袁 通
扬州中远海运重工有限公司 江苏扬州 225211
随着“限硫令”的到来，对于船舶排放要求越来越严苛，运营商对于增加脱硫装置的现象愈演愈烈。基于排放要求，对于将要新承接的某型VLCC船加装脱硫塔的选型进行意向供货商的产品进行性能分析，需选择合适的脱硫设备及系统。鉴于商业保密，本文所参考五家厂商设备分别用A、B、C、D、E表示，其中A、B、C、D为U型塔，E为I型塔，从技术方面进行对比分析：
一、布置尺寸和重量
A：长X宽X高（mm）：8610*5200*10300，塔体安装空间：466.8m3，重量24.2t；B：长X宽X高（mm）：4000x6300x10000，塔体安装空间：262.4m3，重量13.75t；C：长X宽X高（mm）：9224 X 5513 X 10706，塔体安装空间：543.2m3，重量32.1t；D：长X宽X高（mm）：7750 x 5200 x 10400，塔体安装空间：404.5m3，重量21.2t；E：直径X高（mm）：3.5m x 14.6m，塔体安装空间：131.6m3，重量为12.2t。
从以上数据可以看出：高度上B最小，E最高，塔体安装空间上 E最小，可减小烟囱向后延伸的两档肋位的设计；B的安装空间在U型塔中最小，有明显安装空间优势，C最大；重量上E最轻，而U型塔中B最轻，B和E可以很大程度上减少船舶空船重量。
二、塔体材料选用
A：UNS N08367（比2540MO要好一些）；B：上部：S32205，下部SMO254；C：上部：904L，下部alloy24；D：上部：S32205，下部SMO 254；E：上部：AL-6XN，下部 59 Alloy。从材料使用情况看，E材料抗酸性能最好，其次是A，B和D材料一样，比A差一点，C性能最差。
三、排气背压控制方面
A可以控制在100mm水柱以内，B和C可以控制在130mm水柱以内，D与E只能控制在150mm水柱以内，相对背压高50%；部分发电机排气背压只有450mm水柱，脱硫塔的排气背压高，限制了发电机的选型，且将影响主机油耗，对于相对背压高的D和E则有明显劣势。
四、消音功能和干烧方面
消音功能方面，A、D不具备消音功能，B、C、E具备消音功能；具备消音功能且可干烧的脱硫塔，可以考虑发电机排烟系统取消消音器的设计，降低采购和建造成本；而无干烧功能的U型脱硫塔因需考虑脱硫塔处排烟管旁通的设计，消音器无法取消。所选四个U型塔全部确认不可干烧，而I型塔确认可干烧；U型塔内部填料不可在高温下保持工作性能，I型塔其内部无填料，可在700度以上高温下保持正常性能。所以E具有明显优势。
五、电力负荷和发电机选型
不同厂家的脱硫塔在系统运行上对发电机的电力负荷影响很大，此项目基于主机在NCR功况下运行+一台发电机85%负荷时的排烟处理量来进行设计，在正常航行功况下，一台发电机运行，各型脱硫系统运行时电力负荷情况如下：A：脱硫塔系统运行功率：255KW，主发功率：1400KW，（电力负荷88.6%）；B：脱硫塔系统运行功率：218.3KW，主发功率：1400KW，（电力负荷86%）；C：脱硫塔系统运行功率：345.7KW，主发功率：1400KW，（电力负荷94.3%）；D：脱硫塔系统运行功率：259KW，主发功率：1400KW，（电力负荷89%）；E：脱硫塔系统运行功率：181KW，主发功率：1400KW，（电力负荷83.5%）。
从以上数据可以看出，E在系统运行中，功耗最小，电力负荷在85%以下；在U型塔中，B运行功耗有明显优势，但其电力负荷也达到86%，超出了85%的发电机负荷算的基础；也就是说，在发电机选用1400KW时，只有E可以在正常航行的功况下一台发电机85%运行满足要求，U型塔都不能满足要求，若满足要求，发电机功率需再加大，其中B所需加大的发电机功率会很小，只需在1增加~15KW即可满足要求。
六、洗涤泵配置方面
洗涤泵的配置，一方面对系统正常运行的安全系数有影响，另一方面对系统运行功率有很大影响，对系统建造成本也有影响。各型脱硫塔所配洗涤泵的台数和参数如下：A：2台100%：1252 m3/H*76m；B：2台100%：1352 m3/H*61m；C：2台50%：1563 m3/Hm*61m；D：2台100%：1365 m3/H*61m；E：2台50%；405m3/H*61m。
从以上数据可以看出，C和E所配洗涤泵皆为2台50%，这对于系统运行的可靠性与A、B、C比，在系统运行的安全可靠性上差很多；从泵流量上看，C脱硫系统厂家所需水量明显要大于其它四个，水量大可以认为是其洗涤效果不好，需增加水量，其有效的水、气混合和接触效果不好，也从侧面说明其内填料的工作性能差以及其喷头的喷淋效果不如其它几个设备；用水量最小的是E，只是所选几种U型塔的25.9%~64.7%，说明I型塔的洗涤有效性更好；从洗涤泵的压头上来看，A所需压头要高于其它1.5bar，虽然洗涤水量小了，为达到喷淋效果，需更高压头。
在洗涤泵的要求方面来看，I型塔有明显优势，洗涤水泵的容积和压头基本决定了系统运行所需的功率，这也是E所需运行功率能领先作为U型塔的A、B、C、D的主因。
七、对于冼涤水的要求
对于洗涤水排出的参数，对于同一设计工况下，其排出时的温度和PH值也不尽相同，见如下：A：温度：<50°C pH≥6.5；B：温度：<50°C pH≥3.1；C：温度：<50°C PH=2.5~8；D：温度：<50°C PH=2.5~8；E：温度：<50°C PH=2.5~8。从以上数值可以看出，A的PH值最高，可以达到AGP的排放要求，其它都不可达到，但B的PH值大于3.1，排舷外水流经区域的外板油漆可用环氧漆，排舷外管的内表面可以做油漆或内涂塑处理，其它三个脱硫塔的排舷外PH值都比较低，这将会排舷外水流经区域的外板油漆提出更高的要求，环氧漆不能满足要求，需用玻璃鳞片漆或更高的油漆，施工环境要求非常苛刻，成本也会增加，排舷外管需用超级双向不锈钢。这对船厂施工以及建造成本都是一种挑战。
八、其它
为全面的对四种脱硫系统进行了解，基于此项目还做如下表格中所列项目对比：
从以上对比可以看出，B的要求相对低一些，对于船厂采购、建造成本有积极意义。
九、总结
综上可知，I型塔从船舶布置上、发电机选型上、设备安装和附助系统的安装上比U型塔有综合优势；但在U型塔中，B从发电机选型、外围系统安装、系统安全运行等方面有综合优势。从技术层面以及从采购、建造施工成本等综合考虑，选用顺序建议E、B、A、D、C。根据最终设备采购报价以及船东厂商决定最终选用哪个设备。
参考文献：
[1]论海水脱硫工艺在船舶中的应用[J].冉洪波.船舶物资与市场. 2019（05）
[2]中国脱硫设备亟待升级[J].杨伟利.环境. 2016（10）
论文作者:袁通
论文发表刊物:《防护工程》2019年16期
论文发表时间:2019/12/16
标签：发电机论文; 功率论文; 系统论文; 负荷论文; 电力论文; 压头论文; 消音论文; 《防护工程》2019年16期论文;