第八章船舶油料、物料及備件管理

第一節船舶油料種類及特點主講楊界2/24/20241武漢海事學校楊界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。

組成燃油的基本元素:碳和氫

按重量計算為含碳83％～87％、含氫11％～14％。

少量的氧、硫、氮等元素，總重量占0.5％～5％。

其他微量元素:

氯、碘、磷、鉀、鈉、鎂、鈣、銅、鐵、鎳、砷、鉛、釩等元素。2/24/20242武漢海事學校楊界一、船舶燃油主要特性指標及種類

燃油質量是以其理化性能指標來衡量的

①影響燃油燃燒性能的指標，如十六烷值、柴油指數、熱值和黏度等。

②影響燃燒產物成分的指標，如硫分、灰分、瀝青分、殘炭值、釩和鈉含量等。

③影響燃油管理工作的指標，如閃點、密度、凝點、傾點、濁點、水分、機械雜質等。十六烷值表示柴油在柴油機中燃燒時的自燃性的指標。表示柴油發火性能的指標。2/24/20243武漢海事學校楊界(一)船舶燃油的主要特性指標

1.影響燃油燃燒性能的指標

(1)十六烷值

評定燃油自燃性能的指標。

在標準的四沖程柴油機上，將所試柴油的自燃性(以滯燃期長短計量)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，

當兩者相同時，混合液中的正十六烷的容積百分比即為所試驗燃料的十六烷值。2/24/20244武漢海事學校楊界柴油機對燃油的十六烷值要求：

高速柴油機使用燃油的十六烷值在45～60之間；中低速柴油機在40～50之間；

燃用重油的大型低速柴油機，十六烷值應不低于25。2/24/20245武漢海事學校楊界(2)苯胺點

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，當混合液開始混濁(析出沉淀物)時的溫度(℃)。

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，則其苯胺點越低。

燃油的苯胺點低則自燃性差，

根據燃油的苯胺點可大致判斷其十六烷值的高低。2/24/20246武漢海事學校楊界(3)柴油指數

衡量燃油自燃性的指標。其計算公式如下

D.I.=(1.8t+32)(141.5／d-131.5)×1／100

d——燃油比重(溫度為60oF時同體積燃油與水重量之比)；t——苯胺點(0C)。

柴油指數和十六烷值在數值上相近。

二者換算公式:十六烷值=2／3×柴油指數+14華氏度=32+攝氏度×1.8攝氏度=(華氏度-32)÷1.82/24/20247武漢海事學校楊界(4)碳芳香指數(C.C.A.I.)

SHELL公司提出用來測定燃料油發火性能的指標

根據燃料油的密度和黏度來確定:

