第八章 第一节 船舶油料种类及特点

第八章船舶油料、物料及备件管理

第一节船舶油料种类及特点主讲杨界2/24/20241武汉海事学校杨界船舶燃油主要来自石油，一般通过蒸馏、热裂化、催化裂化和加氢裂化等加工工艺提炼而成。

组成燃油的基本元素:碳和氢

按重量计算为含碳83％～87％、含氢11％～14％。

少量的氧、硫、氮等元素，总重量占0.5％～5％。

其他微量元素:

氯、碘、磷、钾、钠、镁、钙、铜、铁、镍、砷、铅、钒等元素。2/24/20242武汉海事学校杨界一、船舶燃油主要特性指标及种类

燃油质量是以其理化性能指标来衡量的

①影响燃油燃烧性能的指标，如十六烷值、柴油指数、热值和黏度等。

②影响燃烧产物成分的指标，如硫分、灰分、沥青分、残炭值、钒和钠含量等。

③影响燃油管理工作的指标，如闪点、密度、凝点、倾点、浊点、水分、机械杂质等。十六烷值表示柴油在柴油机中燃烧时的自燃性的指标。表示柴油发火性能的指标。2/24/20243武汉海事学校杨界(一)船舶燃油的主要特性指标

1.影响燃油燃烧性能的指标

(1)十六烷值

评定燃油自燃性能的指标。

在标准的四冲程柴油机上，将所试柴油的自燃性(以滞燃期长短计量)同正十六烷(十六烷值定为100)与1-甲基萘(十六烷值定为0)的混合液相比较，

当两者相同时，混合液中的正十六烷的容积百分比即为所试验燃料的十六烷值。2/24/20244武汉海事学校杨界柴油机对燃油的十六烷值要求：

高速柴油机使用燃油的十六烷值在45～60之间；中低速柴油机在40～50之间；

燃用重油的大型低速柴油机，十六烷值应不低于25。2/24/20245武汉海事学校杨界(2)苯胺点

同体积的燃油与苯胺混合加热成单一液相溶液，然后使之冷却，当混合液开始混浊(析出沉淀物)时的温度(℃)。

燃油中各族烃类在苯胺中有不同的溶解度，

燃油中芳香烃最易溶于苯胺。

燃油和苯胺越易溶解，则其苯胺点越低。

燃油的苯胺点低则自燃性差，

根据燃油的苯胺点可大致判断其十六烷值的高低。2/24/20246武汉海事学校杨界(3)柴油指数

衡量燃油自燃性的指标。其计算公式如下

D.I.=(1.8t+32)(141.5／d-131.5)×1／100

d——燃油比重(温度为60oF时同体积燃油与水重量之比)；t——苯胺点(0C)。

柴油指数和十六烷值在数值上相近。

二者换算公式:十六烷值=2／3×柴油指数+14华氏度=32+摄氏度×1.8摄氏度=(华氏度-32)÷1.82/24/20247武汉海事学校杨界(4)碳芳香指数(C.C.A.I.)

SHELL公司提出用来测定燃料油发火性能的指标

根据燃料油的密度和黏度来确定:

