摘要：燃油的質(zhì)量是影響柴油發(fā)電機使用壽命和工作性能的關(guān)鍵因素，因此，應保證柴油的質(zhì)量，不含有機械雜質(zhì)或水份。由于不同國家和地區對燃油的命名和分類(lèi)并不一致，為了逐步統一燃油的標準，國際標準化組織（ISO）近年來(lái)加強了柴油發(fā)電機燃料油分類(lèi)及規格標準的制訂工作，于2005年11月發(fā)布了第三版燃料油標準IS0 8217—2005（表1和2），取代了第二版燃料油標準IS0 8217—1996。修訂后的標準，更符合柴油發(fā)電機燃料油行業(yè)的最新發(fā)展，為燃料油買(mǎi)家提供了便利，確保了燃料油的質(zhì)量。

一、燃油質(zhì)量對柴油機的危害

      柴油機的燃料是影響燃燒的重要因素之一。燃料的化學(xué)組成、物理性質(zhì)和熱值等都會(huì )對柴油機的燃燒產(chǎn)生影響。首先，燃料的十六烷值是影響柴油機燃燒的主要指標之一。十六烷值越高，燃料的自燃點(diǎn)越低，燃燒速度越快，燃燒越完全。其次，燃料中的硫含量也是影響柴油機燃燒的重要因素之一。硫含量越高，燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的硫化物也越多，對環(huán)境的影響越大。此外，燃料中的水分和機械雜質(zhì)等也會(huì )影響柴油機的燃燒。因此，選擇合適的燃料對于保證柴油機的燃燒質(zhì)量和性能至關(guān)重要。

1、燃燒不充分耗油量增加（柴油含灰塵及雜質(zhì)較多）

      柴油發(fā)電機工作時(shí)通過(guò)噴油泵、噴油泵產(chǎn)生的高噴射壓力將柴油噴入氣缸。若采用含雜質(zhì)和粉塵較多的劣質(zhì)柴油，噴嘴容易被堵塞，使噴油器工作壓力降低，霧化效果降低而產(chǎn)生油滴，致使柴油與空氣混合不充分，導致燃燒不充分。部分未燃燒柴油與廢氣一同被排出，動(dòng)力性能降低，消耗增加。

      同時(shí)，在噴油泵、噴油器工作時(shí)，由于劣質(zhì)柴油對噴油泵的出油閥、出油閥柱塞偶件、噴油器柱塞偶件運動(dòng)的腐蝕，過(guò)量研磨極易使噴油泵、噴油器總成早期嚴重磨損，也使動(dòng)力下降，燃油消耗增加，排放增大。

2、加快機械磨損（柴油含灰塵及雜質(zhì)較多）

      由于噴油泵的柱塞、出油閥和噴油嘴偶件的配合間隙很小，且在運行中需靠柴油進(jìn)行潤滑，因此，如使用灰塵和雜質(zhì)較多的柴油會(huì )加快三大精密偶件的機械磨損。磨損后的柱塞偶件會(huì )使密封性能大大降低，使油泵的供油量迅速下降；轉速愈低，節流作用降低，泄漏量愈大，供油量的減少就愈顯著(zhù)，這對柴油機的啟動(dòng)和運行是很不利的。

      柴油中的雜質(zhì)使磨損后的活塞環(huán)、缸套由于密封性能下降致使壓縮力不足，造成動(dòng)力下降。若柴油中除了含有灰塵等不能燃燒的機械雜質(zhì)外，還含有可溶解于柴油的有機酸和無(wú)機酸的鹽類(lèi)，將會(huì )增加積炭的堅硬性和腐蝕性，使缸套擦傷或粘著(zhù)拉缸，造成缸套嚴重損壞。

3、降功率增油耗（柴油粘度變化過(guò)大）

      如使用粘度過(guò)小的柴油會(huì )使柱塞和噴嘴的油膜斷裂，造成潤滑不良，漏油增加，降低柴油在燃燒室中的貫穿深度，從而降低柴油機的使用壽命和輸出功率。另一方面，粘度過(guò)大的柴油會(huì )使從噴油器射出來(lái)的柴油顆粒變大，不易很快地被加熱、氣化和氧化；因而將導致混合氣不均勻，燃燒不完全，排氣冒黑煙，耗油量增大，柴油機的經(jīng)濟性下降。

      粘度的大小還會(huì )影響噴油泵的供油量，粘度較小會(huì )使供油量減少；粘度大會(huì )使供油量增加，所以在實(shí)際工作中要隨所用柴油粘度的變化，而相應地調節油泵供油量。

4、產(chǎn)生化學(xué)腐蝕（高硫柴油）

      如使用含硫量多的柴油，經(jīng)燃燒后將生成過(guò)多的二氧化硫和三氧化硫氣體，并在氣缸和排氣管中遇到冷凝水時(shí)生成亞硫酸或硫酸，從而引起對噴油器、缸套、活塞的化學(xué)蝕損，并且含硫高的柴油燃燒后，會(huì )生成硬質(zhì)積炭，擦傷缸壁，增加機械磨損。另外含硫的廢氣還會(huì )竄入曲軸箱，將大大增加潤滑油沉淀物和促使潤滑油老化變質(zhì)，造成潤滑狀態(tài)惡化。

5、造成燒瓦事故（柴油含水分過(guò)高）

      如使用含水分較多的柴油，會(huì )成為噴油嘴和柱塞燒結與生銹，有些駕駛員在定期給噴油泵補充機油時(shí)，極少先將泵內的殘油放盡后再更新機油，這樣若輸油泵或柱塞有泄漏現象，水就會(huì )隨柴油流入泵體內，水比油重，所以水總是沉積在泵腔底部，而越積越多，到了一定程度，水就會(huì )隨凸輪軸飛快的旋轉而與機油攪成乳狀。這樣不僅正常的潤滑被破壞，而且久而久之整個(gè)油泵內部的機件都有不同程度的生銹現象，使柱塞偶件和油量調節機構變得不靈活，甚至被卡死。

      在溫度較低環(huán)境下，柴油中水份容易結冰或生成小顆粒的冰晶，引起柴油的混濁及堵塞濾芯，嚴重的話(huà)會(huì )中斷供油。

6、形成過(guò)多積炭

      如使用殘碳高或酸度過(guò)大的柴油，則會(huì )在燃燒室內形成過(guò)多積炭。噴油嘴端部積碳導致噴霧效果下降，在尾氣中形成黑煙。

二、燃油的理化指標

1、十六烷值

（1）確定方法：

      選定兩種發(fā)火性能截然不同的標準燃料，一種是發(fā)火性能好的正十六烷（脂肪烴），規定其十六烷值為100；另一種是發(fā)火性能很差的α-甲基萘（多環(huán)芳香烴），規定其十六烷值為0，將這兩種標準燃料按不同的體積比例配成混合液，便可得到十六烷值從0到100的各種標準混合燃料（容積百分含量）。

（2）測試方法：

      在規定的工作條件下，所試燃油與某一種標準混合燃料具有相同的發(fā)火性能（即有相同的滯燃期）時(shí)，該標準燃料的十六烷值即頭所試燃油的十六烷值。

（3）對柴油機燃燒性能的影響：

      十六烷值越高，燃油的自燃性能越好。但十六烷值過(guò)高，將使燃泄發(fā)生高溫裂化而產(chǎn)生游離碳，造成冒黑煙而經(jīng)濟性下降，同時(shí)由于加工費用高而使得燃油的價(jià)格高；十六烷值過(guò)低，則燃油的滯燃期長(cháng)，使燃燒過(guò)程粗暴，起動(dòng)和低負荷運轉時(shí)難于發(fā)火和穩定

工作（對滯燃期的化學(xué)過(guò)程有影響）。

2、柴油指數

      衡量燃油自燃性能的指標，其測試儀器比較便宜。是表示燃油的著(zhù)火性能與其密度和苯胺點(diǎn)的關(guān)系。

DI=（1.8t+32）（141.5/d-131.5）（1/100）

t——燃油的苯胺點(diǎn)（℃），利用相似易溶原理，將同體積燃油與苯胺混合加熱成單一相溶液，然后冷卻，當混合液剛開(kāi)始渾濁時(shí)的溫度；苯胺點(diǎn)越低（即溶解度越好），芳香烴含量越高，自燃性能越差；

CN=2/3DL+14

d——燃油比重（指油品在60°F（15.6℃）時(shí)與同溫同體積純水的重量之比）；

3、餾程

      燃油蒸發(fā)性能指標，也即冷車(chē)起動(dòng)性能指標，對滯燃期的物理準備過(guò)程有影響。其表示在某一溫度下燃油所能蒸發(fā)掉的百分數。

（1）測試方法：

      將100ml燃油加熱蒸餾，餾出第一滴油時(shí)的溫度（初餾點(diǎn)）到蒸餾到最后所能達到的最高溫度（終餾點(diǎn)或干點(diǎn)）從初餾點(diǎn)到干點(diǎn)的溫度范圍稱(chēng)為餾程。

（2）餾分：

      在某一特定溫度下的餾出物，通常用在某一溫度下蒸發(fā)的百分數表示。燃油在低溫下蒸發(fā)的百分數越高，說(shuō)明所含的輕餾分越多。輕餾分的沸點(diǎn)低，蒸發(fā)速度快，能與空氣較快地混合，燃燒速度也較快，柴油機冷車(chē)起動(dòng)性能好，重餾分不容易蒸發(fā)，易不完全燃燒而生成積碳。因而高速機要使用輕餾分含量多的輕柴油，而低速機可使用含重餾分多的的燃油。但從燃燒質(zhì)量來(lái)看，餾出溫度也不宜過(guò)低，否則餾分太輕，蒸發(fā)太快，壓力升高速度太快，工作粗暴。因此不是輕餾分越多越好，而是各餾分組成的溫度范圍盡可能窄。

（3）對燃燒的影響：

      輕餾分含量多的燃油，沸點(diǎn)低，蒸發(fā)快，易于空氣混合和發(fā)火，即有利于冷車(chē)起動(dòng)和燃燒，但蒸發(fā)速度過(guò)快，則燃燒易粗暴；重餾分含量多的燃油，沸點(diǎn)高，蒸發(fā)慢，不易于空氣混合和發(fā)火，燃燒也慢，容易造成燃燒不完全而結碳。從油的質(zhì)量上看，并非輕餾分越多越好，而是各餾分組成的溫度范圍應盡可能窄些，如柴油一般在250-350℃的中餾分居多為佳。

4、發(fā)熱值

      1Kg燃油完全燃燒時(shí)放出的熱量稱(chēng)為燃料的發(fā)熱值（KJ/Kg或Kcal/Kg）。燃油的發(fā)熱值分為高熱值和低熱值。高熱值包含水蒸汽的汽化潛熱；但在柴油機中燃氣在高溫下排出，汽化潛熱不可能被利用，應扣除；扣除水蒸汽汽化潛熱的熱值稱(chēng)為低熱值。在柴油機熱力計算時(shí)要用低熱值。不同燃油的發(fā)熱值不同，但差異不很大。重油的基準低熱值為42000KJ/Kg（10030Kcal/Kg），輕油的基準低熱值為42700KJ/Kg（10200Kcal/Kg，ISO規定為42707KJ/Kg）。

5、粘度

      燃油流動(dòng)性能指標，反映液體分子間運動(dòng)摩擦阻力的量度，對燃燒和管理都有影響（即燃油的霧化、過(guò)濾和泵送性）；粘度過(guò)大時(shí)，流動(dòng)性能差，易造成供油中斷，霧化不好而使燃燒不良；粘度過(guò)小，流動(dòng)性能好，但噴射設備偶件易潤滑不良而磨損；粘度的大小有兩種表示法，即絕對粘度和相對粘度，前者表示燃油分子間內摩擦系數的絕對值，有動(dòng)力粘度和運動(dòng)粘度兩種；后者是在某一條件下測得的內摩擦系數的相對值，依測試儀器的不同有恩氏粘度、雷氏粘度和賽氏粘度三種。

6、硫分

      燃油中所含硫的重量百分比。我國S%<1%，輕油S%<0.2%，重油S%《0.5-1.5%；中東、非洲S%＞3-4%。硫是燃油中的有害成分。

7、灰分

      指存在于油中的固體物質(zhì)和溶于油中的金屬鹽，在規定的測定方法下不能燃燒的殘余物，以重量百分數表示?；曳种饕侨紵笮纬傻慕饘傺趸锖徒饘冫}，除V?O?造成高溫腐蝕外，主要是磨料磨損。

8、礬、鈉含量

      用重量的PPM表示，是灰分的組成部分，燃燒后形成低熔點(diǎn)化合物。當氣缸壁和排氣閥的表面溫度超過(guò)它們的熔點(diǎn)時(shí)這些固體粒子就熔化成液態(tài)附著(zhù)在金屬表面上，與金屬發(fā)生氧化還原反應而腐蝕金屬，即高溫腐蝕。一般排氣溫度應控制在550℃以下，在海水漏入燃油中時(shí)將使鈉含量增加。

9、機械雜質(zhì)和水分

      燃油中所含不溶于汽油和苯的固體顆粒（灰塵和沙粒）或沉淀物（溶渣）等占中重量的百分數稱(chēng)為機械雜質(zhì)，這些雜質(zhì)大多數是在運輸和儲存過(guò)程中混入的，它們不能燃燒，卻能使噴孔堵塞，加劇噴油設備的磨損。燃油中的水分會(huì )降低燃油的發(fā)熱值，易破壞正常發(fā)火，尤其是水分多時(shí)會(huì )使燃燒減慢，并破壞氣缸潤滑油膜。

10、瀝青分

      表示瀝青占燃油的重量百分數。是一種多環(huán)芳香烴，溶于苯而不溶于石蠟基油的黑褐色粉末狀物質(zhì)。它于懸浮分散形狀存在于燃油中，是一種膠質(zhì)分子團，瀝青膠質(zhì)分子團在混對中懸浮平衡狀態(tài)被破壞而析出淤渣，使儲存穩定性變壞，給燃油凈化和燃燒造成困難，因此不同牌號的燃油應當盡量避免混裝；在分油機的進(jìn)油加熱溫度下（85-95℃）不易被分離，瀝青很難燃燒，致使排氣冒黑煙，熱效率下降，易于形成結碳，尤其是在噴孔外產(chǎn)生喇叭狀的積碳，使霧化變壞，在燃油硫分含量高時(shí)形成的結碳非常牢固，不易除去，從而造成磨料磨損。

11、殘炭值

      燃油在隔絕空氣的條件下加熱干餾，最后剩下的一種鱗片狀的焦炭殘余物稱(chēng)為殘炭，殘炭占試驗油重量的百分數稱(chēng)為殘炭值。殘炭值表示燃油在燃燒過(guò)程中形成炭渣的傾向，并不表示形成結碳的數值。其對柴油機的危害是：使氣缸結碳造成熱阻增加，引起過(guò)熱，磨損加劇，嚴重時(shí)會(huì )引起活塞環(huán)卡死和折斷，噴孔堵塞，氣閥咬死。

12、閃點(diǎn)

      燃油汽化后產(chǎn)生的蒸汽與空氣混合氣同火焰接觸而閃火的最低溫度，用來(lái)衡量燃油揮發(fā)成分產(chǎn)生爆炸或火災危險性的指標。根據測量器具和方法的不同，有開(kāi)口和閉口閃點(diǎn)之分。閉口閃點(diǎn)比開(kāi)口閃點(diǎn)低，常用閉口閃點(diǎn)。為保證船舶安全要求燃油的閉口閃點(diǎn)應高于65℃（輕柴油除外），滑油的開(kāi)口閃點(diǎn)在130-300℃之間；從防火防爆角度，只有在低于燃油閃點(diǎn)17℃的環(huán)境溫度下傾倒燃油或敞開(kāi)燃油容器才是安全的。注意：燃點(diǎn)：油閃燃后5S不熄滅的最低溫度，同一種油料自燃點(diǎn)＞燃點(diǎn)＞閃點(diǎn)。

13、凝點(diǎn)、傾點(diǎn)、冷濾點(diǎn)和濁點(diǎn)

      燃油低溫流動(dòng)性和泵送性的重要指標。在規定的試驗條件下燃油受冷后失去流動(dòng)性時(shí)的溫度稱(chēng)為凝點(diǎn)；燃油尚能流動(dòng)的最低溫度稱(chēng)為傾點(diǎn)（國外）；燃油濾器開(kāi)始部分堵塞時(shí)的最低溫度稱(chēng)為冷濾點(diǎn)；燃油開(kāi)始變得混濁時(shí)的溫度稱(chēng)為濁點(diǎn)。凝點(diǎn)等指標與燃油中的石蠟含量有關(guān)。燃油中的石蠟在溫度降低時(shí)逐漸結晶析出，先析出少量細微的結晶，使原來(lái)透明的燃油變得混濁（濁點(diǎn)），進(jìn)一步冷卻石蠟結晶逐漸長(cháng)大，形成網(wǎng)狀的結晶骨架，結晶骨架把燃油包圍起來(lái)，使整個(gè)燃油失去了流動(dòng)性（凝點(diǎn)）。

      燃油的溫度降低到濁點(diǎn)時(shí)將使濾器堵塞，供油中斷，因此從使用的觀(guān)點(diǎn)看，濁點(diǎn)比凝點(diǎn)更為重要。燃油的濁點(diǎn)至少應比使用溫度低3-5℃（即濁點(diǎn)+3-5℃，是最低可泵送性溫度），以防止在使用中析蠟。對于濁點(diǎn)較高的燃油使用中應進(jìn)行預熱。

傾點(diǎn)=凝點(diǎn)+2.7℃（5°F）；

濁點(diǎn)=凝點(diǎn)+8.5℃；

傾點(diǎn)+5.8℃=濁點(diǎn)。

14、比重

      20°C時(shí)的燃油重量與4°C時(shí)同體積水的重量之比，目前柴油發(fā)電機行業(yè)采用密度（r15）。換算公式：

dt=d20-0.000672（t-20）

tt=r15-0.00063（t-15）（渣油）

tt=r15-0.00065（t-15）（重柴油）

      在加裝燃油計算實(shí)際加油量時(shí)應注意溫度修正，可采用以上計算公式，也可通過(guò)查表計算。燃油的比重與其化學(xué)成分和餾分組成有關(guān)，烷屬烴比重最小，芳香烴的比重最大；比重是燃油性能的間接指標，燃油的比重大，即間接表明其粘度大，重餾分多，芳香烴的含量多，CN低。

三、柴油機油料特點(diǎn)及選用原則

1、輕柴油種類(lèi)與規格

      按凝點(diǎn)不同分為-50號、-35號、-20號、-10號、0號、10號六個(gè)等級，它們的凝點(diǎn)分別高于-50℃、-35℃、-20℃、-10℃、0℃、10℃。所以選用輕柴油要根據當地冬天最低環(huán)境溫度而定，一般最低環(huán)境溫度應高出凝點(diǎn)溫度5℃以上。

      輕柴油是質(zhì)量最好、價(jià)格最貴的柴油燃料，適用于高、中速大功率柴油機。冬季使用柴油機一般選用-10號輕柴油，應急發(fā)電柴油機和高速發(fā)電柴油機可用0號輕柴油。

2、ISO對燃油的分類(lèi)和要求

      燃油的質(zhì)量問(wèn)題造成的柴油機故障日益增加，降低了船用柴油機的工作安全性，對航運企業(yè)十分不利。因此有關(guān)各方都紛紛要求對船用燃油的質(zhì)量加強控制，要求燃油規格標準化，并以此作為買(mǎi)賣(mài)方統一的質(zhì)量指標。英國在1982年率先頒布了船用燃油標準（BSMA100:1982），國際內燃機協(xié)會(huì )（CIMAC）也在1982年提出了一個(gè)過(guò)渡性的船用燃油推薦規格標準分發(fā)各會(huì )員國，1987年國際標準化組織（ISO）頒布了“國際船用燃油標準ISO8217（現已采用8217:1996標準），這三種標準內容相近，要求各國參照執行?，F在盡管已經(jīng)有了統一的國際標準，但是即使是同一個(gè)石油公司生產(chǎn)的同一種型號的燃油，由于原油產(chǎn)地不同，各種烴類(lèi)的種類(lèi)、比例的不同，以及輕、重成分調合比例的不同，在性質(zhì)上往往會(huì )有相當在的差別。用戶(hù)應了解這一情況，加裝燃油時(shí)應注意在加油現場(chǎng)取有代表性油樣并妥善保存，以備發(fā)生問(wèn)題時(shí)有據可查。

（1）殘渣油的規格從15種減為10種；與ISO 8217—1996標準相比，ISO 8217-2005標準的主要修改項為：

（6）RMH、RMK的灰分上限從0．20％（m／m）降低到0．15％（m／m）；

（7）硫含量降低到與MARPOL公約附則Ⅵ的要求一致。

      下述表1和表2介紹的兩種燃料油：餾分燃料油和殘渣燃料油。

表1    IS0 8217—2005對餾分油的要求

表2   IS0 8217-2005對殘渣燃料油的要求