• Дом
• Решения
  • Принцип навигации
    • Глава 1: Земля
    • Глава 2: Параллельное и плоскостное плавание
    • Глава 4: Парусный спорт
    • Глава 5. Морская астрономия
    • Глава 8: Время
    • Глава 9: Высота
    • Глава 11: Линии позиций
    • Глава 12: Восход и заход небесных тел
    • Глава 13: Плавание по Великому Кругу
  • Практическая навигация (новое издание)
    • УПРАЖНЕНИЕ 1 - САМОЛЕТ И ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ ПАРУС
    • УПРАЖНЕНИЕ 3 - ПАРУСНЫЙ МЕРКАТОР
    • УПРАЖНЕНИЕ 28 - АЗИМУТ СОЛНЦЕ
    • УПРАЖНЕНИЕ 29 - ПОДЪЕМ / УСТАНОВКА АЗИМУТА - ВС
    • УПРАЖНЕНИЕ 30 - ШИРОТА ПО МЕРИДИАНУ ВЫСОТА СОЛНЦА
    • УПРАЖНЕНИЕ 31 - ПЕРЕСЕЧЕНИЕ СОЛНЦА
    • УПРАЖНЕНИЕ 32 - ПО ХРОНОМЕТРУ СОЛНЦЕ
    • УПРАЖНЕНИЕ 34 - AZIMUTH STAR
    • УПРАЖНЕНИЕ 35 - ШИРИНА ПО МЕРИДИАНУ ВЫСОТА ЗВЕЗДЫ
    • УПРАЖНЕНИЕ 36 - ПЕРЕСЕЧЕНИЕ ЗВЕЗДЫ

Двухтопливные двигатели MAN B&W ME-GI Техническое, эксплуатационное и экономичное решение для судов, работающих на газе

1 Двухтопливные двигатели MAN B&W ME-GI Техническое, эксплуатационное и экономичное решение для судов, работающих на газе Содержание: Аннотация и введение. .. 3 ME-GI для применения СПГ ... 4 Контроль выбросов Двигатели ME-GI Система повторного сжижения BOG от Hamworthy LNG Жидкостная насосная система высокого давления Газовый компрессор ME-GI для применения сжиженного газа ME-GI для контейнеровозов и балкеров Заключительные замечания Приложение I MAN Diesel, Копенгаген, Дания

2

3 Двухтопливные двигатели ME-GI MAN B&W Технические, эксплуатационные и рентабельные решения для судов, работающих на газе Аннотация Этот документ посвящен последним разработкам в области двойного топлива ME-GI Двухтактные двигатели MAN B&W и связанные с ними системы подачи топлива.Обсуждение и интерес к снижению выбросов CO2, NO, S и твердых частиц повысили интерес операторов и судовладельцев к исследованию будущих топливных альтернатив. Двигатель ME-GI предлагает возможность использования такой альтернативы. Исследования рынка показывают, что в будущем газовые установки могут быть установлены не только на танкерах для перевозки СПГ, но также на судах для перевозки сжиженного нефтяного газа, RoRo и контейнеровозах, то есть, в принципе, на всех типах судов. Таким образом, в этой статье описаны не только решения системы герметизации подачи газового топлива для танкеров СПГ, но и для других судовых применений.В этой статье будут рассмотрены различные системы и технологии газоснабжения, доступные на рынке. В принципе, существует три различных решения по объединению системы газоснабжения с двухтактным MAN B&W ME-GI. Ниже перечислены три решения: использование компрессора BOG высокого давления. использование установок повторного сжижения и насосов СПГ высокого давления. использование установки повторного сжижения и компрессора BOG высокого давления. Кроме того, мы объясним, как это сделать. Двигатели ME-GI могут быть установлены на новые суда или модернизированы на судах, уже находящихся в эксплуатации, а также как установить системы подачи газа на новые или модернизированные двигатели ME-GI.Введение Решение инвестировать в суда с двойным топливом будет основано, прежде всего, на ожиданиях владельцев в отношении будущего развития цен на газ и мазут, правил безопасности и правил контроля выбросов. Компания MAN Diesel продемонстрировала, что двухтопливные двигатели могут быть больше, чем просто экономически выгодными. Двухтопливные двигатели также безопасны, надежны и желательны с экологической точки зрения, благодаря многолетнему опыту разработки двухтактных дизельных двигателей для судового рынка как для одно-, так и двухвинтовые суда для всех видов коммерческого применения.Помимо цены, безопасность, надежность и доступность являются основными параметрами при выборе судовладельцами и операторами тягачей для судов своего флота. Поэтому MAN Diesel тесно сотрудничает с такими производителями газа, как Burckhardt Compression, Cryostar и Hamworthy. В частности, для танкеров СПГ тип системы подачи газа, по-видимому, зависит от типа применения танкера СПГ, например работа в качестве поезда-перевозчика между двумя пунктами назначения или торговля на спотовом рынке.По состоянию на январь 2008 года компания MAN Diesel заказала 90 двухтактных двигателей MAN B&W S70ME-C для 45 газовозов для газового проекта Катара. Однако все эти двигатели заказываются для работы на жидком топливе, то есть на HFO, DO и GO, а также на более чем 15 000 двигателей типа MC / ME по всему миру для различных применений на морском рынке. Технология для газового двухтактного двигателя ME-GI доступна и готова к установке. В течение последних 4-5 лет MAN Diesel работал с Burckhardt и признал, насколько важно установить стратегическое партнерство с производителем, который также ставит безопасность, надежность и удовлетворенность клиентов во главу угла при разработке и производстве своих компонентов.Однако для разных приложений могут потребоваться разные системы подачи газа, и недавние проекты показали, что операторы и судовладельцы требуют альтернативы решениям для газовых компрессоров. Поэтому MAN Diesel теперь также сотрудничает с Cryostar и Hamworthy. Hamworthy и MAN Diesel уже несколько лет тесно сотрудничают в области повторного сжижения. Две различные конфигурации системы показаны ниже на фиг. 1 и 2. Чтобы проиллюстрировать используемые решения для подачи топлива, в этой статье описываются трубопроводы подачи газа для компрессора и насосов высокого давления соответственно. Оба решения могут применяться с использованием повторного сжижения, в зависимости от реальных требований приложения и запросов оператора. В статье описывается технология и конструкция газового компрессора и насоса высокого давления. Процесс повторного разжижения также будет доработан. Вместо того, чтобы повторно сжижать отпарный газ (BOG) и возвращать его в газовые резервуары, суда СПГ, оборудованные двухтопливными двигателями, используют BOG в качестве топлива для движения. Танкер СПГ может быть построен или дооснащен двухтопливным двигателем.3

4 Увеличились средние размеры танкеров для перевозки СПГ, и самые крупные заказанные танкеры для СПГ могут перевозить 265 000 м 3 СПГ. Кажется, что ограничение глубины на терминалах приема СПГ - единственное ограничение на размер танкеров СПГ. Усовершенствованная конструкция судов, работающих на СПГ, новейшие ноу-хау в области дизельных двигателей и доказанная высокая эффективность и проблемы с выбросами - все это факторы, которые значительно повысили интерес многих судовладельцев к двухтопливным двигателям MAN B&W. ME-GI для сжиженного природного газа Семейство двигателей MC / ME присутствует на рынке с тех пор, как двигатели используются практически для любого морского применения на контейнеровозах, VLCC, ULCC, танкерах, балкерах и судах для генеральных грузов. Причин для выбора двухтактных двигателей MC / ME много: высокий тепловой КПД, надежность, доступность, безопасность и тот факт, что это простое и надежное решение. Двигатель MC / ME - хорошо зарекомендовавший себя в отрасли продукт. Решение GI (закачка газа) разрабатывалось параллельно и было завершено для тестирования в начале 1990-х годов.В 1994 году первый двигатель GI, 12K80MC-GI-S, был введен в эксплуатацию на электростанции в Тиба, Токио, Япония. На данный момент двигатель Chiba проработал в режиме пиковой нагрузки почти 20 000 часов на газе под высоким давлением. В то же время в 1994 году все основные классификационные общества одобрили концепцию GI для стационарных и морских применений. Газовый компрессор высокого давления Технически разница между двигателями, работающими на топливе и газе, незначительна, но двигатель GI обеспечивает оптимальную топливную гибкость. На рис. 3 показаны компоненты, которые необходимо модифицировать для работы на газе. Газопровод оборудован вентилируемым двустенным трубопроводом и датчиками УВ для безопасного отключения. Окислитель Рис. 1: Двигатель ME-GI с системой подачи газового компрессора Для управления газовым двигателем система управления и безопасности GI является дополнительной системой к хорошо зарекомендовавшей себя системе управления ME. Полная система контроля газа была разработана в тесном сотрудничестве с Burckhardt Compression AG и Kongsberg. Помимо этих систем на двигателе, двигатель и вспомогательное оборудование будут содержать несколько новых узлов.Самые важные из них, помимо системы газоснабжения, перечислены ниже. Новые установки: Система вентиляции для вентиляции пространства между внутренней и внешней трубой двустенного трубопровода. Рис. 2: Двигатель ME-GI с насосной системой подачи СПГ (установка повторного сжижения газа не показана) Система уплотняющего масла, подающая уплотняющее масло к газовым клапанам, разделяющим регулирующий нефть и газ. 4

