(jié)構(gòu)箱柜或獨(dú)立箱柜的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是否有評(píng)估過(guò)。

7 結(jié)論

目前，船舶燃油主要有重燃油（HFO）和輕柴油（MDO）2種。MDO屬于精煉燃油，而HFO提煉簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，是船舶最為廣泛使用的一種燃料油，但含有硫、瀝青和金屬等多種雜質(zhì)，在船舶機(jī)器內(nèi)燃燒會(huì)產(chǎn)生并釋放出硫氧化物（SOX）、氮氧化物（NOX）、二氧化碳（CO2）和顆粒物質(zhì)（PM）等多種對(duì)環(huán)境有害的物質(zhì)。隨著全球航運(yùn)的發(fā)展與壯大，HFO在海洋環(huán)境方面的不利之處已成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。硫氧化物（SOX）和顆粒物質(zhì)（PM）是眾所周知的有害物質(zhì)，會(huì)導(dǎo)致人們呼吸道和肺部疾病。在大氣中，SOX會(huì)導(dǎo)致酸雨，危害農(nóng)作物、森林和水生物種，并導(dǎo)致海洋酸化。因此，船舶限硫?qū)ΡＷo(hù)環(huán)境、保障人類生命健康都具有積極的作用。