一、引言
每年的世界海洋日都大力宣传海洋环保,今年的主题更是亮点“建设人与自然和谐共生的现代化”,全球各个海事登轮宣传和检查,可见海事部门对船舶防污防治能力的检查将越来越密、越来越严。对于2021年11月26日召开的国际海事组织海上环境保护委员会第77届会议(MEPC 77),审议通过了《2021年废气清洗系统指南》,取代了MEPC.259(68)决议通过的2015年EGCS 指南,这也说明船舶装有脱硫塔在排放烟气时是否满足要求将进一步提高。从2020年1月1日起各成员国执行船舶限硫规定已经3年多的时间,废气清洗系统作为船上重要的防污染设备之一,在船舶运营中是否完全满足国际规定,如果船舶在进入排放控制区因所使用的燃油硫含量超标,也会被PSC 滞留,未来也可能是港口国检查的重点,那么我们船员兄弟接下来应该如何面对PSC检查呢?
二、掌握船舶脱硫塔的技术资料
2020年火爆全航运业的脱硫塔安装,再加上低硫燃料油(VLSFO)与高硫燃料油(HFO)间的价差在2021年年底达到153美元/吨的高点,安装脱硫塔的经济性效益愈发的凸显出来,将有越来越多的船东选择为其船舶安装脱硫塔,这也将会有许多新的脱硫塔生产商进入市场,那么也导致船舶可能装有不同类型的脱硫塔,所以船员需掌握脱硫塔不同的技术资料是非常有必要的。1. 脱硫塔的相关定义和英文缩写 作为船舶管理人员在迎接检查和应对首先应掌握关于脱硫塔相关设备的定义和缩写:
(1) 燃油燃烧装置(Fuel Oil Combustion Unit):系指除船上焚烧炉之外的任何发动机、锅炉或其他燃油燃烧设备。
(2) 废气清洗系统(Exhaust Gas Cleaning System,EGCS):系指使用液体清洗介质减 少燃油燃烧装置废气中 SOx污染物的整套系统,包括一个或多个 EGC 单元、辅助系统、仪 表、控制与监测报警系统等。
(3) 方案 A(Scheme A):系指通过性能试验验证 EGC 系统在使用中可达到预期的性 能,营运中通过运行参数连
续监测以及定期排放核查以证明其持续排放符合性的一种检验方法。(4) 方案 B(Scheme B):系指通过安装经认可的废气排放监测装置,连续监测和显示EGC 系统运行时的排放比值,并进行定期运行参数检查,以证明其持续排放符合性的一种 检验方法。(5) 开式模式(Open Loop Mode):系指洗涤水(通常是海水)在作为排放水排放舷外 之前,仅单次通过 EGC 单元进行废气清洗的工作模式。
(6) 闭式模式(Closed Loop Mode):系指洗涤水多次通过 EGC 单元进行废气清洗的工 作模式。
(7) 混合式模式(Hybrid Mode):系指 EGC 系统既能开式模式运行也能闭式模式运行的 工作模式。
(8) EGC 单元(ScrubberEGC Unit):系指用来混合废气和清洗介质以清除废气中 SOx 的反应装置。EGC 单元可以与一个或多个燃油燃烧装置相连。
(9) 洗涤水(Washwater):系指用来除去废气中的 SOx 而引入 EGC 单元的清洗介质。
(10) 排放水(Discharge Water):系指来自 EGC 系统,被排至舷外的任何水。
(11) 洗涤水处理装置(Washwater Treatment Plant):系指用于净化洗涤水使其适合于 EGC 单元内废气清洗或者达到排放水排放标准的一套装置。
(12) 脱硫剂(Desulfurization Agent):系指用来脱除燃油燃烧装置废气中 SOx 污染物 的各类化学物质统称,如 NaOH、Ca(OH)2、Mg(OH)2、MgO 等。