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

D——15℃时的密度，(kg／m3)；

V——500℃时的黏度，(mm2／s)。

C.C.A.I值小于850时可以得到满意的发火性能，

C.C.A.I.值大于875时，燃油难以发火。2/24/20248武汉海事学校杨界(5)热值

1kg燃油完全燃烧时放出的热量称为燃油的热值，单位用kJ／kg表示。

不计入燃烧产物中水蒸气的汽化潜热者称低热值，用符号Hu表示。

重油的基准低热值Hu=42000kJ／kg；

轻油的基准低热值Hμ=42700kJ／kg。2/24/20249武汉海事学校杨界(6)黏度

液体的黏度值:绝对黏度和条件黏度(相对黏度)两种表示法。

绝对黏度表示内摩擦系数的绝对值，

相对黏度是在一定条件下测得的相对值，并因测定仪器而异。

绝对黏度的有动力黏度和运动黏度；

相对黏度的有恩氏黏度、赛氏黏度和雷氏黏度。2/24/202410武汉海事学校杨界①动力黏度

两个相距为1cm、面积为1cm2的液层，相对运动速度为1cm／s时所产生阻力的数值。

工程单位制：g／cm·s，

国际单位制：Pa.s，

1Pa·s=10g／cm·s。2/24/202411武汉海事学校杨界②运动黏度

动力黏度与同温度下液体密度之比。

国际单位制为m2／s或mm2／s。

通常在实际中使用厘斯(cSt——工程单位)，

1cSt=10-6m2/s=1mm2/s。2/24/202412武汉海事学校杨界③恩氏黏度

液体在特定温度下，从恩氏黏度计流出200ml所需的时间与蒸馏水在20℃时流出相同体积所需的时间之比。

它是一个无因次量，符号为oE。

④赛氏黏度

液体在37.8℃(100oF)温度下从赛氏黏度计流出60cm3所需的时间(s)。2/24/202413武汉海事学校杨界⑤雷氏黏度

液体在37.8℃(100oF)温度下从雷氏黏度计流出50cm3所需的时间(s)。

恩氏黏度(0E)=0.132×运动黏度(mm2/s)；

雷氏黏度(s)=4.05×运动黏度(mm2／s)；

赛氏黏度(s)=4.62×运动黏度(mm2／s)。

ISO规定，自1977年10月开始采用50℃时的运动黏度值(mm2/s)作为燃油的黏度值。2/24/202414武汉海事学校杨界(7)密度ρt

燃油在温度t(oC)时单位体积的质量。

常用单位是kg/m3或g/cm3。

标准密度ρ20：20oC时的密度。

燃油的密度随温度而变，其温度修正公式如下

ρ1=ρ20-0.000672(t-20)2/24/202415武汉海事学校杨界2.影响燃烧产物成分的指标

(1)硫分

燃油中所含硫的重量百分数。2/24/202416武汉海事学校杨界燃油中含硫的危害：

①液态的硫化物(硫化氢)对燃油系统的设备有腐蚀作用。

②燃烧产物中的SO3和水蒸气(H20)在缸壁温度低于其露点时，会生成硫酸附着在缸壁表面产生强烈的腐蚀作用。

腐蚀只发生在低温条件下，故称为低温腐蚀。

③燃烧产物中的SO3能加速碳氢化合物聚合而结炭，而且此结炭较硬，不易清除。

④硫燃烧后产生的SO3是柴油机排放的主要有害成分。2/24/202417武汉海事学校杨界1.燃油中硫是有害成分，其燃烧产物对柴油机机件会导致______，对废气锅炉的部件会导致____。

A、腐蚀磨损和低温腐蚀/低温腐蚀

B、腐蚀磨损/低温腐蚀

C、过度磨损和低温腐蚀/高温腐蚀

D、高温腐蚀和腐蚀磨损/低温腐蚀

2.为消除燃油中硫分的危害，适当提高冷却水温度，其目的是：

A、减少冷却水带走的热量，促进硫酸蒸汽转化

B、使气缸壁温度保持在硫酸的露点之上，以减少硫酸的凝结

C、促进碱性气缸油的中和作用

D、保持一定的温度，减少SO2生成2/24/202418武汉海事学校杨界(2)灰分

在规定条件下燃油完全燃烧剩余物的重量百分比。燃烧后残存的灰分中含有的各种金属氧化物，可造成燃烧室部件的高温腐蚀和磨料磨损，加剧气缸的磨损。2/24/202419武汉海事学校杨界1.燃油中的灰分将导致气缸：

A.磨料磨损

B.疲劳磨损C.粘着磨损

D.腐蚀磨损2/24/202420武汉海事学校杨界(3)钒、钠含量

燃油中所含钒、钠等金属的质量浓度用10-6(ppm)表示。

钒以金属有机化合物形式存在于原油中。

一般其熔点最低，仅为300oC左右。

当排气阀和缸壁温度过高而超过这些化合物的熔点时，它们就会熔化附着在金属表面上，与金属表面发生氧化还原反应而腐蚀金属。由于这种腐蚀只发生在高温条件下，故称为高温腐蚀。

