Тяжелое топливо для судов это

Обновлено: 28.11.2022

Судовое топливо - топливо используемое на судовых энергетических установках.

Различают тяжелое и легкое топливо.
Тяжелое - флотский мазут Ф-5 и Ф-12 по ГОСТ 10585-75
Легкое топливо - судовое маловязкое топливо -дистиллятное топливо ТМС по ТУ 38.101567- 87
Заправка судна топливом и моторным маслом называется бункеровкой.

  • меньшими вязкостью, содержанием механических примесей и воды, зольностью;
  • более низкой температурой застывания.

Флотский мазут марки Ф-5 получают смешением продуктов прямой перегонки нефти: в большинстве случаев 60-70 % мазута прямогонного и 30-40 % дизельного топлива с добавлением депрессорной присадки.
Допускается использовать в его составе до 22 % керосино-газойлевых фракций вторичных процессов, в том числе легкого газойля каталитического и термического крекинга.
Флотский мазут марки Ф-12 вырабатывают в небольших количествах на установках прямой перегонки нефти.
Основными отличиями мазута ф-12 от Ф-5 являются более жесткие требования по содержанию серы (

Судовое маловязкое топливо (СМТ) по ТУ 38.101567-87 - это среднедистиллятное топливо, в отличие от моторного ДТ и судового высоковязкого топлива, получаемых смешением остаточных и среднедистиллятных фракций. Предназначено для применения в судовых энергетических установках вместо дизельного топлива.
Компонентами маловязкого судового топлива являются негидроочищенные прямогонные атмосферные и вакуумные дистилляты, продукты вторичного проис­хождения - легкие и тяжелые газойли каталитического и термического крекинга, коксования.
Получают судовое маловязкое топливо из дизельных фракций нефти, добавляя газойли вторичных процессов перегонки в соответствии ГОСТ 305-82.
Используется СМТ в средне и высоко оборотистых силовых установках и газотурбинных агрегатах (ГТА).
Характеристики:
- Вязкость (определяется для температуры 20°C) 3-6 сСт;
- Воспламеняемость: цетановое число от Л-40 до Л-45;
- Температура вспышки: 60°C;
- Компонентность: содержание серы в интервале 0,5% ( по ГОСТ 305-82) - 1,5% ( по ТУ38.101567-2000).

Для судовых энергетических установок вырабатывают несколько видов топлива, в том числе моторное топливо по ГОСТ 1667-68, судовое маловязкое топливо по ТУ 38.101567-87 и судовое высоковязкое топливо по ТУ 38.1011314-90.

Моторное топливо ДТ по ГОСТ 1667-68 по вязкости приближается к флотскому мазуту Ф-5, но в его состав могут входить все компоненты, обеспечивающие качество топлива.

В 2015 г. вступили в силу новые экологические нормы для судового топлива, используемого в зонах контроля выбросов.
Эти требования предусматривают ограничение содержания соединений серы в судовом топливе не выше 0,1%.
Введенные нормы изменили структуру потребления судовых топлив в Балтийском бассейне - доля потребления светлого топлива увеличилась с 11% в 2014 г до 23% в 2016 г.
В 2020 г ожидается введение новых требований Международной конвенции по предотвращению загрязнения с судов МАРПОЛ по содержанию серы в топливе - не выше 0,5% для всей акватории Мирового океана.

В связи с этим существенную долю на рынке займет малосернистый мазут и другое малосернистое судовое топливо.

  • Э 1 с содержанием не более 0,1 % серы
  • Э 2 с содержанием не более 0,5 % серы.

Сжиженный природный газ
Также в средне- и долгосрочной перспективе ключевую роль на бункерном рынке будет играть сжиженный природный газ (СПГ), отвечающий требованиям конвенции МАРПОЛ по содержанию серы и по концентрации соединений азота.

По данным DNV GL, при использовании СПГ выделяется меньше всего парниковых газов (основными парниковыми газами являются водяной пар, углекислый газ, метан и озон).
Но несгоревший метан, являющийся основной составляющей СПГ, создает выбросы с 20 раз более мощным парниковым эффектом, чем углекислый газ (CO2).
Впрочем, производители 2-топливных двигателей утверждают,что объем несгоревшего метана не столь велик, и использование таких двигателей дает снижение парниковых газов в судоходстве до 20%.
Количество парниковых газов от использования метанола или водорода значительно больше, чем при использовании тяжелого топлива (HFO) и морского газойля (MGO).