5 Система инертного газа, обеспечивающая продувку газа система на двигателе с инертным газом.. В систему GI также входят: Система контроля и безопасности, включающая анализатор углеводородов для проверки содержания углеводородов в воздухе в двустенных газовых трубах. Система контроля и безопасности GI разработана с расчетом на отказ от безопасного состояния. Все отказы, обнаруженные во время работы на газовом топливе, включая отказы самой системы управления, приведут к остановке / остановке газового топлива и переключению на работу на топливе HFO. Затем следует продувка и дегазация газопроводов высокого давления и всей системы газоснабжения.Переход в режим жидкого топлива всегда выполняется без потери мощности двигателя. Газ под высоким давлением из источника газа течет по основной трубе через узкие и гибкие патрубки к системе газовых клапанов каждого цилиндра и к аккумулятору. Эти патрубки выполняют две важные задачи: они отделяют каждый блок цилиндров от остальных с точки зрения газовой динамики, используя хорошо зарекомендовавшую себя конструктивную философию топливной системы двигателя ME. Они действуют как гибкие соединения между жесткой системой магистральных трубопроводов. и конструкция двигателя, защищающая от дополнительных напряжений в магистральных и отводных трубопроводах, вызванных неизбежными различиями в тепловом расширении системы газопроводов и конструкции двигателя.. Выхлопной ресивер Крышка цилиндра Блок клапанов Двустенные газовые трубы Клапан ELGI FIVA Рис. 3: Модифицируемые компоненты: ME-GI по сравнению с двигателем ME 5

6 Буферный бак, содержащий примерно в 20 раз больше количества впрыска за такт при MCR, также выполняет две важные задачи: Уплотнение впускного отверстия для масла. Оно обеспечивает подачу газа для впрыска при небольшом, но заранее заданном падении давления. Он является важной частью системы безопасности. Поскольку трубопровод подачи газа имеет конструкцию Common Rail, клапан впрыска газа должен управляться вспомогательной масляной системой управления.Он, в принципе, состоит из гидравлической системы управления гидравлической системой ME и клапана ELGI (электронный впрыск газа), подающих регулирующее масло высокого давления к клапану впрыска газа, тем самым контролируя синхронизацию и открытие газового клапана. Система впрыска ME-GI Двухтопливная работа требует впрыска пилотного топлива и газового топлива в камеру сгорания. Для этого используются различные типы клапанов. Два предназначены для впрыска газа и два - для пилотного топлива. Вспомогательная среда, необходимая как для работы на топливе, так и на газе, следующая: Подача газа под высоким давлением.Подача мазута (пилотное масло). Контролировать подачу масла для срабатывания клапанов нагнетания газа. Подача уплотнительного масла. Конструкция клапана впрыска газа показана на рис. 4. Этот клапан соответствует традиционным принципам компактной конструкции. Газ попадает в клапан впрыска газа через отверстия в крышке цилиндра. Чтобы предотвратить утечку газа между крышкой цилиндра / клапаном впрыска газа и корпусом клапана / направляющей шпинделя, установлены уплотнительные кольца из крышки цилиндра Впуск газа Рис. 4: Клапан впрыска газа ME-GI температура двигателя и газостойкий материал.Любая утечка газа через газовые уплотнительные кольца будет направляться через отверстия в клапане для впрыска газа в пространство между внутренней и внешней защитной трубой системы двустенных газовых трубопроводов. Эта утечка будет обнаружена датчиками HC. Газ постоянно действует на шпиндель клапана с макс. давление около 250 бар. Чтобы предотвратить попадание газа в систему управления маслом через зазор вокруг шпинделя, шпиндель герметизируется уплотнительным маслом под давлением выше давления газа (на 25-50 бар выше).Пилотный масляный клапан представляет собой стандартный масляный клапан ME без каких-либо изменений, кроме форсунки. Давление жидкого топлива постоянно контролируется системой безопасности GI, чтобы обнаружить любую неисправность клапана. Конструкция масляного клапана позволяет работать только на мазуте до MCR. Газовый двигатель может работать на жидком топливе при 100% нагрузке в любое время, не прерывая подключения к системе вентилируемых трубопроводов Контрольное маслоуплотнение масляного газового шпинделя двигателя. Для продолжительной работы на жидком топливе рекомендуется заменить форсунки и добиться увеличения КПД примерно на 1% при работе с полной нагрузкой двигателя.Как видно на рис. 5 (система впрыска GI), система впрыска ME-GI состоит из двух клапанов жидкого топлива, двух клапанов топливного газа, ELGI для открытия и закрытия клапанов топливного газа и FIVA (привода клапана впрыска топлива. ) клапан для управления - через топливный клапан - профилем впрыскиваемого жидкого топлива. Кроме того, он состоит из обычного усилителя давления жидкого топлива, который подает пилотное масло в двухтопливном режиме работы. Усилитель давления жидкого топлива оснащен датчиком давления для измерения давления пилотного масла на стороне высокого давления.Как упоминалось ранее, этот датчик контролирует работу топливного клапана. Если будет обнаружено какое-либо отклонение от нормального впрыска, система безопасности GI не позволит открыть контрольное масло через клапан ELGI. В этом случае закачка газа не производится. 6

7 Промежуточное пространство, включая пространство вокруг клапанов, фланцев и т. Д., Оборудовано отдельной механической вентиляцией с производительностью ок. 30 воздухообменов в час.Давление в промежуточном пространстве ниже давления в машинном отделении с двигателями (вытяжных) вентиляторов, размещенными вне вентиляционных каналов. Входящий в вентиляцию воздух забирается из безопасного места. Рис. 5: Система впрыска ME-GI. При нормальной работе, когда не обнаружено неисправностей клапана жидкого топлива, клапан топливного газа открывается при правильном положении угла поворота коленчатого вала, и происходит впрыск газа. Газ подается непосредственно на горение. Следовательно, риск проскальзывания несгоревшего газа через поршневые кольца в ресивер продувочного воздуха считается очень низким.Контроль давления в ресивере продувочного воздуха и условий сгорания предохраняет от такой ситуации. В случае слишком высокого давления сгорания газовый режим останавливается, и двигатель возвращается только к сжиганию мазута. Трубопровод высокого давления с двойными стенками Для распределения газа высокого давления к каждому блоку клапанов необходимо установить систему подачи газа с общей топливораспределительной рампой (постоянного давления). Газовые трубы имеют двойные стенки, причем внешняя защитная труба спроектирована таким образом, чтобы предотвратить утечку газа в машинные помещения в случае разрыва внутренней газовой трубы.Газовые трубы расположены таким образом, что воздух всасывается в систему двустенных трубопроводов со стороны входа трубы, в патрубки к отдельным блокам управления газовыми клапанами, через патрубки подачи к основной трубе подачи и через всасывающий вентилятор в атмосферу, см. рис. 6 и 7, а также приложение I. Вытяжной воздух удаляется в пожаробезопасное место. Система двустенных трубопроводов спроектирована так, что вентилируется каждая часть. Все стыки, соединенные уплотнениями с газом высокого давления, вентилируются.Таким образом, любая утечка газа будет попадать в вентилируемую часть двустенной трубопроводной системы и обнаруживаться датчиками УВ. Защитный шланг припаян Поток газа в каждый баллон в течение одного цикла будет обнаружен путем измерения падения давления в гидроаккумуляторе. С помощью этой системы любой аномальный поток газа, будь то из-за заклинивания клапанов впрыска газа или засорения газовых клапанов, будет немедленно обнаружен. Подача газа будет прекращена, и газовые линии будут очищены инертным газом. Также в этом случае двигатель будет продолжать работать только на жидком топливе без потери мощности.Вентиляционный воздух воздух Топливо Топливо Газ Поток газа Вентиляционный воздух Воздух Наружная труба Вентиляционный воздух Газ высокого давления Газовая труба высокого давления Скрепленное уплотнение Рис. 6: Ответвление системы газовых трубопроводов 7

