第八章 第一節(jié) 船舶油料種類及特點(diǎn)課件

1、2022-2-5武漢海事學(xué)校 楊界1第八章 船舶油料、物料及備件管理第一節(jié) 船舶油料種類及特點(diǎn)主講 楊界2022-2-5武漢海事學(xué)校 楊界2船舶燃油主要來(lái)自石油，一般通過(guò)蒸餾、熱裂化、催化裂化和加氫裂化等加工工藝提煉而成。組成燃油的基本元素:碳和氫按重量計(jì)算為含碳8387、含氫1114。少量的氧、硫、氮等元素，總重量占0.55。其他微量元素:氯、碘、磷、鉀、鈉、鎂、鈣、銅、鐵、鎳、砷、鉛、釩等元素。2022-2-5武漢海事學(xué)校 楊界3一、船舶燃油主要特性指標(biāo)及種類燃油質(zhì)量是以其理化性能指標(biāo)來(lái)衡量的影響燃油燃燒性能的指標(biāo)，如十六烷值、柴油指數(shù)、熱值和黏度等。影響燃燒產(chǎn)物成分的指標(biāo)，如硫分、灰分、

2、瀝青分、殘?zhí)恐怠⑩C和鈉含量等。影響燃油管理工作的指標(biāo)，如閃點(diǎn)、密度、凝點(diǎn)、傾點(diǎn)、濁點(diǎn)、水分、機(jī)械雜質(zhì)等。十六烷值表示柴油在柴油機(jī)中燃燒時(shí)的自燃性的指標(biāo)。表示柴油發(fā)火性能的指標(biāo)。2022-2-5武漢海事學(xué)校 楊界4(一)船舶燃油的主要特性指標(biāo)1.影響燃油燃燒性能的指標(biāo)(1)十六烷值評(píng)定燃油自燃性能的指標(biāo)。在標(biāo)準(zhǔn)的四沖程柴油機(jī)上，將所試柴油的自燃性(以滯燃期長(zhǎng)短計(jì)量)同正十六烷(十六烷值定為100)與1-甲基萘(十六烷值定為0)的混合液相比較，當(dāng)兩者相同時(shí)，混合液中的正十六烷的容積百分比即為所試驗(yàn)燃料的十六烷值。2022-2-5武漢海事學(xué)校 楊界5柴油機(jī)對(duì)燃油的十六烷值要求：高速柴油機(jī)使用燃油的十

3、六烷值在4560之間；中低速柴油機(jī)在4050之間；燃用重油的大型低速柴油機(jī)，十六烷值應(yīng)不低于25。2022-2-5武漢海事學(xué)校 楊界6(2)苯胺點(diǎn)同體積的燃油與苯胺混合加熱成單一液相溶液，然后使之冷卻，當(dāng)混合液開(kāi)始混濁(析出沉淀物)時(shí)的溫度()。燃油中各族烴類在苯胺中有不同的溶解度，燃油中芳香烴最易溶于苯胺。燃油和苯胺越易溶解，則其苯胺點(diǎn)越低。燃油的苯胺點(diǎn)低則自燃性差，根據(jù)燃油的苯胺點(diǎn)可大致判斷其十六烷值的高低。2022-2-5武漢海事學(xué)校 楊界7(3)柴油指數(shù)衡量燃油自燃性的指標(biāo)。其計(jì)算公式如下D.I.=(1.8t+32)(141.5d -131.5) 1100d 燃油比重(溫度為60oF時(shí)

4、同體積燃油與水重量之比)； t 苯胺點(diǎn)(0C)。柴油指數(shù)和十六烷值在數(shù)值上相近。二者換算公式:十六烷值=23 柴油指數(shù)+14華氏度 = 32 + 攝氏度 1.8攝氏度 = (華氏度 - 32) 1.82022-2-5武漢海事學(xué)校 楊界8(4)碳芳香指數(shù)(C.C.A.I.)SHELL公司提出用來(lái)測(cè)定燃料油發(fā)火性能的指標(biāo)根據(jù)燃料油的密度和黏度來(lái)確定:C.C.A.I.=D-140.7 lglg(V+0.85)-80.6D15時(shí)的密度，(kgm3)；V500時(shí)的黏度，(mm2s)。C.C.A.I值小于850時(shí)可以得到滿意的發(fā)火性能，C.C.A.I.值大于875時(shí)，燃油難以發(fā)火。2022-2-5武漢海事

