摘要：我国不断提高的社会环保和节能减排标准，对车用油品质量提出了更高要求，质量升级步伐加快。2019年1月1日起，全国范围内须供应符合国Ⅵ标准的车用汽柴油，实现车用柴油、普通柴油、部分船舶用油“三油并轨”，取消普通柴油标准。国内各石化炼厂为满足产品质量升级要求，要新上或改扩建汽柴油加氢等装置，调整工艺操作，提高精制能力，导致投资和生产运行成本增加。与陆上成品油市场不同，水上船舶以使用燃料油为主，随着我国水上运输业的不断发展，船用燃料油市场需求量持续增长。在内河船舶用油这一目标市场上，国内过去一直以销售普通柴油为主。从实际情况看，在近海、内河的中速船舶发动机上使用轻质船用燃料油完全可以满足要求。随着国家逐步推进柴油质量升级工作，柴油和轻质船燃的质量差异将会加大，生产成本也会拉开差距。建议在此过程中，结合国内部分炼厂装置结构情况，综合考虑投资、生产成本和市场需求，统筹平衡产品结构，生产质量适宜的轻质船燃，将内河水上市场作为主打方向。
关键词：内河；船舶；燃料油；质量升级；标准
引言：国内环保法规日趋严格，推动油品质量迅速升级，车用汽柴油全面进入国Ⅵ阶段，大幅增加的投资和运行成本给部分炼厂带来升级压力。根据船舶发动机性能特点和市场需求，用柴油馏分生产船用轻燃规格产品，既可满足中速船舶发动机应用要求，又能降低质量升级成本。文章针对环保新政下的内河船舶用油工作提出了几点建议，希望能给相关人士提供重要的参考价值。
1.中速船舶发动机特点和适用油品的研究
1.1中速船舶柴油机性能特点
通过调研了解到，中速船舶发动机由于经济性好，是目前国内民用货船的主要动力。国内船舶发动机市场品牌集中度高，MANB＆W型占调研总数的61%，为第一品牌；其次为瓦锡兰、苏尔寿型，约占30%。国内主要船舶发动机厂都引进了MANB＆W公司的生产许可证，利用其技术在国内实现生产。船舶发动机与车用发动机在各项性能参数上存在明显差别。通过对在中国市场占有率较高的两类机型进行比较，可以看出，中型船舶发动机有缸径大、行程大、转速低、功率高、平均有效压力大等特点，要使其经济、合理地运行，适用的油品质量指标需有别于车用发动机。
1.2中速船舶柴油机适用油品的研究
轻质船燃与国Ⅵ柴油主要指标差别是硫含量、十六烷值，轻质船燃的硫含量指标相对容易达到，专业角度更关注于十六烷值的研究。十六烷值是衡量柴油着火性能的重要指标，其数值过低会造成柴油机滞燃期过长，使在滞燃期内做好了物理－化学准备的可燃气量增加，一旦着火则猛烈燃烧，燃烧速率和放热速率随之增大，导致压升率急剧增加，即着火特性、燃烧和放热特性变差。对1000r/min转速船舶柴油机用油的研究：相关学者在中速柴油机上进行了轻柴油和4号燃料油的动力性能实验，结果显示，采用喷孔数或喷孔直径均增加的新喷油嘴后，燃油温度控制在70℃左右，可在提高4号燃料油燃烧效率的同时避免缸内燃烧恶化，燃用4号燃料油效果较好；研究了低十六烷值柴油的主要性质对柴油机性能的影响；通过实验发现，燃用柴油十六烷值在38左右时，着火、燃烧和放热性能变化较大，因此建议油品的十六烷值在38～40为宜。对1500r/min转速船舶柴油机用油的研究：有些研究人士对低十六烷值柴油在中高速直喷式柴油机上的应用作了实验研究，结果显示，十六烷值不大于40的柴油主要可用于气缸直径大于150mm、转速小于1500r/min的中速增压或二冲程柴油机。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对2000r/min转速船舶柴油机用油的研究：学者在38%以下、含氢量在12%以上、密度在850kg/m3以下，则在2000r/min以下的柴油机中可正常使用；因低十六烷值柴油的滞燃期延长，最大压力升高率增加，最高燃烧压力下降，为改善其燃烧性能，应将供油提前角加大1～3°CA。
