на чем ходят корабли топливо
Топливо для судов
В связи с наличием на крупном судне нескольких энергетических установок, например, главного двигателя, дизель-генератора для выработки электроэнергии, котла для производства горячей воды и пара, судовое топливо может быть представлено сразу несколькими видами.
Более того, главный двигатель морского судна нередко запитывают не одним, а двумя и более видами топлива попеременно. Это связано с тем, что в океане существуют зоны особого контроля выбросов серы — Северное и Балтийское море, атлантическое и тихоокеанское побережья США и Канады.
При подходе к ним двигатели переводят на дизельное топливо с малым содержанием серы. Этот же приём используют перед выполнением манёвров, в которых приходится часто менять режимы двигателя. После выхода из порта дизельное топливо заменяют мазутом, на котором судно проходит главную часть пути.
Виды топлива для судоходства
Основными видами топлива для судов сегодня являются:
Дизельное и маловязкое топлива относятся к светлым нефтепродуктам. Они отличаются друг от друга стоимостью (СМТ намного дешевле), а также техническими характеристиками.
СМТ содержит больше серы (от 0,5 до 1,5 % против 0,01 %), имеет более низкое цетановое число (40 против 45). Основной выигрыш при замене дизельного топлива маловязким состоит в дешевизне последнего, а также в том, что при отсутствии серы в дизельное топливо для сохранения смазывающих свойств нужно вводить специальные дорогостоящие присадки.
Высоковязкие виды судового дизельного топлива относятся к тёмным сортам нефтепродуктов. Они дешевле светлых, поэтому широко применяются для судоходствасудоходства. Подразделяются на лёгкие, тяжёлые и сверхтяжёлые. К этим видам принадлежат флотские мазуты Ф-5 и Ф-12, топочные мазуты М-40 и М-100, судовое топливо ИФО-30, ИФО-180, ИФО-380. Они вырабатываются смешением остаточных нефтепродуктов с дизельными фракциями. Применяются тёмные сорта в малооборотных и среднеоборотных двигателях.
О хранении и подготовке судового топлива
Для хранения топлива на судне используют топливные бункеры, расположенные рядом с машинным отделением. Крупное судно может расходовать до 40 т топлива в сутки, однако лишнего горючего, за исключением аварийного запаса на случай штормов, в рейс не берут, поскольку оно создаёт балласт и уменьшает полезную загрузку судна. К балласту относят и мёртвый запас топлива на судне — остатки в бункерах ниже заборных патрубков.
Перед использованием нередко мазуты подвергают особым операциям подготовки. Они состоят:
Сегодня существует множество сортов дизельного и других видов топлива для судна. Чтобы избегать ошибок при закупках, старайтесь приобретать ГСМ только у проверенных поставщиков.
Звоните по номеру +7 (812) 426-10-10. С нами удобно, доставка 24/7
Как заправляют пароходы
Суда — самые «прожорливые» и в то же время неприхотливые потребители топлива: для их заправки используют и дизель, и мазут, и смеси различных фракций углеводородов. Однако «всеядность» судовых двигателей сегодня все сильнее ограничивают экологические нормы. А жесткие требования безопасности при бункеровке — заправке судов топливом — позволяют минимизировать загрязнение морских вод нефтепродуктами
В конце XIX — начале XX веков в качестве топлива на судах в основном использовался уголь. Его грузили в специальные отсеки — угольные ямы, или, иначе, бункеры (от англ. coal bunker). Отсюда и появился термин «бункеровка». Загрузка угля была довольно сложной операцией, требовавшей много времени и рабочей силы: его переносили на борт вручную, в мешках.
Преимущества жидкого топлива, которое пришло на смену углю, — не только удобство транспортировки и хранения, но и более высокая теплотворность. Это позволило уменьшить размеры силовой установки при увеличении продолжительности рейсов без дозаправки. Использование жидкого нефтяного топлива также дало возможность увеличить скорость судов, а кроме того, снизило количество копоти в выхлопных газах. В начале XX века это было вопросом не столько экологии, сколько военной тактики: чем меньше черного дыма выходило из труб, тем ближе можно было подойти к противнику, оставаясь незамеченным.
Топливо будущего
Один из новых видов судового топлива, только набирающий популярность, — сжиженный природный газ (СПГ). СПГ производят, охлаждая природный газ до –160 °C. При сжижении объем газа уменьшается в 600 раз, что делает его удобным и безопасным для транспортировки.
