項(xiàng)目6-61船舶油料種類及特點(diǎn)課件

1、任務(wù)一 船舶油料種類及特點(diǎn) 能力目標(biāo)：了解燃油的特性指標(biāo)和成分指標(biāo)。 了解燃油的種類及特點(diǎn)。學(xué)習(xí)任務(wù)：掌握使用不同燃油品質(zhì)對(duì)柴油機(jī)的影響。課內(nèi)實(shí)踐：討論燃油的種類和燃油特點(diǎn)任務(wù)一 船舶油料種類及特點(diǎn) 能力目標(biāo)：了解燃油船舶油料種類及特點(diǎn) 船舶燃油主要來自石油，一般通過蒸餾、熱裂化、催化裂化和加氫裂化等加工工藝提煉而成，因此組成燃油的基本元素是碳和氫，按重量計(jì)算為含碳83%87%、含氫1 1%14%。石油中尚存在少量的氧、硫、氮等元素，總重量占0.5%5%。船舶油料種類及特點(diǎn)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)來衡量的，根據(jù)其對(duì)柴油機(jī)工作的影響大致可分為三類：影響燃油燃燒性

2、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、瀝青分、殘?zhí)恐?、釩和鈉含量等。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。船舶油料種類及特點(diǎn)一、船舶燃油主要特性指標(biāo)及種類船舶油料種類及特點(diǎn)（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)十六烷值十六烷值是評(píng)定燃油自燃性能的指標(biāo)。 柴油機(jī)對(duì)燃油的十六烷值要求：通常，高速柴油機(jī)使用燃油的十六烷值在45 60之間；中低速柴油機(jī)在4050之間；對(duì)于燃用重油的大型低速柴油機(jī)，其十六烷值應(yīng)不低于25。船舶油料種類及特點(diǎn)（一）船舶燃油的主要特性指標(biāo)船舶油料種類及特點(diǎn)(2)苯胺點(diǎn)

3、苯胺點(diǎn)指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。船舶油料種類及特點(diǎn)(2)苯胺點(diǎn)船舶油料種類及特點(diǎn)(3)柴油指數(shù)柴油指數(shù)也是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. 5/d - 131. 5)1/100 式中，d-燃油比重（溫度為600F時(shí)同體積燃油與水重量之比）； t-苯胺點(diǎn)()。 柴油指數(shù)和十六烷值在數(shù)值上相近。一般情況，

4、柴油指數(shù)較十六烷值略高幾個(gè)單位，二者換算公式為 十六烷值= 2/3柴油指數(shù)+14船舶油料種類及特點(diǎn)(3)柴油指數(shù)船舶油料種類及特點(diǎn)(4)計(jì)算碳芳香指數(shù)(CCAI)計(jì)算碳芳香指數(shù)(CCAI)是SHELL公司提出用來測(cè)定燃料油發(fā)火性能的指標(biāo)，它是根據(jù)燃料油的密度和黏度來確定的，可以用圖表或下式來確定 CCAI = D-140.7 lglg(V+0.85) -80.6式中，D15時(shí)的密度，(kg/m 3)； V50時(shí)的黏度，(mm2/s)。 計(jì)算出的CCAI值小于850時(shí)可以得到滿意的發(fā)火性能，若CCAI.值大于875時(shí),燃油難以發(fā)火。船舶油料種類及特點(diǎn)(4)計(jì)算碳芳香指數(shù)(CCAI)船舶油料種類及

5、特點(diǎn)(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kJ/kg表示。其中不計(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=42 000 kJ/kg， 輕油的基準(zhǔn)低熱值Hu=42 700 kJ/kg.。船舶油料種類及特點(diǎn)(5)熱值船舶油料種類及特點(diǎn)(6)黏度 燃油在管路中輸送的流量和壓差、燃油在噴射時(shí)的霧化質(zhì)量、燃油對(duì)噴油泵偶件的潤(rùn)滑能力等都與黏度有密切關(guān)系。液體的黏度值有絕對(duì)黏度和條件黏度（又稱相對(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。屬于絕對(duì)黏度的有動(dòng)力黏度和運(yùn)動(dòng)黏度；屬于相

6、對(duì)黏度的有恩氏黏度、賽氏黏度和雷氏黏度。船舶油料種類及特點(diǎn)(6)黏度船舶油料種類及特點(diǎn)動(dòng)力黏度。動(dòng)力黏度是兩個(gè)相距為l cm、面積為1cm2的液層，相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度為lcm/s： 時(shí)所產(chǎn)生阻力的數(shù)值。工程單位制g/cm.s，國(guó)際單位制為Pa.s，1 Pa.s=1g/cm.s。 運(yùn)動(dòng)黏度。運(yùn)動(dòng)黏度是動(dòng)力黏度與同溫度下液體密度之比。國(guó)際單位制為m2/S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。船舶油料種類及特點(diǎn)動(dòng)力黏度。動(dòng)力黏度是兩個(gè)相距為l cm、面積為1cm2的液恩氏黏度。恩氏黏度是200cm液體在特定溫度下，從恩氏黏度計(jì)流出所需的時(shí)間與蒸餾

