(高清版)GBT 42328-2023 船用柴油机脱硫装置技术要求

船用柴油机脱硫装置技术要求2023-03-17发布I本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由全国船用机械标准化技术委员会(SAC/TC137)提出并归口。本文件起草单位：中国船舶集团有限公司第七一一研究所、中国船舶工业综合技术经济研究院、中国船级社青岛分社、青岛双瑞海洋环境工程股份有限公司、中船动力研究院有限公司、镇江赛尔尼柯自动化股份有限公司。1船用柴油机脱硫装置技术要求1范围本文件规定了船用柴油机脱硫装置的要求、运行与维护、标志、包装、运输和贮存等。本文件适用于以氢氧化钠(NaOH)、氢氧化镁[Mg(OH)₂]、氧化镁(MgO)等为脱硫剂的船用柴油机湿式脱硫装置(以下简称“脱硫装置”)的设计、制造和检验，船用燃油锅炉或其他燃烧设备用脱硫装置可参考使用。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T191包装储运图示标志GB/T6388运输包装收发货标志GB/T9969工业产品使用说明书总则GB/T13306标牌GB/T13384机电产品包装通用技术条件3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。船用柴油机脱硫装置desulfurizationdeviceformarinedieselengine由洗涤塔、洗涤液供给系统、碱液/浆液(制备)供给系统、洗涤液处理装置、控制和监测系统、排气与旁通管路等设备组成的用于从船用柴油机排气中除去硫氧化物(SO)的装置。在脱硫装置中，柴油机排气与洗涤液在其内部直接混合接触的设备，一台洗涤塔可以与一台或者多台柴油机的排烟管道连接。用来脱除硫氧化物(SO)等污染物的各类反应剂，如氢氧化钠(NaOH)、氢氧化镁[Mg(OH),]、氧化镁(MgO)等。碱液/浆液alkalisolution/slurry脱硫剂与水混和形成的化学处理液，本文件中碱液通常指氢氧化钠(NaOH)溶液，浆液通常指氢氧化镁[Mg(OH)₂]溶液。2在脱硫装置的洗涤塔中，与排气直接接触以降低硫氧化物(SO,)排放的含有碱性物质的液体。排放水dischargewater脱硫装置中任何需要被排出船舶舷外的水。从性能无法满足脱硫效率要求的洗涤液中分离出的含水量较少的固液混合物。排气压损exhaustgaspressureloss洗涤塔进口和出口排气压力之差。脱硫效率efficiency脱硫装置脱除的二氧化硫(SO₂)浓度与未经脱硫前排气中所含二氧化硫(SO₂)浓度的百分比。4要求4.1.1船用柴油机配置脱硫装置时，单套洗涤塔可匹配一台柴油机，也可匹配多台柴油机，但应保证柴油机排气在脱硫后的排放比限值[SO₂(×10-⁶)/CO₂(体积分数)]符合国际及当地的规定。4.1.2脱硫装置的工作能力应与柴油机负荷变化相适应，并且加装脱硫装置不应对柴油机的正常运行产生影响。4.1.3脱硫装置管系、设备的材料应与其接触介质的特性及工作条件相适应。4.1.4安装于船上的脱硫装置在各种运行条件下的排气背压应能始终维持在柴油机制造厂规定的范围内。如需安装风机以维持所需背压，风机的设置应考虑当其失效时，确保柴油机仍能持续工作。对于多台柴油机共用单套脱硫装置的情况，风机的设置应考虑所有与其相连柴油机的背压要求。