8 Рис. 7: Блок управления газовым клапаном Газовые трубы двигатели рассчитаны на давление на 50% выше нормального рабочего давления и поддерживаются таким образом, чтобы избежать механических вибраций. Кроме того, газовые трубы защищены от падения тяжелых предметов, а со стороны двигателя они расположены ниже верхней галереи.Трубы прошли испытания под давлением, в 1,5 раза превышающим рабочее давление. Конструкция должна быть цельносварной, насколько это практически возможно, с использованием фланцевых соединений только в той степени, в которой это необходимо для обслуживания. Ответвительный трубопровод к отдельным цилиндрам спроектирован с достаточной гибкостью, чтобы выдерживать тепловое расширение двигателя от холодного до горячего состояния. Система газовых труб также спроектирована так, чтобы избежать чрезмерных колебаний давления газа во время работы. Для продувки системы после использования газа, газовые трубы подсоединяются к системе инертного газа с давлением инертного газа 4-8 бар.В случае выхода газа из системы трубопроводов высокого давления перед автоматической продувкой сбрасывается давление. Во время нормальной газовой остановки автоматическая продувка запускается через 30 мин. Таким образом, есть время для быстрого перезапуска в газовом режиме. Техническое обслуживание танкеров для перевозки СПГ, оборудованных системой ME-GI. Контракты на транспортировку газа, как правило, являются долгосрочными, а графики плавания ограничены. Отсутствие расписания может иметь далеко идущие последствия. Наш обычный акцент на техническом обслуживании гарантирует высокую доступность и бесперебойную работу, и мы делаем все возможное, чтобы избежать любого риска для производительности, используя двигатель ME-GI в качестве основного двигателя.Правильное планирование технического обслуживания необходимо для удовлетворения эксплуатационных потребностей судна. По танкерам-газовозам подписано довольно много контрактов. Эти новые носители оснащены эффективными низкооборотными двухтактными дизельными двигателями MAN B&W, работающими на дизельном топливе, в сочетании с системой повторного сжижения и дизельными генераторами MAN. MAN Diesel не только сыграл очень активную роль в разработке, проектировании и настройке силовой установки для нового поколения судов для СПГ, но и рассматривает возможность технического обслуживания.Соответственно, MAN Diesel в настоящее время строит сервисный центр, где опытные сервисные инженеры будут доступны круглосуточно. Ключевые компоненты запасных частей будут на складе, чтобы обеспечить высокую надежность и доступность этих газовозов в любое время. Сервисный центр будет расположен в районе, близком к отгрузочным терминалам для этих газовозов, для поддержки эксплуатации и технического обслуживания двигателей судов. Эта модель обслуживания также может быть предложена новым составам танкеров-газовозов, которые намереваются использовать ME-GI в качестве движителя для своих танкеров-газовозов, см. Рис.8. Эксплуатация и техническое обслуживание дизельных двигателей - простой процесс для квалифицированного и опытного двигателя 8

9 Сервисный центр MAN Diesel Для газовозов нового поколения, оснащенных двухтактными двигателями MAN B&W для силовых установок и четырехтактными двигателями MAN Diesel для генераторов Транспортировка СПГ Предполагаемое расположение сервисного центра MAN Diesel для газовозов СПГ будет высоким. Двухтактный двигатель с впрыском газа под высоким давлением может сжигать эти различные виды топлива без снижения теплового КПД двигателя.Концепция управления включает три различных топливных режима: (см. Рис. 9). режим только жидкое топливо режим минимального количества топлива указанный режим газа. Режим работы только на жидком топливе хорошо известен по двигателю ME. Эксплуатация двигателя в этом режиме возможна только на мазуте. В этом режиме двигатель считается газобезопасным. Если произойдет сбой в газовой системе, это приведет к отключению газа и возврату в режим работы только на мазуте. Рис. 8: Бригада сервисного центра MAN Diesel, по крайней мере, если работы по техническому обслуживанию запланированы, подготовлены и контролируются.В общем, суперинтенданты и бригады двигателей - хорошо образованные, опытные и преданные своему делу профессионалы. MAN Diesel постоянно предлагает новые образовательные программы для морских инженеров, чтобы держать их в курсе новейшей информации о техническом обслуживании и технологиях. Режимы работы двигателя Одним из преимуществ двигателя ME-GI является его топливная гибкость, от которой, безусловно, может выиграть газовоз СПГ. Сжигание отпарного газа с изменением теплотворной способности идеально подходит для принципа работы дизельного топлива в режиме 100% топливо - только жидкое топливо.В начале рейса с груженым грузом естественный отпарный газ содержит большое количество азота и низкую теплотворную способность. Если испарение топливного газа происходит принудительно, он может состоять как из этана, так и из пропана, а теплотворная способность может составлять 100% нагрузки.Режим минимального расхода топлива разработан для работы на газе, и его может запустить только вручную оператор на газе. Главная панель управления в диспетчерской. В этом режиме система управления позволяет использовать любое соотношение между мазутом и газовым топливом с минимальным заданным количеством жидкого топлива.Предварительно установленное минимальное количество жидкого топлива Fuel100% (пилотное масло) должно быть «Минимально используемым является топливо» в диапазоне 5-8% в зависимости от качества жидкого топлива. В качестве пилотного масла можно использовать как мазут, так и судовое дизельное топливо. Их в. Процентное содержание масла в пилотном топливе рассчитывается исходя из 100% нагрузки двигателя и является постоянным в диапазоне нагрузки жидкого топлива от%. Ниже 30% нагрузки, пилотное масло 30% нагрузки Мин. Нагрузка для Мин. Топливный режим 100% нагрузка Топливо100% Топливно-мазутный режим Топливо100% Режим «Минимальное топливо» Топливо100% Режим «Указанный газ» Топливо Топливный газ Газ 100% нагрузка Пилотное масло 30% нагрузка Мин.Топливный режим Мазут 100% загрузка Пилотное масло Мазут 100% нагрузка Рис. 9: Режимы типа топлива для двигателей ME-GI для СПГ Топливо 100% -ное топливо-носители Режим "Указанный газ" Газ 9

10 MAN Diesel не может гарантировать стабильное горение газа и пилотного топлива. Когда двигатель достигает этого нижнего предела, двигатель возвращается в режим работы только на жидком топливе. Указанный газовый режим предлагается, чтобы дать оператору возможность впрыскивать фиксированное количество газового топлива. Система управления ME будет добавлять жидкое топливо до тех пор, пока не будет достигнута необходимая для работы нагрузка.Газовое топливо соответствует топливу с низким содержанием серы, и для этого типа топлива мы рекомендуем использовать смазочное масло для цилиндров TBN40. Очень хорошее состояние цилиндров с этим смазочным маслом было достигнуто за счет газового двигателя на электростанции Chiba. Для тяжелого дизельного топлива с высоким содержанием серы требуется смазочное масло для цилиндров TBN 70. Судовладельцам, намеревающимся эксплуатировать свои двигатели на высокосернистом топливе в течение более длительных периодов времени, рекомендуется установить два резервуара для смазочного масла. При переходе в режим минимального расхода топлива необходимо также заменить смазочное масло.Игроки на рынке сосредоточены на сокращении выбросов выхлопных газов во время маневров в гавани. При тестировании ME-GI в исследовательском центре MAN Diesel в Копенгагене 30% -ный предел для режима с минимальным расходом топлива будет оспорен за счет преимуществ расширенных возможностей системы топливных клапанов ME по изменению профиля впрыска. MAN Diesel планирует снизить этот предел нагрузки на 30% для использования газа, но пока никаких гарантий не может быть. Двигатели ME-GI с контролем за выбросами По сравнению с работой на HFO, газ дает более чистый выхлоп.При очень низком содержании серы или ее отсутствии в выхлопных газах количество оксидов серы SO x незначительно. Будет значительно сокращено количество твердых частиц, а также выбросы NO x и CO 2. В таблице I приведено произвольное сравнение выбросов от сжигания HFO и газового двигателя ME с диаметром 70 цилиндров. На двигателе ME-GI могут использоваться все типичные методы снижения выбросов NO x, за исключением эмульгирования в воде. В конечном итоге катализатор SCR может сократить выбросы NO x до 98%, как это было на стационарной установке 12K80MC-GI в Чибе, Япония.На морском рынке пять судов с двухтактными двигателями MAN B&W работают с SCR, и это также относится к 15 электростанциям. Все в диапазоне снижения NO x на 94-98%. Таблица I: Сравнение выбросов от сжигания HFO и двигателя типа 70ME Расчетные выбросы 6S70ME-C Расчетные выбросы 6S70ME-GI Нагрузка 100% г / кВтч Нагрузка 100% г / кВтч CO CO O 2 (%) 1359 O 2 ( %) 1340 CO 0,64 CO 0,79 NO x NO x HC 0,19 HC 0,39 SO x SO x 0,88 PM (мг / м 3) 0,54 PM (мг / м 3)