C.C.A.I.=D-140.7lglg(V+0.85)-80.6

D——15℃時的密度，(kg／m3)；

V——500℃時的黏度，(mm2／s)。

C.C.A.I值小于850時可以得到滿意的發火性能，

C.C.A.I.值大于875時，燃油難以發火。2/24/20248武漢海事學校楊界(5)熱值

1kg燃油完全燃燒時放出的熱量稱為燃油的熱值，單位用kJ／kg表示。

不計入燃燒產物中水蒸氣的汽化潛熱者稱低熱值，用符號Hu表示。

重油的基準低熱值Hu=42000kJ／kg；

輕油的基準低熱值Hμ=42700kJ／kg。2/24/20249武漢海事學校楊界(6)黏度

液體的黏度值:絕對黏度和條件黏度(相對黏度)兩種表示法。

絕對黏度表示內摩擦系數的絕對值，

相對黏度是在一定條件下測得的相對值，并因測定儀器而異。

絕對黏度的有動力黏度和運動黏度；

相對黏度的有恩氏黏度、賽氏黏度和雷氏黏度。2/24/202410武漢海事學校楊界①動力黏度

兩個相距為1cm、面積為1cm2的液層，相對運動速度為1cm／s時所產生阻力的數值。

工程單位制：g／cm·s，

國際單位制：Pa.s，

1Pa·s=10g／cm·s。2/24/202411武漢海事學校楊界②運動黏度

動力黏度與同溫度下液體密度之比。

國際單位制為m2／s或mm2／s。

通常在實際中使用厘斯(cSt——工程單位)，

1cSt=10-6m2/s=1mm2/s。2/24/202412武漢海事學校楊界③恩氏黏度

液體在特定溫度下，從恩氏黏度計流出200ml所需的時間與蒸餾水在20℃時流出相同體積所需的時間之比。

它是一個無因次量，符號為oE。

④賽氏黏度

液體在37.8℃(100oF)溫度下從賽氏黏度計流出60cm3所需的時間(s)。2/24/202413武漢海事學校楊界⑤雷氏黏度

液體在37.8℃(100oF)溫度下從雷氏黏度計流出50cm3所需的時間(s)。

恩氏黏度(0E)=0.132×運動黏度(mm2/s)；

雷氏黏度(s)=4.05×運動黏度(mm2／s)；

賽氏黏度(s)=4.62×運動黏度(mm2／s)。

ISO規定，自1977年10月開始采用50℃時的運動黏度值(mm2/s)作為燃油的黏度值。2/24/202414武漢海事學校楊界(7)密度ρt

燃油在溫度t(oC)時單位體積的質量。

常用單位是kg/m3或g/cm3。

標準密度ρ20：20oC時的密度。

燃油的密度隨溫度而變，其溫度修正公式如下

ρ1=ρ20-0.000672(t-20)2/24/202415武漢海事學校楊界2.影響燃燒產物成分的指標

(1)硫分

燃油中所含硫的重量百分數。2/24/202416武漢海事學校楊界燃油中含硫的危害：

①液態的硫化物(硫化氫)對燃油系統的設備有腐蝕作用。

②燃燒產物中的SO3和水蒸氣(H20)在缸壁溫度低于其露點時，會生成硫酸附著在缸壁表面產生強烈的腐蝕作用。

腐蝕只發生在低溫條件下，故稱為低溫腐蝕。

③燃燒產物中的SO3能加速碳氫化合物聚合而結炭，而且此結炭較硬，不易清除。

④硫燃燒后產生的SO3是柴油機排放的主要有害成分。2/24/202417武漢海事學校楊界1.燃油中硫是有害成分，其燃燒產物對柴油機機件會導致______，對廢氣鍋爐的部件會導致____。

A、腐蝕磨損和低溫腐蝕/低溫腐蝕

B、腐蝕磨損/低溫腐蝕

C、過度磨損和低溫腐蝕/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，適當提高冷卻水溫度，其目的是：

A、減少冷卻水帶走的熱量，促進硫酸蒸汽轉化

B、使氣缸壁溫度保持在硫酸的露點之上，以減少硫酸的凝結

C、促進堿性氣缸油的中和作用

D、保持一定的溫度，減少SO2生成2/24/202418武漢海事學校楊界(2)灰分

在規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。2/24/202419武漢海事學校楊界1.燃油中的灰分將導致氣缸：

A.磨料磨損

B.疲勞磨損C.粘著磨損

D.腐蝕磨損2/24/202420武漢海事學校楊界(3)釩、鈉含量

燃油中所含釩、鈉等金屬的質量濃度用10-6(ppm)表示。

釩以金屬有機化合物形式存在于原油中。

一般其熔點最低，僅為300oC左右。

當排氣閥和缸壁溫度過高而超過這些化合物的熔點時，它們就會熔化附著在金屬表面上，與金屬表面發生氧化還原反應而腐蝕金屬。由于這種腐蝕只發生在高溫條件下，故稱為高溫腐蝕。

為了控制此種腐蝕，應限制排氣閥和缸套表面的最高溫度。2/24/202421武漢海事學校楊界1.燃油中的釩、鈉會導致柴油機的______，鋁、硅會導致導致柴油機的_____。

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、電化學腐蝕/異常磨損2/24/202422武漢海事學校楊界(4)瀝青分

表示瀝青占燃油重量的百分數。

瀝青是多環的大分子量芳香烴，懸浮在油中呈膠狀。

瀝青不易燃燒，導致滯燃期長，產生后燃，冒黑煙；

使用中易形成沉積膠膜和結炭，增加磨損并使噴油器偶件咬死。2/24/202423武漢海事學校楊界1.燃油中瀝青質對柴油機會導致危害，下列不恰當的是：

A、影響燃油儲存的穩定性

B、使燃油的發火性能和燃燒性能惡化

C、導致活塞環和氣缸套的嚴重磨損

D、加劇低溫腐蝕和高溫腐蝕2/24/202424武漢海事學校楊界(5)殘炭值

燃油在隔絕空氣條件下加熱干餾，最后剩下的一種鱗片狀炭渣物。

殘炭值:殘炭占試驗油重量的百分數。

殘炭值表示燃油燃燒時形成結炭、結焦的傾向，不表示形成結炭的數值。

殘炭值中包括了機械雜質和灰分。2/24/202425武漢海事學校楊界干餾：

固體或有機物在隔絕空氣條件下加熱分解的反應過程。

干餾的結果是生成各種氣體、蒸氣以及固體殘渣。氣體與蒸氣的混合物經冷卻后被分成氣體和液體。

干餾木材制木炭，同時得到木精（甲醇）、木醋酸等。

對木材干餾可得木炭、木焦油、木煤氣；

對煤干餾，可得焦炭、煤焦油、粗氨水、焦爐煤氣。2/24/202426武漢海事學校楊界3.影響燃油管理工作的指標

(1)閃點

燃油在規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生閃火時的最低溫度。

根據測試儀器的不同，分為開口閃點和閉口閃點。閉口閃點低于開口閃點。

閃點是衡量燃油揮發成分產生爆炸或火災危險性的指標。

船舶使用的燃油閉口閃點不得低于60℃

。

從防爆、防火的觀點出發，在低于燃油閃點17℃的環境溫度下傾倒燃油或敞開容器才比較安全。2/24/202427武漢海事學校楊界1.從安全出發，船用燃油的閃點一般要求大于：