4.1.5应在脱硫装置本地控制站和集控室设置紧急停机装置，用来停止系统运行，并自动打开排气旁通装置(如安装)。脱硫装置停机不应影响柴油机的可靠运行。4.1.6一般情况下，船上柴油机的排气管应相互独立。排气管路有并管时，应采取有效措施，防止隔离装置处于关闭状态时起动被隔离的柴油机。隔离装置应工作可靠，不论任何情况下发生故障时应保证柴油机能安全运行。4.1.7每套脱硫装置应能有效地处理与其相匹配的柴油机在最大持续运行功率工况下的排气流量。对单台洗涤塔与多台柴油机相匹配的情况，脱硫装置的排气处理能力可按实际工作时最大可能的排气流量之和确定。4.2分类a)开式脱硫装置；b)闭式脱硫装置；c)混合脱硫装置。34.2.2脱硫装置按运行模式可分为：a)开式运行模式：该模式下，洗涤液(通常为海水)在作为排放水排出到船舷外之前仅通过脱硫装置一次；b)闭式运行模式：该模式下，洗涤液多次通过脱硫装置，为了使洗涤液的性能保持为具有足够的脱硫效率，应通过添加如NaOH、Mg(OH)₂等脱硫剂的方式调整其pH。此外，脱硫装置会定期或连续地排放少量性能无法满足脱硫要求的洗涤液，需要采用洗涤液处理装置进行处理以使其满足排放标准。4.3.1.1开式脱硫装置按开式运行模式进行脱硫处理，一般由洗涤塔、洗涤液供给系统、排气监测装置、排放水监测装置、控制单元、排气与旁通管路等组成，见图1。标引序号说明：1——柴油机；2——排气旁通阀；3——排气进口阀；4——洗涤塔；5——压差传感器；6——洗涤液供给系统；7——洗涤液供给泵；8——排放水监测装置；9——排气监测装置；10——控制单元。图1开式脱硫装置示意图49627381舷外补给水5一一标引序号说明：1——柴油机；2——排气旁通阀；3——排气进口阀；4——洗涤塔；5——压差传感器；6——洗涤液供给系统；7——洗涤液供给泵；8——排放水监测装置；9——排气监测装置；10——控制单元；11——缓冲罐；12——换热器；13——碱液/浆液(制备)供给单元；14——洗涤液处理装置。图2闭式脱硫装置示意图54.3.1.3混合脱硫装置按开式运行模式或闭式运行模式进行脱硫处理，一般由洗涤塔、洗涤液供给系监测装置、控制单元、排气与旁通管路以及进排液切换阀等组成，可以通过控制洗涤液进口管路和排出管路上的阀门开关实现开式运行模式和闭式运行模式的切换，见图3。92536冷却水出7□补给水舷外海水进标引序号说明：1——柴油机；2——排气旁通阀；3——排气进口阀；4——洗涤塔；5——压差传感器；6——洗涤液供给系统；7——洗涤液供给泵；8——排放水监测装置；9——排气监测装置；10——控制单元；11——缓冲罐；12——换热器；13——碱液/浆液(制备)供给单元；14——洗涤液处理装置；15——开式模式进液切换阀；16——闭式模式进液切换阀；17——闭式模式排液切换阀；18——开式模式排液切换阀。图3混合式脱硫装置示意图64.3.2.1洗涤塔的壳体、支撑构件等应能承受船舶在设计工况下的环境条件。4.3.2.2应设有可靠的泄放设施，当脱硫装置不工作或紧急需要时，可将系统内的洗涤液泄放到指定舱柜或舷外。4.3.2.3洗涤塔如设计有工作液位，则应采取措施保证塔内洗涤液液位维持在规定范围内，当水位超出范围时发出报警，超过安全液位时应及时停机。4.3.2.4应对洗涤塔内洗涤液的重要参数进行监测。