Ежегодно судоходная отрасль потребляет около 400 миллионов тонн нефтепродуктов. Для плавучих транспортных средств в основном используют 2 типа топлива: дистиллятное вязкостью 2,5—14,0 мм2/с и остаточное вязкостью 40—800 мм2/с. Соответственно различают легкие и тяжелые виды горючего.

Судовое маловязкое топливо

Судовое маловязкое топливо – светлый нефтепродукт, некоторый аналог «сухопутного дизеля», также называемый «флотским соляром». Изготавливается путём смешения дизельных фракций с газойлями. Используется для заправки газотурбинных и дизельных средне- и высокооборотистых двигательных установок морского и речного транспорта. По ряду характеристик СМТ отличается от автомобильного дизеля, поэтому не рекомендуется его использовать для заправки автомобиля.

Дистиллятное топливо обладает хорошей воспламеняемостью, высокой скоростью сгорания, низкой нагарообразующей способностью.

В зависимости от температурных условий работы дизеля топливо делят на:

  • Летнее (Л) – для эксплуатации при температуре окружающего воздуха 0°С и выше.
  • Зимнее (З) – для эксплуатации при температуре окружающего воздуха минус 20°С и выше (температура застывания топлива не выше минус 35°С) и минус 30°С и выше (температура застывания топлива не выше минус 45°С).
  • Арктическое (А) – для эксплуатации при температуре окружающего воздуха минус 50°С и выше.

Классификация судовых дизелей по качеству основана на различии их физико-химических и эксплуатационных характеристик. Ключевые параметры судового топлива: цетановый индекс, кинематическая вязкость, содержание примесей.

Международная классификация: MDO, DMX/A/Z/B (DM - обозначение дистиллятов, последняя буква, а также цифровое значение - вязкость топлива при 50ºС).

Российская классификация: СМТ, вид I/II/III.

Флотский мазут

Флотский мазут получают смешивая полученные после извлечения из нефти светлых фракций остаточные нефтепродукты с дизельными фракциями. Такие мазуты используют в судовых котельных, для питания силовых установок на судах.

Тяжелые средне- и высоковязкие топлива по качеству хуже дистиллятных, но их использование экономически выгодно ввиду более низкой стоимости.

Важнейшая характеристика флотского мазута – вязкость. С ней связаны также плотность, коксуемость, зольность и другие показатели.

Международная классификация: IFO, RMA/B/D/E/G/K (RM - обозначение остаточных топлив, третья буква, а также цифровое значение - вязкость топлива при 50ºС).

Российская классификация: флотский мазут Ф-5, Ф-12; топочный мазут М-100, М-40.

Сжиженный газ

Сжиженный газ — более выгодный с экономической и экологической точек зрения аналог флотского мазута. Сжигание газа производит до 90% меньше вредных выбросов. Но далеко не весь морской и речной транспорт можно переоборудовать для использования сжиженного газа в качестве основного топлива.

Судовой газойль

Судовой газойль — лёгкое топливо. Доступная, но дорогая альтернатива для перевода судов с мазута. Ключевое преимущество газойля — пониженное содержание сернистых компонентов. Это основной вид топлива, которым заправляют суда для прохода через зоны контроля выбросов — зоны, где действуют особые правила и ограничения на выбросы отходов от сгорания судового топлива (например, Балтийское и Северное моря).

Топливные добавки

Ключевым фактором, влияющим на характеристики топлива, является качество нефтяного сырья, из которого его производят. Для сокращения производственных расходов и стандартизации свойств производители добавляют в топливо различные химические реагенты и синтетические присадки, влияющие на его параметры. Чаще других в составе топлива для судов встречаются следующие добавки:

  • Депрессорные присадки
    Отвечают за повышение температуры застывания, улучшая прокачиваемость топлива при низких температурах.
  • Депрессорно-диспергирующие присадки
    Служат для снижения температур текучести и застывания маловязких судовых топлив.
  • Деэмульгаторы
    Усиливают плотность нефтепродукта, улучшая процесс расслоения нефтепродукта с водой.
  • Поглотители сероводорода
    Необходимы для богатых сероводородными компонентами тяжелых мазутов.
  • Активаторы горения
    Поднимают эффективность и КПД судового топлива.