A.60℃B.45℃C.80℃D.105℃

2.衡量燃油在儲存、運輸中火災危險程度的指標是：

A.餾程B.自燃點C.閃點

D.燃點2/24/202428武漢海事學校楊界(2)凝點、傾點和濁點

說明燃油低溫流動性和泵送性的重要指標。

凝點:燃油在試驗條件下冷卻至液面不移動時的最高溫度。

燃油的凝點取決于它的成分和組成結構。

結構凝固:含石蠟較多的燃油在低溫下由于石蠟結晶而形成網狀晶架，從而使燃油失去流動性.

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性。2/24/202429武漢海事學校楊界傾點:燃油尚能夠流動的最低溫度。

濁點:燃油開始變混濁時的溫度。

燃油的濁點高于凝點5～10℃；

傾點高于凝點3～5℃。

燃油的溫度低于濁點時將使濾器堵塞，供油中斷。燃油溫度低于凝點時，將無法泵送。

燃油的使用溫度至少應高于濁點3～5℃。2/24/202430武漢海事學校楊界(3)機械雜質和水分

燃油中所含不溶于汽油或苯的固體顆粒或沉淀物的重量百分數。

輕質燃油不允許含機械雜質，重質燃油允許含有少量機械雜質。

燃油中的水分以容積百分數表示。

燃油中的水分能降低燃油的低熱值，破壞正常發火，甚至導致柴油機停車。

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械雜質和水分。2/24/202431武漢海事學校楊界(二)船用燃油的種類、規格與選用

1.國產柴油機燃油的規格

輕柴油、重柴油、內燃機燃料油和重油四類。

(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。

輕柴油以其凝點數值作為柴油的牌號，分為10號、0號、-10號、-20號和-35號五個規格。

輕柴油是質量最好、價格最貴的柴油機燃料。

船舶上用做高速柴油主機、高速柴油發電機組、應急設備柴油機和救生艇柴油機等使用的燃油。2/24/202432武漢海事學校楊界(2)重柴油

由石蠟基原油煉制而成，凝點相對較高，

按凝點數值分為10號、20號和30號等三個牌號。

重柴油主要用于中低速柴油主機、發電柴油機等。

(3)內燃機燃料油

由渣油、重油與重柴油調制而成，供船舶低速柴油機使用。

(4)重油(燃料油)

按80℃時的運動黏度分為20，60，100及200四個牌號，可供船舶鍋爐使用。2/24/202433武漢海事學校楊界2.國外柴油機燃油的規格與選用

國外船用燃油基本上分為四類，主要包括：

①輕柴油(MarineGasOil，簡稱MGO)，常用于救生艇柴油機和應急發電柴油機。

②船用柴油(MarineDieselOil，簡稱MDO)，常用做發電柴油機和柴油機主機機動操縱時的燃料。

③中間燃料油(IntermediateFuelOil，簡稱IFO)，是渣油與柴油調制而成的摻和油，可用于各類大功率中速及低速柴油機。

④船用燃料油(MarineFuelOil，簡稱MFO)，也叫C級燃油，主要用于鍋爐，也可用于最新型的大功率中速柴油機及大型低速柴油機。2/24/202434武漢海事學校楊界國際標準化組織(ISO)在1987年9月制定了船用燃料油標準，即IS08217。

ISO8217將船用燃料油分為

DM級(MarineDistillateFuel)、

RM級(MarineResidualFuel)兩個大的等級。

DM級是指蒸餾燃油，稱直餾油或船用柴油。

DM級燃油分為四種規格，即DMX、DMA、DMZ和DMB。2/24/202435武漢海事學校楊界DMX為船用應急柴油的自燃性指標，即十六烷值較高，且濁點最高為-16℃。環境溫度低至-15℃時，無需對其進行預熱處理。

適用于救生艇發電機、應急設備柴油機和高度自動化燃油鍋爐。

DMA為船用輕柴油，LDO或MGO，一種高品質蒸餾燃油，不含渣油成分，

主要性能指標(密度、黏度、傾點、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和生活用爐灶。

DMZ級油與DMA級油基本相同，只是最低黏度稍高。2/24/202436武漢海事學校楊界DMB為通用柴油，習慣稱之為船用柴油MDO，

含有極少的渣油成分，其黏度與傾點的允許值已分別達11.0cSt／40℃

在環境溫度較低時，需要進行預熱處理，并采取沉淀、過濾、分離等方法，除去油品中的水分和機械雜質，減少危害程度。2/24/202437武漢海事學校楊界性能單位LIMITDMXDMADMZDMB運動黏度400Cmm2/Smax.5.5006.0006.00011.00mm2/Smax.1.4002.0003.0002.000密度150CKg/m3max.-890.0890.0900十六烷指數-max.45404035