MARPOL公約附則VI于2005年5月19日生效,。其主要規(guī)定了在全球范圍內(nèi)以及在被稱為硫排放控制區(qū)（SECAs或ECAs）的保護區(qū)內(nèi)控制硫氧化物（SOx）排放的方法。特別是,，海洋環(huán)境保護委員會第69屆會議（MEPC 69）于2016年4月18日至22日通過了關于船用柴油機使用低硫燃料油的限制,，硫含量限制值和實施日期，如下表和圖1所示,。自2015年1月1日后,，船上燃油硫含量在SOX排放控制區(qū)內(nèi)應不超過0.1%，從2020年1月1日起全球所有船舶燃油硫含量新限值不超過0.50%m/m,。 圖1 MARPOL附則VI規(guī)定的燃油硫含量限制為了遵守MARPOL73/78公約關于減少SOx排放的規(guī)定,，很多船舶在海上航行時制定了排放控制區(qū)（ECAs）內(nèi)柴油機從高硫燃油（HSFO）轉(zhuǎn)換為低硫燃油（LSFO）的程序。船舶進入排放控制區(qū)域（ECAs）之前,，需要轉(zhuǎn)換為低硫燃油,，包括沖洗系統(tǒng)中含硫量超標的燃料。但是,，燃料轉(zhuǎn)換及低硫燃油使用會導致船舶柴油機的技術狀況出現(xiàn)一些問題,，主要體現(xiàn)在三方面。一是當柴油機在高轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運行時,，若將柴油機轉(zhuǎn)速降低到低速或慢速后退時,，柴油機會出現(xiàn)轉(zhuǎn)速波動甚至停車，從而導致船舶運行不穩(wěn)定或喪失推進力,；二是柴油機啟動失敗事件,，包括由于燃油系統(tǒng)壓力低、燃油粘度低等引起的燃油噴射系統(tǒng)中的燃油泄漏和密封圈泄漏而導致柴油機啟動困難或無法啟動；三是燃油噴射壓力不穩(wěn)定,，導致柴油機無法達到最大速度,，同時柴油機無法保持在恒速正車、倒車位置,。3 低硫燃油導致設備故障原因分析1）低硫燃油潤滑性的降低將導致船用燃油泵系統(tǒng)過度磨損和過早失效,。因為在燃油系統(tǒng)中除了通常使用特殊的潤滑油來增加潤滑性和防止碳沉積外，對柴油機潤滑系統(tǒng)貢獻很大的是燃油中含有的微量表面活性極性化合物在金屬表面形成保護層,，從而增強了邊界潤滑,。燃油中天然存在的最活躍的極性物質(zhì)是含氮和氧的雜合物,。但是低硫燃油在去除硫含量的加氫脫硫（HDS）過程會去除這些極性化合物,，進而導致燃油潤滑性能非常差，從而容易導致燃油泵和噴油部件磨損,、燃燒不良,、發(fā)動機磨損損壞，甚至咬死進而造成主機失靈,；2）低硫燃料穩(wěn)定性降低,，導致點火質(zhì)量降低和柴油機運轉(zhuǎn)性能下降。低硫燃油在加氫脫硫（HDS）去除了大量芳烴含量,，同時它還去除了天然的抗氧化劑,，這些抗氧化劑提供了燃油的物理和熱穩(wěn)定性。天然抗氧化劑的缺乏會導致過氧化產(chǎn)物的生成,，從而導致燃油泵系統(tǒng)的酸腐蝕和泵密封失效,。特別是在高溫下，燃料油中過氧化產(chǎn)物的生成速度很快,，對燃料油系統(tǒng)造成了不利影響,。氧化過程還會產(chǎn)生樹膠聚合物和其他不溶物。低硫船用燃料穩(wěn)定性降低通常會產(chǎn)生過多的未燃燒碳氫化合物和可見顆粒排放物,。穩(wěn)定性差可還能會導致儲存過程中形成膠質(zhì)和污泥,，并在噴嘴上形成沉積物和閥門上形成膠質(zhì)。