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劳氏船级社ECO船级符号

ECO船级符号,是劳氏船级社对于环境保护的自愿性质的要求,它提供了一种方式,可以让船舶在建造和运营过程中更好的符合环境法案的要求。通过这个船级符号,不仅可以减少船舶在运营过程中对环境造成的破坏,更有可能在发生事故的情况下减少对环境的影响。同时,对于未来有可能生效的环境公约,ECO船级符号的兼容性也十分优秀,从而大大的节约了后续修改施工的成本。


这个船级符号具体分为三个部分:


  1. Fundamental requirements:这一部分并没有特殊的要求,而且完全符合MARPOL的相关决议。


  2. Core requirements:相比IMO的相关环境公约,这一部分增加了很多额外的要求。


  3. Optional supplementary characters:如果需要增加相关的入级标志,则需要满足更严格的要求。


这部分附加标志包括但不限于:防污漆,压载水处理,船舶效能设计指数,有害物质清单,氮氧化物排放,硫氧化物排放,油舱保护,冷藏系统,油雾排放控制系统(仅油船)。


相关定义以及附加标志的含义请自行查阅劳氏船级社规范第七部分第十一章。


如果想满足ECO船级符号,需要哪些相关的文件呢?


●证书:


  1. 船旗国的MARPOL证书或声明,包括:


    a. 对于每一台内燃机,符合MARPOL附则VI种关于氮氧化物排放的EIAPP证书或声明;


    b. IEEC证书(International Energy Efficiency Certificate)。


  2. ISM规则中的SMC证书和DOC文件;


  3. 焚烧炉型式认可证书;


  4. TBT-Free防污系统证书;(TBT,有机锡类化合物,能杀死大量海洋生物。对于新造船,2003年1月1日以后严禁作为防污涂层的原料。)


  5. 生活污水系统,以及对于安装了生活污水处理装置的船舶,应提供符合美国海岸警备队联邦法规第33章第159条或者MARPOL附则IV要求的符合声明;


  6. 对于运输原油的油轮,还应提供油雾排放控制系统证书或声明,其标准应参考美国海岸警备队联邦法规第46章第39条或者IMO制定的MSC Cirular585决议案;


  7. 对于符合VOC-R附加标志的船舶,还应提供抑制VOC(Volatile Organic Compounds,挥发性有机化合物)设备的型式认可证书;


  8. 对于符合EnMS附加标志的船舶,需提供ISO50001证书。


以上文件需提供一份拷贝。


●操作程序:


  1. 保证船舶氮氧化物排放认可持续有效的程序;


  2. 控制硫氧化物排放的燃油管理程序;


  3. 制冷剂管理程序,包括制冷剂的加注和再利用,泄漏探测以及简单的日志记录簿;


  4. 对于过期的灭火用泡沫,化学或液基灭火介质的存放以及泄漏处理程序;


  5. 油类污染预防办法;


  6. 垃圾管理程序;


  7. 生活污水处理和排放控制程序;


  8. 尽可能减小压载水中非原生微生物转移的预防办法;


  9. 压载水管理计划;


  10. 船舶效能管理计划;


  11. 挥发物管理计划(仅适用于运输原油的油轮);


  12. 灰水处理或存放以及排出(仅适用于符合GW附加标志的船舶);


  13. 有害物质清单的保存程序(仅适用于IHM附加标志的船舶)。

以上文件需提供两份拷贝。


●相关信息和图纸:


  1. SERS(Ship Emergency Response Service,船舶应急响应服务)登记号或IACS成员作为服务提供方提出的替代方案的声明;


  2. 在MARPOL附则VI中限定的所有柴油机参数,型号,功率,转速,工作循环(感谢老范);


  3. 氮氧化物的实际认可值的描述方法,附加标志(NOX-1和NOX-2)以及带有氮氧化物过滤装置的柴油机的氮氧化物技术文件(适用于NOX-3附加标志);


  4. 永久安装的冷藏系统的参数和位置(包括应用于货物温度控制,空调设备,储备物资的房间,制冷机组);


  5. 每个系统加注制冷剂的重量以及按照ISO817规定的制冷剂标号;


  6. 标识了制冷剂泄漏探测设备的数量和位置的制冷设备总布置图;


  7. 固定式灭火系统和移动灭火器的灭火介质的详细参数;


  8. 舱底水储存舱,废油舱和油渣舱的容积以及管系布置;


  9. 非货油加注和泄放以及围油槽(滴油盘)的泄放布置;