Характеристики судового топлива

Совокупность параметров определяет качество горючего и эффективность его использования. Основными характеристиками судового топлива являются:

  • Вязкость топлива
    Характеризует внутреннее трение, влияет на сгорание топлива и бесперебойную работу топливной системы. При подогреве вязкость топлива снижается.
  • Содержание серы
    Влияет на смазывающие свойства топлива. Превышение количества серы в топливе вызывает коррозию деталей топливной системы, повышает токсичность отработавших газов.
  • Плотность
    Плотность характеризует фракционный состав, испаряемость и химические свойства топлива.
  • Коксуемость
    Показатель коксуемости - твердый остаток от сжигания топлива, величина которого говорит о проценте неполного сгорания топлива.
  • Зольность
    Содержание золы обусловлено наличием несгораемых примесей. Часто это естественные элементы добытой нефти, но еще чаще они появляются в процессе перегонки, при длительном хранении и перевозке топлива.

Полный перечень подлежащих контролю величин прописан в российских и международных стандартизирующих документах.

Экологические требования к судовому топливу

Согласно требованиям Международной конвенции по предотвращению загрязнения с судов (​MARPOL), максимальное содержание серы в судовом топливе для судов, осуществляющих судоходство под эгидой Международной морской организации ООН (IMО), не должно превышать 0.5%.
Для соответствия этим требованиям, которые были ужесточены с 1 января 2020 г., многие судовладельцы перевели свои суда на новые типы топлива или установили системы фильтрации сернистых соединений в выхлопном газе (скрубберы).

Критиков и любителей похейтить в комментариях предупреждаю сразу, выражаться буду простым языком, чтобы понятно было всем, а не только морякам. А вообще я люблю хейтеров, они хорошенько повышают активность😁

Ну что, вы ответили на мой вопрос в начале статьи? Каким бензином заправляют суда-корабли? Или вовсе не бензином?

Если не лезть в сложную терминологию и инженерные дебри, то виды топлива для судов торгового флота можно классифицировать так:

Давайте теперь по каждому пункту пробежимся в двух словах)

Тяжёлое

Тяжелым топливом называют тёмные нефтепродукты, в основном мазуты, а так же близкие к ним по вязкости виды горючего, но с меньшим содержанием серы.

Лёгкое

Легким топливом называют светлые нефтепродукты или дистилляты. К ним относятся разные виды дизельного топлива, судовое маловязкое топливо, газомоторное топливо (MGO).

Сжиженный природный газ. Да, уже и огромные суда заправляют метаном, а ведь еще в начале прошлого века суда заправляли углем! Но, насколько я знаю, в данный момент полностью эксплуатируются на СПГ не более 500 судов в мире. Многие считают, что СПГ - это будущее мирового флота. но явно, что не самое близкое.

Кто заправляет морские суда и корабли? Специальные суда и баржи - б ункеровщики. Вот, как раз видео о том, как к танкеру швартуется бункеровочная баржа! Смотреть всем!! 👇

А теперь самое интересное🔥

Сколько топлива влезает в "бак", какой расход и цена топлива? И откуда и куда можно дойти с полным "баком"? Расскажу на реальном и конкретном примере.

Кстати, а почему слово "бак" в моей статье взято в кавычки? Все просто, в авто - бак, а на судне - бункерная цистерна.

Итак. Возьмем судно, на котором я работал. Танкер, дедвейт 50 000 тонн, длина 185 метров.

  • Бункерные цистерны максимум вмещают 1700 тонн бункера (топлива). Для расчетов я возьму 1600 тонн бункера, прям полный "бак" не заливают, расплескается😁
  • Расход - 40 тонн в сутки (расход усредненный на полном ходу. Зависит от многих факторов: в грузу или в балласте судно, погодные условия, как сильно давишь на газ, какие процессы происходят на судне и др.)
  • Цена - 500$ за 1 тонну (цена указана за топливо с очень низким содержанием серы VLSFO, есть подешевле IFO 380 - 400$, а есть и подороже - MGO 550$. Выбор топлива зависит от того, какое содержание серы требует твой район плавания).