11 Система повторного сжижения BOG от Hamworthy Принцип кипячения сжатие газа в версии Mark III будет отличаться от систем повторного сжижения СПГ предыдущих поколений.Отводящий газ (BOG) откачивается из резервуаров для СПГ трехступенчатым центробежным компрессором BOG с последующим охлаждением после каждой ступени, см. Рис. 11. BOG с температурой коллектора пара предварительно нагревается до температуры, близкой к температуре окружающей среды. теплообменник перед компрессором БОГ. Это позволяет использовать обычные компрессоры, так как не требуются криогенные материалы. Такая конфигурация охладителя гарантирует, что тепло от работы сжатия может охлаждаться водой на промежуточной ступени и в доохладителях.BOG предварительно нагревается в теплообменнике с использованием потока азота высокого давления, отбираемого после азотного компандера после охладителя. Ожидается получение патента на систему Mark III с предварительным нагревателем и атмосферным сжатием BOG. криогенного теплообменника. После нагрева BOG два потока снова смешиваются и снова вводятся в сердцевину холодного ящика. Если система подачи топливного газа объединена с установкой повторного сжижения, третий поток азота выводится после охладителя. В криогенном теплообменнике азот предварительно охлаждается, а затем расширяется почти до давления всасывания компрессора.Газ выходит из детандера при температуре ниже 160 C и возвращается в холодную часть криогенного теплообменника. Холодный азот проходит через теплую часть криогенного теплообменника, см. Рис. 10 и 11. При этом давлении пар охлаждается примерно до 160 ° C в криогенном пластинчато-ребристом теплообменнике, расположенном после компрессора BOG. Это обеспечивает конденсацию углеводородов в СПГ. Рис. 10: Описание процесса системы повторного сжижения СПГ (Mark III, 3-го поколения). Особенностью процесса повторного сжижения Хэмворти является то, что для СПГ с высоким содержанием азота не весь азот конденсируется при 160 ° C.Газообразный азот сжимается в компандерной установке (трехступенчатый центробежный компрессор и одиночный детандер на общей коробке передач). После охладителя третьей ступени поток разделяется на два разных потока. Один поток используется для предварительного нагрева BOG в отдельном теплообменнике (подогреватель), а другой направляется в теплую часть. Рис.11: Интеграция процесса между системой повторного сжижения СПГ и системой подачи топливного газа для двухтопливного ME. Двигатель -GI 11

12 СПГ Система жидкостного насоса высокого давления Конденсат из системы повторного сжижения BOG или СПГ из грузовых танков, поставляемых с грузовыми насосами, направляется в систему подачи топливного газа.Эта система состоит из подкачивающего насоса, насоса высокого давления и нагревателя. После закачки СПГ до необходимого давления, СПГ выше сверхкритического давления нагревается в теплообменнике (испарителе СПГ) до требуемой температуры. Затем газ высокого давления подается в двухтопливный двигатель, см. Рис. 12. Давление нагнетания насоса высокого давления на этапе проектирования обычно составляет 300 бар. Система основана на испарении СПГ под высоким давлением с теплообменом с помощью промежуточного контура рассола.В качестве теплоносителя используется вода или пар в рубашке двигателя. Чтобы не использовать воду рубашки или пар из машинного отделения непосредственно в теплообмене с СПГ, для нагрева СПГ используется замкнутый контур рассола. Это предотвращает риск попадания СПГ в машинное отделение в случае внутренней утечки в испарителе. Промежуточная среда представляет собой рассольную смесь. Если рассматривается технологическая вода из компрессоров BOG или компандера, следует оценить прямой нагрев, чтобы уменьшить потери энергии в системе.В этом случае контур технологической воды будет считаться промежуточным контуром. В испарителе СПГ холодный режим снимается с СПГ, пока он нагревается до характеристик двигателя. Холодный режим снимается источником тепла и не используется. По этой причине HGS оптимизировала весь процесс до системы повторного сжижения BOG и системы подачи газа, чтобы снизить общее энергопотребление. Основная цель состоит в том, чтобы использовать холодный режим до того, как СПГ достигнет испарителя, и использовать его для охлаждения системы повторного сжижения BOG.Этот теплообмен осуществляется в блоке, называемом оптимизатором, который работает параллельно с холодильной камерой. Это приводит к тому, что часть азота из азотного цикла и в условиях окружающей среды охлаждается за счет теплообмена с сжатым СПГ. Все это делается в оптимизаторе. Поток азота охлаждается примерно до температуры входного расширителя и смешивается с азотом из холодильной камеры. Оптимизатор может работать только тогда, когда работает система повторного сжижения BOG и двигатель работает на СПГ.Если система повторного сжижения остановлена ​​или оптимизатор не нагревает СПГ в достаточной степени, автономная система испарения нагревает газ в достаточной степени перед подачей в двигатель. Предполагается, что система газоснабжения будет установлена ​​в грузовом компрессорном отделении вместе с установкой по сжижению газа. Рис. 12: Система подачи газа высокого давления от Hamworthy, включая 2 насоса СПГ и испаритель. Размер 7 x 3 x 2 м 12

13 Газовый компрессор Двигательный двигатель ME-GI вместе с системой газоснабжения компрессора будет использовать BOG (отпарный газ), поступающий из судовых резервуаров.Ключевым компонентом системы подачи топливного газа является компрессор топливного газа Laby -GI от Burckhardt Compression. Диапазон давления, равный бар, покрывает основной рабочий диапазон, необходимый для двухтопливных двигателей ME-GI от MAN Diesel. Концепция дизайна Различные варианты дизайна были оценены в течение последних четырех лет разработки компрессора и системы. Описанная здесь концепция основана на установке двух компрессоров топливного газа Laby -GI, каждый из которых может быть под рукой. 100% формирующегося BOG. Таким образом, сами дизельные двигатели потребляют по 50% каждого сжатого газа.Главный компрессор будет работать непрерывно, а второй агрегат можно будет запустить вручную в случае неисправности, чтобы обеспечить полное резервирование. Мы сосредоточимся на этой конструкции в следующем описании. Другие варианты дизайна описаны в более поздних главах. Существует множество параметров, влияющих на конструкцию эффективной системы топливного газа. Например, общее количество BOG сильно зависит от рабочего цикла судна (груженый или балластный рейс) и уровня давления в танке. Это может привести к экстремальным условиям эксплуатации компрессора топливного газа, от очень низких до высоких температур запуска.Другими факторами могут быть состав газа, обращение с принудительным или естественным BOG (fbog или nbog), одновременная подача газа низкого давления в установку для сжигания газа (GCU), параллельное повторное сжижение BOG и многое другое. Ключевые компоненты Laby -GI Работа с криогенным природным газом с температурой всасывания ниже минус 160 C в диапазоне давлений от 10 до 50 бар изб. (От 1,0 до 5,0 МПа изб.) - обычное применение на многих береговых и морских объектах СПГ или СНГ по всему миру. Конструкция компрессора Laby с его уникальной технологией лабиринтного уплотнения доказала свою непревзойденную эффективность в этой области.Компрессор топливного газа Laby -GI рассчитан на такие же низкие температуры всасывания, как и Laby. Единственное отличие - расширение диапазона давления до 300 бар. Таким образом, три ступени низкого давления с лабиринтным уплотнением, не содержащие масла, дополняются двумя ступенями систем уплотнения поршневых колец, сопоставимых с проверенной конструкцией API 618. Все пять ступеней объединены в тепловой барьер 1-й ступени балансировочные грузы на крейцкопфной ступени 1, а не ступень 3, охлаждаемая вертикально кривошипно-шатунным механизмом, и образуют шестикривошипный компрессор топливного газа Laby -GI.В результате уравновешивания масс компрессор будет свободен от вибраций и моментов (см. Рис. 13). Оптимизированная технология уплотнения поршня, комбинация лабиринтного уплотнения и уплотнения поршневого кольца - пятиступенчатого компрессора, приводит к очень долгому сроку службы уплотнительных элементов. Тщательный тепловой расчет и выбор материалов означают, что нет необходимости предварительно охлаждать компрессор или нагревать газ перед запуском. Прочная конструкция в сочетании с хорошо зарекомендовавшим себя оборудованием обеспечивает максимальное время между капитальным ремонтом (MTBO) для этого и связанных приложений.ступень 2 с охлаждением ступень 4/5 смазка ступень 4/5 ступень 1 смазка не охлаждается Рис. 13: Поперечное сечение компрессора 13