  10. 燃油存放,澄清和日用舱的高位报警系统和溢流系统;


  11. 货物和压载舱的布置(仅tanker);


  12. 货物和压载管系系统图纸,包括货舱溢出的预防布置(仅tanker);


  13. 货油总管以及围油槽(滴油盘)的泄放系统布置;


  14. 生活污水处理和存放系统的细节;


  15. 船员和乘客的最大人数;


  16. 焚烧炉布置细节(如安装),以及管系系统,相关的控制和监控设备;


  17. 船体油漆(涂层)系统;


  18. 压载水处理布置(仅适用于BWT附加标志);


  19. 船舶效能设计指数(EEDI)的符合声明或者证书(仅适用于EEDI附加标志);


  20. 灰水处理设备以及出水水质的细节(仅适用于GW附加标志);


  21. 有害物质清单的符合声明;


  22. 油舱保护的布置(仅适用于P附加标志);


  23. 投影面积图(货舱表面,容易受到直接冲击的位置,可以忽略纵骨,肘板等小结构)(仅适用于TC附加标志);


  24. 挥发性气体自收集再利用系统,适用于带有VOC-R附加标志,运输货油以及带有VECS-L附加标志的船舶;


  25. 劳氏船级社SEEMP声明(仅适用于SEEMP附加标志);


  26. 任何与船舶对于环境友好程度,并且有可能影响ECO船级符号授予的相关文件。

以上文件需提供一份拷贝。


下面我们详细说一说ECO船级符号的一些要求。


氮氧化物排放


对于氮氧化物排放的要求,适用于单体输出功率在130千瓦以上的柴油机。但是需要注意一点,如果仅作为应急使用的柴油机不在这个范围内(这一部分与MARPOL附则VI的要求一致)。另外,这一部分对于锅炉,焚烧炉以及燃气轮机并没有特殊的要求。


如何界定柴油机是否需要符合MARPOL附则VI中氮氧化物相关的排放限制的要求呢?第一看船舶建造日期(铺龙骨日期),第二看主机安装上船日期。


安装在2011年1月1日以前建造的船舶上的柴油机,同时不超过MARPOL附则VI中Tire I限制的80%,可以授予NOX-1附加标志;


安装在2011年1月1日以前建造的船舶上的柴油机,同时不超过MARPOL附则VI中Tire II限制的80%,可以授予NOX-2附加标志;


任何时间安装上船的柴油机,如果符合MARPOL附则VI中Tire III的限制要求,即可授予NOX-3附加标志。


对于符合排放限制的柴油机,劳氏会颁发EIAPP证书。


对于如何获得EIAPP证书的细节和柴油机排放限制的相关内容,这里就不做讨论了。


目前对于氮氧化物的控制,有以下几种方法:


  1. 高压喷射,缩短喷油持续周期。


    将燃油喷射压力提高到150兆帕以上,可以有效地改善燃油雾化质量,同时增强了喷射能力,缸内进气量增加导致加快了燃烧速度,并且推迟了整个燃烧过程。由于燃油喷入气缸内之前已经得到了充分的压缩,所以在第二冲程(四冲程柴油机)临近结束时压力和温度升高,从而使燃油喷入后的滞燃期缩短,燃烧速度和放热率降低,燃烧室内火焰温度下降,氮氧化物的生成率和排放率得到了有效地控制。


  2. 直接喷水。


    瓦锡兰研发了一种通过缸内直接喷水的技术来降低氮氧化物的排放。基本原理是设计了同时喷油和水的复合型喷油器。通过喷水,降低了缸内燃烧温度,可以减少50%左右的氮氧化物排放。这种类型的柴油机的燃油喷射系统和常规机型没有不同,喷水系统和喷油系统完全隔离,停止喷水时对机器的运转没有影响。


    与这种原理相类似,另外一种方法则是在燃油内加入水和乳化剂制成乳化燃油。燃烧时也会降级最高燃烧温度,抑制氮氧化物的生成。同时乳化燃油还可以增加着火延迟时间,提高预混燃烧比例,从而减少了氮氧化物的排放。


    但是以上两种方法会导致燃烧不完全,柴油机功率降低,燃油消耗增加。所以通过这两种方法降低氮氧化物排放方式时,需要调和进气富氧和燃料加水的比例。


  3. 废气再循环技术。


    这种技术通过引入一部分废气进入气缸,降低缸内含氧量;或者通过再循环的废气降低缸内最高燃烧温度。这两个办法都会减少氮氧化物的生成。与此同时,泵吸收损失,冷却散热损失,以及燃烧产物离解反应降低,油耗降低。