为了控制此种腐蚀，应限制排气阀和缸套表面的最高温度。2/24/202421武汉海事学校杨界1.燃油中的钒、钠会导致柴油机的______，铝、硅会导致导致柴油机的_____。

A、高温腐蚀/磨料磨损

B、酸性腐蚀/颗粒磨损

C、低温腐蚀/腐蚀磨损

D、电化学腐蚀/异常磨损2/24/202422武汉海事学校杨界(4)沥青分

表示沥青占燃油重量的百分数。

沥青是多环的大分子量芳香烃，悬浮在油中呈胶状。

沥青不易燃烧，导致滞燃期长，产生后燃，冒黑烟；

使用中易形成沉积胶膜和结炭，增加磨损并使喷油器偶件咬死。2/24/202423武汉海事学校杨界1.燃油中沥青质对柴油机会导致危害，下列不恰当的是：

A、影响燃油储存的稳定性

B、使燃油的发火性能和燃烧性能恶化

C、导致活塞环和气缸套的严重磨损

D、加剧低温腐蚀和高温腐蚀2/24/202424武汉海事学校杨界(5)残炭值

燃油在隔绝空气条件下加热干馏，最后剩下的一种鳞片状炭渣物。

残炭值:残炭占试验油重量的百分数。

残炭值表示燃油燃烧时形成结炭、结焦的倾向，不表示形成结炭的数值。

残炭值中包括了机械杂质和灰分。2/24/202425武汉海事学校杨界干馏：

固体或有机物在隔绝空气条件下加热分解的反应过程。

干馏的结果是生成各种气体、蒸气以及固体残渣。气体与蒸气的混合物经冷却后被分成气体和液体。

干馏木材制木炭，同时得到木精（甲醇）、木醋酸等。

对木材干馏可得木炭、木焦油、木煤气；

对煤干馏，可得焦炭、煤焦油、粗氨水、焦炉煤气。2/24/202426武汉海事学校杨界3.影响燃油管理工作的指标

(1)闪点

燃油在规定条件下加热到它的蒸汽与空气的混合气能同火焰接触而发生闪火时的最低温度。

根据测试仪器的不同，分为开口闪点和闭口闪点。闭口闪点低于开口闪点。

闪点是衡量燃油挥发成分产生爆炸或火灾危险性的指标。

船舶使用的燃油闭口闪点不得低于60℃

。

从防爆、防火的观点出发，在低于燃油闪点17℃的环境温度下倾倒燃油或敞开容器才比较安全。2/24/202427武汉海事学校杨界1.从安全出发，船用燃油的闪点一般要求大于：

A.60℃B.45℃C.80℃D.105℃

2.衡量燃油在储存、运输中火灾危险程度的指标是：

A.馏程B.自燃点C.闪点

D.燃点2/24/202428武汉海事学校杨界(2)凝点、倾点和浊点

说明燃油低温流动性和泵送性的重要指标。

凝点:燃油在试验条件下冷却至液面不移动时的最高温度。

燃油的凝点取决于它的成分和组成结构。

结构凝固:含石蜡较多的燃油在低温下由于石蜡结晶而形成网状晶架，从而使燃油失去流动性.

