分油机天天拉“大便”...三轨忙到要崩溃....请读下这篇文章
为符合IMO2020 限硫令而推出的低硫燃料(VLSFO)自 2019 年 10 月以来增长率不断在上升。受这类新型低硫燃料的特性与化学性质影响,随之而来的是低温流动性,稳定性,污染物质,残留催化颗粒 (Cat-fines) 和硫含量超标等多方面的问题。VPS 在 2019 年 10 月推出了新的析蜡点(Wax Appearance Temperature/WAT)检测,以进一步评估燃料低温流动性。本文说明了如何利用WAT 检测来加强管理燃料低温流动性与稳定性的潜在问题。近期的 3 个案例也说明, 在没有的相应预防措施的情况下使用低硫燃料可能会出现的情况。
WAT 或浊点 (cloud point) 是燃料冷却时蜡晶出现的温度。因低温析出的蜡晶,最终会导致燃料停止流动。过程中蜡晶可能会引起过滤器和管道阻塞, 直接导致发动机燃料不足等其他问题。把温度维持在 WAT 以上, 就可以避免蜡晶析出。因此WAT 检测对于管理与减轻这方面的风险至关重要。
VPS 对个来自 全球不同港口的近230个低硫燃料样品进行了 WAT 检测, 结果摘要如 下图所示 :
从 2019 年 10 月至 2019 年 12 月, WDT 平均比 WAT 高出 12°C。但有些情况, WAT 和 WDT 的差距超过了30°C。高差距表明这类燃料中可能含有更高的石蜡基油成分。
分油机的温度必须维持在 WAT 以上, 否则过程中蜡晶析出会影响操作。燃料的 WAT 和 WDT越高,对温度要求也会提高。目前比较棘手的情况, 是低粘度加上高 WAT。根据反馈,低粘度燃料在 30°C 以下操作,WAT 引发的问题会增加。但出现问题的不只限于低粘度燃料。
分油机的最高操作温度是98°C,这也是分离效果最佳的温度。对于新型低硫燃料, 分油机制造商一般会建议采用以下的操作温度。
表 1:新型低硫燃料的储存和操作温度
然而, 目前已出现 WAT 超过以上操作温度的案例。 常见的问题是分油机污泥量异常, 甚至完全堵塞。如果碰到低粘度,高残留催化颗粒再加上高 WAT, 情况会更糟。 船上的设备可能完全无法处理这类燃料。
低温操作时,分油机效率也会同时降低,杂质分离效果可能因此达不到要求。当操作温度低于 WAT 时, 析出的蜡晶会能进一步影响分油机的运行,排污与污泥量。在确保其它方面不受影响的情况下, 将温度从 40°C 升高到 70°C 以上可以有效缓解问题。
另一方面,有些低硫调和燃料因为稳定性差,在加热后沥青很容易分离沉淀, 会释放大量污泥。处理这类稳定性差燃料, 必须参考表上所建议的温度, 避免高温操作。尽管沉淀物总量 (Total Sediment Potential/TSP) 在接收检测时可能达标, 燃料在随后的复测中也可能因为沥青的分离沉淀, 测出比之前更高的沉淀物。
供应给船上的燃料未经处理一般是不适合直接使用的。与低硫燃料相关的大部分风险,其实可以通过采购和约的方式控制。根据船上设备的操作局限在合约上注明对燃料特性的要求,以确保供应商与用户在交接与使用前了解燃料的特性。燃料使用前的检测是一般惯例,但如今以成为风险管理关键。
案例一
2019年 10 月 27 日,一艘货轮在安特卫普 (Antwerp) 加注了 100 吨的低硫燃料, 样品通过了 ISO8217 常规检测。货轮在开始使用该燃料以后,分油机与过滤器发现异常。由于分油机污泥量大量增加,必须减低流量操作, 发动机也因此必须减低功率运行。