4.3.2.5应设有必要的人孔/检查孔、通道和平台，以方便塔内零部件更换、检修、维护和清洁。4.3.2.7应在靠近洗涤塔的出口处设有必要的气液分离装置，防止脱硫后的排气离开洗涤塔时携带液滴，并考虑设有合适的冲洗设施。4.3.2.8洗涤塔入口和出口应设置排气温度传感器，实时监测洗涤塔进出口的排气温度，应根据洗涤塔及内构件材质设定合适的进出口温度限值，如果温度过高应进行报警，必要时应及时切换至旁通系统。4.3.3洗涤液供给系统4.3.3.1洗涤液供给系统应至少设2台供给泵，其中1台为备用，供给泵的入口应设有过滤装置。4.3.3.2闭式脱硫装置或混合式脱硫装置中，洗涤液循环供给系统应设有必要的冷却系统，保证洗涤液进洗涤塔的温度始终维持在设计范围之内。4.3.3.3闭式脱硫装置或混合式脱硫装置中，洗涤液循环供给系统缓冲罐的容量应根据洗涤液的最大设计流量确定，缓冲罐应配置液位监测设备、温度传感器和pH传感器。缓冲罐还应设置高液位和低液位报警功能，以避免出现液位过高或者过低而对系统运行可能造成的风险。4.3.4碱液/浆液(制备)供给系统4.3.4.1碱液/浆液制备系统应设有足够容量的储罐，容量应能满足碱液/浆液连续供给的需求碱液/浆液的浓度和消耗量应纳入自动控制系统。4.3.4.2应至少设2台碱液/浆液供应泵，其中1台应能供应脱硫装置设计工况下需要的碱液/浆液，另外1台备用。4.3.4.3脱硫剂的贮存、制备系统应在密闭环境，制备过程中应维持在规定温度范围内，根据需求应设有合适的温度控制措施，防止温度低时发生结晶，或者温度高时导致材料过度腐蚀。4.3.4.4采用固体脱硫剂时，应设有必要的碱液/浆液制备系统，将固体脱硫剂配制成一定浓度的碱液/浆液供脱硫装置使用。4.3.4.5采用氧化镁(MgO)作为脱硫剂时，制备的浆液粒度大小应能保证不造成管路、阀门、传感器或设备堵塞，否则应设置预处理系统。4.3.4.6浆液储罐应设有防沉淀装置，如加装桨叶式搅拌器、气力/水力搅拌装置等。4.3.4.7洗涤液储存及输运过程中应维持在规定温度范围内，为此应设有合适的温度控制措施，防止温度低时发生NaOH结晶，或者温度高时导致材料过度腐蚀，碱液舱及碱液输送管路应做加热或伴热。4.3.4.8碱液/浆液管系应设有排空及冲洗设施，当脱硫装置停止运行时，及时排空并清洗。4.3.4.9碱液/浆液制备与供应系统中可能发生泄漏的位置应安装承滴盘，防止泄漏的碱液/浆液滴落或扩散到其他结构或设备处造成破坏。4.3.5洗涤液处理装置4.3.5.1脱硫装置应设有专门的洗涤液处理装置，对经过排气脱硫后形成的洗涤液进行处理以达到7MEPC.340(77)决议规定的排放标准，洗涤液处理装置应足以处理脱硫装置设计最大工况下的废水排放量。4.3.5.2应按MEPC.340(77)决议的要求设置水质排放监测系统，洗涤液处理装置产生的排放水排放前应进行检测，合格后方可排放。4.3.5.3洗涤液处理装置排放的水质应满足MEPC.340(77)决议关于排放水pH、浊度、PAH含量的监测指标的要求，监测结果超标应及时发出报警，并返回洗涤液处理装置继续进行处理。4.3.5.4脱硫残渣柜的容量应依据预期产生的残渣量进行设计，计算时应考虑脱硫装置的类型、数量以及可排放残渣港口之间最大的航行时间等因素。4.3.6控制和监测系统4.3.6.1脱硫装置应具有完善的模拟量控制、顺序控制、联锁、保护、报警等功能，设远程和本地两种操作方式。