Сейчас на СПГ работают лишь 80 из более чем 115 тыс. судов во всем мире. Основная часть газотопливных судов эксплуатируется в Норвегии, где уже более 10 лет работает NOx-фонд, стимулирующий судовладельцев к переходу на СПГ. В 2017–2018 годах с верфей будут сданы заказчикам еще около 200 новых газотопливных или двухтопливных (дизель и СПГ) судов. По оценкам специалистов, к 2020 году количество судов, потребляющих СПГ, превысит 500 единиц, а к 2030-му на новый вид топлива будет приходиться не менее 10% объема мировой бункеровки. Одно из главных преимуществ природного газа — его выдающиеся экологические показатели. Использование СПГ в качестве судового топлива позволит значительно снизить загрязнение окружающей среды оксидами серы и азота и выполнить экологические ограничения Международной морской организации (IMO), которые становятся все более жесткими.
«Газпромнефть Марин Бункер» также ведет работу по развитию морской инфраструктуры для бункеровок сжиженным природным газом: реализуется пилотный проект по созданию малотоннажного судна-бункеровщика СПГ для работы в российских портах Северо-Западного региона.
Сегодня на судах в качестве топлива используют светлые и темные нефтепродукты. К светлым относятся разные виды дизельного топлива, в частности судовое маловязкое топливо (СМТ). Судовой дизель отличается от автомобильного более низким цетановым числом*, более высоким содержанием серы и большей вязкостью. На Крайнем Севере также используется арктический дизель, предназначенный для работы при температуре до –50°C.
Темные нефтепродукты — это, в первую очередь, мазут, а также близкие к нему по вязкости, но отличающиеся более низким содержанием серы виды горючего — например, получаемый из газового конденсата так называемый компонент судового топлива (КСТ).
На все случаи жизни
Выбирая то, каким топливом заправить свое судно, судовладелец руководствуется несколько иными критериями, нежели автолюбитель. Более того, часто заливает не одно, а сразу несколько видов. Конечно, характеристики двигателя имеют значение, однако силовые установки судов, как правило, приспособлены для использования разного горючего. Куда более важный критерий — в какие воды направляется судно. Так, например, в зонах особого контроля за выбросами серы (SECA) в соответствии с Международной конвенцией по предотвращению загрязнения с судов (MARPOL) с 1 января 2015 года действуют жесткие ограничения: содержание серы в судовом топливе не должно превышать 0,1 %. К этим зонам сегодня относятся Балтийское и Северное моря, а также Атлантическое и Тихоокеанское побережья США и Канады. Это значит, что использовать обычный мазут в этих регионах нельзя. Допустимо лишь более дорогое и экологичное топливо — СМТ или КСТ. Однако после выхода в открытый океан судно переходит на мазут — все-таки он заметно дешевле, а расход топлива на судне исчисляется десятками тонн в сутки.
Тяжелые мазуты хорошо выполняет свою функцию после выхода судна из порта, когда оно движется полным ходом. Если же возникает потребность в совершении маневров и, соответственно, быстрой смене режимов работы главного двигателя, его переводят на более легкое топливо, причем делают это заранее, чтобы промыть топливную систему от тяжелого и вязкого мазута.
Плавучая заправка
Еще одно отличие морской бункеровки от автомобильной заправки состоит в том, что не судно идет на заправочную станцию, а она сама подходит к судну. Заправка в данном случае — это судно-бункеровщик, небольшой танкер, который везет с собой запас топлива.
Классификация СМТ
Для плавучих ТС применяется 2 типа горючего – дистиллятное и остаточное. Соответственно, есть легкие и тяжелые виды судового топлива. Требования и к тем, и к другим регламентирует ГОСТ 32510.
Дистилляты (легкие)
Судовое маловязкое топливо – светлый нефтепродукт. По сути, это дизель. В отличие от ДТ для автомобилей, характеризуется цетановым индексом, а не числом. Разница состоит в методике определения. ЦИ рассчитывают, то есть он является теоретическим ЦЧ. Это делают для экономии, чтобы избежать трудоемких операций: цетановое число определяется экспериментально, на стендах.
В целом СМТ сгорает не так плавно, как автомобильный дизель. Другие характеристики (например, содержание серы) также различаются. Поэтому топливо для морских судов не стоит заливать в бак автомобиля.
