摘要：燃油的質量是影響柴油發電機使用壽命和工作性能的關鍵因素，因此，應保證柴油的質量，不含有機械雜質或水份。由于不同國家和地區對燃油的命名和分類并不一致，為了逐步統一燃油的標準，國際標準化組織（ISO）近年來加強了柴油發電機燃料油分類及規格標準的制訂工作，于2005年11月發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，更符合柴油發電機燃料油行業的最新發展，為燃料油買家提供了便利，確保了燃料油的質量。

一、燃油質量對柴油機的危害

      柴油機的燃料是影響燃燒的重要因素之一。燃料的化學組成、物理性質和熱值等都會對柴油機的燃燒產生影響。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，燃燒過程中產生的硫化物也越多，對環境的影響越大。此外，燃料中的水分和機械雜質等也會影響柴油機的燃燒。因此，選擇合適的燃料對于保證柴油機的燃燒質量和性能至關重要。

1、燃燒不充分耗油量增加（柴油含灰塵及雜質較多）

      柴油發電機工作時通過噴油泵、噴油泵產生的高噴射壓力將柴油噴入氣缸。若采用含雜質和粉塵較多的劣質柴油，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，動力性能降低，消耗增加。

      同時，在噴油泵、噴油器工作時，由于劣質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的腐蝕，過量研磨極易使噴油泵、噴油器總成早期嚴重磨損，也使動力下降，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行潤滑，因此，如使用灰塵和雜質較多的柴油會加快三大精密偶件的機械磨損。磨損后的柱塞偶件會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，這對柴油機的啟動和運行是很不利的。

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

3、降功率增油耗（柴油粘度變化過大）

      如使用粘度過小的柴油會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，粘度過大的柴油會使從噴油器射出來的柴油顆粒變大，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，柴油機的經濟性下降。

      粘度的大小還會影響噴油泵的供油量，粘度較小會使供油量減少；粘度大會使供油量增加，所以在實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、產生化學腐蝕（高硫柴油）

      如使用含硫量多的柴油，經燃燒后將生成過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生成亞硫酸或硫酸，從而引起對噴油器、缸套、活塞的化學蝕損，并且含硫高的柴油燃燒后，會生成硬質積炭，擦傷缸壁，增加機械磨損。另外含硫的廢氣還會竄入曲軸箱，將大大增加潤滑油沉淀物和促使潤滑油老化變質，造成潤滑狀態惡化。

5、造成燒瓦事故（柴油含水分過高）

      如使用含水分較多的柴油，會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，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，嚴重的話會中斷供油。

6、形成過多積炭

      如使用殘碳高或酸度過大的柴油，則會在燃燒室內形成過多積炭。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：

      選定兩種發火性能截然不同的標準燃料，一種是發火性能好的正十六烷（脂肪烴），規定其十六烷值為100；另一種是發火性能很差的α-甲基萘（多環芳香烴），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火性能（即有相同的滯燃期）時，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。但十六烷值過高，將使燃泄發生高溫裂化而產生游離碳，造成冒黑煙而經濟性下降，同時由于加工費用高而使得燃油的價格高；十六烷值過低，則燃油的滯燃期長，使燃燒過程粗暴，起動和低負荷運轉時難于發火和穩定

工作（對滯燃期的化學過程有影響）。

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。是表示燃油的著火性能與其密度和苯胺點的關系。

DI=（1.8t+32）（141.5/d-131.5）（1/100）

t——燃油的苯胺點（℃），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，當混合液剛開始渾濁時的溫度；苯胺點越低（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℃）時與同溫同體積純水的重量之比）；

3、餾程

      燃油蒸發性能指標，也即冷車起動性能指標，對滯燃期的物理準備過程有影響。其表示在某一溫度下燃油所能蒸發掉的百分數。

（1）測試方法：

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

（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的百分數表示。燃油在低溫下蒸發的百分數越高，說明所含的輕餾分越多。輕餾分的沸點低，蒸發速度快，能與空氣較快地混合，燃燒速度也較快，柴油機冷車起動性能好，重餾分不容易蒸發，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。但從燃燒質量來看，餾出溫度也不宜過低，否則餾分太輕，蒸發太快，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，沸點低，蒸發快，易于空氣混合和發火，即有利于冷車起動和燃燒，但蒸發速度過快，則燃燒易粗暴；重餾分含量多的燃油，沸點高，蒸發慢，不易于空氣混合和發火，燃燒也慢，容易造成燃燒不完全而結碳。從油的質量上看，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、發熱值