14 Конструкция компрессора топливного газа Конструкция компрессорной установки является очень важным вопросом, когда речь идет об оптимальной производительности и надежность. Статический и динамический механический анализ, анализ теплового напряжения, а также проблем пульсации и вибрации компрессора и связанного с ним оборудования, такого как газовые трубопроводы, пульсационные сосуды, охладители газа и т. Д.являются стандартными процедурами, когда дело доходит до оценки Burckhardt Compression. За каждой ступенью компрессора следует промежуточный охладитель для полного контроля температуры на входе следующей ступени. На рис. 14 показана упрощенная P&I диаграмма компрессора. Перепускные клапаны предусмотрены на первой ступени, со второй по третью и с четвертой по пятую. Эти клапаны будут регулировать поток компрессора в соответствии с заданным давлением двигателя в определенных пределах системы. Вся компоновка завода разработана с учетом философии нулевой вентиляции.Любой BOG в компрессоре будет полностью отведен обратно в систему удержания груза. Безопасность компрессора Предохранительные клапаны предусмотрены на выходе каждой ступени сжатия для защиты цилиндров и газовой системы от избыточного давления. Там, где это применимо, устанавливаются ступенчатые дифференциальные предохранительные клапаны для предотвращения чрезмерной нагрузки компрессора. Для каждой ступени предусмотрены приборы для измерения давления и температуры, обеспечивающие адекватную сигнализацию системы мониторинга и отключение. Аварийные процедуры позволяют безопасно отключить, изолировать и удалить воздух из газовой системы компрессора.Безопасность всей системы подтверждена различными исследованиями HAZID / HAZOP, проведенными верфями, такими как Daewoo Shipbuilding and Marine Engineering, Samsung Heavy Industries или Hyundai Heavy Industries, операторами флота, такими как Nakilat, ExxonMobil, Shell, Chevron, BG или Conoco Philips, и сертификационными обществами, такими как DNV, ABS и Lloyd s Register. Результаты и были полностью реализованы в концепции управления. Требования к управлению системой топливного газа. Основная функция системы управления компрессором - гарантировать, что необходимое давление нагнетания всегда доступно, чтобы соответствовать требованиям основных силовых дизельных двигателей.При этом система управления должна адекватно обрабатывать переменные подачи газа, такие как давление в резервуаре, скорость BOG (груженый и балластный рейс), состав газа и температура всасывания газа. Если количество nbog уменьшается, компрессор должен работать с частичной нагрузкой, чтобы обеспечить стабильное давление в баллоне, или fbog должен быть добавлен к подаче газа. Если количество nbog увеличивается, что приводит к превышению допустимого давления в резервуаре, система управления должна действовать Рис. 14: Блок-схема компрессора 14

15, чтобы направить избыточный газ в блок сжигания газа (GCU).Основной регулирующей переменной для работы компрессора является давление подачи в двигатель ME-GI, которое может подвергаться контролируемому или мгновенному изменению. Адекватная система управления должна уметь обрабатывать такие события как часть нормальной производственной процедуры. Требуемое давление подачи газа варьируется в пределах бар, в зависимости от нагрузки двигателя. Компрессор также должен иметь возможность работать непрерывно в режиме полного рециркуляции, при этом 100% подаваемого газа возвращается на сторону всасывания компрессора. Режим энергосбережения. Экономичное регулирование многоступенчатого компрессора наиболее эффективно осуществляется с использованием рециркуляции газа вокруг первой ступени сжатия.Таким образом, требуемое установленное давление ME-GI принимается как управляющий вход непосредственно в байпасный клапан первой ступени компрессора, который будет открываться или закрываться до тех пор, пока фактическое давление на выходе компрессора не станет равным установленному давлению. С помощью этого метода управления подача BOG в ME-GI регулируется без каких-либо прямых измерений и контроля подаваемого массового расхода. Если ни один из вышеперечисленных пределов регулирования не активен, контроллер может регулировать массовый расход в диапазоне от 0 до 100%, см. Рис. 15.Рис. 15: Концепция управления производительностью Интеграция системы повторного сжижения и компрессора Laby -GI Компании Burckhardt Compression и Hamworthy Gas Systems разработали решение, объединяющее компрессор Laby -GI в систему повторного сжижения Mk III от Hamworthy Gas Systems (см. Рис. 16). Компрессор Laby -GI заменит обычный компрессор малой мощности BOG перед системой Mk III. После первой или второй стадии при давлении 5-6 бар газ можно частично или полностью отвести в систему повторного сжижения.Когда двигатель ME-GI работает в газовом режиме, BOG направляется компрессором непосредственно в двигатель, минуя систему повторного сжижения. Этот обход системы повторного сжижения ожидается во время работы в Laby -GI Моделирование и испытание. Концепция, включая всю систему топливного газа, двигатель ME-GI и соответствующие компоненты силовой установки, была успешно протестирована в ходе моделирования комбинированного процесса компанией Kongsberg Maritime. BOG Этап 1-2 Этап 3-5 Этап 1-3 Азотный контур VENT ME-GI Expander LNG Рис.16: Интегрированный компрессор и система повторного сжижения 15

16 Этап 1-3 Этап 4-5 Laby -GI Этап 1 Этап 2 ME-GI с альтернативным решением повторного сжижения может быть легко интегрирован в конструкцию Laby -GI. Это показывает, что этот компрессор является наиболее адаптируемым решением для силовой установки ME-GI с точки зрения топливной гибкости. Состояние балласта BOG LNG VENT, и когда слишком мало BOG для заправки двигателя ME-GI. Tractebel Marine Gas Engineering и Burckhardt Compression также разрабатывают решение по повторному сжижению газа на основе компрессора Laby -GI.Принципиальная концепция заключается в использовании этилен-пропиленового каскада для повторного сжижения. Этилен будет сжиматься на Laby -GI, а пропилен - на винтовом компрессоре. BOG будет конденсироваться против этилена при температуре около 100 ° C / 45 бар в многопоточном теплообменнике, тогда как этилен будет конденсироваться с пропиленом при температуре около 30 ° C / 16 бар в том же теплообменнике. Пропилен снова будет конденсироваться в морской воде при температуре около 40 ° C / 17 бар в обычном кожухотрубном теплообменнике (см.рис.17). Этап 1-2 Цикл пропилена Цикл этилена Рис. 17: Комбинированное повторное сжижение этилена и пропилена Общие выводы Рынок требует высоконадежной системы газоснабжения с гибкостью индивидуального проектирования. Варианты выбора размера, такие как система подачи топливного газа на 50%, 75% или 100%, в зависимости от потребности двигателя в сочетании. Высокая надежность и низкие эксплуатационные расходы позволяют снизить затраты на жизненный цикл на очень низком уровне. Профилактическое техническое обслуживание и ремонтные работы могут быть легко выполнены бригадой, поскольку компрессорная система Laby -GI является самой простой и несложной из имеющихся систем топливного газа.Вся система спроектирована собственными силами и адаптирована к силовой установке ME-GI от MAN Diesel. Кроме того, это единственная газонепроницаемая конструкция на рынке, позволяющая избежать потерь газа и загрязнения. Возможность дооснащения Laby -GI как полностью смонтированного на салазках (см. Рис. 18) делает систему очень интересной не только для новых авианосцев, но и для существующего флота. Первый компрессор Laby -GI будет установлен на плавучей установке хранения и регазификации (FSRU) в четвертом квартале Рис.18: Полностью смонтированный на салазках блок Laby -GI 16