7、水在20時(shí)流出相同體積所需的時(shí)間之比。它是一個(gè)無因次量，符號(hào)為E。恩氏黏度曾是我國(guó)和部分歐洲國(guó)家常用的黏度表示法。賽氏黏度。賽氏黏度是液體在37.8( 100F)溫度下從賽氏黏度汁流出60 cm所需 的時(shí)間(s)。 雷氏黏度。雷氏黏度是液體在37.8( 100F)溫度下從雷氏黏度汁流出50 cm所需 的時(shí)間(s)。賽氏黏度和雷氏黏度是美英國(guó)家常用黏度表示法。船舶油料種類及特點(diǎn)恩氏黏度。恩氏黏度是200cm液體在特定溫度下，從恩氏黏各種黏度表示法的換算關(guān)系如下： 恩氏黏度( E) =0. 132運(yùn)動(dòng)黏度 (mm2/S)； 雷氏黏度(s)=4.05運(yùn)動(dòng)黏度 (mm2/s)； 賽氏黏度(s)=4.6

8、2運(yùn)動(dòng)黏度 ( mm2/s)。 ISO規(guī)定，自1977年10月開始采用50時(shí)的運(yùn)動(dòng)黏度值(mm2/s)作為燃油的黏度值。船舶油料種類及特點(diǎn)各種黏度表示法的換算關(guān)系如下：船舶油料種類及特點(diǎn)(7)密度 燃油在溫度t()時(shí)單位體積的質(zhì)量稱密度t。常用單位是kg/m或g/cm。在20時(shí)的密度稱標(biāo)準(zhǔn)密度20。燃油的密度隨溫度而變，其溫度修正公式如下 t=20 -0.000 672(t - 20) 船舶油料種類及特點(diǎn)(7)密度船舶油料種類及特點(diǎn) 2影響燃燒產(chǎn)物成分的指標(biāo) (1)硫分燃油中所含硫的重量百分?jǐn)?shù)叫硫分。液態(tài)的硫化物（如硫化氫等）對(duì)燃油系統(tǒng)的設(shè)備有腐蝕作用。燃燒產(chǎn)物中的SO和水蒸氣(HO)在缸壁溫

9、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。由于這一腐蝕只發(fā)生在低溫條件下，故稱為低溫腐蝕。 燃燒產(chǎn)物中的S0，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SO，是柴油機(jī)排放的主要有害成分。船舶油料種類及特點(diǎn) 2影響燃燒產(chǎn)物成分的指標(biāo)船舶油料種類及特點(diǎn)(2)灰分灰分是在規(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。船舶油料種類及特點(diǎn)(2)灰分船舶油料種類及特點(diǎn)(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

10、于原油中。一般其熔點(diǎn)最低，僅為300左右。當(dāng)排氣閥和缸壁溫度過高而超過這些化合物的熔點(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。由此，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。船舶油料種類及特點(diǎn)(3) 釩、鈉含量船舶油料種類及特點(diǎn) (4)瀝青分 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。船舶油料種類及特點(diǎn) (4)瀝青分船舶油料種類及特點(diǎn)(5)殘?zhí)恐?燃油在隔絕空氣條件下

11、加熱干餾，最后剩下的一種鱗片狀炭渣物稱殘?zhí)?。殘?zhí)空荚囼?yàn)油重量的百分?jǐn)?shù)稱殘?zhí)恐怠執(zhí)恐当硎救加腿紵龝r(shí)形成結(jié)炭、結(jié)焦的傾向，并不表示形成結(jié)炭的數(shù)值。殘?zhí)恐抵邪藱C(jī)械雜質(zhì)和灰分。當(dāng)燃用殘?zhí)恐递^大的燃油時(shí)，將在燃燒室產(chǎn)生較多的結(jié)炭使熱阻增加，引起過熱、磨損，縮短柴油機(jī)的維修周期。船舶油料種類及特點(diǎn)(5)殘?zhí)恐荡坝土戏N類及特點(diǎn)3.影響燃油管理工作的指標(biāo) (l)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)的最低溫度稱閃點(diǎn)，根據(jù)測(cè)試儀器的不同，分為開口閃點(diǎn)和閉口閃點(diǎn)。閉口閃點(diǎn)低于開口閃點(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)。按國(guó)內(nèi)外船舶建造規(guī)范規(guī)定，船舶使用的燃

12、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)境溫度傾倒燃油或敞開容器才比較安全。船舶油料種類及特點(diǎn)3.影響燃油管理工作的指標(biāo)船舶油料種類及特點(diǎn)(2)凝點(diǎn)、傾點(diǎn)和濁點(diǎn) 凝點(diǎn)、傾點(diǎn)和濁點(diǎn)都是說明燃油低溫流動(dòng)性和泵送性的重要指標(biāo)。燃油在試驗(yàn)條件下冷卻至液面不移動(dòng)時(shí)的最高溫度稱為凝點(diǎn)。燃油尚能夠流動(dòng)的最低溫度稱傾點(diǎn)。燃油開始變混濁時(shí)的溫度稱濁點(diǎn)。船舶油料種類及特點(diǎn)(2)凝點(diǎn)、傾點(diǎn)和濁點(diǎn)船舶油料種類及特點(diǎn)通常，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)，將無法泵送。從使用觀點(diǎn)，濁點(diǎn)是比凝點(diǎn)更重要的指標(biāo)。燃油的使用溫