    一般来说,废气循环回路一般有高压废气再循环回路和低压废气再循环回路两种。


以上这些属于机内控制,并不能完全起到净化效果。因此对以排出燃烧室但尚未排放到大气中的废气进行处理,采取机外控制技术显得很有必要。这种手段主要是通过催化转化技术。


在这些技术中,目前最有效,最成熟的手段是选择性还原催化。利用氨有选择的对氮氧化物进行还原反应,生成对环境无害的氮气和水蒸气。


化学方程式自己百度吧。


这种技术对排烟温度有比较高的要求,需要限制在300到500摄氏度左右。温度过低,容易生成硫酸铵吸附在催化剂载体表面,降低催化效果;温度过高,则会生成一氧化氮。


【优点】:可以减低90%左右的氮氧化物排放,从而满足相关法规的要求。另外,还不会造成油耗增加和排气黑烟增加。不存在最终排放物的清理问题,还具有降低噪音的效果。


【缺点】:体积大,价格昂贵。除此之外,氨的泄漏和新的反应物的出现使这种技术也存在着潜在的污染和毒害危险。碱性物质,蒸汽,重金属等会降低催化剂的效能。如果柴油机使用了高硫份燃油,还会生成硫酸铵堵塞催化剂。


硫氧化物排放


对于低硫油,相关的法规有如下几个:


  1. MARPOL附则VI;


  2. 欧盟EU Low Suplhur Directive 2005/33/EC以及2012/32/EC


  3. 美国加利福尼亚空气资源委员会(California Code of Regulation Titles 13 and 17,CARB法规)

其中2和3不属于公约,是欧盟和美国为了维护本国利益出台的地区性法规,其中的某些标准要高于MARPOL的相关要求。


劳氏ECO船级符号要求低硫油的含量不超过3.00%m/m。


而上述法规中要求的0.1%m/m标准如下:

  1. MARPOL附则VI,硫含量低于0.1%m/m,取样按照MEPC.182(59);


  2. EU法规,参考ISO8217,取样按照MEPC.182(59);


  3. CARB法规,船用汽油,对应ISO8217中规定的DMA级馏分油;船用柴油,对应ISO8217中规定的DMB级馏分油。


低硫燃油价格高。 因此,当前最普遍和有效的作法是,SECA区域以外燃用高硫燃油, 进入SECA区域燃用低硫燃油。

低硫燃油的一些特性


  1. 低硫燃油硅、铝含量较高


    现代石化工业,为了提高轻质燃料油的产量,采用催化裂化技术, 原油炼制过程中加入含有硅和铝元素的催化剂。 残渣油中催化剂的硅、铝颗粒很难全部分离出来。硅和铝颗粒会像磨料一样,导致进入燃油系统加速高压油泵柱塞套筒偶件磨损、出油阀卡阻、喷油器针阀磨损;如果直接接触缸套、活塞环,嵌入生铁的石墨基结构中加剧磨损,严重时甚至拉缸、活塞环断裂、扫气箱着火、增压器喘振、增压器轴承损坏等,威胁船舶安全。


    低硫燃油硅和铝含量有时超过25ppm, 而高硫燃油的硅和铝含量通常小于15ppm(ISO8217限定最高80ppm)。


  2. 低硫燃油含硫量低,应使用总碱值低的气缸油。


    燃用低硫燃油而使用高碱值气缸油, 气缸油中多余的碱性物质会浓缩并黏附在缸套内壁上破坏缸套润滑油膜的完整性,加剧缸套、活塞环磨损,严重时导致拉缸、活塞环断裂等故障。


    目前已经有一些船舶配置了专用的油舱。


ECO船级符号中的冷藏系统。


我们说完了氮氧化物,硫氧化物,现在该说臭氧层破坏了。由于制冷空调行业广泛采用的CFC(Chlorofluorocarbon,氯氟烃。一种卤代烷,早期用作制冷剂,对臭氧有分解作用)与HCFC(Hydrochlorofluorocarbons,含氢氯氟烃,同样也是一种制冷剂。)类制冷剂对臭氧层有破坏作用及产生温室效应,使全球环境面临严重挑战。根据制冷剂对臭氧层的破坏力和相对温室效应提出的两个指标:损耗大气臭氧层潜能值(ODP,Ozone Depletion Potential)和全球变暖潜能值(GWP,Global Warming Potential)可以用来衡量制冷剂对环境的影响。