17 ME-GI для сжиженного нефтяного газа ME-GI в основном рассматривался для газовозов сжиженного природного газа, но в последние годы колебания цен на энергоносители и все более строгие требования по снижению выбросов двигателя увеличили Также возможен интерес к использованию газа в качестве топлива на других типах судов и СНГ в качестве топлива на газовозах. Система впрыска газа под высоким давлением, используемая в двигателе ME-GI, имеет то преимущество, что она нечувствительна к составу газа, а также к колебаниям в составе газа.Хорошо известно, что двигатель может сжигать обедненный газ, а также газ, содержащий высшие углеводороды. LPG обычно состоит из высших углеводородов, таких как пропан и бутан, и поэтому их можно использовать в качестве топлива без изменения характеристик двигателя с точки зрения скорости, теплового КПД и выходной мощности, сохраняя при этом те же характеристики, что и для двигателя, работающего на мазуте. Базовая серия двигателей ME применяется также к двигателям ME-GI / LPG, а новые компоненты и вспомогательное оборудование остаются неизменными по объему по сравнению с типом двигателя ME-GI, разработанным для природного газа (природного газа), см. Также раздел, посвященный ME- Двигатели GI для газовозов.Конечно, необходимы некоторые конструктивные изменения вспомогательного оборудования и компонентов, поскольку плотность сжиженного нефтяного газа выше, чем плотность природного газа. В результате этой разницы, компоненты GI / LPG могут быть спроектированы намного меньшего размера, но в то же время LPG должен находиться под давлением 550 бар вместо бар для NG. Это давление необходимо для полного распыления жидкости в соплах клапанов впрыска. Для сравнения, HFO, который имеет немного более высокую плотность, требует давления впрыска бар.Температура также должна контролироваться, а двигатель требует температуры прибл. 35 o C. Компания Hamworthy Gas System (HGS) участвовала в разработке системы газоснабжения для газовозов. Компания HGS является естественным поставщиком такой системы, поскольку имеет многолетний опыт проектирования установок повторного сжижения для газовозов сжиженного нефтяного газа. У них есть подробные знания об этом типе корабля. На судах для сжиженного нефтяного газа сжиженный нефтяной газ хранится в грузовых танках. Груз обычно принадлежит судовладельцу, а оператор несет ответственность за эксплуатацию судна.В этих обстоятельствах обе стороны обычно хотят разделить груз и топливо. В связи с этим компания MAN Diesel ожидает, что, вероятно, будет предпочтительнее установить дополнительную цистерну для сжиженного нефтяного газа на верхней части палубы, которая полностью отделена от груза. Разработанная система подачи газа, см. Рис. 19, дает возможность использовать топливо непосредственно из груза или из топливного бака на палубе. Если установлен топливный бак, рекомендуется изолировать топливный бак и контролировать температуру и давление в баках.Из топливного бака СНГ транспортируется с помощью насоса низкой температуры / низкого давления, в котором нормальная температура пропана в грузе составляет около 42 ° C. После насоса низкого давления давление выше 11 бар, а сжиженный нефтяной газ топливо нагревается до o C. Для этого можно использовать обычную охлаждающую воду. Наконец, сжиженный нефтяной газ нагнетается в насос высокого давления до требуемого давления впрыска 550 бар. Количество энергии, используемой насосами, довольно невелико и соответствует примерно% снижению КПД двигателя.Мы подсчитали дополнительные затраты, связанные с включением системы подачи газа и дополнительных компонентов GI в двигатель, и нашли цену Рис. 19: Система подачи LPG для двигателя ME-GI. Смесь пропана и бутана берется из изолированного резервуара для сжиженного нефтяного газа, размещенного на палубе, и транспортируется через низкотемпературный режим. и насос низкого давления к ТЭНу. Последний. Сжиженный нефтяной газ нагнетается в насос высокого давления до необходимого давления 550 бар. 17

18 до 20-30% от стоимости двигателя.Стоимость монтажа верфи прибавляется к этой цифре. Однако цены на пропан / бутан могут сильно колебаться в зависимости от, в том числе, непредвиденных экономических, политических и климатических факторов. Опцион на газ позволяет получать прибыль как в периоды, когда цены на газ низкие по сравнению с HFO, так и в противоположном случае. С двигателем ME-GI можно выбрать наиболее экономичное решение для работы на топливе при изменении цен на HFO и LPG. Сравнение уровней выбросов показывает, что при использовании LPG в качестве топлива есть преимущества во всем диапазоне.Снижение выбросов CO 2 на 17%, сокращение NO x на 92% и уменьшение на 37% твердых частиц, см. Также Таблицу III. Таблица III: Сравнение выбросов при сжигании HFO K50MC-C и сжигании СНГ S50ME- Расчетные выбросы. HFO 3500 S.RW 1. 6K50MC-C Расчетные выбросы. 8% пилотного масла - 46% пропана и 46% бутана. 6S50ME-GI Нагрузка 100% г / кВтч Нагрузка 100% г / кВтч CO CO O 2 (%) 1223 O 2 (%) 1255 CO 0,71 CO 0,89 NO x NO x HC 0,28 HC 0,57 SO x SO x 0,85 PM (мг / м 3) 0,49 PM (мг / м 3)

19 ME-GI для контейнеровозов и балкеров В последние годы мы наблюдаем рост цен на топливо, и вскоре мы можем увидеть ситуацию, когда топливо экономически целесообразно контейнеровоз с СПГ вместо обычного ТНВ.Если движение судна осуществляется двигателем ME-C или ME, то его также можно будет преобразовать для работы на газе. На автомобильном пароме Glutra, который заправляется СПГ из резервуара для СПГ, установленного на судне, использованная система показала, что существуют решения для установки системы резервуаров для СПГ. Однако верфи требуется дальнейшая работа по изучению различных возможностей установки резервуаров для СПГ на более крупных судах. Пространство, необходимое для резервуаров сжиженного природного газа, почти в 2,5 раза превышает размер системы резервуаров с тяжелым газом из-за меньшего ухудшения характеристик и тяжелой изоляции, необходимой для сохранения СПГ холодным.Для двигателя GI требуется сжатый газ с макс. давление бар. Технология нагнетания СПГ и его испарение при таком высоком давлении доступна, и решения были разработаны HGS. Французская компания Cryostar, известная своей криогенной экспертизой, разрабатывает систему газоснабжения для оснащения судов с природным газом в виде СПГ. Криостар обнаружил, что для системы газоснабжения необходимо следующее оборудование :. поршневой насос СПГ для систем высокого давления.система автоматического управления насосом. теплообменник heliflow. Система буферной емкости. В системе подачи газа используется насос Cryostar LNG, который питается от распылительных насосов LNG, установленных в резервуаре LNG, и с напором, достаточным для использования в качестве усилителя. Возвратно-поступательные насосы Cryostar HPP приводятся в действие частотно-регулируемыми приводами (VFD), так что скорость насоса можно регулировать в соответствии с диаграммой нагрузки двигателя, которая отражает потребность двигателя в топливе. В настоящее время ожидается установка одного насоса высокого давления, резервирование не требуется, но это можно обсудить с судовладельцем.Избыточность выбора топлива уже существует с ME-GI. Насос СПГ высокого давления Cryostar будет использоваться для повышения давления до максимального бар и пропускания СПГ через спиральный теплообменник. Газ испаряется и передается в систему с буферной емкостью 300 бар. Буферная система нужна для гашения пульсаций в системе. В зависимости от компоновки системы буферный объем также может входить в объем трубопровода высокого давления. Теплообменник heliflow требует источника тепла для испарения СПГ, и это может быть горячая вода непосредственно из системы охлаждения ME-GI.Альтернативный пар можно использовать для нагрева СПГ. Энергия, необходимая насосу HPP LNG, очень мала и соответствует прибл. Снижение КПД двигателя ME-GI на 0,5% по сравнению с двигателем ME-C. Системы резервуаров для СПГ Для торговых судов доступны несколько возможностей оснащения судна резервуаром для СПГ. Для судов меньшего размера можно найти готовые криогенные резервуары с вакуумной изоляцией в широком диапазоне размеров с допустимым рабочим давлением до 20 бар. Некоторые из этих резервуаров установлены и уже эксплуатируются на паромах и судах снабжения.. Для больших кораблей существует несколько других возможностей, некоторые из которых перечислены ниже: Конструкция мембранного бака. Преобладает для газовозов СПГ, но уязвима к выплескиванию. Диапазон BOR% / день. Сферические цистерны, например, мохового типа. Самонесущие и неуязвимые к выплескиванию, но проблемы с пространством и очень мало производителей. / день .. Танки IHI типа B .. Самонесущие и неуязвимые для плескания. Цистерны низкого давления, построенные по лицензии в некоторых верфях .. BOR% / день .. Цистерны TGE типа C .. Одно- или двухстворчатые конструкции, конструкция резервуаров высокого давления 4 бар изб. (До 50 дней в пути), самонесущие и неуязвимый для плескания.. BOR% / день. Конструкция танка IHI типа B и конструкция типа C от TGE кажутся наиболее многообещающими для больших обычных кораблей. Общим для обеих конструкций резервуаров является то, что судно можно эксплуатировать с частично заполненным резервуаром, что является основным требованием, когда резервуар используется для хранения топлива. Обе конструкции могут использоваться также для сжиженного нефтяного газа. Вышеупомянутые конструкции баков имеют преимущества и недостатки. Например, в конструкции IHI можно адаптировать форму бака, чтобы она соответствовала форме корабля, см. Рис.20. Можно выбрать емкость практически любого размера. В конструкции TGE, с другой стороны, форма корпуса может быть соблюдена только до некоторой степени, если используется конструкция с двумя лопастями, см. Рис. 21. Макс. размер резервуара в конструкции Bilobe находится в диапазоне 20 000 куб. Еще одним преимуществом конструкции резервуара TGE является возможность накапливать BOG в резервуаре во время работы, 19