Производят дистилляты следующих марок:
Классификация судовых дизелей основана на различии их физико-химических и эксплуатационных характеристик. Соответственно, на жесткости требований, предъявляемых к их качеству. Минимальный цетановый индекс для СМТ марки DMX – 45, DMB – 35, для остальных – 40. Различаются и другие характеристики судового топлива, хотя к большинству показателей предъявляются одинаковые требования.
Кинематическая вязкость
Среднее значение (по ГОСТ) увеличивается от DMX (1,4…5,5 мм²/с) к DMB (2…11 мм²/с). Величина характеризует внутреннее трение жидкости и является мерой сопротивления течению. Нормируется вязкость при 40ºС.
Содержание примесей
Массовая доля сернистых соединений для дистиллята марки DMX – не более 1%. Для всех остальных, включая и остаточные топлива (о них речь пойдет далее) – до 1,5%. С 2020 года для любых марок обоих видов содержание серы не должно превышать 0,5%.
Дистиллятное топливо DMB может содержать до 0,3% воды по объему. К концентрации сероводорода требования общие – до 2 мг/кг, либо по договору.
Прочие характеристики
Также предъявляются другие требования, которые в большинстве случаев совпадают. Общими для всех 4 марок являются температура вспышки, кислотное число, показатели зольности, смазывающей способности, окислительной стабильности. Корабельное топливо DMA и DMZ различаются лишь пределами допустимой вязкости (2…6 и 3…6 мм²/с соответственно). Для других марок различны плотность, температура помутнения и текучести.
Остаточное (тяжелое) топливо
Мазут остается после извлечения из нефти светлых фракций. Он используется для питания силовых установок на судах.
Классификация флотского мазута основана на его важнейшей характеристике – вязкости. С ней взаимосвязаны также плотность, коксуемость, зольность и другие показатели. Максимально допустимая кинематическая вязкость (мм²/с) остаточного судового топлива при 50ºС указывается в маркировке и составляет ее цифровую часть:
Чтобы обеспечить бесперебойную подачу горючего к двигателю, механик обязательно учитывает вязкость и ее изменение в зависимости от температуры. Также марки флотского мазута различаются по другим характеристикам.
Плотность
Зависит от фракционного состава нефтепродукта. ГОСТ нормирует плотность остаточного топлива при 15ºС. Во время эксплуатации судна эту величину измеряют при имеющихся условиях и приводят к стандартной.
Зольность
Зола образуется из негорючих веществ в составе топлива. Характеристика различается для разных марок.
Коксуемость
Кокс – продукт неполного сгорания углеводорода. Чем больше плотность мазута, тем выше коксуемость.
Сокращая расстояния между континентами: как новые виды топлива покоряли океан
Весло и парус тысячелетиями обеспечивали движение судов и боевых кораблей по водным просторам планеты. Идея же механического двигателя для судна, в свою очередь, уходит в глубокую древность. Со времен Герона Александрийского, создавшего около двух тысяч лет назад первую паровую турбину, пытливые умы задумывались над тем, как обеспечить плавание без оглядки на направление ветра и силу мышц гребцов.
Прогресс в этой области начался в конце XIX века, когда в 1783 году во Франции маркиз Клод Жоффруа д’Аббан продемонстрировал свой «Пироскаф», оснащенный примитивной паровой машиной. Спустя 24 года «Клермонт», построенный Робертом Фултоном в США, стал первым рабочим судном на паровой тяге.
В России первый русский пароход «Елизавета» совершил опытный переход из Петербурга в Кронштадт в 1815 году. Спустя год появились первые пароходы на Волге, а в 1818 году был построен пароход для военного флота по имени «Скорый», который стал первым военным паровиком в Европе.
Так на флот пришел уголь. Очень долгое время и военные, и даже коммерческие моряки презрительно относились к коптящим паровым машинам, тем более что и колесный движитель был далеко не идеален. В течение нескольких десятилетий по морю ходили странные суда — парусники с гребными колесами по бортам. Затем, с появлением винтов и ростом надежности машин ситуация начала изменяться — и паруса стали потихоньку исчезать из оснащения морских судов.
Во второй половине XIX века также начались эксперименты с двигателем внутреннего сгорания, однако они шли медленнее, чем на суше. Причина была проста — большие морские суда не очень зависели от массы двигательных установок, а паровые машины были уже отработанными механизмами, поставки угля были стандартным процессом. Но вот для маломерных судов вопрос выбора двигателя имел большое значение.
