NHIÊN LIỆU HÀNG HẢI (MARINE FUEL)

NHIÊN LIỆU HÀNG HẢI MARINE FUEL NHÓM 4: ĐỖ THỊ LIÊN NGUYỄN NGỌC NGHIỆP... CONTENT  Thực trạng  Lịch sử hình thành động cơ hàng hải  Động cơ hàng hải  Nhiên liệu hàng hải và nguồ

NHIÊN LIỆU HÀNG HẢI

(MARINE FUEL)

NHÓM 4: ĐỖ THỊ LIÊN NGUYỄN NGỌC NGHIỆP

CONTENT

 Thực trạng

 Lịch sử hình thành động cơ hàng hải

 Động cơ hàng hải

 Nhiên liệu hàng hải và nguồn gốc

 Tiêu chuẩn đánh giá

 Tính chất nhiên liệu và phụ gia

 Nhiên liệu hàng hải trong tương lai

MARINE TRAFFIC

300,000 cubic metres in Singapore

300,000 cubic metres in Tanjung Bin

Delivery Locations

275,000 cubic metres floating storage in Tanjung Pelepas anchorage Dung quất 70.000 tones = 56,000 cubic metres

IN VIET NAM

SO SÁNH GIÁ CẢ DIESEL, XĂNG, MARINE

PRICES

Diesel oil: 990.77 USD/ tone

HISTORY OF MARINE ENGINE

First half

of 20th

century

• Steamship popular

1920s

• Diesel and residual increase

• Diesel more benefit due to small

difference of cost

1950s

• Innovations for diesel engine to use heavier fuels

• High alkalinity cylinder

lubricants for high sulphur residual fuels

1960s Considerable benefit due to cheaper

residual fuels

Diesel ship using residual fuels popular

Start of 21st

century Diesel ships accounted for 98% fleet

NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ HÀNG HẢI

 Động cơ 2 thì: tạo công và nén trước; nén và hút

Ưu điểm: hiệu suất riêng (hiệu suất trên dung tích) cao

Thiết kế đơn giản động cơ hai thì mang lại nhiều ưu điểm như dễ bảo trì hơn và

có khối lượng di động (trục khuỷu, píttông, ) nhỏ hơn

Vận tốc pittong nhỏ Thích hợp cho tàu thủy công suất lớn (nòng xy lanh

1 mét)

ĐỘNG CƠ 4 KÌ

Tốc độ pittong bé hơn, công suất nhỏ hơn, cháy sạch hơn hai kỳ Chỉ thích hợp cho loại tàu thủy hạng nhẹ

TIÊU CHUẨN KHÍ THẢI CHO MARINE FUEL

Category Displacement (D) CO NOx+THC PM Date

2

5.0 ≤ D < 15 5.0 7.8 0.27 2007 a

15 ≤ D < 20 Power < 3300 kW 5.0 8.7 0.50 2007a

15 ≤ D < 20 Power ≥ 3300 kW 5.0 9.8 0.50 2007a

20 ≤ D < 25 5.0 9.8 0.50 2007 a

25 ≤ D < 30 5.0 11.0 0.50 2007 a

* - Tier 1 standards are equivalent to the MARPOL Annex VI Tier I NOx limits

a - Tier 1 certification requirement starts in 2004

Tier 2* Marine Emission Standards

Displacement (D) NOx+THC PM

dm3 per cylinder g/kWh g/kWh Power ≥ 37 kW & D < 0.9 4.0 0.24 0.9 ≤ D < 1.2 4.0 0.18 1.2 ≤ D < 2.5 4.0 0.12 2.5 ≤ D < 5.0 5.0 0.12 5.0 ≤ D < 15 5.0 0.16

Power (P) Displacement (D) NOx+HC† PM Date

† Tier 3 NOx+HC standards do not apply to 2000-3700 kW engines

a - < 75 kW engines ≥ 0.9 dm3/cylinder are subject to the corresponding 75-3700 kW standards

b - Option: 0.20 g/kWh PM & 5.8 g/kWh NOx+HC in 2014

c - This standard level drops to 0.10 g/kWh in 2018 for < 600 kW engines

Tier 3 Standards for Marine Diesel Category 1 Commercial

Standard Power Density (≤ 35 kW/dm3) Engines

Power (P) Displacement (D) NOx+HC PM Date

a - < 75 kW engines ≥ 0.9 dm3/cylinder are subject to the corresponding 75-3700 kW standards

b - Option: 0.20 g/kWh PM & 5.8 g/kWh NOx+HC in 2014

Tier 3 Standards for Marine Diesel Category 1 Commercial High Power Density (> 35 kW/dm3) Engines And All Diesel Recreational Engines

TYPES OF MARINE FUELS

 MGO (Marine gas oil) made from distillate only

 MDO (Marine diesel oil) - A blend of heavy gasoil that may contain very small amounts of

black refinery feed stocks, but has a low viscosity up to 12 cSt so it need not be heated for use in internal combustion engines

 IFO (Intermediate fuel oil) A blend of gasoil and heavy fuel oil, with less gasoil than marine

diesel oil

 MFO (Marine fuel oil) or HFO (Heavy fuel oil) - Pure or nearly pure residual oil

• free from traces of residual fuel

DMB

• Also called MDO

• May have traces of residual fuel

• can be high in sulfur

DMC

• contain residual fuel, and is often a residual fuel blend

RX*

• Residual (non- distillate)