(13) EGC 系统残渣(EGCS Residue):系指通过处理装置从洗涤水中分离出来的物质、 不满足排放标准的排放水或其他来自 EGC 系统的残渣物。
(14) 碱液(Alkali Solution):本指南中系指氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钙(Ca(OH)2) 脱硫剂与水混合后形成的化学处理液。
(15) 浆液(Slurry):本指南中系指 MgO、Mg(OH)2脱硫剂与水混合后形成的化学处理液。
(16) EGC 单元阻力(Pressure Resistance of the EGC Unit):系指 EGC 单元废气入口处 与废气出口处的全压差,单位 Pa。
(17) 干式脱硫系统(Dry Desulfurization System):系指脱硫剂以颗粒粉末状态与燃油 燃烧装置的废气直接接触,脱除废气中 SOx的系统。
(18) 增压风机(Booster Fan):系指为克服燃油燃烧装置排气通过 EGC 单元时的流动 阻力而增加的风机。
另外缩写与符号说明:(1) Ca(OH)2:氢氧化钙; (2) CO2:二氧化碳; (3) EGC(Exhaust Gas Cleaning):废气清洗; (4) EGCS(Exhaust Gas Cleaning System):废气清洗系统; (5) EU(European Union):欧洲联盟(简称欧盟); (6) MCR(Maximum Continuous Rating):最大持续功率; (7) Mg(OH)2:氢氧化镁; (8) MgO:氧化镁; (9) NaOH:氢氧化钠; (10) SCR(Selective Catalytic Reduction ):选择性催化还原; (11) SOx:硫氧化物; (12) SO2:二氧化硫。2. 脱硫塔的分类 目前应用广泛的湿法脱硫装置分为开式、闭式和混合式。开式脱硫塔是利用海水中的天然碱性成分洗涤废气中的SOx进行脱硫并排回大海,所以只有当水源为碱性时,该方式才能有效去除废气中的硫化物,因此其有效性取决于船舶运行水域的含碱量;开式脱硫塔相对简单,比其他湿式脱硫系统相对便宜,但其局限性之一是需要将洗涤水排放到舷外,而且很多地区对脱硫水排放有着十分严格的规定。闭式脱硫塔是指海水或淡水通过加入氢氧化钠或氧化镁等进行处理,达到脱硫和中和所需的碱度,因此需要一个单独的舱柜来收集废水,供应化学物品(如NaOH、MgO)和安排将废水等排放到岸上接收设施,从而增加了额外的费用。混合式脱硫塔是开式和闭式的组合,两种模式可以任意切换,具有最大的灵活性,但较复杂和昂贵。其优缺点如下表:
类型 | 水域 | 优点 | 缺点 |
开式脱硫塔 | 适用于海水水域,利用弱碱性的海水对含有硫氧化物的船舶废气进行中和脱硫 | 成本较低,结构简单 | 耗能大,不少国家和港口限制使用 |
闭式脱硫塔 | 适用于淡水和港内水域,将混有碱性化学物质的洗涤水对含有硫氧化物的船舶废气进行中和脱硫,脱硫后的洗涤水排入收集柜,等待岸上或者第三方接收 | 不受海水碱度的影响,且不污染海洋 | 安装和营运成本高 |
混合式脱硫塔 | 上述两者的结合 | 可灵活切换,优势互补 | 成本高,系统复杂 |