Полный бак - 1600 тонн топлива, расход 40 тонн в сутки, судно сможет беспрерывно идти 40 суток. При средней скорости 12,5 узлов (300 миль в сутки), за 40 суток судно пройдет - 12 000 морских миль - это как из Новороссийска в Сингапур и обратно. А давайте лучше в километрах = 22 000 км. Из Калининграда во Владивосток на машине, потом обратно и еще треть Европы объехать хватит 😲

Очень часто, при эксплуатации дизельных двигателей с несоблюдением, а также нарушением ПТЭ и режима их перевода с одного вида топлива на другой, возникают тяжёлые аварийные ситуации. Фото автора.

Очень часто, при эксплуатации дизельных двигателей с несоблюдением, а также нарушением ПТЭ и режима их перевода с одного вида топлива на другой, возникают тяжёлые аварийные ситуации. Фото автора.

Неисправности возникают, вследствие резкого охлаждения или нагрева деталей прецизионных пар.

  • Различная скорость охлаждения или нагрева, сопровождается различным изменением геометрических размеров этих деталей, в результате чего происходит зависание плунжеров во втулках или форсуночных игл в направляющих.

Условием нормальной работы деталей прецизионных пар, является их постепенный нагрев или охлаждение.

  • Это обеспечивается постепенным изменением соотношения маловязкого и высоковязкого топлива в смеси и предварительным подогревом маловязкого топлива, для того чтобы трубопроводы, форсунки и ТНВД успели нагреться до подачи в них высоковязкого топлива.
  • Дизельное топливо допускается подогревать до такой температуры (323 – 333 K), при которой его вязкость будет не ниже 2 мм²/c (1,1˚ ВУ), иначе резко ухудшается смазывающая способность топлива, что может привести к заклиниванию прецизионных пар.

Постепенный переход с одного топлива на другое (в зависимости от объёма смесительной ёмкости) обычно осуществляется в течении 20 – 40 мин, при частоте вращения вала дизеля не более 80 – 85 % номинальной.

  • Как правило, этого времени достаточно для нагрева или охлаждения деталей прецизионных пар примерно с одинаковой скоростью.

Ввод дизеля в режим, после перевода на высоковязкое топливо, осуществляют согласно инструкции по эксплуатации, после чего включают автоматический регулятор вязкости топлива.

Дизель переводят с высоковязкого на маловязкое топливо обычно за 1 – 1,5 ч перед предполагаемой длительной остановкой дизеля.

  • Это делают для того, чтобы полностью удалить тяжёлое топливо из всех элементов системы, очистить втулки цилиндров, поршни и газовыпускной тракт от коррозионных продуктов и смолистых образований.
  • После перевода дизеля на маловязкое топливо, автоматический регулятор вязкости топлива выключают.
  • Понижение температуры топлива, достигают постепенным перекрытием пара на топливоподогреватель.

В случае неожиданных манёвров судна, морской дизельный двигатель, работающий на тяжёлом топливе, допускается реверсировать на этом же топливе.

Сегодняшний интерес к использованию газа в качестве топлива на морских судах инициирован всевозрастающими международными требованиям к выхлопным газам судовых двигателей по содержанию в них оксидов серы, азота и твердых частиц. В статье рассмотрены примеры проектных решений применения газомоторного топлива на самых новых судах - «сверхполном» танкере смешанного река-море плавания проекта RST27 и железнодорожном пароме для линии Усть-Луга – Балтийск проекта CNF19M.


Всего в мире на октябрь 2017 года было построено и заказано около 250 судов, работающих на сжиженном природном газе (что практически незаметно по сравнению с численностью мирового гражданского флота).

Поэтому тезис о наступлению новой эры в отношении судового топлива и судовых машин представляется несколько преувеличенным.

Наиболее жесткие ограничения установлены для Районов Контроля Выбросов (Emission Control Areas – ECA), к числу которых сейчас относят Балтийское и Северное моря, прибрежные воды США и Канады.

Газ действительно позволяет полностью исключить выброс окислов серы и твёрдых частиц, снизить на 90% выбросы окислов азота и уменьшить выбросы СО2 на 30 процентов.

