1. 引言
据了解，为了解船舶及海洋工程的排放量及给环境带来的影响，国际海事组织(IMO)成立了专门调查机构，就目前海上航行的船舶和现存海洋工程项目的排放状况展开调查，检查二氧化碳等有害气体和有害物质的排放量，为下一步制定国际性船舶减排相关法规提供依据。这表明IMO牵头制定有关船舶减排新法规不久将出台。
2. 北美及加洲排放控制区对船舶排放要求
2011年8月1日~2012年8月1日为期一年的缓冲期即将结束，北美及加洲排放控制区包括夏威夷(ECAs)将全面生效，进入北美区域200 nm内的船舶使用的任何燃油含硫量不得大于1.0% m/m；在加州水域24 nm分界线内船舶使用的DMA含硫量不高于1.0%，DMB不高于0.5%。2014年1月1日加州水域使用所有燃油含硫量不得大于0.1% m/m [1] 。
该项法规还规定：在美国水域，一旦船舶被查出使用燃油不符合ECAs要求，美国第一港靠泊罚款USD32500，以后每多一次，罚款额翻一番，第5次或以后每次罚款USD227500。但该项规定不包括：途径加州水域(连续航行)并不靠泊加州任何终端的船舶；应急发电机使用的燃油；机器和锅炉使用生物柴油等替代燃料的船舶[2] 。
3. 低硫燃油对船舶带来的问题与对策
如所周知，欧盟、北美及加洲排放控制区严格控制船舶SOx排放，目前绝大部分船舶的对策是使用低硫MGO。低硫MGO的特点是密度低、运动黏度低、发热值低，使用上稍有不慎就可能出麻烦。下面就某船MANB & W机型，船舶燃用低硫MGO(密度0.8491/15℃，运动黏度 4.82 mm2/s/15℃，净热值33 MJ/L)为例，就容易出现的问题和采取的对策进行详细介绍：
3.1. 燃油品种转换
燃油品种转换，必须预先制定转换操作程序，严格按该程序操作并如实记录。燃油品种转换操作，应充分考虑低硫MGO的特点。
1) 由FO380转换为低硫MGO
换油过程，根据MAN B & W说明书，主机负荷50% CMCR以下，燃油温度变化2℃/min (最大不超过15℃/min)，运行至油温降低到常温，运行至油温降低到75℃~80℃，使高压油泵适当降温防止高压油泵因油温突变而咬死，同时也防止主机高温高转速高压油泵柱塞抽吸导致MGO汽化。
因此，在换油过程中建议：采用燃油黏度控制，黏度正常设定10~15 cSt，转油时将设定值改为17 cSt左右，蒸汽供给阀自动关小，逐渐使油温下降至80℃然后转用MGO，之后随燃油黏度逐步下降，蒸汽供给阀自动逐渐关小，燃油进机温度也随之逐步下降。这样，一则保证燃油喷射质量，二则防止燃油温度剧烈波动，三则防止燃油自清滤器阻塞，比采用燃油温度控制换油过程更平稳、更安全。
人工密切监视燃油进机温度，防止蒸汽调节失灵(开度过大)燃油黏度下降而油温却降下不来的情况(这时要及时手动关蒸汽阀)。人工密切监控燃油自清滤器前后压力差或自动冲洗次数。因为，换油过程中蒸汽自动供给调节阀逐渐关小，但若燃油温度下降过快或油温不均匀，则混合燃油内的FO380黏度偏大，同时MGO也会溶解燃油管壁、加热器内壁、混油筒内壁等的长期稳定附着物，易导致燃油自清滤器前后压差增大自动冲洗频繁，可能阻塞致主机供油不足，严重时甚至断油。
根据需要调节各路燃油蒸汽伴热的蒸汽阀开度，防止MGO因温度过高而汽化。副机若也在燃油从FO380转换为低硫MGO的范围内，也需与主机一样关注。
2) 由低硫MGO转换为FO380
转换前，FO380日用油柜油温保持70℃~80℃。换油过程，根据MAN B & W说明书，主机负荷75% CMCR以下，燃油温度变化2℃/min(最大不超过15℃/min)，运行至油温升高到135℃(该轮该航次FO380正常进机温度)。转换过程中的注意事项同“1)由FO380转换为低硫MGO”所列。
3.2. 燃用低硫MGO的主机负荷波动
主机按燃用FO380设计。而低硫MGO相对FO380密度小且发热值低(低硫MGO柴油15℃时密度为0.8491 g/cm3，净热值33 MJ/L；而FO380燃油15℃时密度0.9860 g/cm3，净热值39.5 MJ/L)，主机同样负荷油门开度更大，主机负荷波动时油门变化也更大。尤其是当处于寒冬时，风大浪高，海况恶劣，主机在50% CMCR负荷左右运行，螺旋桨输出功率明显下降，致使舵效下降，导致船舶抵抗风浪的能力明显下降。且低硫MGO黏度只有3~4 cSt，高压油泵偶件之间的油膜容易损坏加速磨耗，不宜盲目加车。所以，有必要限定主机负荷(转速)。主机负荷(转速)的限定值，需考虑主机、船舶、海况、营运需要等多种因素。这些因素也都在不断变化，所以限定主机负荷(转速)后，还要注意观察各缸油门杆刻度，及时调整限定值。
3.3. 燃用低硫MGO的柴油机起动