5、學(xué)校 楊界9(5)熱值1 kg燃油完全燃燒時(shí)放出的熱量稱為燃油的熱值，單位用kJkg表示。不計(jì)入燃燒產(chǎn)物中水蒸氣的汽化潛熱者稱低熱值，用符號(hào)Hu表示。重油的基準(zhǔn)低熱值Hu=42000 kJkg；輕油的基準(zhǔn)低熱值H=42700 kJkg。2022-2-5武漢海事學(xué)校 楊界10(6)黏度液體的黏度值:絕對(duì)黏度和條件黏度(相對(duì)黏度)兩種表示法。絕對(duì)黏度表示內(nèi)摩擦系數(shù)的絕對(duì)值，相對(duì)黏度是在一定條件下測(cè)得的相對(duì)值，并因測(cè)定儀器而異。絕對(duì)黏度的有動(dòng)力黏度和運(yùn)動(dòng)黏度；相對(duì)黏度的有恩氏黏度、賽氏黏度和雷氏黏度。2022-2-5武漢海事學(xué)校 楊界11動(dòng)力黏度兩個(gè)相距為1cm、面積為1cm2的液層，相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度為

6、1 cms時(shí)所產(chǎn)生阻力的數(shù)值。工程單位制：gcms，國(guó)際單位制：Pa.s，1 Pas=10 gcms。2022-2-5武漢海事學(xué)校 楊界12運(yùn)動(dòng)黏度動(dòng)力黏度與同溫度下液體密度之比。國(guó)際單位制為m2s或mm2s。通常在實(shí)際中使用厘斯(cSt工程單位)，1 cSt=10-6m2/s=1 mm2/s。2022-2-5武漢海事學(xué)校 楊界13恩氏黏度液體在特定溫度下，從恩氏黏度計(jì)流出200ml所需的時(shí)間與蒸餾水在20時(shí)流出相同體積所需的時(shí)間之比。它是一個(gè)無(wú)因次量，符號(hào)為oE。賽氏黏度液體在37.8 (100oF)溫度下從賽氏黏度計(jì)流出60cm3所需的時(shí)間(s)。2022-2-5武漢海事學(xué)校 楊界14雷氏

7、黏度液體在37.8(100oF)溫度下從雷氏黏度計(jì)流出50 cm3所需的時(shí)間(s)。恩氏黏度(0E)=0.132 運(yùn)動(dòng)黏度(mm2/s)；雷氏黏度(s)=4.05運(yùn)動(dòng)黏度(mm2s)；賽氏黏度(s)=4.62運(yùn)動(dòng)黏度(mm2s)。 ISO規(guī)定，自1977年10月開(kāi)始采用50時(shí)的運(yùn)動(dòng)黏度值(mm2/s)作為燃油的黏度值。2022-2-5武漢海事學(xué)校 楊界15(7)密度t 燃油在溫度t(oC)時(shí)單位體積的質(zhì)量。常用單位是kg/m3或g/cm3。標(biāo)準(zhǔn)密度20：20oC時(shí)的密度。燃油的密度隨溫度而變，其溫度修正公式如下1=20-0.000 672(t-20)2022-2-5武漢海事學(xué)校 楊界162.影

8、響燃燒產(chǎn)物成分的指標(biāo)(1)硫分燃油中所含硫的重量百分?jǐn)?shù)。2022-2-5武漢海事學(xué)校 楊界17燃油中含硫的危害：液態(tài)的硫化物(硫化氫)對(duì)燃油系統(tǒng)的設(shè)備有腐蝕作用。燃燒產(chǎn)物中的SO3和水蒸氣(H20)在缸壁溫度低于其露點(diǎn)時(shí)，會(huì)生成硫酸附著在缸壁表面產(chǎn)生強(qiáng)烈的腐蝕作用。腐蝕只發(fā)生在低溫條件下，故稱為低溫腐蝕。燃燒產(chǎn)物中的SO3能加速碳?xì)浠衔锞酆隙Y(jié)炭，而且此結(jié)炭較硬，不易清除。硫燃燒后產(chǎn)生的SO3是柴油機(jī)排放的主要有害成分。2022-2-5武漢海事學(xué)校 楊界181.燃油中硫是有害成分，其燃燒產(chǎn)物對(duì)柴油機(jī)機(jī)件會(huì)導(dǎo)致_，對(duì)廢氣鍋爐的部件會(huì)導(dǎo)致_。A、腐蝕磨損和低溫腐蝕/低溫腐蝕 B、腐蝕磨損/低溫腐