4.3.6.2对于开式脱硫装置，应对脱硫装置的洗涤液流量、洗涤塔内液位、洗涤塔排气压损、排放水pH、排放水PAH、排放水浊度、洗涤塔进排气温度等主要参数进行监测。对于闭式脱硫装置或混合式脱硫装置，应对脱硫装置的洗涤液流量、洗涤塔内液位、洗涤塔排气压损、排放水pH、排放水PAH、排放水浊度、洗涤塔进排气温度、洗涤液pH、缓冲罐液位、洗涤液温度等主要参数进行监测。4.3.6.3对于开式脱硫装置，自动控制系统应对脱硫装置关键工艺控制参数，如洗涤液流量、洗涤塔内液位等进行自动调节和控制。对于闭式脱硫装置或混合式脱硫装置，自动控制系统应对脱硫装置关键工艺控制参数，如洗涤液流量、洗涤塔内液位、脱硫剂供给流量、洗涤液pH、缓冲罐液位、冷却水流量等进行自动调节与控制。4.3.6.4应在脱硫装置就地控制站和集控室设紧急停机装置，用来停止系统运行，并自动打开排气旁通装置(如安装)。脱硫装置停机不应影响柴油机的可靠运行。4.3.7排气与旁通管路4.3.7.1排气管路有并管时，应采取有效的联锁保护措施，防止隔离装置处于关闭状态时起动被隔离的柴油机。隔离装置应工作可靠，任何情况下发生故障时应保证柴油机能安全运行。4.3.7.2脱硫装置如设有旁通装置，应设有正确指示其工作状态的装置。旁通装置应工作可靠，任何情况下应保证柴油机能安全运行。4.3.7.3如不设旁通，应确保即使脱硫装置停止工作，柴油机产生的高温排气也能顺利排出，而不会对脱硫装置及其构件造成破坏。这种情况下，脱硫装置的设计还应考虑高温排气直接冲刷后灰尘积聚、结碳等风险。4.4.1脱硫装置外表面的铸造、焊接及加工表面应无锈、无垢、无飞边毛刺等。4.5材料4.5.1洗涤塔前排气管路宜选用碳钢，当耐腐蚀性能不满足要求时，可采用不锈钢进行替代。4.5.2洗涤塔、洗涤液循环供给管路及废水/废渣处理单元宜选用不锈钢，对于脱硫装置核心设备洗涤塔，可采用更高抗腐蚀性能的双相不锈钢或超级奥氏体不锈钢或材料工作环境相适应的耐腐蚀材料。4.5.3开式脱硫装置循环供给管路中的相关泵及阀件宜选用青铜。4.5.4脱硫装置废水管路或阀件、膨胀节、内衬等防腐蚀和磨损要求较高的部位可选用玻璃钢、橡胶、8陶瓷等非金属材料。4.6排放限值4.6.1柴油机排气经过脱硫装置处理后的SO₂(ppm)/CO₂(体积分数)应满足表1限值，SO₂(ppm)/CO₂(体积分数)应按照MEPC.340(77)决议附录2进行计算。4.6.2排放水的水质应满足MEPC.340(77)决议关于排放水pH、PAH、浊度、硝酸盐含量限值的要求。表1燃油硫含量限值要求及对应SO₂(×10~6)/CO₂(体积分数)公约/法规燃油硫含量(质量分数)%CO₂(体积分数)%实施日期实施区域附则VI2020年1月1日SO,排放控制区外2015年1月1日SO,排放控制区内中国船舶排放控制区实施方案2016年1月1日珠三角、长三角、环渤海水域2019年1月1日香港规例2015年7月1日香港港口4.7环境适应性脱硫装置应能在下列环境条件正常工作：a)环境温度：-5℃~55℃;b)大气压力(po):100kPa;c)相对湿度(po):60%;5运行与维护5.1运行管理脱硫装置应能在满足设计工况的条件下长期稳定可靠地运行。5.2维护保养脱硫装置应制定详细的维护保养规定，维修人员应按规定定期检查、更换或维修各类设备、电气及传感器等必要的部件并做好维护保养记录