前言：本站為你精心整理了船舶脫硫系統(tǒng)安裝工藝淺析范文，希望能為你的創(chuàng)作提供參考價值，我們的客服老師可以幫助你提供個性化的參考范文，歡迎咨詢。

摘要：為適應(yīng)大量船舶進(jìn)行脫硫改造的需求，介紹脫硫系統(tǒng)的構(gòu)成與形式和脫硫原理與脫硫系統(tǒng)配置要求，論述脫硫設(shè)備安裝、脫硫管系泵壓試驗和脫硫系統(tǒng)調(diào)試等脫硫系統(tǒng)安裝工藝。經(jīng)實船驗證，脫硫系統(tǒng)安裝工藝對其他船舶的同類施工具有借鑒和推廣價值。

關(guān)鍵詞：船舶；脫硫系統(tǒng)；安裝工藝；廢氣清洗系統(tǒng)

0引言

根據(jù)國際海事組織（ＩＭＯ）海上環(huán)境保護(hù)委員會（ＭＥＰＣ）第７０次會議的決議，自２０２０年１月１日起全面實行對硫氧化物（ＳＯｘ）排放的限制要求，全球航行船舶只可使用硫含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）不超過０．５％的燃油［１］。在排放控制區(qū)，硫含量不可超過０．１％。２種方法可達(dá)到這些要求：使用低硫油或替代燃料；加裝廢氣脫硫裝置［２］。前者簡單但成本高，多數(shù)船舶所有人采用后者，安裝廢氣清洗系統(tǒng)（ＥｘｈａｕｓｔＧａｓＣｌｅａｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ，ＥＧＣＳ），因此大量處于服役期和已設(shè)計完成正在建造的船舶需要進(jìn)行脫硫改造。

1船舶脫硫系統(tǒng)

１．１脫硫系統(tǒng)的構(gòu)成與形式

在通常情況下，脫硫系統(tǒng)分為開式脫硫、閉式脫硫和混合式脫硫等３種類型。開式脫硫是廢氣經(jīng)ＥＧＣＳ處理，煙氣排入大氣，廢水排放入海；閉式脫硫是廢氣經(jīng)ＥＧＣＳ處理，煙氣排入大氣，廢水在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，不排放入海；混合式脫硫兼具上述２種功能，在廢水可排放區(qū)域運行開式脫硫，在港口等不可排放廢水區(qū)域采用閉式脫硫。脫硫系統(tǒng)主要包括：脫硫洗滌塔；脫硫海水泵；產(chǎn)生廢氣的設(shè)備如主機、輔機、鍋爐、焚燒爐等；相應(yīng)的管系和儀器。在需要設(shè)置廢氣旁通時，應(yīng)配置導(dǎo)引廢氣流向的風(fēng)機。某實船脫硫系統(tǒng)構(gòu)成如圖１所示。脫硫系統(tǒng)的核心部件包括脫硫洗滌塔、泵組、廢氣處理單元、傳感器及其監(jiān)測分析儀器設(shè)備等。常用的洗滌塔分為Ｕ字形和Ｉ字形，其中Ｕ字形洗滌塔分為單進(jìn)口和雙進(jìn)口，如圖２所示。

１．２脫硫原理與脫硫系統(tǒng)配置要求

ＥＧＣＳ是船舶運輸領(lǐng)域應(yīng)用較多的后處理技術(shù)，其原理是：主機、輔機、鍋爐和焚燒爐等運行產(chǎn)生的廢氣流經(jīng)脫硫洗滌塔，脫硫海水泵供應(yīng)海水至洗滌塔內(nèi)的處理單元進(jìn)行噴淋，可加入適當(dāng)藥劑，使廢氣中的二氧化硫、二氧化碳等化學(xué)物質(zhì)溶于水中或藥液中，處理后的廢氣經(jīng)在線監(jiān)測合格或采用適當(dāng)手段確保其成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）符合排放要求排放至大氣中，溶有二氧化硫或二氧化碳的海水或溶液經(jīng)后處理裝置排放入海（開式系統(tǒng)）或繼續(xù)在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)（閉式系統(tǒng)）。根據(jù)ＭＥＰＣ．２５９（６８）要求，船舶可按方案Ａ或方案Ｂ配備ＥＧＣＳ［３］。方案Ａ：將ＥＧＣＳ安裝在臺架上驗證其處理能力，在裝船后核查ＥＧＣＳ各項參數(shù)，若均在認(rèn)可范圍內(nèi)運行，即可認(rèn)為其ＳＯｘ排放符合要求；臺架試驗選擇大中?。硞€不同流量、相同設(shè)計的ＥＧＣＳ進(jìn)行，在合格后對全系列的ＥＧＣＳ予以認(rèn)可。方案Ｂ：對廢氣中的ＳＯｘ排放進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測，實時監(jiān)測ＳＯｘ排放滿足ＩＭＯ要求；不要求在臺架上驗證ＥＧＣＳ的處理能力，依靠經(jīng)認(rèn)可的在線監(jiān)測系統(tǒng)保證ＳＯｘ排放符合要求。