В 1894 году британский инженер Чарльз Парсонс вывел из дока свое экспериментальное судно «Турбиния», оснащенное паровой турбиной собственной конструкции. Это малое судно водоизмещением всего в 45 тонн смогло разогнаться до скорости 63 км/час. Однако пар для этого нового двигателя по по-прежнему получали, сжигая уголь.
При этом еще в 60-е годы XIX века появились разработки по отоплению паровых котлов жидким топливом. Очень быстро использование мазута, который был побочным продуктом в ходе выработки осветительного керосина, стало широко использоваться на пароходах в Каспийском море, так как глубокой переработки нефти в те годы на Бакинских нефтепромыслах не велось. Однако со временем российские инженеры стали внимательнее относиться к этому ресурсу.
Особенно интересным совмещение нефтяного отопления и паровой турбины было для военных целей. Мировую известность приобрел российский эсминец «Новик», который будучи оснащен нефтяными котлами и паровыми турбинами мощностью в 26 000 кВт при водоизмещении 1400 тонн достигал скорости 68 км/час.
В свою очередь, приобретение компанией братьев Нобелей патента на двигатель Рудольфа Дизеля и развитие его идеи привело к появлению первых коммерчески успешных судовых двигателей внутреннего сгорания. В 1903 году на Сормовском заводе было построено первое в мире судно с дизельным двигателем — «Вандал». Его три трехцилиндровых двигателя суммарной мощностью 318 кВт оказались крайне выгодными — расход топлива составил одну пятую от расхода топлива на пароходах такого же водоизмещения. Спустя год танкер «Сармат» продолжил линию дизельных судов.
Опыт эксплуатации дизельных установок вызвал интерес во всем мире. В Британии, которая была в те годы союзницей России, появился настоящий пул сторонников перевода флота на нефтепродукты. В 1911 году морской министр Великобритании Уинстон Черчилль добился перевода британского флота с угля на мазут. Это оказалось крайне мудрым решением, важность которого оценили в годы Первой мировой.
Примечательно, что к началу той войны лишь 4% мирового торгового флота работало на нефтепродуктах в любом виде. Но после войны началось массированное переоборудование котельных установок на отопление нефтью, а также строительство новых судов с дизельными двигателями. После окончания Второй мировой войны уже 80% мирового торгового флота в той или иной форме работало на жидком топливе.
При этом сам способ использования энергии шел разными путями. Для самых больших судов (таких, как круизные лайнеры) со времен «Лузитании» подходящей считается паровая турбина. Они же стоят и на линкорах и авианосцах. Турбина может быть источником электроэнергии для маршевых электродвигателей — в этом случае судно является по сути дела плавучей электростанцией. Впрочем, вместо турбины может стоять и дизель.
Строительство морских дизельных установок способствовало все большей популярности этих машин. Их мощность все росла, и на данный момент рекорд — 109 000 лошадиных сил — принадлежит финским дизелестроителям. Лавинообразно росло и потребление топлива в связи с ростом международных грузовых перевозок. Сейчас морской транспорт потребляет всего 10% мирового топлива, хотя на него приходится в несколько раз большая доля в общем объеме перевозки грузов. Это связано с возможностью строительства судов очень высокой, десятки и сотни тысяч тонн, грузоподъемности: один океанский грузовик может везти в 30 раз больше груза, чем стандартный железнодорожный состав.
Однако в начале XXI века в связи с ростом цен на нефть и ужесточением экологических норм корабелы стали задумываться о переводе судов на новое топливо, гораздо более экологически чистое и дешевое, а именно на сжиженный природный газ. Пионерами стали финны, которые построили морской пассажирский паром «Викинг Грейс» вместимостью 2800 пассажиров. Сердцем этого парома является многотопливный дизель, который может работать на легком и тяжелом мазуте, а также на природном газе, плавно переключаясь с одного типа топлива на другой. Применение природного газа позволяет сократить выбросы оксида азота на 90%, и на 20% — углекислого газа.
В апреле 2015 года был спущен первый в мире контейнеровоз «Исла Белла», работающий на сжиженном природном газе. Корейские кораблестроители использовали немецкий двухтопливный дизель нового поколения для этого судна, которое будет ходить из Джексонвилля, штат Флорида, в Сан-Хуан, Пуэрто-Рико. Именно на этой линии планируется отработать систему обслуживания и заправки таких судов для расширения линий, обслуживаемых судами такого типа.