VPS 对该燃料样品进行了调查性检测。结果显示,高WAT(69°C), 高 WDT(> 75°C),高倾点(21°C) 与高残留催化颗粒(51ppm)。没有发现潜在的稳定性问题(TSP = 0.04%),GCMS 也并未发现化学污染物质。
VPS 建议将分油温度保持在98°C,进一步降低分油机的流量并缩短排污间隔, 保持低速运行。此外将沉淀柜与日用柜的温度调至 WAT(69°C)以上, 这有助于缓解过滤器堵塞。如果在使用燃料前先进行WAT/WDT 检测, VPS 便可以事先提供上述建议。在最大程度上为货轮减少操作问题, 以及设备与租金上的潜在损失。
高 WAT 加上高残留催化颗粒,将大幅提升分离的难度, 也可能导致设备完全无法处理燃料。沉淀柜作用, 主要是为杂质提供沉淀的时间与渠道, 但前提是燃料必须能够自由流动。只有将温度维持在 WAT以上, 才能确保燃料的流动性与沉淀的效率。适当的温度调控对保障分油机的效率也同样重要。
案例二
2019 年 10 月 20 日,一艘货轮在鹿特丹 (Rotterdam) 加注了超过 180 吨的低硫燃料。燃料投入使用后,立即出现分油机操作异常与油泵损坏。同时, VPS 也发现有另一艘加注了相同燃料的船只也面临类似的问题。样品检测结果显示该燃料符合ISO8217 标准。
VPS 对样品进行了详细调查分析。不仅发现该燃料的 WAT 为 57°C,WDT 也在75°C 以上。GCMS 测试显示燃料内含有苯乙烯化合物。而沉淀物总量(TSP)为低于 0.01%, 出现稳定性问题的机率不大。
32.6cSt 的低粘度限制了加温的幅度, 但因为高 WAT/WDT 所以需要把温度至少维持在 58°C 以上。由于储存期间温度曾经降至 57°C 以下, 需要先将燃料加温超过75°C 才能把凝结的蜡晶完全融化。此外,由于船上装载货物类型的关系, 油舱的温度被限制在 50°C 内。货轮因无法处理该燃料所以不能使用, 最终将燃料退岸处理。
案例三
2019 年12 月 14 日,一艘货轮在休斯顿 (Houston) 加注了超过 300 吨的低硫燃料。燃料投入使用后,两台分油机都立即出现堵塞。 船员在首 24 小时内,两次清洗了两台分油机。每次清洗后只能维持 6 个小时运行。船员经过 24 小时努力仍然无法稳定操作。由于无法处理该情况,于是联系 VPS 寻求专家建议。
这是该货轮第二次加注低硫燃料。使用首批在拉斯帕尔马斯 (LasPalmas)加注的燃料时, 并没有碰到任何问题。在接受首批低硫燃料前,包括储油舱, 沉淀柜与日用柜在内的所有油舱已完全清空,并以人工清理。舱内所有残留的污泥已完全清理干净,所以低硫燃料不可能与之前的高硫燃料混合。尽管两批燃料可能在加注过程中混合, 但仅限于舱内无法抽出的部分, 总量不会超过 1m3。同时兼容性检测结果也显示两批燃料均兼容。
VPS 立即对事件进行了系统的调查分析,样品检测结果符合ISO8217 标准。该燃料的 WAT / WDT为 40°C /55°C。根据 13.14 cSt 的粘度,VPS 一般建议将分油温度维持在 40°C。但与分油机制造商讨论后, VPS 要求货轮将分油温度提高到75°C。
根据船员报告,温度调整后分油机操情况作有所好转, 但 4 天后仍然面临类情况。但这次的污泥比之前更厚实。随着燃料逐渐絮凝, 船员也接受建议让分油机以最低流量操作并缩短排污间隔,慢慢消耗该燃料。船员也曾考虑过使用燃料稳定添加剂,但最终并不需要。
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