黏温凝固:含石蜡较少的燃油，在低温下由于黏度增大而失去流动性。2/24/202429武汉海事学校杨界倾点:燃油尚能够流动的最低温度。

浊点:燃油开始变混浊时的温度。

燃油的浊点高于凝点5～10℃；

倾点高于凝点3～5℃。

燃油的温度低于浊点时将使滤器堵塞，供油中断。燃油温度低于凝点时，将无法泵送。

燃油的使用温度至少应高于浊点3～5℃。2/24/202430武汉海事学校杨界(3)机械杂质和水分

燃油中所含不溶于汽油或苯的固体颗粒或沉淀物的重量百分数。

轻质燃油不允许含机械杂质，重质燃油允许含有少量机械杂质。

燃油中的水分以容积百分数表示。

燃油中的水分能降低燃油的低热值，破坏正常发火，甚至导致柴油机停车。

轻柴油限制其水分不大于痕迹(即不大于0.025％)

使用燃油净化措施降低燃油的机械杂质和水分。2/24/202431武汉海事学校杨界(二)船用燃油的种类、规格与选用

1.国产柴油机燃油的规格

轻柴油、重柴油、内燃机燃料油和重油四类。

(1)轻柴油

由直馏(常压蒸馏)柴油馏分及二次加工的柴油馏分所制成的。

轻柴油以其凝点数值作为柴油的牌号，分为10号、0号、-10号、-20号和-35号五个规格。

轻柴油是质量最好、价格最贵的柴油机燃料。

船舶上用做高速柴油主机、高速柴油发电机组、应急设备柴油机和救生艇柴油机等使用的燃油。2/24/202432武汉海事学校杨界(2)重柴油

由石蜡基原油炼制而成，凝点相对较高，

按凝点数值分为10号、20号和30号等三个牌号。

重柴油主要用于中低速柴油主机、发电柴油机等。

(3)内燃机燃料油

由渣油、重油与重柴油调制而成，供船舶低速柴油机使用。

(4)重油(燃料油)

按80℃时的运动黏度分为20，60，100及200四个牌号，可供船舶锅炉使用。2/24/202433武汉海事学校杨界2.国外柴油机燃油的规格与选用

国外船用燃油基本上分为四类，主要包括：

①轻柴油(MarineGasOil，简称MGO)，常用于救生艇柴油机和应急发电柴油机。

②船用柴油(MarineDieselOil，简称MDO)，常用做发电柴油机和柴油机主机机动操纵时的燃料。

③中间燃料油(IntermediateFuelOil，简称IFO)，是渣油与柴油调制而成的掺和油，可用于各类大功率中速及低速柴油机。

④船用燃料油(MarineFuelOil，简称MFO)，也叫C级燃油，主要用于锅炉，也可用于最新型的大功率中速柴油机及大型低速柴油机。2/24/202434武汉海事学校杨界国际标准化组织(ISO)在1987年9月制定了船用燃料油标准，即IS08217。

ISO8217将船用燃料油分为

DM级(MarineDistillateFuel)、

RM级(MarineResidualFuel)两个大的等级。

DM级是指蒸馏燃油，称直馏油或船用柴油。

DM级燃油分为四种规格，即DMX、DMA、DMZ和DMB。2/24/202435武汉海事学校杨界DMX为船用应急柴油的自燃性指标，即十六烷值较高，且浊点最高为-16℃。环境温度低至-15℃时，无需对其进行预热处理。

适用于救生艇发电机、应急设备柴油机和高度自动化燃油锅炉。

DMA为船用轻柴油，LDO或MGO，一种高品质蒸馏燃油，不含渣油成分，

主要性能指标(密度、黏度、倾点、水分)明显好于船用柴油DMB和船用重柴油DMC，

适用于中高速柴油机和生活用炉灶。

DMZ级油与DMA级油基本相同，只是最低黏度稍高。2/24/202436武汉海事学校杨界DMB为通用柴油，习惯称之为船用柴油MDO，

含有极少的渣油成分，其黏度与倾点的允许值已分别达11.0cSt／40℃

在环境温度较低时，需要进行预热处理，并采取沉淀、过滤、分离等方法，除去油品中的水分和机械杂质，减少危害程度。2/24/202437武汉海事学校杨界性能单位LIMITDMXDMADMZDMB运动黏度400Cmm2/Smax.5.5006.0006.00011.00mm2/Smax.1.4002.0003.0002.000密度150CKg/m3max.-890.0890.0900十六烷指数-max.45404035