2脫硫系統(tǒng)安裝工藝

２．１脫硫設(shè)備安裝

２．１．１脫硫洗滌塔安裝。脫硫洗滌塔結(jié)構(gòu)分為進(jìn)排氣系統(tǒng)、吸收塔和海水系統(tǒng)，其中吸收塔是關(guān)鍵部分［４］。脫硫洗滌塔是一種化工塔罐式結(jié)構(gòu)，不屬于輪機設(shè)備。作為整體購買的設(shè)備，不應(yīng)由船廠進(jìn)行內(nèi)部安裝。雖然有些廠家生產(chǎn)的脫硫洗滌塔內(nèi)部核心部件需要在上船后現(xiàn)場安裝，但必須由廠家代表進(jìn)入船廠進(jìn)行安裝，因此不需要船廠設(shè)計安裝工藝程序。脫硫洗滌塔船廠安裝任務(wù)主要涉及整體吊裝和底座緊固。對于大型塔罐，廠家均提供帶有圖示的詳細(xì)吊裝說明，船廠只需要執(zhí)行即可。對于底座緊固，塔體不存在校中等精密要求，只需要按照常規(guī)進(jìn)行焊接或螺栓緊固即可，即使是使用彈性墊的脫硫洗滌塔，安裝步驟并不復(fù)雜。２．１．２脫硫海水泵安裝。不涉及穿艙和校中的海水泵，其安裝主要是泵座安裝和螺栓緊固。涉及穿艙、與電機在不同平臺、需要進(jìn)行校中的海水泵，其安裝需要設(shè)計專門的工藝。為進(jìn)一步優(yōu)化脫硫海水泵安裝，注意事項如下：（１）海水泵進(jìn)出口支管與總管成４５°，可降低壓力，如圖３所示；（２）海水泵泵座面應(yīng)機加工平坦，泵腳與座板配合面的平面度在±０．５ｍｍ內(nèi)，采用８．８級的螺栓／螺母擰緊至規(guī)定力矩；（３）在海水泵安裝后，若有可能，應(yīng)再次檢查軸系／聯(lián)軸節(jié)對中／校中情況。２．１．３脫硫管系安裝。設(shè)備安裝結(jié)束，需要進(jìn)行連接管系研配。設(shè)備排出與吸入側(cè)的法蘭連接必須正確相配，避免在設(shè)備側(cè)的不合理外力，防止由于管重和熱膨脹而使設(shè)備產(chǎn)生變形。設(shè)備與管系對中的要求與智能船舶對管系安裝的要求相似［５］。在設(shè)備端與管端連接處，在管子公稱通徑（ＮｏｍｉｎａｌＤｉａｍｅｔｅｒ，ＤＮ）≤１００．０ｍｍ時，曲折應(yīng)≤１．５ｍｍ；在１００．０ｍｍ＜ＤＮ≤２００．０ｍｍ時，曲折應(yīng)≤２．０ｍｍ；在２００．０ｍｍ＜ＤＮ≤４００．０ｍｍ時，曲折應(yīng)≤３．０ｍｍ；在ＤＮ＞４００．０ｍｍ時，曲折應(yīng)≤３．０ｍｍ。軸線偏移應(yīng)≤１．５ｍｍ。間隙為墊片厚度±０．５ｍｍ。管系特別是與傳感器和儀器連接的監(jiān)測管系，完成安裝應(yīng)進(jìn)行清潔，并防止破壞儀表。在設(shè)備與管系之間、管系與管系之間采用法蘭連接時，法蘭面應(yīng)進(jìn)行清潔，防止臟污造成密封不嚴(yán)和其他問題。２．１．４脫硫儀器儀表安裝。脫硫儀器儀表大多采用機柜和配電箱等形式，除較少采用焊接安裝外，大部分采用螺栓安裝。在安裝時應(yīng)對正位置、掌握尺寸，若底座不平，可使用適當(dāng)?shù)膲|片進(jìn)行調(diào)整，按規(guī)定的力矩擰緊螺栓即可。脫硫傳感器不僅包括常見的溫度傳感器和壓力傳感器，而且包括測量廢氣的傳感器和測量廢水的傳感器等。在傳感器安裝前，應(yīng)注意保護(hù)觸點等敏感部件。傳感器的安裝位置、安裝方向和安裝方法應(yīng)符合設(shè)計要求，在整個安裝過程中應(yīng)輕拿輕放，防止損壞。應(yīng)注意避開影響傳感器感知的因素。