低硫MGO发热值低且密度低，若仍按燃用FO380的设定值，可能导致起动失败和加速困难。原因就是起动油门限制是按燃用FO380设定的，而MGO发热值低、密度小，且黏度低(MGO柴油40℃时黏度为3.1 cSt；而FO380燃油50℃时黏度为371 cSt)，黏度低则高压油泵柱塞偶件内漏增大致喷油量下降，起动转矩不足。副机起动也遇到过同样的问题，也是手动推大单缸油门才起动成功。
有时船舶进港航行还会遇到主机转速不能迅速越过临界转速，原因也是扭矩限制是按燃用FO380设定的，而MGO发热值低，密度小、且黏度低，功率不足。暂时取消扭矩限制，主机转速才迅速越过临界转速区。
离港时，主机燃用在港补加的MGO柴油15℃时的密度0.8628 g/cm3(进港用的MGO密度为0.8491 g/cm3)，黏度3.5 cSt(进港用的MGO黏度3.1 cSt)，进机油温与进港时为同55℃，正倒车起动正常，副机起动也正常。比较进港和离港，认为密度和黏度适当高一点的MGO更利于船舶和设备的安全。
3.4. 燃用低硫MGO的惰气发生器(锅炉)
船舶锅炉主要针对使用FO380设计，而低硫MGO发热值低且密度小，所以锅炉作为惰气发生器燃用MGO时，相应的风流量会偏大很多。
针对这种情况应采取以下措施：锅炉运行模式设为手动，因为自动模式下负荷波动时含氧量波动将更剧烈极易超过报警值(5%)使烟气(惰气)排天空，并及时调整油气参数，以油流量为54%为例，对应的风流量上、下限应调整为53%、43%；若再改为燃用FO380，只需调整对应的风流量上、下限为60%、50%即可，其他不变[3] 。
此外，根据需要，可更改比例积分微分(PID)设置。出厂P = 0.5，I = 5.0，D = 0，改为P = 0.55，I = 6，D = 0；锅炉负荷保持高于50%(负荷低于50%则烟气即惰气含氧量波动明显)。
3.5. 燃用低硫MGO的机舱通风
低硫MGO黏度低，不需要加温，燃油自清滤器工作温度从燃用FO380的135℃减为55℃，可能导致密封效果不佳，漏油量增大；主机、副机和某些燃油管路也会渗漏。所以，机舱保温的同时要适当通风驱除油气。
4. 使用燃油转换计算程序
DNV针对上述问题，设计了国际航线船舶“燃油转换计算程序”软件，软件将安装在船舶指定电脑上，且每条船舶对应一个密码，如该电脑系统重做，则需由DNV重新分配密码软件才能使用。进入ECAs前通过手动输入需转换的不同燃油含硫量及设备燃油即时耗量，该软件能够准确计算出燃油完全转换所需时间，指导船舶完成燃油转换。操作人员可以随时修正设备燃油耗量，转换结束后可以打印出转换过程曲线存档备查，该软件已得到USCG认可，使用该软件进行的燃油转换程序可以被接受。
燃油转换时应注意，在转换为LSF时务必使ECAs内可能使用的耗油设备，包括所有发电柴油机和锅炉燃油管线内全部充满符合要求燃油，这要求转换过程中应起动相关设备参与转换。
DNV建议，2012年8月1日后航行于北美区域船舶应该准备一专用文件夹，里面应存放低硫油相关证书、文件及记录，至少包括：
1) EIAAP；
2) IAPP；
3) 燃油转换程序；
4) 燃油转换计算(DNV燃油转换软件使用后打印的结果)；
5) 转换完成确认陈述；
6) 燃油转换系统图，应包括普通燃油及低硫油管径、长度、管路及阀门所处位置等详细据。建议由船技部完成管系图测绘标注，可以是平面图或立体图，数据应准确；
7) 使用燃油的主辅机及锅炉厂家、型号、系列号、额定油耗等参数(不同型号设备油耗参数USCG数据库已收集)；
8) 每次进入或离开ECAs的时间、位置(经纬度)的记录；
9) 进入ECAs前开始和完成低硫油转换的时间和位置；
10) 在ECAs航行时主机、辅机、燃油辅锅炉使用的燃油种类；
11) 加油单据中显示的燃油含硫量；
12) 油样化验结果显示实际含硫量符合要求；
进ECAs前如转换出现故障，如使用低硫油时主机无法起动、低速时熄火、无法倒车起动、燃油系统严重泄漏或无足够大燃油日用柜，应及时向USCG报告，经同意后可以进入ECAs，可以进入，不代表不被罚款及更详细的PSC检查或海事调查，如果船长欺骗检查官，一旦查出，将产生严重后果。
如果检查官怀疑船舶燃油存在问题，通常选择不是加油时的MARPOL油样化验，而是直接从燃油日用柜取样化验其硫含量。因此，应妥善保存加装LSF的所有相关资料、证据或特殊原因无法加到满足要求的燃油的相关证据备查。
5. 结论
本文针对北美及加洲排放控制区对船舶排放的新要求，探讨了低硫燃油对船舶管理带来的问题，提出了船舶应该采取的措施及管理注意事项，并结合实船，对在北美及加洲排放控制区对船舶的操作和管理进行详细说明，希望能给我国船舶在该区域的航行提供指导和帮助。