• identified

by their nominal viscosity (e.g., RMA10, RMG35,…)

• According ISO 8217 standard:

Standards have also been developed for biodiesel fuels and their blends

CII (CALCULATED IGNITION INDEX )

 Same CN

CCAI

(CALCULATED CARBON AROMATICITY INDEX)

STOCKS FOR MARINE FUELS BLENDING (SIMPLE REFINERY)

 Atmospheric crude distillation and further refining of distillates:

STOCKS FOR MARINE FUELS BLENDING

(SIMPLE REFINERY)

 MGO and MDO: kerosene + light gasoil (diesel) + heavy gasoil

 For DMC distillate marine diesel up to 10–15%, residual fuel can be added

 Straight run IFO 380: the atmospheric residue (800 mm2/s at 50°C) + a gasoil fraction

 IFOs + gasoil (or MDO) to lower grade below IFO 380 IFOs have good ignition characteristics and lighter density due to the high percentage of paraffinic

STOCKS FOR MARINE FUELS BLENDING (COMPLEX REFINERY)

 Complex refinery with (fluid) catalytic cracking and visbreaking:

Don’t use for blending

STOCKS FOR MARINE FUELS BLENDING

(COMPLEX REFINERY)

 Due to aromatic nature, heavier density

 With MGO and MDO, need to control sulfur content

 MGO: have new blending component LC(G)O (60% aromatic), no different performance with atm gasoil to be expected, 0.3% sulfur content

 MDO: more LC(G)O, higher density and lower cetane number

 IFO 380: visbroken residue + HCO and + LC(G)O

 IFO<380: IFOs + LC(G)O (or MDO, MGO)

BLEND FUELS

COMPONENT

THÀNH PHẦN DIESEL

REQUIREMENTS FOR MARINE DISTILLATE FUELS

REQUIREMENTS FOR MARINE RESIDUAL FUELS

TCCS 03

TCCS 05

HEATING VALVE

ĐẶC ĐIỂM NHIÊN LIỆU

Tính chất nào quan trọng???????????

ĐẶC ĐIỂM NHIÊN LIỆU

• Trị số xetan

• Điểm chớp cháy

• Độ nhớt

• Nhiệt độ điểm chảy

• Hàm lượng lưu huỳnh

• Hàm lượng nước

• Hàm lượng asphanten

• Hàm lượng kim loại

• Màu và mùi nhiên liệu

NHIỆT ĐỘ ĐIỂM CHẢY

• Ảnh hưởng đến hoạt động bơm phun nhiên liệu trong động cơ

• Nguyên nhân do sự hình thành các tinh thể

• Cần thêm phụ gia hạn chế mầm tinh thể phát triển hoặc thay đổi cấu trúc tinh thể

HÀM LƯỢNG LƯU HUỲNH (HOẶC H 2 S)

 Ảnh hưởng đến ăn mòn (động cơ

và bể chứa

 Ảnh hưởng môi trường

 Mùi nhiên liệu

 Yêu cầu tối đa với Distillate Marine Fuels là:

 DMX: 1.00

 DMA: 1.50

 DMB: 2.00

 DMC: 2.00

Date Sulfur Limit in Fuel (% m/m)

SOx ECA Global

a - alternative date is 2025, to be decided by a review in 2018

Emission Control Areas: ECA

HÀM LƯỢNG NƯỚC

 Nước là một chất ô nhiễm:

 Giảm nhiệt cháy của nhiên liệu

 Hòa tan các muối vô cơ gây lắng đọng kim loại trong nhiên liệu

 Khắc phục:

 Áp dụng khi nhiên liệu trong bể chứa

 Sử dụng phụ gia làm tăng kích thước các giọt nước và lắng xuống đáy bể

SỰ ỔN ĐỊNH ASPHANTEN

Marine fuel là sự pha trộn của các phân đoạn

Phần nặng bị tách ra lắng xuống thành dạng bùn

Khó khăn khi bơm hút và ảnh hưởng đến khả

năng cháy của nhiên liệu

Cần thêm phụ gia phân tán đều các phân tử

“nặng” asphanten

Với nhiên liệu cần phải kiểm tra trước khi sử dụng

HÀM LƯỢNG KIM LOẠI

 Kim loại Vanadi và natri gây tác hại với nhiên liệu

 Hình thành xỉ gây ra vấn đề ô nhiễm và ăn mòn trong động

cơ diesel :xi lanh, van, tăng áp và hệ thống khí xả

 Va xúc tiến hình thành SO3 gây ăn mòn

 Cần thêm phụ gia chứa magie ức chế sự hoạt động của các kim loại này

MÙI NHIÊN LIỆU

• Nguyên nhân do H2S, mecaptan olefin hoặc amin

• Phương pháp xử lý: trung hòa hoặc hydro hóa

THẢO LUẬN VÊ KHÍ HÓA LỎNG LÀM NHIÊN

† In NOx Emission Control Areas (Tier II standards apply outside ECAs)

Emission Control Areas: ECA

THẢO LUẬN VÊ KHÍ HÓA LỎNG LÀM NHIÊN LIỆU HẰNG HẢI

PHẠM VI ÁP DỤNG

VẤN ĐỀ ĐẶT RA

• Thiết kế khoang chứa nhiên liệu phải thật an toàn

• Khoang nhiên liệu chiếm thể tích lớn

• Vấn đề chiết nạp, tiếp nhiên liệu cần phải chú ý