随着石油深加工工艺的不断提高及新型燃料的不断涌现,工业发展和环境保护都对燃油品质提出了日益严格的要求,这就决定了我们不得不从实际应用出发来探索燃料油的适用性评价方法。
我国人口众多,工业相对落后,对石油产品的利用效率不高,存在石油资源的极大浪费。专业的油品质检机构,面对的是广大的用油企业和各式油品,开展油料使用性能的实验室评价,能够较为直接地对企业选油、用油起到帮助和指导作用,促进能源的合理利用,增加社会经济效益。
燃料油被广泛地应用于各种发动机和锅炉设备。实验证明,石油燃料在内燃机内的利用效率是最高的,而这些发动机又对所用燃料油质量指标有着严格的要求。
按燃料用途可分为五大类,从汽油、煤油、柴油到燃气轮机用各种燃料油以及锅炉装置和工业炉用燃料油,燃料用油的性质几乎覆盖了所有石油组成的性能和指标。使用未经论证的燃料会导致资源的不合理消耗,而使用不符合使用要求的燃料则会降低机械设备的可靠性和耐久性。
随着石油深加工工艺的不断提高,新型燃料的不断涌现,工业发展和环境保护都对燃油品质提出了日益严格的要求,这就决定了我们不得不从实际应用出发来探索燃料油的适用性评价方法。
在燃料油产品标准所罗列的各项质量指标中,通常包含了理化、技术性能指标和一些主要使用性能的基本指标,比较粗放和宽泛,符合标准的产品只能定义为基本合格的产品,却远远不能说明其对于不同发动机和具体工况的适应性。
而这些产品标准又恰恰是目前油品检测机构和用油单位用来判定油品质量合格与否的依据。各级执法部门进行质量抽查时,受行政经费的限制,往往只选取几个项目进行检验;许多用油单位由于是自愿送检,受检验费用的制约,加上选油、用油知识的缺乏,经常仅要求测定某个单一性能指标(如辛烷值等)或少数几个指标,就片面地认为只要这几个指标合格就是合格的油品了,这就在无形中摒弃了对燃料油最重要的质量指标——使用性能指标的了解和掌控。而现实情况是,即便是符合标准所有指标规定的合格油品也不一定是适用的,使用不适用的油品就会造成能源的不合理利用或导致机械设备的异常磨损和发生设备故障,更不用说仅仅经过一个或几个指标检测合格的油品了。
所以,开展燃料油使用性能实验室评价方法的研究,有利于促进合理用油、社会经济发展和环境保护,具有重要的现实意义,是油检机构亟待开展的技术工作。
国外一些工业发达地区通常使用标准中专门的指标和台架试验来综合评价燃料油的使用性能。这种评价方法可以使人们系统地认识油品单一质量水平在整体质量最佳化中的贡献,也被认为是找出油品最佳组分调配比例的有效方法。
国内对于润滑油的台架试验较为重视,在相关的产品标准中都有要求,但对于燃料油部分却没有进行规定。
油检机构在对燃料用油进行检验时,基本上都是按照标准规定进行,且基本上没有对检测数据给出具体应用方面的意见和解释,在燃料用油使用性能的实验室评价方法方面尚未见报道。因此,研究燃料油使用性能的实验室评价方法就显得非常必要。
现有的燃料用油产品标准无法充分反映其实际使用性能
燃料油产品标准中规定的质量指标存在不全面、过于宽泛等缺陷,使得即便按标准检验合格的油品却有可能无法满足具体的使用要求,对消费者造成困扰。
以GB17930-2006《车用汽油》为例:标准在第5章“要求和试验方法”中对汽油的馏程、蒸气压以及芳、烯烃的含量指标都有上限要求(即最大值限制),这几个质量指标旨在规定汽油的馏分分布以及烃族组成,但却没有规定相应下限指标,使得某些人为调制的油品完全符合标准要求,却不能称为好用的汽车。如蒸气压是控制汽油在使用时不发生气阻的指标,但决非望小特性,保证汽油适当的蒸发性能,不仅有利于汽车的加速和冷车启动,还有利于提高汽油头部辛烷值(因轻质汽油组分的辛烷值较高),更有利于汽油在发动机内的完全燃烧;再如汽油若采用较高比例的重芳烃进行调制(不超过标准限度),其理化指标及生态性质可能完全合格,而且辛烷值也会很高,但由于重质芳烃的黏度大、蒸气压低,尤其是在C9以上芳烃存在的情况下,在实际使用时完全可能加大燃烧室内生产积炭的倾向,并且增大油耗甚至于污染机油和溶解密封件的橡胶部件。
台架试验、型式试验所反映的产品使用性能虽最具说服力,但费用昂贵、耗时耗能,无法普及,只适合在生产源头加以控制
国外一些工业发达地区通常采用台架试验结合理化性能测试来综合评价油品的使用性能。由于油料产品的台架试验、型式试验涉及技术、经济、规模等多方面因素,费用昂贵、耗时耗能;另外,一般委托方对检验报告时效性都有要求,需要在尽可能短的时间里得到检测结果,检测机构一般无法也无力进行台架试验。所以在产品研发初期和面市前期,应当由生产厂家进行台架试验并提供相关的证明材料。
使用性能评价方面的空白,容易造成燃料用油市场的混乱
由于没有合适的使用性能评价方法,使得我国燃料用油市场比较混乱,质量良莠不齐。广大用油单位不知如何选用燃料油,由于选用不当,经常造成用油设备的故障和人员伤亡事故。
各种燃料油代用品迫切需要合适的使用性能评价方法
近年来,受国内燃油紧缺和国际油价持续攀升的影响,各种燃料油添加剂相继问世,大量燃料油代用品纷纷登场,如甲醇汽油、乙醇汽油、生物柴油、环保重油等等。这些燃料油代用品和石油燃料的性质不可能完全相同,不应使用现有燃料用油的产品标准来对其进行检验。由于没有证据能够说明其在内燃机使用的适宜性,消费者不敢贸然使用这些产品,一方面造成了一些环保清洁能源推广普及的困难,另一方面增加了采用这些燃料油代用品用户的使用风险。
综上所述,开展本项研究工作可作为产品台架、型式试验的有力补充,满足众多用油企业合理用油的需要,为各种油品质量争议提供专业的技术支持和解释,加强质量技术监督部门对燃料油市场的监管整治力度,更可以促进能源的合理利用,取得良好的社会效益。因此,油检机构应大力开展对燃料用油使用性能实验室评价方法的研究工作。
(作者单位:广东省惠州市石油产品质量监督检验中心)