2.船舶用油分析
2.1船舶发动机与车用发动机用油区别
2018年6月，国务院发布《关于印发打赢蓝天保卫战三年行动计划的通知》（国发［2018］22号），明确提到了车用柴油、普通柴油、船舶用油“三油并轨”。以上3类标准同时存在，主要因为3类油品的适用范围不同，即适用的发动机工况不同。从技术角度看，车用柴油适宜于陆上汽车使用，船用燃料油适宜于水上船舶发动机使用。普通柴油标准制定时间早，使用范围没有特定领域。船舶发动机工况与车用发动机不同，转速相对低。内河和江海直达船一般使用中高速发动机，以中速发动机居多。适用于这类发动机的油品在黏度、十六烷值、密度等指标上与车用油均有区别，车用柴油并不完全适合。
2.2船用发动机使用车用柴油的安全问题
“三油并轨”要求取消普通柴油标准，如果统一为车用柴油，从标准应用来看，车用柴油十六烷值高、密度和运动黏度相对偏小，并不适用于载重大、转速低的船舶发动机。据了解，某炼油企业曾因将高十六烷值的车用柴油用于内河船舶和陆上载重大、转速低的货车和拖拉机，出现低速时熄火和油泵卡死的情况，并因此遭到质量投诉。通过实际调查发现，，目前3个标准中的主要环保指标硫含量已经同步。强制要求内河船舶统一使用车用柴油，容易出现发动机漏油、磨损导致熄火和油泵卡死等安全问题，导致行驶中的船舶失去动力，带来巨大的安全隐患。
2.3船用发动机使用车用柴油的环保问题
近几年，随着我国环境保护工作的大力深入，环保法规日趋严格，带动燃油升级迅速发展，其重点就是降低硫含量。自2018年1月1日起，车用柴油、普通柴油、内河船用轻燃的硫含量均要求不超过10mg/kg。从生产环节分析，船用燃料油和柴油属于同一石油馏分[1]，两者的加氢装置脱硫过程相同，硫含量指标完全可以达到同一标准。据了解，中国石化于2014年就率先推出了硫含量指标优于当时国标的《船用轻质燃料油》企业标准，经台架实验验证，产品的环保排放效果与普通柴油无差异。2018年又进一步修订标准，并于2018年5月31日开始实施，目前中石化船用轻燃产品硫含量已可实现低于10mg/kg，与柴油同步。从实际使用分析，车用柴油用于船用发动机，会因十六烷值高造成热分裂，产生游离碳，直观上就是由于燃烧不完全造成船舶排气冒黑烟，使氮氧化物等污染物的排放增多，间接导致空气中PM2.5颗粒物增多，给环保治理带来压力。2017年以来，执行国家环保要求，多地禁售普通柴油，内河水上网点只能销售车用柴油，部分网点顾客就因出现“冒黑烟”而质疑油品质量[2]。
结论
简而言之，国内环保法规日趋严格，2019年1月1日起，全国范围内须供应符合国Ⅵ标准的车用汽、柴油，取消普通柴油标准。国Ⅵ标准车用柴油质量升级使炼厂的投资和运行成本大幅增加，国内少数炼厂按期全部升级为国Ⅵ柴油面临困难。船舶发动机与车用发动机的性能参数有明显差别，中速船舶使用国Ⅵ车用柴油质量过剩。因此，利用低十六烷值柴油馏分生产船用轻燃，既保障了内河船用油品的安全性、环保性，又降低了炼厂质量升级成本。
参考文献：
[1]岳丹婷，段树林．柴油机燃用低十六烷值柴油能力的探讨[J].大连海事大学学报（自然科学版），2017，23（4）：81－84．
[2]何学良，徐小平．低十六烷值柴油在高速柴油机上的着火点和燃烧特点[J].小型内燃机，2019，22（1）：7－12．
论文作者:于清
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/2/3
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