ODP也叫臭氧衰减指数,用于考察气体逸散到大气中对臭氧破坏的潜在影响程度。它规定以制冷剂R11(一氟三氯甲烷)为基准,取R11的ODP值为1,其他物质的ODP值是相对于R11的比较值。例如R22的ODP值为0.05,然而它对于臭氧层同样有破坏作用。所以,ECO要求适用于这个符号的船舶的制冷剂ODP值应为0。


GWP能够评价温室气体在未来一定时间的破坏能力,通常以20年,100年,500年来衡量。通常,由于自然的分解破坏机制,已有温室气体在大气中的浓度是逐年降低的,并且温室效应能力也一并减弱。然而某些CFC家族气体,大气存留时间相当长,并且有可能100年GWP值高于20年GWP。目前,GWP值根据国际气候变化委员会1992年的资料,取二氧化碳的GWP值为1,时间区间为100年。作为参考,ECO船级符号要求GWP值不能超过1950。


根据现在版本的规范,ECO船级符号针对的是永久安装在船上的冷藏和空调系统,不适用于厨房,食品储藏室,酒吧以及船员居住区的冰箱,冷冻机和制冰机。


说说目前船用制冷剂的情况。

民船多数采用R404A(五氟乙烷/三氟乙烷/四氟乙烷 混合物)制冷剂,军船仍采用R22(二氟一氯甲烷)制冷剂,部分欧洲船东要求采用R134a(1,1,1,2-四氟乙烷)或R407C(由R32制冷剂和R125制冷剂再加上R134a制冷剂按一定的比例混合而成)等低GWP的制冷剂。长期以来,R22以其优良的物理和化学性能、良好的热力性能(饱和压力适中、容积制冷量大、低能耗、合适的临界温度、低粘度、高导热系数等)、良好的使用安全性(无毒、不燃、不爆等)、良好的经济性、与矿物油的可溶性及对金属和非金属材料无腐蚀性等特点而广泛用于制冷空调领域。


但R22对大气臭氧层有破坏作用(其ODP值为0.05,GWP值为1700),仅允许在过渡期使用,时至今日很多制冷设备中已不允许使用。就船舶空调制冷行业而言,使用R404A仍然属于过渡时期的无奈选择。因为R404A虽然不受MARPOL的使用限制,而且其ODP值为 0,但是其GWP值却高达 3750,所以ECO船级符号的船舶不能使用。


由于目前在船舶冷藏的低蒸发温度领域尚没有合适的环保制冷剂,因此 R404A仍在船舶行业被广泛应用。R134a和R407C由于其低ODP和低GWP而在船舶空调制冷领域是一种很好的选择,但是由于R134a适用于零下23.3℃及以上的蒸发温度范围,在低蒸发温度和高压缩比时,使用R134a的压缩机容积效率较低,会有30%~40%的冷量损失,因此在船舶伙食冷藏系统当库温要求在-18℃以下时,不适于采用R134a和R407C。


对比一下MARPOL中对于制冷剂的要求。

MARPOL附则VI已经于2005年5月19日起生效。附则VI禁止故意排放消耗臭氧物质,包括氟代卤化烃树脂和CFC(如R11、R12等)。含有消耗臭氧物质的新装置禁止再安装到船上,但2020年1月1日前,还允许安装含有氢化氯氟烃(HCFC,如 R22)的新装置。


根据蒙特利尔议定书哥本哈根修正案,发达国家自2010年起禁止生产HCFC(R22)制冷剂,2020年起停用;发展中国家自2020年起禁止生产,2030年起停用。综上所述,目前MARPOL只对破坏臭氧层的制冷剂提出了限制使用的年限要求,考虑到 2020年1月1日以后R22将不再允许使用,因此目前大部分民用船舶已经不再采用R22制冷剂。


最后说说ECO对于冷藏系统的要求。

系统的布置应有适当的隔离措施,以便在进行保养、使用或修理时,不会将制冷剂释放到大气中, 使用回收装置时,可以接受不可避免的微量释放。


在回收制冷剂时,压缩机应能将系统内的制冷剂排空至液体容器。此外,回收装置应设有能将系统排空至现有的液体容器或者为此目的的专用气瓶中。气瓶的数量应足以储存系统中隔离点之间的全部容量。