Однако альтернатива также существует – малосернистое топливо плюс скруббер или дизельное топливо. Кроме того, далеко не все суда и все время работают в ECA - выбор остается за судовладельцем.

Например, согласно MEPC.286(71) требования по выбросу NOx на уровне Tier III для Балтийского моря будут применяться к судам, построенным 1 января 2021 года или после этой даты. Скорее всего, часть новых судов успеют заложить раньше, что позволит более гибко подходить к решению вопроса соответствия международным требованиям.

Возможное применение газа на речном флоте может быть оправдано в будущем только экономическими критериями, так как ограниченная в силу естественных причин продолжительность эксплуатации судов (зима - лед) и так заметно увеличивает сроки окупаемости нового судостроения до предельных для бизнеса сроков (более 10-12 лет).

Например, на танкере проекта RST27 Морского Инженерного Бюро (см. рисунок 1, с 2012 года уже построено 40 таких танкеров – это самая большая постсоветская серия отечественных грузовых судов) предусмотрена главная энергетическая установка, состоящая из двух дизельных двигателей, работающих на 2 полноповоротные винторулевые колонки. В качестве топлива для работы главных двигателей используется тяжелое топливо IFO 380 вязкостью 380 сСт или дизельное топливо. Очевидно, что наиболее логичным решением в данной ситуации является замена дизелей марки 6L20 на сделанные на их базе двухтопливные (газ и жидкое топливо) 6L20DF. Такое решение позволит вести строительство новых судов серии без значительных изменений в проектах самих судов. Однако дизели 6L20DF обладают меньшей мощностью, чем двигатели 6L20 (И ЭТО ВЕРНО ДЛЯ ВСЕХ ТАКИХ ДИЗЕЛЕЙ – мощность их при одинаковых массо-габаритных размерах падает).

Природный газ может храниться на судах в двух видах: сжатом (компримированном) и сжиженном. Когда-то на советском речном транспорте широко применялся (перед войной и во время войны) бытовой газ – то есть пропан – бутан, однако сейчас использование такого аналога бензина на судах – не допускается.

Компримированный природный газ (КПГ) хранится и перевозится в сосудах под давлением без сжижения. Основное преимущество КПГ состоит в том, что для его транспортировки не требуются заводы по сжижению газа и его последующей газификации. Но несмотря на это, в настоящее время использование природного газа на судах в качестве топлива в компримированном виде не нашло широкого применения, так как эффективность перевозки газа в сжатом виде как минимум в 3 раза ниже, чем перевозка в сжиженном виде; требуемый объем емкостей для хранения КПГ на судне в 2,5 раза больше, чем для сжиженного; из-за высокого давления хранения (2025 МПа) КПГ масса емкостей также значительно больше.

Поэтому по соображениям увеличения автономности плавания судна и уменьшения веса емкостей для хранения газа, реально применяют именно сжиженный природный газ (СПГ).

Главная трудность при использовании СПГ на судах – сравнительно большое пространство, требуемое для криогенных емкостей. В сравнении с нефтяным топливом равное по энергетическому содержанию количество СПГ требует примерно в 1,9 раза большего объема. С учетом теплоизоляции емкости требуемый объем возрастает примерно в 2,3 раза. В случае установки емкостей для хранения СПГ внутри корпуса судна, требуемый объем может увеличиться в 4 раза.

На танкерах (а также железнодорожных паромах, где есть свободная от груза верхняя палуба, или, напротив, есть трюмные помещения без размещения груза) проблему объема емкостей для газового топлива удается решить размещением криогенных емкостей на грузовой палубе (в трюме парома), а вот на сухогрузных судах и судах вспомогательного флота это возможно только за счет уменьшения размеров грузовых трюмов (или полезных подпалубных объемов). Это действительно реальная проблема, так как в силу дефицита доступного объема автономность судов – газоходов (НЕ ГАЗОВОЗОВ, которые сами работают на том грузе, которые и перевозят), как правило, не превышает 10 суток.



Рисунок 1. Общий вид танкера-газохода смешанного плавания проекта RST27

Возможные варианты емкостей – это либо специальные судовые криогенные емкости либо контейнер-криогенные емкости в размерах стандартного 40-футового контейнера.