13、度至少應(yīng)高于濁點(diǎn)35。 濁點(diǎn)傾點(diǎn)凝點(diǎn)通常，燃油的濁點(diǎn)高于凝點(diǎn)510；傾點(diǎn)高于凝點(diǎn)35。(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)稱為機(jī)械雜質(zhì)。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。如含有海水將會(huì)造成腐蝕，加劇缸套磨損。因此應(yīng)限制燃油中的水分，尤其對(duì)輕柴油應(yīng)限制其水分不大于痕跡（即不大于0. 025%）。在船舶上可以使用燃油凈化措施降低燃油的機(jī)械雜質(zhì)和水分。船舶油料種類及特點(diǎn)(3)機(jī)械雜質(zhì)和水分船舶油料種類及特點(diǎn)（二）船用燃油的種類、規(guī)格與選用 1國(guó)產(chǎn)

14、柴油機(jī)燃油的規(guī)格我國(guó)的柴油機(jī)燃油分為輕柴油、重柴油、 內(nèi)燃機(jī)燃料油和重油四類。 (l)輕柴油 國(guó)產(chǎn)輕柴油主要性能及質(zhì)量指標(biāo)取決于原油品質(zhì)與煉制方法。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，在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。船舶油料種類及特點(diǎn)（二）船用燃油的種類、規(guī)格與選用船舶油料種類及特點(diǎn)(2)重柴油國(guó)產(chǎn)重柴油凝點(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 國(guó)產(chǎn)內(nèi)燃機(jī)燃料油是

15、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，目前尚無國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，一般執(zhí)行煉油廠與有關(guān)單位商定的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。 (4)重油（燃料油） 重油按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。船舶油料種類及特點(diǎn)(2)重柴油船舶油料種類及特點(diǎn)2國(guó)外柴油機(jī)燃油的規(guī)格與選用黏度。國(guó)外船用燃油基本上分為四類，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)的燃料。中間燃料油（Intermediate Fuel Oil，簡(jiǎn)稱IFO），是渣油與柴油

16、調(diào)制而成的摻和油，可用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，也可用于各類大功率中速柴油機(jī)及大型低速柴油機(jī)。船舶油料種類及特點(diǎn)2國(guó)外柴油機(jī)燃油的規(guī)格與選用船舶油料種類及特點(diǎn)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。IS08217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)。這一修訂在黏度等級(jí)和含硫 量限制方面普遍被海事組織認(rèn)可。IS08217在1 996年、2001年、2005年和2010年

17、 進(jìn)行了4次修訂，現(xiàn)在執(zhí)行的是2010年修訂 的標(biāo)準(zhǔn)。船舶油料種類及特點(diǎn)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)在1987年9月制定了船船舶油料種類DM級(jí)是指蒸餾燃油，也稱直餾油或船用柴油。在IS08217船用燃油標(biāo)準(zhǔn)中，將該類燃油分為四種規(guī)格，即DMX 、DMA、DMZ和DMB。DM級(jí)船用燃油標(biāo)準(zhǔn)見表8-1。2010年修訂版與2005年版在DM級(jí)油上的主要不同在于增加了DMZ級(jí)油，而將DMC級(jí)油降級(jí)為RMA10級(jí)油，同時(shí)增加了對(duì)硫化氫、氧化穩(wěn)定性和潤(rùn)滑性的要求。船舶油料種類及特點(diǎn)DM級(jí)是指蒸餾燃油，也稱直餾油或船用柴油。船舶油料種類及特點(diǎn)DMX為船用應(yīng)急柴油，該類柴油的自燃性指標(biāo)，即十六烷值( Cetane

18、 Number)較高，且濁點(diǎn)最高為-16。因此，在環(huán)境溫度低至-15時(shí)，也無需對(duì)其進(jìn)行預(yù)熱處理。此油品適用于救生艇發(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。船舶油料種類及特點(diǎn)DMX為船用應(yīng)急柴油，該類柴油的自燃性指標(biāo)，即十六烷值( CDMA為船用輕柴油，通常稱之為“輕柴油”，LDO( Light Diesel Oil)或MGO( Marine Gas Oil)，這是一種高品質(zhì)蒸餾燃油，不含渣油成分，其主要性能指標(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，此油品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。船舶油料種類及特點(diǎn)DMA為船用輕柴油，通常稱之為“輕柴油”，LDO( LighDMB為通用柴油，習(xí)慣稱之為船用柴油MDO(Marine Diesel Oil)，此油品含有極少的渣油成分，其黏度與傾點(diǎn)的允許值已分別達(dá)11.O cSt/40，因此，該油品在環(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。船舶油料種類及特點(diǎn)DMB為通用柴油，習(xí)慣稱之為