如果船上使用了多种不同的制冷剂,在系统抽空时,各制冷剂之间不允许相混。


应使用适当的防止泄漏的措施和泄漏探测装置来避免制冷剂泄漏,使制冷剂的泄漏可能性减至最小。检查泄漏的频率和允许的最大泄漏量取决于每个系统的制冷剂加注量。做了一个表格,方便参考。



定期检查应该由具有相关资质的认可人员按照上表要求的频率进行。采用直接或间接方法测量泄漏的仪器应该按照要求校准。


应提供一种适合于所使用制冷剂的泄漏检测系统,以便对制冷剂可能漏泄的处所进行持续监测。当该处所的冷冻剂浓度超过预先规定值(氨为25ppm;卤化氟化合物为300ppm)时,则在长期有人的处所发出报警。报警后,应尽快执行适当的补救方法以修复泄漏。每个泄漏探测装置应至少12个月检查一次以保证功能持续有效。系统的保养和校准应遵循制造厂家的推荐并记录在日志簿中。


应有效地建立和执行制冷剂管理程序,这个程序应包括制冷剂的加注和回收,泄漏探测和处理冷冻剂应采取的措施。


●应保存冷冻剂清单和值班日志的记录,其中包括:

  1. 加注到每一系统的制冷剂;

  2. 制冷剂的泄漏,包括补救方法;

  3. 制冷剂的回收及其储存位置;

  4. 制冷剂的处理(含量及位置);

  5. 人员需有丰富的经验或有维护船上制冷系统的资质,包括相关的证书。


发现系统泄漏后,在正常投入使用前应再次检查维修结果和记录。相关的部件在泄漏处维修后应做一次泄漏测试,以保证维修有效。


记录中规定的操作程序应有效贯彻。这些记录以一定的形式至少需在船上保留 3 年, 如有必要,需提供给LR验船师检查。

在系统使用周期内需配置1份制冷剂记录簿。必须记录已使用的制冷剂的种类和数量及在保养维护和最终处理时增加和再利用的数量。


●所有参与下列操作的人员必须具有一定的经验或具有相关的资质:

  1. 当船舶带有ECO船级符号时,安装,保养或维护制冷装置;

  2. 检验如用于制冷剂气体泄漏装置的;

  3. 维修或实施预防措施,如泄漏点的。

, ormal; CLEAR: both; PADDING-TOP: 0px">燃油存放,澄清和日用舱的高位报警系统和溢流系统;


  • 货物和压载舱的布置(仅tanker);


  • 货物和压载管系系统图纸,包括货舱溢出的预防布置(仅tanker);


  • 货油总管以及围油槽(滴油盘)的泄放系统布置;


  • 生活污水处理和存放系统的细节;


  • 船员和乘客的最大人数;


  • 焚烧炉布置细节(如安装),以及管系系统,相关的控制和监控设备;


  • 船体油漆(涂层)系统;


  • 压载水处理布置(仅适用于BWT附加标志);


  • 船舶效能设计指数(EEDI)的符合声明或者证书(仅适用于EEDI附加标志);


  • 灰水处理设备以及出水水质的细节(仅适用于GW附加标志);


  • 有害物质清单的符合声明;


  • 油舱保护的布置(仅适用于P附加标志);


  • 投影面积图(货舱表面,容易受到直接冲击的位置,可以忽略纵骨,肘板等小结构)(仅适用于TC附加标志);


  • 挥发性气体自收集再利用系统,适用于带有VOC-R附加标志,运输货油以及带有VECS-L附加标志的船舶;


  • 劳氏船级社SEEMP声明(仅适用于SEEMP附加标志);


  • 任何与船舶对于环境友好程度,并且有可能影响ECO船级符号授予的相关文件。

  • 以上文件需提供一份拷贝。


    下面我们详细说一说ECO船级符号的一些要求。


    氮氧化物排放


    对于氮氧化物排放的要求,适用于单体输出功率在130千瓦以上的柴油机。但是需要注意一点,如果仅作为应急使用的柴油机不在这个范围内(这一部分与MARPOL附则VI的要求一致)。另外,这一部分对于锅炉,焚烧炉以及燃气轮机并没有特殊的要求。


    如何界定柴油机是否需要符合MARPOL附则VI中氮氧化物相关的排放限制的要求呢?第一看船舶建造日期(铺龙骨日期),第二看主机安装上船日期。


    安装在2011年1月1日以前建造的船舶上的柴油机,同时不超过MARPOL附则VI中Tire I限制的80%,可以授予NOX-1附加标志;