      1Kg燃油完全燃燒時放出的熱量稱為燃料的發熱值（KJ/Kg或Kcal/Kg）。燃油的發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為低熱值。在柴油機熱力計算時要用低熱值。不同燃油的發熱值不同，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

      燃油流動性能指標，反映液體分子間運動摩擦阻力的量度，對燃燒和管理都有影響（即燃油的霧化、過濾和泵送性）；粘度過大時，流動性能差，易造成供油中斷，霧化不好而使燃燒不良；粘度過小，流動性能好，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，有動力粘度和運動粘度兩種；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，燃燒后形成低熔點化合物。當氣缸壁和排氣閥的表面溫度超過它們的熔點時這些固體粒子就熔化成液態附著在金屬表面上，與金屬發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將使鈉含量增加。

9、機械雜質和水分

      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為機械雜質，這些雜質大多數是在運輸和儲存過程中混入的，它們不能燃燒，卻能使噴孔堵塞，加劇噴油設備的磨損。燃油中的水分會降低燃油的發熱值，易破壞正常發火，尤其是水分多時會使燃燒減慢，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。是一種多環芳香烴，溶于苯而不溶于石蠟基油的黑褐色粉末狀物質。它于懸浮分散形狀存在于燃油中，是一種膠質分子團，瀝青膠質分子團在混對中懸浮平衡狀態被破壞而析出淤渣，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，尤其是在噴孔外產生喇叭狀的積碳，使霧化變壞，在燃油硫分含量高時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為殘炭，殘炭占試驗油重量的百分數稱為殘炭值。殘炭值表示燃油在燃燒過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，引起過熱，磨損加劇，嚴重時會引起活塞環卡死和折斷，噴孔堵塞，氣閥咬死。

12、閃點

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

13、凝點、傾點、冷濾點和濁點

      燃油低溫流動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性時的溫度稱為凝點；燃油尚能流動的最低溫度稱為傾點（國外）；燃油濾器開始部分堵塞時的最低溫度稱為冷濾點；燃油開始變得混濁時的溫度稱為濁點。凝點等指標與燃油中的石蠟含量有關。燃油中的石蠟在溫度降低時逐漸結晶析出，先析出少量細微的結晶，使原來透明的燃油變得混濁（濁點），進一步冷卻石蠟結晶逐漸長大，形成網狀的結晶骨架，結晶骨架把燃油包圍起來，使整個燃油失去了流動性（凝點）。

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

傾點=凝點+2.7℃（5°F）；

濁點=凝點+8.5℃；

傾點+5.8℃=濁點。

14、比重

      20°C時的燃油重量與4°C時同體積水的重量之比，目前柴油發電機行業采用密度（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）

      在加裝燃油計算實際加油量時應注意溫度修正，可采用以上計算公式，也可通過查表計算。燃油的比重與其化學成分和餾分組成有關，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、柴油機油料特點及選用原則

1、輕柴油種類與規格

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

      輕柴油是質量最好、價格最貴的柴油燃料，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，應急發電柴油機和高速發電柴油機可用0號輕柴油。

2、ISO對燃油的分類和要求

      燃油的質量問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，對航運企業十分不利。因此有關各方都紛紛要求對船用燃油的質量加強控制，要求燃油規格標準化，并以此作為買賣方統一的質量指標。英國在1982年率先頒布了船用燃油標準（BSMA100:1982），國際內燃機協會（CIMAC）也在1982年提出了一個過渡性的船用燃油推薦規格標準分發各會員國，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。現在盡管已經有了統一的國際標準，但是即使是同一個石油公司生產的同一種型號的燃油，由于原油產地不同，各種烴類的種類、比例的不同，以及輕、重成分調合比例的不同，在性質上往往會有相當在的差別。用戶應了解這一情況，加裝燃油時應注意在加油現場取有代表性油樣并妥善保存，以備發生問題時有據可查。

（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