9、蝕 C、過(guò)度磨損和低溫腐蝕/高溫腐蝕 D、高溫腐蝕和腐蝕磨損/低溫腐蝕2.為消除燃油中硫分的危害，適當(dāng)提高冷卻水溫度，其目的是：A、減少冷卻水帶走的熱量，促進(jìn)硫酸蒸汽轉(zhuǎn)化B、使氣缸壁溫度保持在硫酸的露點(diǎn)之上，以減少硫酸的凝結(jié)C、促進(jìn)堿性氣缸油的中和作用D、保持一定的溫度，減少SO2生成2022-2-5武漢海事學(xué)校 楊界19(2)灰分在規(guī)定條件下燃油完全燃燒剩余物的重量百分比。燃燒后殘存的灰分中含有的各種金屬氧化物，可造成燃燒室部件的高溫腐蝕和磨料磨損，加劇氣缸的磨損。2022-2-5武漢海事學(xué)校 楊界201.燃油中的灰分將導(dǎo)致氣缸：A. 磨料磨損 B. 疲勞磨損 C. 粘著磨損 D. 腐蝕磨損

10、2022-2-5武漢海事學(xué)校 楊界21(3)釩、鈉含量燃油中所含釩、鈉等金屬的質(zhì)量濃度用10-6(ppm)表示。釩以金屬有機(jī)化合物形式存在于原油中。一般其熔點(diǎn)最低，僅為300oC左右。當(dāng)排氣閥和缸壁溫度過(guò)高而超過(guò)這些化合物的熔點(diǎn)時(shí)，它們就會(huì)熔化附著在金屬表面上，與金屬表面發(fā)生氧化還原反應(yīng)而腐蝕金屬。由于這種腐蝕只發(fā)生在高溫條件下，故稱為高溫腐蝕。為了控制此種腐蝕，應(yīng)限制排氣閥和缸套表面的最高溫度。2022-2-5武漢海事學(xué)校 楊界221.燃油中的釩、鈉會(huì)導(dǎo)致柴油機(jī)的_，鋁、硅會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)致柴油機(jī)的_。A、高溫腐蝕/磨料磨損 B、酸性腐蝕 /顆粒磨損 C、低溫腐蝕 /腐蝕磨損 D、電化學(xué)腐蝕/異常磨

11、損2022-2-5武漢海事學(xué)校 楊界23(4)瀝青分表示瀝青占燃油重量的百分?jǐn)?shù)。瀝青是多環(huán)的大分子量芳香烴，懸浮在油中呈膠狀。瀝青不易燃燒，導(dǎo)致滯燃期長(zhǎng)，產(chǎn)生后燃，冒黑煙；使用中易形成沉積膠膜和結(jié)炭，增加磨損并使噴油器偶件咬死。2022-2-5武漢海事學(xué)校 楊界241.燃油中瀝青質(zhì)對(duì)柴油機(jī)會(huì)導(dǎo)致危害，下列不恰當(dāng)?shù)氖牵篈、影響燃油儲(chǔ)存的穩(wěn)定性 B、使燃油的發(fā)火性能和燃燒性能惡化C、導(dǎo)致活塞環(huán)和氣缸套的嚴(yán)重磨損 D、加劇低溫腐蝕和高溫腐蝕2022-2-5武漢海事學(xué)校 楊界25(5)殘?zhí)恐等加驮诟艚^空氣條件下加熱干餾，最后剩下的一種鱗片狀炭渣物。殘?zhí)恐?殘?zhí)空荚囼?yàn)油重量的百分?jǐn)?shù)。殘?zhí)恐当硎救加腿紵龝r(shí)

12、形成結(jié)炭、結(jié)焦的傾向，不表示形成結(jié)炭的數(shù)值。殘?zhí)恐抵邪藱C(jī)械雜質(zhì)和灰分。2022-2-5武漢海事學(xué)校 楊界26干餾：固體或有機(jī)物在隔絕空氣條件下加熱分解的反應(yīng)過(guò)程。干餾的結(jié)果是生成各種氣體、蒸氣以及固體殘?jiān)怏w與蒸氣的混合物經(jīng)冷卻后被分成氣體和液體。干餾木材制木炭，同時(shí)得到木精（甲醇）、木醋酸等。對(duì)木材干餾可得木炭、木焦油、木煤氣；對(duì)煤干餾，可得焦炭、煤焦油、粗氨水、焦?fàn)t煤氣。2022-2-5武漢海事學(xué)校 楊界273.影響燃油管理工作的指標(biāo)(1)閃點(diǎn)燃油在規(guī)定條件下加熱到它的蒸汽與空氣的混合氣能同火焰接觸而發(fā)生閃火時(shí)的最低溫度。根據(jù)測(cè)試儀器的不同，分為開(kāi)口閃點(diǎn)和閉口閃點(diǎn)。閉口閃點(diǎn)低于開(kāi)口閃