Варианты заправки судовых емкостей - с автопоездов-газовозов, с судна-бункеровщика, с портовой бункер-станции. Например, для железнодорожного парома проекта CNF19M общий объем газовых цистерн примерно 1500 куб. метров, бункеровка предполагается либо с применением автомобилей (одновременно четыре грузовика с подачей примерно 200 куб. метров в час) или судна-бункеровщика (до 1000 куб. метров в час).

Использование контейнер-криогенных емкостей позволит производить доставку СПГ на судно с помощью железнодорожного или автомобильного транспорта без выполнения бункеровочных операций классического типа. Потребуется лишь замена емкостей. При принятии решения об использовании контейнер-криогенных емкостей необходимо ясно понимать, что относительно небольшой полезный объем контейнер-криогенных емкостей потребует значительного их количества, например, для обеспечения автономности танкера проекта RST27 10 суток при работе на газе главных двигателей, котлов и дизель-генераторов необходимо 8 контейнеров; потребуется дополнительно предусмотреть на борту судна стационарные блоки испарителей и подогревателей газа с арматурой и трубопроводами, для контроля давления подачи газа к блокам газовых клапанов; для замены контейнеров в порту, должны быть предусмотрены соответствующие грузоподъемные средства.

Примеры всех решений по заправке газомоторным топливом в мировой практике уже есть, однако в применении к рассмотренным темам – танкер смешанного река-море плавания и аварийно – спасательное судно – именно отсутствие инфраструктуры бункеровки НЕ ПОЗВОЛИЛО реализовать функцию работы на газомоторном топливе.

Кроме того, на данный момент отсутствуют международные стандарты на судовое газовое топливо. Поэтому при эксплуатации таких судов следует учитывать, что расход газа будет зависеть от низшей теплоты сгорания СПГ, которая зависит от месторождения газа.

В свою очередь, отсутствие инфраструктуры на реке не позволило судовладельцам определить стоимость СПГ как топлива. Для примера, еще 3-4 года назад были озвучены соотношения цен СПГ/дизельное топливо примерно как 0,50, а сегодня оценки уже 0,70. Понятно, что при удельной цене на мазут примерно 0,60 (предположим для мазута с уменьшенным содержанием серы в будущем 0,80) и при увеличении строительной стоимости судна – газохода по сравнению с аналогом, работающим на тяжелом топливе, на 10-15% экономического смысла в строительстве, например, танкеров смешанного река-море плавания – газоходов – не будет. Таким образом, требуется «расшитие» проблем инфраструктуры бункеровки газомоторным топливом, например, на внутренних водных путях – или речные/река-море суда будут и в будущем работать на мазуте и дизельном топливе.

Новый концепт железнодорожного парома для Балтики проекта CNF19M (см. рисунки 2 и 3) – это судно-газоход c арктической ледовой категорией Arc4, с грузовой палубой, обеспечивающей размещение 80 железнодорожных вагонов в одной плоскости без применения грузовых лифтов.

Технической особенностью разработанного проекта парома нового поколения, является соответствие самым современным требованиям по безопасности, включая требования по экологической безопасности – он работает на СПГ.

Это современное, безопасное и экономичное судно, которое позволит совершать 135 круговых рейсов в год, перевозить 8910 вагонов в год или 534 600 тонн груза. Продолжительность рейса при условии бункеровки во время грузовых операций – 2,7 суток.

При десятисуточной автономности для этого судна требуется примерно 1500 кубических метров газа, т.е. полная бункеровка предполагается один раз в три круговых рейса или частичная – при каждом заходе в Балтийск (Усть-Лугу).

В концепт заложены варианты заправки с автопоездов-газовозов и с судна-бункеровщика.

В связи с этим в ближайшее время мы надеемся увидеть вполне реальный переход от дебатов и идей к практическим действиям, в том числе новым судам, работающим на газомоторном топливе, стационарным станциям для заправки судов СПГ (порт Высоцк), суда для бункеровки других судов СПГ.



Рисунок 2. Общий вид парома проекта CNF19M





Рисунок 3. Общее расположение железнодорожного парома - газохода проекта CNF19M

Автор статьи

Куприянов Денис Юрьевич

Куприянов Денис Юрьевич

Юрист частного права

Страница автора

Читайте также: