浅谈燃重油柴油机的运行与管理

[摘 要] 目前，燃料成本已经跃升为航运业的第一大成本，甚至达到总营运成本的50%左右。由于燃料成本的提高，为降低运营成本，船东们不得不选用价格相对便宜的重油来降低其运营成本，以此来提高其自身的竞争力。

[关 键 词] 柴油机；重油；管理

[中图分类号] U677.2 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2016）25-0142-01

重油在低温条件下一般体现出密度大、粘度高，运输与储存都比较困难，加之其中机械杂质与沥青质、馏分、灰分、钠、钒等杂质较多，在柴油机的供油系统中除了会引起雾化不良、喷射深度小等情况导致燃烧特性差，还会导致活塞环与气缸盖的腐蚀与磨损，破坏机器部件，从而破坏燃烧室结构。在船用柴油机中最为重要的莫过于机舱工作人员对机器的管理情况，必须将二者结合起来才能使重油燃烧达到人们最终想得到的效果。

一、重油对船舶柴油机性能的影响

1.十六烷值（Cetane Number）。十六烷值是衡量燃油燃烧性能的关键参数，一般来说它影响着燃油的自燃特性。

2.密度（Density）。重油由于含有大量杂质以及大颗粒馏分（沥青、残炭等），密度往往较高，这样就给分油机带来了一定的麻烦，含水量大，不容易燃烧，燃烧不完全也会引起CO等排放的增加。

3.粘度（Viscosity）。重油比轻油粘度大很多，在喷油雾化过程中雾化效果差，油雾颗粒大，不能与空气充分混合，使滞燃期长，爆压下降，排气温度升高。流动性差使燃油在油道中可能发生滞留，引起供油中断，使燃烧不稳定，同时耗油量也会相对增加。

4.硫分（Sulfur content）。硫分顾名思义就是燃油中硫元素的含量。当温度低于露点时，会形成硫酸等具有腐蚀性的化学物品对活塞、活塞环、气缸盖等燃烧室部件造成化学腐蚀，这也是柴油机中产生低温腐蚀的主要来源。

5.残炭（Carbon residue）。残炭是原油在提炼过程中经过蒸发、裂解等过程之后留在油中的焦黑色物质。重油中含有大量的残炭，这些残炭在供油系统中会对柴油机部件（如喷油泵、油嘴等）造成磨损破坏。燃油不能被良好地雾化，影响燃烧性质。排气中的残炭会引起颗粒磨损，甚至卡死等问题。

6.机械杂质（Heavy solids）。重油中的灰分、颗粒与钠、钒等物质都属于机械杂质，存在柴油机中会促进燃烧室部件的颗粒磨损。对活塞顶、气缸盖、活塞环等造成高温腐蚀。

二、 重油的预处理方法

重油作为柴油机燃料进行燃烧时，由于其自身独特的性质，会对机器性能方面产生一定的负面作用，重油经过正确的预处理之后，油品质量会得到明显提高，在使用中可以明显改善燃烧质量与排放性能，也有利于柴油机的保养，预处理的一个重要部分就是要对重油进行净化处理，净化的方法有很多种，由于重油中含有大量的杂质和水，可以将重油放置于沉淀柜中经过一定时间的沉淀，使密度较大的杂质部分与燃油进行分离，最终通过沉淀柜底部的污油槽将其收集并清除。如果重油密度过高，会导致油与杂质难以分离，可以采用加热的方式提高燃油温度，降低粘度，从而达到油水分离的目的。

船舶在航行过程中可能会进行轻重油之间的切换（平常的航行中使用重油，在靠近港口时要切换成轻油进行燃烧运行），同时在不同的航线中难免会进行加油，这样就会造成油品的混合，使燃油中生成油泥与沥青的可能性增加，因此必须对燃油进行均化处理。均化的作用主要是通过专用设备对此类大分子物质进行挤压与剪切，将重油中的长链分子进行破坏粉碎，使重油得到细化，从而提高燃油的均匀度，改善燃烧效果，提高柴油机的动力。

重油粘度较大，在喷油过程中很容易产生雾化不良的现象，降低燃烧效率，提高燃油消耗率，因此在进入柴油机之前重油必须经过预热。重油中十六烷值含量低，自燃性差，滯燃期相对来说较长，进行预热处理后可以使燃油燃烧及时，减少后燃，从而降低缸内的爆发压力，降低燃烧室温度，积碳生成量减少，使柴油机工作更为稳定。

三、燃重油船用柴油机的管理

船舶在运行中受到的最大的外部影响来自人工管理，尤其是燃用重油的船舶，更是需要在每一个环节对其进行更加妥善与合理的保养。油柜中在加入新的燃油之前，必须要保证油舱是空的，这样才能有效防止燃油之间的混合，避免产生其他杂质污染燃油。有关工作人员必须制定合理的供油时间，与供油船也要提前取得联系，确定燃油牌号与供油量，避免燃油混合以及由于重量不同而导致的船体倾斜。同时，在供油过程中也要注意适当地对油品进行取样，万一日后出现问题也能留下相关法律程序所需要的证据。

重油柴油机在启动之前必须先使用轻油进行暖机，因为重油的自燃性较差，着火初期缸内温度低，很容易产生着火困难，使燃烧性能下降，柴油机工作稳定性差。另外，由于重油中颗粒杂质大、硫含量多，直接启动造成的低温会产生积碳与颗粒，造成大量磨损，也会生成硫氧化物产生腐蚀，所以需要先使用轻油燃烧，使燃烧室温度提高，循环水系统温度达到合适，再切换重油进行工作。

在燃油供应方面，重油的燃烧对柴油机的供油系统也提出了一定的要求。在将重油供给到柴油机内之前必须对其进行必要的预处理，供油单元中必须有能使重油得到净化、均匀、升温的装置，同时还要设置控制单元，对重油的温度粘度等指标进行监测，使重油能够满足工作的要求。重油在供油系统中进行内部循环的时候也要保持一定的温度条件，使其温度与粘度在系统内达到一定的平衡，使重油流动性更好，在喷油过程中获得更好的雾化性。

最后，在停车之前一定要确保重油已经燃用完毕再切换到轻油进行燃烧，否则重油在管路中会冷却凝结，阻塞管路，使供油产生困难。另外，重油中的不良杂质与轻油接触也会污染轻油，甚至发生化学反应产生有害物质，影响轻油质量，造成不必要的浪费。

参考文献：

[1]薛海龙.重油的理化特性及其对船用柴油机运行管理的影响[J].南通航运职业技术学院学报，2006，5（3）：50-53.

[2]孙文广.船用柴油机主要零部件故障原因及案例分析[D].大连海事大学，2011.

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