13、點(diǎn)。閃點(diǎn)是衡量燃油揮發(fā)成分產(chǎn)生爆炸或火災(zāi)危險(xiǎn)性的指標(biāo)。船舶使用的燃油閉口閃點(diǎn)不得低于60 。從防爆、防火的觀點(diǎn)出發(fā)，在低于燃油閃點(diǎn)17的環(huán)境溫度下傾倒燃油或敞開(kāi)容器才比較安全。2022-2-5武漢海事學(xué)校 楊界281.從安全出發(fā)，船用燃油的閃點(diǎn)一般要求大于： A. 60 B. 45 C. 80 D. 1052.衡量燃油在儲(chǔ)存、運(yùn)輸中火災(zāi)危險(xiǎn)程度的指標(biāo)是： A. 餾程 B. 自燃點(diǎn) C. 閃點(diǎn) D. 燃點(diǎn)2022-2-5武漢海事學(xué)校 楊界29(2)凝點(diǎn)、傾點(diǎn)和濁點(diǎn)說(shuō)明燃油低溫流動(dòng)性和泵送性的重要指標(biāo)。凝點(diǎn):燃油在試驗(yàn)條件下冷卻至液面不移動(dòng)時(shí)的最高溫度。燃油的凝點(diǎn)取決于它的成分和組成結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)凝固

14、:含石蠟較多的燃油在低溫下由于石蠟結(jié)晶而形成網(wǎng)狀晶架，從而使燃油失去流動(dòng)性.黏溫凝固:含石蠟較少的燃油，在低溫下由于黏度增大而失去流動(dòng)性。2022-2-5武漢海事學(xué)校 楊界30傾點(diǎn):燃油尚能夠流動(dòng)的最低溫度。濁點(diǎn):燃油開(kāi)始變混濁時(shí)的溫度。燃油的濁點(diǎn)高于凝點(diǎn)510；傾點(diǎn)高于凝點(diǎn)35。燃油的溫度低于濁點(diǎn)時(shí)將使濾器堵塞，供油中斷。燃油溫度低于凝點(diǎn)時(shí)，將無(wú)法泵送。燃油的使用溫度至少應(yīng)高于濁點(diǎn)35。2022-2-5武漢海事學(xué)校 楊界31(3)機(jī)械雜質(zhì)和水分燃油中所含不溶于汽油或苯的固體顆?；虺恋砦锏闹亓堪俜?jǐn)?shù)。輕質(zhì)燃油不允許含機(jī)械雜質(zhì)，重質(zhì)燃油允許含有少量機(jī)械雜質(zhì)。燃油中的水分以容積百分?jǐn)?shù)表示。燃油中的

15、水分能降低燃油的低熱值，破壞正常發(fā)火，甚至導(dǎo)致柴油機(jī)停車。輕柴油限制其水分不大于痕跡(即不大于0.025)使用燃油凈化措施降低燃油的機(jī)械雜質(zhì)和水分。2022-2-5武漢海事學(xué)校 楊界32(二)船用燃油的種類、規(guī)格與選用1.國(guó)產(chǎn)柴油機(jī)燃油的規(guī)格輕柴油、重柴油、內(nèi)燃機(jī)燃料油和重油四類。(1)輕柴油由直餾(常壓蒸餾)柴油餾分及二次加工的柴油餾分所制成的。輕柴油以其凝點(diǎn)數(shù)值作為柴油的牌號(hào)，分為10號(hào)、0號(hào)、-10號(hào)、-20號(hào)和-35號(hào)五個(gè)規(guī)格。輕柴油是質(zhì)量最好、價(jià)格最貴的柴油機(jī)燃料。船舶上用做高速柴油主機(jī)、高速柴油發(fā)電機(jī)組、應(yīng)急設(shè)備柴油機(jī)和救生艇柴油機(jī)等使用的燃油。2022-2-5武漢海事學(xué)校 楊界3