3.脱硫塔的有效的文书 对于船舶装有的脱硫塔需持有与设备对应且有效的证书和文书:在MEPC.259(68)决议通过的《废气清洗系统导则(2015)》中将脱硫塔根据其EGC系统试验、检验发证和排放符合性验证方法方面的要求分为了方案A(Scheme A)和方案B(Scheme B)。无论是方案A还是方案B,都需要安装EGC系统和初次检验,检验合格后完成船舶《国际防止空气污染证书》(IAPP)的签署(附件)。方案A需要进行SECC(SOx排放符合证书)发证检验;方案B需要核查废气排放监测系统的认可证书。营运中的年度检验、中间检验、换证检验,都是验证营运过程中EGC系统排放的符合性——这也是MARPOL公约附则Ⅵ第5条的要求,应特别注意不同方案所需持有的文书也不同。
4. 脱硫塔的参数
三、持有船舶脱硫塔的相关记录和证书
船舶无论是出厂自带脱硫塔还是后加装脱硫塔都需要进行检验,签署《国际防止空气污染证书》(IAPP 证书)相关附件等,根据《MARPOL 73/78》附则 VI 第二章第六条的规定,所有缔约国船旗的国际航行的船舶均须配备此证书。IAPP 证书的附件《结构与设备记录》还应永久附于 IAPP 证书之后。同时,相关的柴油机防止空气污染证书(EIAPP 证书)或符合声明及有关技术文件、柴油机参数记录簿(需要时)需随船保存备查。具有 EIAPP 证书的船舶,在《柴油机参数记录簿》中应能体现更换部件的记录,并核对主、副机的热工参数,以保证其废气排放符合公约要求。另外还需要配备《EGC记录簿或电子记录系统》和《船用燃油硫份记录簿》;《EGC记录簿或电子记录系统》须包含硝酸盐排放数据和性能记录,或者采取认可的替代方式以合适地记录,在EGC运行时,记录和处理设备应按协调世界时(UTC)和全球导航卫星系统(GNSS)确定的船舶位置记录。《船用燃油硫份记录簿》是为了加强对船舶燃油的使用管理,规范使用记录,更好地适应港口国检查的需要。由轮机长负责记录和保存。使用《船用燃油硫份记录簿》可以对船舶燃油使用情况和脱硫塔应用进行全面的跟踪管理,例如, 船舶加油、进入硫氧化物排放控制区的换油作业情况(换油开始和结束时间、船位等)项目仍需做好记录。
船舶脱硫塔的使用开始和结束都是依据《IMO 2020限硫令特殊规定》执行的。在船舶抵达或驶离ECA区域时,船舶都应严格执行换油操作程序和步骤,应特别注意船舶在制定低硫油操作转换程序时,需根据各 ECA 的具体要求制定停止和开始使用时,各自有针对性的低硫油操作转换程序,并报公司审核批准。当脱硫塔停止使用的开始应根据船舶主机和电机运行时间来确定,比如主机需要提前3小时换油,电机需要提前9小时进行换油。无论怎样都要有提前量保证在船舶在进入ECA区域前船舶完全使用低硫油满足ECA区域要求。在记录方面轮机员和驾驶员应完全一致。如船舶进、出排放控制区(ECA),《航海日志》上应记录:进入日期、时间、经纬度;离开日期、时间、经纬度;开始换油的日期、时间、经纬度;结束换油的日期、时间、经纬度。还有船舶抵、离排放控制港(ECP)泊位,《航海日志》上应记录:抵、离时间、船位;燃油转换起、止时间、船位等,这些同步的信息也需要轮机人员记录在《轮机日志》和相关记录簿内,以防止港口国检查。
四、脱硫塔故障应对
船舶航行途中若脱硫塔出现故障,船舶应该如何应对和采取什么相关措施。目前应该依据2019年5月,IMO审议并批准的EGCS故障应对指南进行操作和记录。
1.当船舶EGCS出现故障时,若单一检测仪故障,应依据ECGS导则提供证明符合性的替代文件。
2.如果EGCS意外停机时间在1个小时内不能重新启动,发生意外故障的船舶就应改用符合规定的燃油,应注意需提前准备适量的符合区域规定的燃油。
3.任何持续1个小时以上的EGCS故障或重复性故障,应快速和公司协商,并向船旗国行政当局以及船舶目的港主管当局报告,内容应包括为解决故障而正在采取的行动。