20 благодаря допустимому рабочему давлению до 5-6 бар. Если используется конструкция резервуара без такой возможности, альтернативный метод обработки BOG должен быть включен в систему подачи топливного газа.Список альтернативных возможностей в сочетании с системой подачи газа, предлагаемой Cryostar, показан на рис. 22. Учитывая это, можно сделать вывод, что технология для двухтактного двигателя ME-GI с газовым приводом доступна. Что нужно, так это дальновидный пионер в транспортном бизнесе, который возьмет на себя инициативу. Требования к классификации При выходе на рынок СПГ с комбинированным двухтактным решением и решением для повторного сжижения было обнаружено, что существует большая разница в требованиях операторов и классификационных обществ.Привыкшие к сотрудничеству с классификационными обществами на других коммерческих судах, правила и рекомендации по проектированию для различных применений на рынке СПГ являются новыми, когда речь идет о силовых установках дизельных двигателей. Что касается безопасности, высокая доступность и надежность, предлагаемые при использовании двухтактного двигателя, в целом соответствуют требованиям, но, поскольку доставка и прием газа на терминалах осуществляется в очень узком временном окне, резервирование имеет важное значение для операторов.Рис. 20: Конструкция IHI B-типа. Рис. 21: Билоб TGE C-типа и одинарная конструкция. Конструкция Bilobe справа и конструкция с одним резервуаром слева Схема технологического процесса Таким образом, двухдвигательное решение ME-GI является новым выбором с его высокой эффективностью, доступностью и надежностью по сравнению с традиционными двигателями, сжигающими HFO. По сравнению с традиционными судами с дизельным двигателем, операторы и судовладельцы в отрасли СПГ обычно имеют разные цели и требования к своим танкерам для СПГ, и они часто применяют более строгие критерии проектирования, чем применялись до сих пор классификационными обществами.Таким образом, было обнаружено, что расследование Hazid - единственный способ обеспечить учет всех ситуаций. Рис. 22: Система подачи топливного газа с использованием насоса HP LNG от Cryostar. На рисунке также показан список альтернативных методов обращения с газом BOG, поступающим из системы резервуаров 20

Бензиновый двигатель | Британника

Бензиновый двигатель , любой из класса двигателей внутреннего сгорания, которые вырабатывают энергию за счет сжигания летучего жидкого топлива (бензина или бензиновой смеси, такой как этанол) с воспламенением, инициируемым электрической искрой.Бензиновые двигатели могут быть построены для удовлетворения требований практически любого возможного применения в силовых установках, наиболее важными из которых являются легковые автомобили, небольшие грузовики и автобусы, самолеты авиации общего назначения, подвесные и малые внутренние морские агрегаты, стационарные насосные агрегаты среднего размера, осветительные установки и т. станки и электроинструменты. Четырехтактные бензиновые двигатели используются в подавляющем большинстве автомобилей, легких грузовиков, средних и больших мотоциклов и газонокосилок. Двухтактные бензиновые двигатели встречаются реже, но они используются для небольших подвесных судовых двигателей и во многих портативных инструментах для озеленения, таких как цепные пилы, кусторезы и воздуходувки.

Поперечный разрез V-образного двигателя.

Типы двигателей

Бензиновые двигатели можно сгруппировать в несколько типов в зависимости от нескольких критериев, включая их применение, метод управления подачей топлива, зажигание, расположение поршня и цилиндра или ротора, количество ходов за цикл, систему охлаждения, а также тип и расположение клапана. В этом разделе они описаны в контексте двух основных типов двигателей: поршневых и цилиндровых двигателей и роторных двигателей.В поршневом двигателе давление, создаваемое при сгорании бензина, создает силу на головке поршня, которая перемещает цилиндр по длине возвратно-поступательным или возвратно-поступательным движением. Эта сила отталкивает поршень от головки цилиндра и выполняет работу. Роторный двигатель, также называемый двигателем Ванкеля, не имеет обычных цилиндров, оснащенных возвратно-поступательными поршнями. Вместо этого давление газа действует на поверхности ротора, заставляя ротор вращаться и таким образом выполнять работу.

Типы бензиновых двигателей включают (A) двигатели с оппозитными поршнями, (B) роторные двигатели Ванкеля, (C) рядные двигатели и (D) двигатели V-8.

Большинство бензиновых двигателей относятся к поршнево-поршневому типу. Основные компоненты поршнево-цилиндрового двигателя показаны на рисунке. Почти все двигатели этого типа используют четырехтактный или двухтактный цикл.

Типовая схема поршневой цилиндр бензинового двигателя.

Четырехтактный цикл

Из различных методов восстановления энергии от процесса сгорания наиболее важным до сих пор был четырехтактный цикл, концепция, впервые разработанная в конце 19 века. Четырехтактный цикл показан на рисунке. При открытом впускном клапане поршень сначала опускается на такте впуска. Воспламеняющаяся смесь паров бензина и воздуха втягивается в цилиндр за счет создаваемого таким образом частичного вакуума.Смесь сжимается, когда поршень поднимается на такте сжатия при закрытых обоих клапанах. По мере приближения к концу хода заряд воспламеняется электрической искрой. Затем следует рабочий ход, когда оба клапана все еще закрыты, а давление газа обусловлено расширением сгоревшего газа, давящим на головку или головку поршня. Во время такта выпуска восходящий поршень выталкивает отработавшие продукты сгорания через открытый выпускной клапан. Затем цикл повторяется. Таким образом, каждый цикл требует четырех тактов поршня - впуска, сжатия, мощности и выпуска - и двух оборотов коленчатого вала.

Двигатель внутреннего сгорания имеет четыре такта: впуск, сжатие, сгорание (мощность) и выпуск. Когда поршень перемещается во время каждого хода, он поворачивает коленчатый вал.

Недостатком четырехтактного цикла является то, что завершается только половина тактов мощности по сравнению с двухтактным циклом ( см. Ниже ), и только половину такой мощности можно ожидать от двигателя данного размера при заданная рабочая скорость.Однако четырехтактный цикл обеспечивает более эффективную очистку выхлопных газов (продувку) и повторную загрузку цилиндров, уменьшая потерю свежего заряда в выхлопе.

Восстановленные газовые двигатели | Процесс Jasper

ГАРАНТИЯ 3 ГОДА / 100000 МИЛЬ
JASPER® может предложить эту обширную гарантию на наши восстановленные газовые двигатели, потому что каждый из них проходит через наш обширный процесс «Делай правильно», который обеспечивает бесперебойную работу. Щелкните здесь, чтобы узнать о полной гарантии.Наш дополнительный план премиум-обслуживания предусматривает надбавки на такие предметы, как буксировка, аренда автомобилей, жидкости и оплата труда в случае возникновения проблем. Щелкните здесь, чтобы узнать подробности и ограничения.

ТЩАТЕЛЬНАЯ ЧИСТКА
Каждый газовый двигатель JASPER reman полностью разбирается. Блоки, головки, шатуны, коленчатые и распределительные валы тщательно очищаются с помощью различных процессов для удаления загрязнений, которые могут привести к преждевременному износу внутренних компонентов двигателя и преждевременному отказу двигателя.

КОЛЕНЧАТЫЕ ВАЛЫ
Коленчатые валы подвергаются прецизионной механической обработке с точными допусками, без подшипников или цапф нестандартных размеров. Упорные поверхности (отечественные двигатели) микрополированы для обеспечения точной обработки поверхности для плавной работы двигателя и снижения износа упорных подшипников. Каждый журнал проверяется и измеряется с критической точностью. После обработки масляные отверстия снимают фаски для улучшения смазки, а каждая шейка полируется до гладкой поверхности для увеличения срока службы подшипников. Коленчатые валы тщательно очищаются с особым упором на промывку и очистку масляных каналов щеткой для удаления любых загрязнений.

РАСПРЕДВАЛЫ
Распределительные валы проверяются на износ, точность размеров и измеряются на прямолинейность. Кулачки распределительного вала тщательно обработаны в соответствии с техническими характеристиками. Каждый вал имеет смазку Parco для улучшения адгезии смазки, особенно во время обкатки. Любой распределительный вал, не соответствующий точным спецификациям JASPER, заменяется.

ЦИЛИНДРЫ
Цилиндры расточены и хонингованы в соответствии с точными спецификациями. Большинство газовых двигателей имеют динамометрическую пластину - процесс, который мы узнали во время нашего участия в NASCAR, - который устраняет деформацию цилиндра после того, как головка прикручена болтами и затягивается к блоку.Этот процесс устраняет основную причину прорыва двигателя. Блоки тщательно проверяются на наличие трещин и дефектов с помощью таких процедур, как контроль магнитных частиц. Обработка и размер цилиндра тщательно контролируются в соответствии с отраслевыми стандартами чистоты поверхности, а также на предмет точности и постоянства. Это обеспечивает плавный ход поршня и работу двигателя. JASPER гарантирует отсутствие баллонов нестандартного размера. Поверхность сопряжения блока с головкой тщательно проверяется и восстанавливается по мере необходимости, чтобы обеспечить надлежащую отделку поверхности для современных материалов прокладок.

СОЕДИНИТЕЛЬНЫЕ ШАТУНЫ
Шатуны обрабатываются и калибруются с точностью до полутысячной для улучшения работы, особенно в современных двигателях. Стержни тщательно обрабатываются, чтобы избежать конуса и стандартного диаметра оригинального оборудования. Все стержни проверяются на изгиб и скручивание, чтобы гарантировать плавную работу.

ГОЛОВКИ
Головки тщательно проверяются на наличие трещин и дефектов с помощью таких процедур, как контроль магнитных частиц. Поверхность каждой головки обновляется с соблюдением точных допусков по размерам, и качество поверхности тщательно контролируется для обеспечения надлежащего уплотнения с блоком.Седла и направляющие клапана обрабатываются в соответствии с точными спецификациями или заменяются, чтобы обеспечить правильное выравнивание и посадку клапанов, а также оптимальную производительность двигателя.

СБОРКА
Каждый газовый двигатель собирается специально обученными строителями JASPER. Внимание к таким деталям, как окончательная мойка новых и обработанных деталей, а также предварительно смазанные распределительные валы, поршни и шейки коленчатого вала, гарантирует чистую и плавную работу двигателя, которая соответствует вашим ожиданиям.

ТЕСТИРОВАНИЕ
JASPER проводит живые испытания всех популярных отечественных и импортных двигателей с восстановленным ремонтом с записанными проверками температуры, давления масла, вакуума и сжатия.Двигатели проверяются черным светом, чтобы убедиться в отсутствии утечек масла. Тестирование JASPER - один из многих способов обеспечить ваше удовлетворение.

КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА
Постоянное качество поддерживается посредством непрерывной программы обучения технических специалистов, многие из которых имеют сертификаты ASE, при поддержке статистического контроля процессов. Технические специалисты также сертифицированы JASPER для конкретных двигателей и рабочих функций. Проверки качества всех частей двигателя тщательно проверяются на чистоту, качество обработки поверхности, смазку, зазор и характер износа.

ГАРАНТИЯ
Устанавливайте JASPER с уверенностью. На каждый восстановленный двигатель JASPER распространяется общенациональная гарантия. На комплектные двигатели для легковых автомобилей и легких грузовиков предоставляется гарантия 3 года / 100 000 миль (в зависимости от того, что наступит раньше) на детали и ремонт. (Скорая помощь, внедорожники, доставка посылок, полиция, уборка снега, такси, эвакуатор или любое транспортное средство весом более 1 тонны, 18 месяцев или 100 000 миль, в зависимости от того, что произойдет раньше). Горячая линия технической поддержки (1-800-827-7455) ) и информация о 24-часовой 7-дневной аварийной гарантии.Полная информация о гарантии доступна на этом веб-сайте или по запросу.

ДОСТУПНОСТЬ
JASPER предлагает немедленную доступность для большинства популярных двигателей с ремонтом. JASPER обеспечивает доступность через большую и растущую сеть отделений по всей стране. Восстановленные компоненты JASPER доступны от побережья до побережья и за его пределами.

Формулы двигателя

Формулы двигателя

Рабочий объем цилиндра ( V _c ) :

где:

В _с = Рабочий объем цилиндра [см ³ (см) или л]

A _{c = площадь цилиндра [см ² или см ² /100]}

d _c = диаметр цилиндра [см или см / 10]

L = длина хода (расстояние между ВМТ и НМТ) [см или см / 10]

BDC = Нижняя мертвая точка

ВМТ = верхняя мертвая точка

* Увеличьте диаметр или длина хода увеличится Объем цилиндра, отношение диаметра цилиндра к ходу цилиндра, называется отношением диаметра цилиндра к ходу.

- диаметр цилиндра / ход> 1 называется над квадратным двигателем, и используется в автомобильных двигателях

- диаметр цилиндра / ход = 1 называется квадратным двигателем

- называется канал цилиндра / сток <1 = под квадратный двигатель , и используется в двигателе трактора

Рабочий объем двигателя ( V _e ):

где:

V _e = рабочий объем двигателя [см ³ (cc) или L]

n = количество цилиндров

В _с = Рабочий объем цилиндра [см ³ (см) или л]

A _{c = площадь цилиндра [см ² или см ² /100]}

д _{в =} диаметр цилиндра [см или см / 10]

* Рабочий объем цилиндра измеряется в (см ³ , кубический сантиметр (см) или литр)

- V _и для небольших двигателей, 4-цилиндровых двигателей составляет (750 куб. см: 1300 куб. см)

- V _e для большого двигателя, 8 цилиндровые двигатели (1600 куб.см: 2500 куб.см)

Степень сжатия ( r ):

где:

r = степень сжатия

V _s = рабочий объем цилиндра (объем камеры сгорания) [куб. L или м ³ ]

В _с = объем цилиндра [куб. см, л или м ³ ]

* Увеличить степень сжатия увеличить мощность двигателя

- r (бензиновый двигатель) = 7:12, верхний предел - предварительное зажигание двигателя

- r (дизель) = 10:18, верхний предел - нагрузки на детали двигателя

Объемный двигатель КПД ( _{h v} ):

где:

ч _В = объемный КПД

В _воздух = объем воздуха, забираемого в цилиндр [куб.см, длина или м ³ ]

В _с = Рабочий объем цилиндра [куб. см, л или м ³ ]

* Увеличить объемный КПД двигателя увеличить двигатель мощность

- Двигатель нормальной аспирации имеет объемный КПД От 80% до 90%

- Объемный КПД двигателя можно увеличить с помощью:

(турбо и ужин зарядное устройство может увеличить объемный КПД на 50%)

Указанный крутящий момент двигателя ( T _i ):

где:

T _i = крутящий момент двигателя [Нм]

имеп = указанное среднее эффективное давление [Н / м ² ]

A _{c = площадь цилиндра [м ² ]}

L = длина хода [м]

z = 1 (для 2-тактных двигателей), 2 (для 4-тактных двигателей)

n = количество цилиндров

θ = угол поворота коленчатого вала [1 / с]

Мощность двигателя ( P _i ):

,

где:

имеп = это указанный среднее эффективное давление [Н / м ² ]

A _c = площадь цилиндра [м ² ]

L = длина хода [м]

n = количество цилиндров

Н = частота вращения двигателя [об / мин]

z = 1 (для 2-тактных двигателей), 2 (для 4-тактных двигателей)

В _с = Рабочий объем цилиндра [м ³ ]

V _e = рабочий объем двигателя [м ³ ]

T _i = крутящий момент двигателя [Нм]

ω = угловая скорость двигателя [1 / с]

Двигатель Механическая часть КПД ( ч _м ):

где:

ч _м = механический эффективность

P _b = мощность моторного тормоза [кВт]

P _i = указанная мощность двигателя [кВт]

P _f = мощность трения двигателя [кВт]

Тип топлива для двигателя Расход ( SFC ):

где:

SFC = удельный расход топлива [(кг / ч) / кВт, кг / (3600 s x кВт), кг / (3600 кДж)]

FC = расход топлива [кг / ч]

P _b = тормозная мощность [кВт]

Тепловой КПД двигателя ( _{h th} ):

где:

ч _-й = тепловой КПД

P _b = тормозная мощность [кВт]

FC = расход топлива [кг / ч = (расход топлива в л / ч) x ( ρ ) в кг / л)]

CV = теплотворная способность килограммового топлива [кДж / кг]

ρ = относительная плотность топлива [кг / л]

http: // www.