    安装在2011年1月1日以前建造的船舶上的柴油机,同时不超过MARPOL附则VI中Tire II限制的80%,可以授予NOX-2附加标志;


    任何时间安装上船的柴油机,如果符合MARPOL附则VI中Tire III的限制要求,即可授予NOX-3附加标志。


    对于符合排放限制的柴油机,劳氏会颁发EIAPP证书。


    对于如何获得EIAPP证书的细节和柴油机排放限制的相关内容,这里就不做讨论了。


    目前对于氮氧化物的控制,有以下几种方法:


    1. 高压喷射,缩短喷油持续周期。


      将燃油喷射压力提高到150兆帕以上,可以有效地改善燃油雾化质量,同时增强了喷射能力,缸内进气量增加导致加快了燃烧速度,并且推迟了整个燃烧过程。由于燃油喷入气缸内之前已经得到了充分的压缩,所以在第二冲程(四冲程柴油机)临近结束时压力和温度升高,从而使燃油喷入后的滞燃期缩短,燃烧速度和放热率降低,燃烧室内火焰温度下降,氮氧化物的生成率和排放率得到了有效地控制。


    2. 直接喷水。


      瓦锡兰研发了一种通过缸内直接喷水的技术来降低氮氧化物的排放。基本原理是设计了同时喷油和水的复合型喷油器。通过喷水,降低了缸内燃烧温度,可以减少50%左右的氮氧化物排放。这种类型的柴油机的燃油喷射系统和常规机型没有不同,喷水系统和喷油系统完全隔离,停止喷水时对机器的运转没有影响。


      与这种原理相类似,另外一种方法则是在燃油内加入水和乳化剂制成乳化燃油。燃烧时也会降级最高燃烧温度,抑制氮氧化物的生成。同时乳化燃油还可以增加着火延迟时间,提高预混燃烧比例,从而减少了氮氧化物的排放。


      但是以上两种方法会导致燃烧不完全,柴油机功率降低,燃油消耗增加。所以通过这两种方法降低氮氧化物排放方式时,需要调和进气富氧和燃料加水的比例。


    3. 废气再循环技术。


      这种技术通过引入一部分废气进入气缸,降低缸内含氧量;或者通过再循环的废气降低缸内最高燃烧温度。这两个办法都会减少氮氧化物的生成。与此同时,泵吸收损失,冷却散热损失,以及燃烧产物离解反应降低,油耗降低。


      一般来说,废气循环回路一般有高压废气再循环回路和低压废气再循环回路两种。


    以上这些属于机内控制,并不能完全起到净化效果。因此对以排出燃烧室但尚未排放到大气中的废气进行处理,采取机外控制技术显得很有必要。这种手段主要是通过催化转化技术。


    在这些技术中,目前最有效,最成熟的手段是选择性还原催化。利用氨有选择的对氮氧化物进行还原反应,生成对环境无害的氮气和水蒸气。


    化学方程式自己百度吧。


    这种技术对排烟温度有比较高的要求,需要限制在300到500摄氏度左右。温度过低,容易生成硫酸铵吸附在催化剂载体表面,降低催化效果;温度过高,则会生成一氧化氮。


    【优点】:可以减低90%左右的氮氧化物排放,从而满足相关法规的要求。另外,还不会造成油耗增加和排气黑烟增加。不存在最终排放物的清理问题,还具有降低噪音的效果。


    【缺点】:体积大,价格昂贵。除此之外,氨的泄漏和新的反应物的出现使这种技术也存在着潜在的污染和毒害危险。碱性物质,蒸汽,重金属等会降低催化剂的效能。如果柴油机使用了高硫份燃油,还会生成硫酸铵堵塞催化剂。


    硫氧化物排放


    对于低硫油,相关的法规有如下几个:


    1. MARPOL附则VI;


    2. 欧盟EU Low Suplhur Directive 2005/33/EC以及2012/32/EC


    3. 美国加利福尼亚空气资源委员会(California Code of Regulation Titles 13 and 17,CARB法规)

    其中2和3不属于公约,是欧盟和美国为了维护本国利益出台的地区性法规,其中的某些标准要高于MARPOL的相关要求。


    劳氏ECO船级符号要求低硫油的含量不超过3.00%m/m。


    而上述法规中要求的0.1%m/m标准如下:

    1. MARPOL附则VI,硫含量低于0.1%m/m,取样按照MEPC.182(59);


    2. EU法规,参考ISO8217,取样按照MEPC.182(59);


    3. CARB法规,船用汽油,对应ISO8217中规定的DMA级馏分油;船用柴油,对应ISO8217中规定的DMB级馏分油。


    低硫燃油价格高。 因此,当前最普遍和有效的作法是,SECA区域以外燃用高硫燃油, 进入SECA区域燃用低硫燃油。

    低硫燃油的一些特性


    1. 低硫燃油硅、铝含量较高


      现代石化工业,为了提高轻质燃料油的产量,采用催化裂化技术, 原油炼制过程中加入含有硅和铝元素的催化剂。 残渣油中催化剂的硅、铝颗粒很难全部分离出来。硅和铝颗粒会像磨料一样,导致进入燃油系统加速高压油泵柱塞套筒偶件磨损、出油阀卡阻、喷油器针阀磨损;如果直接接触缸套、活塞环,嵌入生铁的石墨基结构中加剧磨损,严重时甚至拉缸、活塞环断裂、扫气箱着火、增压器喘振、增压器轴承损坏等,威胁船舶安全。


      低硫燃油硅和铝含量有时超过25ppm, 而高硫燃油的硅和铝含量通常小于15ppm(ISO8217限定最高80ppm)。


    2. 低硫燃油含硫量低,应使用总碱值低的气缸油。


      燃用低硫燃油而使用高碱值气缸油, 气缸油中多余的碱性物质会浓缩并黏附在缸套内壁上破坏缸套润滑油膜的完整性,加剧缸套、活塞环磨损,严重时导致拉缸、活塞环断裂等故障。


      目前已经有一些船舶配置了专用的油舱。


    ECO船级符号中的冷藏系统。


    我们说完了氮氧化物,硫氧化物,现在该说臭氧层破坏了。由于制冷空调行业广泛采用的CFC(Chlorofluorocarbon,氯氟烃。一种卤代烷,早期用作制冷剂,对臭氧有分解作用)与HCFC(Hydrochlorofluorocarbons,含氢氯氟烃,同样也是一种制冷剂。)类制冷剂对臭氧层有破坏作用及产生温室效应,使全球环境面临严重挑战。根据制冷剂对臭氧层的破坏力和相对温室效应提出的两个指标:损耗大气臭氧层潜能值(ODP,Ozone Depletion Potential)和全球变暖潜能值(GWP,Global Warming Potential)可以用来衡量制冷剂对环境的影响。


    ODP也叫臭氧衰减指数,用于考察气体逸散到大气中对臭氧破坏的潜在影响程度。它规定以制冷剂R11(一氟三氯甲烷)为基准,取R11的ODP值为1,其他物质的ODP值是相对于R11的比较值。例如R22的ODP值为0.05,然而它对于臭氧层同样有破坏作用。所以,ECO要求适用于这个符号的船舶的制冷剂ODP值应为0。


    GWP能够评价温室气体在未来一定时间的破坏能力,通常以20年,100年,500年来衡量。通常,由于自然的分解破坏机制,已有温室气体在大气中的浓度是逐年降低的,并且温室效应能力也一并减弱。然而某些CFC家族气体,大气存留时间相当长,并且有可能100年GWP值高于20年GWP。目前,GWP值根据国际气候变化委员会1992年的资料,取二氧化碳的GWP值为1,时间区间为100年。作为参考,ECO船级符号要求GWP值不能超过1950。


    根据现在版本的规范,ECO船级符号针对的是永久安装在船上的冷藏和空调系统,不适用于厨房,食品储藏室,酒吧以及船员居住区的冰箱,冷冻机和制冰机。


    说说目前船用制冷剂的情况。

    民船多数采用R404A(五氟乙烷/三氟乙烷/四氟乙烷 混合物)制冷剂,军船仍采用R22(二氟一氯甲烷)制冷剂,部分欧洲船东要求采用R134a(1,1,1,2-四氟乙烷)或R407C(由R32制冷剂和R125制冷剂再加上R134a制冷剂按一定的比例混合而成)等低GWP的制冷剂。长期以来,R22以其优良的物理和化学性能、良好的热力性能(饱和压力适中、容积制冷量大、低能耗、合适的临界温度、低粘度、高导热系数等)、良好的使用安全性(无毒、不燃、不爆等)、良好的经济性、与矿物油的可溶性及对金属和非金属材料无腐蚀性等特点而广泛用于制冷空调领域。


    但R22对大气臭氧层有破坏作用(其ODP值为0.05,GWP值为1700),仅允许在过渡期使用,时至今日很多制冷设备中已不允许使用。就船舶空调制冷行业而言,使用R404A仍然属于过渡时期的无奈选择。因为R404A虽然不受MARPOL的使用限制,而且其ODP值为 0,但是其GWP值却高达 3750,所以ECO船级符号的船舶不能使用。


    由于目前在船舶冷藏的低蒸发温度领域尚没有合适的环保制冷剂,因此 R404A仍在船舶行业被广泛应用。R134a和R407C由于其低ODP和低GWP而在船舶空调制冷领域是一种很好的选择,但是由于R134a适用于零下23.3℃及以上的蒸发温度范围,在低蒸发温度和高压缩比时,使用R134a的压缩机容积效率较低,会有30%~40%的冷量损失,因此在船舶伙食冷藏系统当库温要求在-18℃以下时,不适于采用R134a和R407C。


    对比一下MARPOL中对于制冷剂的要求。

    MARPOL附则VI已经于2005年5月19日起生效。附则VI禁止故意排放消耗臭氧物质,包括氟代卤化烃树脂和CFC(如R11、R12等)。含有消耗臭氧物质的新装置禁止再安装到船上,但2020年1月1日前,还允许安装含有氢化氯氟烃(HCFC,如 R22)的新装置。


    根据蒙特利尔议定书哥本哈根修正案,发达国家自2010年起禁止生产HCFC(R22)制冷剂,2020年起停用;发展中国家自2020年起禁止生产,2030年起停用。综上所述,目前MARPOL只对破坏臭氧层的制冷剂提出了限制使用的年限要求,考虑到 2020年1月1日以后R22将不再允许使用,因此目前大部分民用船舶已经不再采用R22制冷剂。


    最后说说ECO对于冷藏系统的要求。

    系统的布置应有适当的隔离措施,以便在进行保养、使用或修理时,不会将制冷剂释放到大气中, 使用回收装置时,可以接受不可避免的微量释放。


    在回收制冷剂时,压缩机应能将系统内的制冷剂排空至液体容器。此外,回收装置应设有能将系统排空至现有的液体容器或者为此目的的专用气瓶中。气瓶的数量应足以储存系统中隔离点之间的全部容量。


    如果船上使用了多种不同的制冷剂,在系统抽空时,各制冷剂之间不允许相混。


    应使用适当的防止泄漏的措施和泄漏探测装置来避免制冷剂泄漏,使制冷剂的泄漏可能性减至最小。检查泄漏的频率和允许的最大泄漏量取决于每个系统的制冷剂加注量。做了一个表格,方便参考。



    定期检查应该由具有相关资质的认可人员按照上表要求的频率进行。采用直接或间接方法测量泄漏的仪器应该按照要求校准。


    应提供一种适合于所使用制冷剂的泄漏检测系统,以便对制冷剂可能漏泄的处所进行持续监测。当该处所的冷冻剂浓度超过预先规定值(氨为25ppm;卤化氟化合物为300ppm)时,则在长期有人的处所发出报警。报警后,应尽快执行适当的补救方法以修复泄漏。每个泄漏探测装置应至少12个月检查一次以保证功能持续有效。系统的保养和校准应遵循制造厂家的推荐并记录在日志簿中。


    应有效地建立和执行制冷剂管理程序,这个程序应包括制冷剂的加注和回收,泄漏探测和处理冷冻剂应采取的措施。


    ●应保存冷冻剂清单和值班日志的记录,其中包括:

    1. 加注到每一系统的制冷剂;

    2. 制冷剂的泄漏,包括补救方法;

    3. 制冷剂的回收及其储存位置;

    4. 制冷剂的处理(含量及位置);

    5. 人员需有丰富的经验或有维护船上制冷系统的资质,包括相关的证书。


    发现系统泄漏后,在正常投入使用前应再次检查维修结果和记录。相关的部件在泄漏处维修后应做一次泄漏测试,以保证维修有效。


    记录中规定的操作程序应有效贯彻。这些记录以一定的形式至少需在船上保留 3 年, 如有必要,需提供给LR验船师检查。

    在系统使用周期内需配置1份制冷剂记录簿。必须记录已使用的制冷剂的种类和数量及在保养维护和最终处理时增加和再利用的数量。


    ●所有参与下列操作的人员必须具有一定的经验或具有相关的资质:

    1. 当船舶带有ECO船级符号时,安装,保养或维护制冷装置;

    2. 检验如用于制冷剂气体泄漏装置的;

    3. 维修或实施预防措施,如泄漏点的。

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