4.如果船舶没有足够的符合要求的燃油支撑其航行至下一个目的港,就要向船旗国行政当局和目的港主管当局报告,其内容必须概述船舶的计划行动方案,包括在下一个港口装载符合要求的燃油或进行修理工作等。
5.如果船舶停靠的港口无法供应低硫燃油,根据相关规定,船东、船舶操作者应立刻给主管机关和相关目的港主管当局发送一份燃油不可获得报告(FONAR),并阐述为获得符合规定的燃料所做的努力,包括在当地并无替代燃料可用、只能使用高硫燃油的具体情况,并申请豁免。报告副本应保存在船至少36个月,以供外部检查作为依据。
五、脱硫塔外部检查的重点事项
由于燃料成本占据船舶运营总成本的比重较大,很多公司都安装了脱硫塔。作为应对IMO限硫法规而在极短时间内“催生”出来的脱硫塔,港口国外部检查对该装备的监管力度明显增加。在2019年5月,IMO制定了2019MARPOL附则VI第3章港口国监督指南,为海事主管机关对船舶排放控制提供指导,并提出了对脱硫塔相关要求。
1.PSCO应检查相关的认可文件——SECC(SOx排放符合证书、若签发)、ETM(废气清洗系统技术手册)、OMM(船上监测手册)、SECP(SOx排放符合计划)以及关于减少SOX排放的任何安装的废弃滤清系统(EGCS)或等效方法。
2.所要求的EGCS的监测记录需要保留并且保持合规,EGCS记录簿须包含硝酸盐排放数据和性能记录,或者采取认可的替代方式以合适地记录。
3.PSCO应当连同检查其监测系统是否已安装和操作,且符合根据OMM中的检验程序的相关批准文书。
4.作为船舶常用设备,PSCO还可对脱硫塔的外观、控制面板、主要构件以及报警监测和控制单元等进行检查。
5.PSCO核查系统能正常工作且在运行中,系统应设有防止数据记录和处理过程被篡改功能的连续监测系统。检查可包括但不限于:排放比、pH、PAH、ETM-A或ETM-B中给出的浊度极限值以及系统文档中列出的操作参数。
目前PSCO对EGC系统排放废气中SO2(ppm)/ CO2(% v/v)的监测记录比较严格,如果检查发现未经船旗国主管机关批准,或监测记录显示超标,船舶有可能出现被滞留的风险。所以我们船舶主管在抵港前应确认记录是否符合本船脱硫塔的相关规定如下:
1.排放比值限值:对于0.5%硫含量,SO2/CO2≤21.7;对于0.1%硫含量,SO2/CO2≤4.3。
2.排放水连续最大PAH浓度不超过进口水PAH浓度的50μg/L,系统非正常起动的情况下,允许在任何滚动12小时运行周期内累计15分钟排放水连续PAH浓度超过规定限值的一倍以内。
3.排放水连续最大混浊度不超过进口水混浊度的25FNU或其他等效单位,但允许在任何滚动12小时运行周期内累计15分钟排放水连续混浊度超过上述排放限值的20%。
4.船舶舷外排放位置测量的排放水pH值不小于6.5,船舶机动操纵时,允许进口水和排放水之间的pH差值最大不超过2。
六、熟悉国际航行船舶排放控制区
自2020年2月1日起IMO 及部分船旗国、港口国主管机关对实施 IMO 2020 限硫令的特殊规定已经开始执行,国际航行船舶相关废气清洗系统洗涤水都做出了明确的规定。
总之,作为一线船员的我们要想通过港口外部检查,船长首先应知悉限制使用开放式脱硫塔国家(地区)的相关法规,还应核对脱硫塔相关证书和替代装置批准文件是否完整;其次主管人员应确认是否定期对EGC装置进行了日常维保,使设备处于良好的工况,是否正确记录EGC监控记录簿,应特别注意监测记录或电子记录是否符合规定要求、不能有篡改功能的痕迹,另外检测数据在船需保存18个月,如果有船舶污染物接受单证也应在船保存以备查。
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