16、3(2)重柴油由石蠟基原油煉制而成，凝點(diǎn)相對(duì)較高，按凝點(diǎn)數(shù)值分為10號(hào)、20號(hào)和30號(hào)等三個(gè)牌號(hào)。重柴油主要用于中低速柴油主機(jī)、發(fā)電柴油機(jī)等。(3)內(nèi)燃機(jī)燃料油由渣油、重油與重柴油調(diào)制而成，供船舶低速柴油機(jī)使用。(4)重油(燃料油)按80時(shí)的運(yùn)動(dòng)黏度分為20，60，100及200四個(gè)牌號(hào)，可供船舶鍋爐使用。2022-2-5武漢海事學(xué)校 楊界342.國(guó)外柴油機(jī)燃油的規(guī)格與選用國(guó)外船用燃油基本上分為四類，主要包括：輕柴油(Marine Gas Oil，簡(jiǎn)稱MGO)，常用于救生艇柴油機(jī)和應(yīng)急發(fā)電柴油機(jī)。船用柴油(Marine Diesel Oil，簡(jiǎn)稱MDO)，常用做發(fā)電柴油機(jī)和柴油機(jī)主機(jī)機(jī)動(dòng)操縱時(shí)

17、的燃料。中間燃料油(Intermediate Fuel Oil，簡(jiǎn)稱IFO)，是渣油與柴油調(diào)制而成的摻和油，可用于各類大功率中速及低速柴油機(jī)。船用燃料油(Marine Fuel Oil，簡(jiǎn)稱MFO)，也叫C級(jí)燃油，主要用于鍋爐，也可用于最新型的大功率中速柴油機(jī)及大型低速柴油機(jī)。2022-2-5武漢海事學(xué)校 楊界35國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)在1987年9月制定了船用燃料油標(biāo)準(zhǔn)，即IS08217。ISO8217將船用燃料油分為DM級(jí)(Marine Distillate Fuel)、RM級(jí)(Marine Residual Fuel)兩個(gè)大的等級(jí)。DM級(jí)是指蒸餾燃油，稱直餾油或船用柴油。DM級(jí)燃油分為

18、四種規(guī)格，即DMX、DMA、DMZ和DMB。2022-2-5武漢海事學(xué)校 楊界36DMX為船用應(yīng)急柴油的自燃性指標(biāo)，即十六烷值較高，且濁點(diǎn)最高為-16。環(huán)境溫度低至-15 時(shí)，無(wú)需對(duì)其進(jìn)行預(yù)熱處理。適用于救生艇發(fā)電機(jī)、應(yīng)急設(shè)備柴油機(jī)和高度自動(dòng)化燃油鍋爐。DMA為船用輕柴油，LDO或MGO，一種高品質(zhì)蒸餾燃油，不含渣油成分，主要性能指標(biāo)(密度、黏度、傾點(diǎn)、水分)明顯好于船用柴油DMB和船用重柴油DMC，適用于中高速柴油機(jī)和生活用爐灶。DMZ級(jí)油與DMA級(jí)油基本相同，只是最低黏度稍高。2022-2-5武漢海事學(xué)校 楊界37DMB為通用柴油，習(xí)慣稱之為船用柴油MDO，含有極少的渣油成分，其黏度與傾點(diǎn)

19、的允許值已分別達(dá)11.0 cSt40在環(huán)境溫度較低時(shí)，需要進(jìn)行預(yù)熱處理，并采取沉淀、過(guò)濾、分離等方法，除去油品中的水分和機(jī)械雜質(zhì)，減少危害程度。2022-2-5武漢海事學(xué)校 楊界38性能性能單位單位LIMITLIMITDMXDMXDMADMADMZDMZDMBDMB運(yùn)動(dòng)黏度運(yùn)動(dòng)黏度40400 0C Cmmmm2 2/S/Smax.max.5.5005.5006.0006.0006.0006.00011.0011.00mmmm2 2/S/Smax.max.1.4001.4002.0002.0003.0003.0002.0002.000密度密度15150 0C CKg/mKg/m3 3max.ma

20、x.- -890.0890.0890.0890.0900900十六烷指數(shù)十六烷指數(shù)- -max.max.4545404040403535硫分硫分mass%mass%max.max.1.001.001.501.501.501.502.002.00閃點(diǎn)閃點(diǎn)0C0Cmax.max.43.043.060.060.060.060.060.060.0硫化氫硫化氫mg/kgmg/kgmax.max.2.002.002.002.002.002.002.002.00酸值酸值mgKOH/gmgKOH/gmax.max.0.50.50.50.50.50.50.50.5熱過(guò)濾總沉淀物熱過(guò)濾總沉淀物% %max.max.- - - -0.100.10氧化穩(wěn)定性氧化穩(wěn)定性g/m3g/m3max.m