２．２脫硫管系泵壓試驗

按照設(shè)計要求，在脫硫管系安裝后需要進(jìn)行泵壓試驗。脫硫海水泵對介質(zhì)清潔度要求較高，必須從管系中隔離。對分離的各單元部件敞口均應(yīng)進(jìn)行有效封堵，防止臟物和異物等進(jìn)入單元部件內(nèi)部。在泵壓試驗時，管系所有接頭和焊縫均應(yīng)充分暴露，不允許包絕緣。試驗所用的盲板應(yīng)按設(shè)計要求進(jìn)行領(lǐng)用，具有足夠的強度，并具有明顯的標(biāo)記以防止在試驗后被遺漏在系統(tǒng)內(nèi)。盲板安裝部門和人員負(fù)責(zé)試驗后的盲板拆除。在安裝和拆除后需要班組施工者、車間、專船盲板負(fù)責(zé)人簽署船舶建造試驗盲板使用確認(rèn)表，在確認(rèn)后報項目組，項目組負(fù)責(zé)盲板安裝和拆除確認(rèn)的監(jiān)管。同一系統(tǒng)／設(shè)備／艙室盲板的安裝和拆除必須填寫在同一份確認(rèn)表內(nèi)。

２．３脫硫系統(tǒng)調(diào)試

經(jīng)查詢，已完成脫硫改造的船舶大部分采用方案Ｂ。由于方案Ｂ要求在船上利用煙氣分析儀對煙氣進(jìn)行在線檢測，對排放洗滌水進(jìn)行取樣測試和模擬計算［６］，系統(tǒng)綜合效果通過實際操作進(jìn)行驗證，因此脫硫系統(tǒng)調(diào)試在于使系統(tǒng)運行起來，進(jìn)行監(jiān)測點驗證和在線脫硫數(shù)據(jù)測量，將實測結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，符合標(biāo)準(zhǔn)要求即為成功。方案Ａ的脫硫系統(tǒng)調(diào)試分為系泊試驗和航海試驗。系泊試驗進(jìn)行監(jiān)測報警及安全保護(hù)裝置功能試驗、閥試驗、泵和風(fēng)機試驗等。由于系泊期間不可使用燃油，因此只可進(jìn)行操作動作試驗，無法進(jìn)行真正的脫硫并取得脫硫效果數(shù)據(jù)。航海試驗進(jìn)行系統(tǒng)的實際運行，通過實實在在的脫硫操作進(jìn)行實時數(shù)據(jù)采集，真實取樣以備實驗室檢測。

3結(jié)語

到目前為止，多艘船舶在大連船舶重工集團采用方案Ｂ進(jìn)行脫硫改造或完成并交付使用。２０１９年，在大連船舶重工集團建造并交付使用的１艘超大型油船（ＶｅｒｙＬａｒｇｅＣｒｕｄｅＣａｒｒｉｅｒ，ＶＬＣＣ）成為中國船級社（ＣＣＳ）經(jīng)手的第１艘采用方案Ａ脫硫的船舶，其調(diào)試程序具有開創(chuàng)性和里程碑的意義。采用方案Ａ或方案Ｂ的脫硫系統(tǒng)，其安裝、泵壓試驗和調(diào)試的工藝均得到實船的成功驗證，可完全足大量船舶進(jìn)行脫硫改造的需求，滿足燃油裝置ＳＯｘ排放符合ＩＭＯ要求的目的。

參考文獻(xiàn)

［１］中國船級社．船舶廢氣清洗系統(tǒng)設(shè)計與安裝指南［Ｓ］．２０１５．

［２］王丁振，郭景州，劉少俊，等．船用鎂基濕法脫硫中試試驗研究［Ｊ］．船舶工程，２０２１，４３（６）：１０９－１１３．

［３］中國船級社．船舶廢氣清洗系統(tǒng)（ＥＧＣＳ）檢驗實施方案的通函［Ｚ］．２０１９．

［４］陶鑫，郝長亮，李振宇．船舶柴油機排氣后ＳＯｘ處理裝置的研究［Ｊ］．船舶物資與市場，２０２０（１２）：４３－４４．

［５］蘇新，孫有君，陳紅梅，等．智能船舶設(shè)備通用安裝工藝［Ｊ］．造船技術(shù)，２０２０（６）：４７－４９．

［６］唐傳安，楊述闖，王家支，等．某ＶＬＣＣ廢氣清洗系統(tǒng)加裝應(yīng)用研究［Ｊ］．船舶，２０２０，３１（１）：３－６６．

作者:孫有君 唐傳安 牛建民 禹文娟 陳紅梅 黃如祎 單位:大連船舶重工集團有限公司 上海船舶工藝研究所 哈爾濱工程大學(xué)材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院