低硫燃料固有的不穩(wěn)定性對船用發(fā)動機的安全運行構成了四大威脅,，即點火質(zhì)量下降,、發(fā)動機沉積物過多、可見的特殊排放物增加,、產(chǎn)生過多的污泥和燃料系統(tǒng)結垢,；3）低硫燃油粘度相對較低，范圍一般為1.5～3.0c St,。燃油泵需要有適當?shù)恼扯葋肀３诌m當?shù)倪M油速率,。ISO 8217規(guī)定了DMX(X級蒸餾船用油，在40°C下為1.4c St）和DMA(A級蒸餾船用油，在40°C下為1.5c St）的最小粘度,。一般制造商建議的經(jīng)驗值是發(fā)動機進口處為2c St[1],。但是發(fā)動機室內(nèi)的環(huán)境溫度很容易達到40°C，有時甚至更高,，在某些情況下甚至高達55°C,。而管道和發(fā)動機中過多的熱量會進一步升高溫度，從而導致粘度下降,，較低的粘度會降低燃油泵柱塞和殼體之間以及燃油閥中的油膜厚度,，從而導致過度磨損和可能的卡滯，進而導致燃油泵故障,。4 低硫燃油在船舶使用中應對措施針對低硫燃油造成設備故障的原因,，船舶在建造及設備設計上應充分考慮各種不利因素，以提高柴油機的使用壽命,，確保穩(wěn)定運行,。1）選擇合適堿值的潤滑油。低硫燃料油使用將有助于在燃燒室內(nèi)產(chǎn)生硫酸（H2SO4）,。為了中和產(chǎn)生的酸,，氣缸套潤滑油必須選擇具有合適的堿值。如果堿值偏高,，氣缸套表面有被拋光的危險,，將導致潤滑油膜損壞劃傷的風險增加。另一方面,，如果堿值偏低,，則可能會增加擦傷或過度腐蝕性磨損的風險。因此在船上使用低硫燃油的情況下,，要選擇合適氣缸套潤滑油,，提高柴油機潤滑油的潤滑性；2）在燃油系統(tǒng)中安裝冷卻器,。燃油粘度是非常重要的,，它決定了柴油機燃燒室燃油的點火質(zhì)量。因為當船舶駛入排放控制區(qū)（ECAs）時,，柴油機需要轉(zhuǎn)換為低粘度的低硫燃油,，所以為了保持發(fā)動機進口燃油的所需粘度，解決這一問題的最好方法就是在燃油系統(tǒng)中安裝快速冷卻器[2],，通過降低燃油進機溫度,，使燃油的粘度維持在合理的數(shù)值范圍；3）低硫燃油潤滑性添加劑使用,。低硫燃油潤滑性的降低會導致柴油機的關鍵部件如燃油供給泵和噴油泵出現(xiàn)異常摩擦和操作缺陷,。因此,，采用低硫燃油潤滑性添加劑來改善低硫船用柴油的潤滑性，不僅能保證船舶的安全運行,，還能保護環(huán)境,。日本某油化工業(yè)株式會社就研發(fā)了一種能夠提高燃油潤滑性并且具有防霉特性的燃油添加劑（Yunic750LS-F），該添加劑能夠提高低硫燃油的潤滑性進而提升設備的操作流暢性,，而且可以防止低硫燃油在長時間存儲過程中混入冷凝水導致的霉變[3];4）阿爾法自適應氣缸油控制（Alpha-ACC）系統(tǒng)使用[4],。該系統(tǒng)有一個算法，不僅能夠控制氣缸油量與燃料中硫含量成比例,，而且可以控制氣缸油的用量與發(fā)動機負荷成比例,。它根據(jù)進入汽缸燃料油的硫含量，決定一個最佳的汽缸油用量,。這樣不僅大大節(jié)約了使用成本,，而且減少因過度潤滑而造成的二次環(huán)境污染。5 結束語隨著全球各地硫排放控制區(qū)執(zhí)行標準越來越嚴,，在新老船設計建造及改造過程中,，應該根據(jù)上文提到的探討應對措施進行考慮，船舶柴油機可以采用合適的堿值的潤滑油,、在燃油系統(tǒng)中安裝冷卻器、改進低硫燃油添加劑和采用阿爾法自適應缸油控制系統(tǒng)等方法降低低硫燃油使用的不利影響,，這將使所有船舶在ECAs上航行時遵守新規(guī)則具有重要意義,。
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