Индустрия морского транспорта продолжает испытывать давление как юридическое так и экономическое. Новые законы и правила, принимаемые руководящими инстанциями с каждым годом "завинчивают гаечки" еще на оборот. Но, помимо того, что двигатели не должны оказывать пагубного воздействия на окружающую среду выше принятого лимита, производителям силовых агрегатов нужно не забывать и о энергетической эффективности своего продукта, чтобы оставаться "на плаву" в очень конкурентной среде. Давай посмотрим, что же там придумали разработчики компании Win GD
🍀ГАЗ
Газ в качестве топлива выглядит очень привлекательной альтернативой когда дело доходит до работы в так называемых зонах ограничения выбросов. Очень трепетно к выбросам относятся власти стран Балтийского бассейна, Норвегии и северной Америки. Работа силовой установки на газу решает вопрос и с выбросами соединений SOx и соединений NOx.
Чем собирается заинтересовать потенциальных покупателей продукция Вяртсиля?
- Низкий уровень выбросов, соответствующий требованиям Tier III. Если тут возникают вопросы - вот ссылки на предыдущие статьи по ВЫБРОСАМ и ТРЕБОВАНИЯМ.
- Простая, надежная и экономичная система использования газа низкого! давления с минимальным количеством дополнительных узлов и элементов. А это уже интересно, ведь, решения от МАН подразумевают непосредственный впрыск при высоком давлении, что сильно усложняет систему.
- Стабильная работа на всех! режимах от порта до порта даже при маневрировании.
🍀ДВУТОПЛИВНОСТЬ
На Рисунке 3. Low pressure low speed 2-stroke dual fuel engines - двутопливные низкооборотные двухтактные двигатели низкого давления, Low pressure medium speed 4-stroke dual fuel engines - двутовливные среднеоборотные 4-х тактные двигатели низкого давления, Low pressure spark ignited gas engines - газовые ДВС с искровым воспламенением низкого давления, High pressure diesel engines - дизельные двигатели высокого давления. Касательно описания инфографики, имеется ввиду давление подачи топлива: высокое или низкое.
В 1980-х компания Вяртсиля представила серию двутопливных (GD) двигателей, сконструированных по технологии подачи газа под высоким давлением. На Рисунке 3 обозначены синим цветом.
Такая компоновка - вариант рабочий и МАН идет по этому пути и по сей день, но... Но, как я и предположил выше, система выходит громоздкой и дорогой из-за специфических требований к хранению и использованию принципиально другого вида топлива. Такие двигатели в широкую серию не пошли и осели в каких-то узких нишах.
Уже в 1990-х годах компания Вяртсиля выпустила на рынок серию 4-х тактных (DF) двутопливных двигателей низкого давления и вырвалась в мировые лидеры, произведя более 1000 единиц таких двигателей, что суммарно наработали более 9 500 000 часов как в качестве судовых силовых установок, так и в качестве береговых. Позже технология подачи газа под низким давлением была применена и на 2-х тактных дизелях.
Чем именно привлекательна технология подачи газа под низким давлением? Первоначальной ценой, ценой покупки силового агрегата. Низкое давление подразумевает отсутствие длинных толстостенных трубопроводов, громоздкого компрессорного или криогенного оборудования. Чувствуешь неподдельную экономию? Без шуток! это сильно дешевле, чем у МАН.
🍀ТЕХНОЛОГИЯ
Смотри на Рисунок 4. Газ в цилиндр подается при восходящем ходе поршня в момент после перекрытия продувочных окон кольцами поршня, после чего смесь свежего заряда воздуха с газом сжимается.
Воспламенение происходит при помощи запальных форсунок порцией дистиллятного топлива в объёме примерно 1% от обычного ( имеется ввиду классический дизельный двигатель, но это не точно). Более того, запальные форсунки установлены не напрямую в цилиндр а в предкамеры, что, по задумке производителя, оптимизирует горение. Как тебе такая схема? Ведь просто все.
Есть еще одна особенность. В оригинальной статье касательно организации процесса горения используется формулировка "the lean-burn principle", что подразумевает горение топлива в воздушной среде с очень большим коэффициентом избытка этого самого воздуха, до 65 к 1. Напомню, что в соответствии с базовыми знаниями стехиометрии достаточно пропорции 15 к 1, теоретически.
Кстати, домашнее задание: можешь ли ты вспомнить какие еще есть компоновки камер сгорания помимо предкамерной?
🍀ХРАНЕНИЕ ГАЗА
На Рисунке 5. 1- Бункеровочный (заправочный) трубопровод, 2- газгольдер, 3- насосная станция, 4- испаритель, 5 - система подогрева (теплоноситель - вода или этиленгликоль), 6- труба с двойной стенкой, 7- газовый клапанный блок, 8- трубопроводы двигателя.
Так как газ подается в цилиндр в начале сжатия свежего заряда, поэтому давление в цилиндре практически равно давлению наддува в продувочном ресивере. Давление газа в трубопроводе на уровне 16 бар обеспечит стабильную работу системы. Всего 16 бар! Не 600...
🍀"НО И ЭТО ЕЩЕ НЕ ВСЕ!"
Обновление существующих двигателей. Это очень привлекательно для судовладельцев, ведь двигатель может и часто стоит до 25% от стоимости судна. Компания Вяртсиля предлагает модифицировать имеющиеся двигатели Зульцер до уровня DF за период стандартного докования и гарантирует, что процедура выгодна. Что имеется ввиду? А то, что обычно такая глубокая модификация для двигателя МАН сопоставима со стоимостью покупки нового движка. Вяртсиля обещает сделать сильно дешевле.
Все мои ссылки ТУТ!
Наша библиотека в Телеграм по ЭТОЙ ссылке.
Первоисточник в библиотеке по ЭТОЙ ссылке. Сначала подпишись на библиотеку, а то не сможешь ею пользоваться.
