Udvikling af bunkernorm for skibe

7. Svovl

Som allerede omtalt i begyndelsen af denne rapport har svovlindholdet stor indflydelse på det ydre miljø og kan tillige give tekniske problemer. I det følgende vil derfor svovlproblematikken blive nærmere behandlet.

Svovl i brændolien er et resultat af svovl i råolien. Svovlet følger stort set restolien gennem hele raffineringsprocessen og er som følge deraf specielt repræsenteret i heavy fuel olierne. Destillatfraktionerne fra spaltningsprocessen vil dog også kunne indeholde en del svovl.

Man ønsker at holde indholdet af svovl så lavt som muligt ikke blot ud fra et miljøhensyn, men også udfra et driftsteknisk synspunkt.

Ved forbrændingen danner svovlet svovldioxid og dette kan omdannes til svovltrioxid og svovlsyre, H2SO4. Denne omdannelse fremskyndes sandsynligvis stærkt ved tilstedeværelsen af jernoxid og vanadiumpentoxid, hvoraf sidstnævnte dannes ved forbrænding af vanadium, som ligeledes forefindes i olien. Den dannede svovlsyre kan virke stærkt tærende på motorens konstruktionselementer, specielt de dele af maskinen, der har forbindelse med røggassen. Undersøgelser har vist, at svovlsyrens dugpunkt ligger omkring 120 - 160 gr.C. For at reducere tæringerne må man sørge for, at forbrændingsprodukterne ikke køles ned i nærheden af svovlsyrens dugpunkt.

Følgende problemer kan opstå ved drift af maskineri på en fuel olie med relativt højt indhold af svovl:
Lavtemperaturkorrosion med slid af stempelringe og cylinderforinger
Vedhæftning af et sort laklignende lag på cylinderforingernes glideflader
Lavtemperaturkorrosion og slid af udstødsventiler, gaskanaler, turboladerhuse og ubalance af turbolader
Belægning i fuel olieforvarmere
Højtemperaturkorrosion af udstødsventiler ( svovlkorrosion af Na2SO4)
Jo højere svovlprocent olien indeholder desto lavere er den nedre brændværdien pr. kg olie
Jo højere svovlprocent olien indeholder desto højere TBN-tal skal den anvendte smøreolie have. Dette kan give risiko for udfældninger på stempler bestående af hårde aflejringer hidrørende smøreoliens/ cylinderoliens additiver på stempler
Skader det ydre miljø ved luftforurening hidrørende fra SOx
Forværret arbejdsmiljø om bord på skibet fra røggas samt for reparationspersonalet

Følgende problemer kan opstå ved drift af maskineri på en fuel olie med lavt indhold af svovl:
Scuffing, dvs. rivning af cylindre og slid af stempelringe
Kan give slid på brændstofpumpernes plunger og barrels og eventuelt sammenrivning

Vedrørende de ovennævnte problemer ved drift af maskineri på en fuel olie med lavt indhold af svovl er meningerne delte inden for erhvervet. Nogle kan berette om særdeles vanskelige og store problemer og andre hævder, at det overhovedet ingen betydning har.

I denne forbindelse kan nævnes, at et norske rederi, der driver færgefart, har anvendt fuel olie med et lavt indhold af svovl i ca. to år, uden at det har givet anledning til problemer. Olien bliver specielt produceret i Norge til rederiet. I kontrakten var specificeret 1% svovl, men ofte modtager man en olie med 0,6% svovl. Rederiet anvender 120 cSt fuel til sine medium-speed maskiner og 240 cSt til sine slow-speed maskiner.

Smøreolie

En smøreolie skal kunne neutralisere den forøgede mængde syre, der dannes ved forbrænding af fuel olie med højt indhold af svovl. Dette har medført, at olien tilsættes additiver af stærk alkalisk karakter, således at der er en reserve til at neutralisere den stærke syre. Mængden af disse additiver angives ved et TBN-tal, der står for Total Base Number. I dag benyttes også betegnelsen BN.

TBN-tallet er i de sidste år steget kraftigt i de fleste olieselskabers marineolier, og man opererer nu med et TBN-tal på 70 for cylinderolier og op til 30 for systemolier, alt afhængig af den anvendte brændselsolies svovlindhold. Det er naturligvis ikke muligt i praksis at skifte over til en anden smøreolie alt efter svovlindholdet i den pågældende bunkerolie, men man vælger en smøreolie med et TBN-tal, der normalt opfylder kravene til den normale gennemsnitlige fuel olie, som man sejler på.

I skibsfarts- og maskinkredse har det i den sidste tid været drøftet meget, hvilken betydning de eventuelle lav-svovlsgeografiske områder ville få for valget af smøreolie. Vil f.eks. bunkerolie med lavt svovlindhold skabe et for alkalisk miljø i maskineriet, og hvad vil ulempen blive ?

For nuværende synes maskinkonstruktørerne usikre på den indflydelse bunkerolie kan have på smøringen for de lidt større motorer. Således planlægger mange fabrikanter i den nærmeste fremtid at udføre prøvekørsel på slow-speed maskiner med en fuel olie på 1% svovl og med smøreolier med forskellige TBN-tal.

- Men generelt kan man sige, at for skibe, der sejler world-wide og kun sjældent kommer til et lav-svovlsområde, vil det ikke have den store betydning, mens hvis skibet for en længere periode skal sejle i et lav-svovlsområde så vil valget af en smøreolie med korrekt TBN have en meget større betydning.

Sædvanligvis ligger svovlindholdet på 2,6-3%, men kan svinge meget fra land til land, ja selv inden for samme bunkerhavn.

Extract fra ISO 8217-standarden og CIMAC angående svovl for de forskellige brændstoftyper siger:

Marine Destillate Fuels

Category ISO-F

CIMAC

Sulfur, %

DMX

DX

1,0

DMA

DA

1,5

DMB

DB

2,0

DMC

DC

2,0


Marine Residual Fuels

Category ISO-F

CIMAC

Sulfur, %

RMA 10, RMB 10, RMC 10

A 10, B 10, C 10

3,5

RMD 15

D 15

4,0

RME 25, RMF 25

E 25, F 25

5,0

RMG 35, RMH 35, RMK 35

G 35, H 35, K 35

5,0

RMH 45, RMK 45, RML 45

H 45, K 45,

5,0

RMH 55, RMK 55, RML 55

H 55, K 55

5,0