В мире ходят уже десятки судов, судовые установки которых работают на природном газе. Сжиженный природный газ специалисты считают главным судовым топливом грядущих десятилетий. Особо выгодным считается использование тех портов, которые связаны с магистральными газопроводами, откуда можно брать природный газ для сжижения и заправки судов. Ведь морские трубопроводы идут параллельно маршрутам судов, и терминалы, обслуживающие эти трубопроводы, часто совмещены с портами. Технологии создания трубопроводов тоже не стояли на месте и развивались, так же, как и судостроительные. И в каждом случае требуется индивидуальный подход. Так, для проведения трубопроводов к каспийским месторождениям «Лукойла» ЧТПЗ пришлось освоить совершенно новый, необычный стандарт труб — диаметром 559 мм и толщиной стенки 15,9 мм из стали повышенной прочности. Ведь для морских трубопроводов требуются особо прочные и стойкие к воздействиям элементы.
Информация
Особенности топлив для судоходной отрасли
Во всем мире одним из наиболее распространенным способом транспортировки грузов уже много лет остается судоходство. В наш век глобализации рынка, перевозить грузы стали чаще, чем людей. Ежегодный объем морских грузовых перевозок увеличивается в среднем на 15%. Неудивительно, что и в целом в мире судоходство обеспечивает транспортными услугами примерно 80 % международных экономических связей.
С развитием объемов перевозок активно развивалось и судостроение. По мировым водным каналам перемещаются судна от небольшого грузового до огромного супертанкера длиной 488 метров и водоизмещением до 600 000 тонн. Каждое судно оснащено мощными двигательными установками, которые позволяют передвигать по морским путям большое количество груза. На каком же топливе работают такие мощные корабельные энергетические агрегаты?
До начала 20 века на двигательных установках всех судов использовался только один вид топлива – уголь. С развитием нефтяной промышленности, на замену углю пришло жидкое топливо: бензин, керосин, дизельное топливо. С 1988 года началось производство и активное использование специального судового топлива, которое используется и по сей день в речных и морских судах.
Судовое топливо получают из дизельных фракций нефти путём добавления лёгких газойлей вторичных процессов нефтепереработки либо вакуумных дистиллятов. От дизельного топлива его отличает более тяжёлый фракционный состав, высокая плотность и повышенное содержание сернистых соединений.
Всё судовое топливо делится на два вида – лёгкое топливо (СМТ, ТСМ, флотский соляр) и тяжёлое (мазуты). Классификация и параметры каждого из них наглядно отображены в таблице:
Характеристики судовых топлив (СМТ или мазута) зависят, в первую очередь, от исходной нефти, из которой их получают путем нефтепереработки. Кроме того, каждый нефтеперерабатывающий завод может производить судовое маловязкое топливо или мазуты согласно техническим условиям, принятым на каждом конкретном НПЗ.
Из-за сложного фракционного состава, высокой вязкости и плотности, работа с судовыми топливами, транспортировка, перекачка и хранение могут вызывать сложности. Чтобы минимизировать затраты на использование судовых топлив производители добавляют специально разработанные нефтехимические реагенты, которые снижают температуру застывания, вязкость, а также текучесть судовых маловязких и тяжёлых топлив.
Специалисты Топливного Региона разработали и протестировали различные присадки для судового горючего. В зависимости от цели применения, на рынке представлены:
— Депрессорно-реологическая присадка Difron 4201. За счёт механизма действия Difron 4201 снижается температура застывания и температура текучести топлива. Присадка широко применяется для оптимизации вакуумных газойлей, а также СМТ.
— Депрессорная присадка Difron 3970. Снижает температуру потери текучести и способствует улучшению общей прокачиваемости тяжёлых дистиллятов и кубовых остатков при низких температурах. Применяется как для СМТ, так и для мазутов.
— Депрессорно-диспергирующие присадки Difron 389, Difron 3319, Difron 390. Применяются для снижения ПТФ, температуры застывания и текучести судовых маловязких топлив.
— Поглотители сероводорода и меркаптанов Difron M130, Difron S420. Присадки снижают уровень сероводорода и меркаптанов в тяжёлых топливах, таких как флотский мазут.
— Деэмульгаторы Difron 9425, Difron 9426. Предназначены для отделения нефтепродукта от воды. Помимо первичных процессов нефтепереработки, применяются также при вторичной обработки обводнённых мазутов.
— Активатор горения для нефти и мазута Difron 501. Применяется для увеличения эффективности использования топлива, повышая полноту его сгорания и снижая удельный расход горючего.
Все присадки прошли необходимые лабораторные испытания и уже широко применяются крупными Российскими бункеровщиками.