Найти в Дзене
Шарапов Механик

Как экономить топливо при работе на малых нагрузках. Решение от Вяртсиля.

Любой двигатель имеет расчетный режим работы, на котором он и должен основную часть времени выполнять свою функцию. Топливный и экономический кризисы сильно изменили принципы доставки грузов морем: скорость снижена, за груз идет сильная конкуренция. В итоге операторам приходится адаптировать довольно мощные силовые агрегаты для работы на новых, не самых эффективных режимах, приводящих и к зарастанию газовых трактов и проточных частей элементов газовыпуска несгоревшим топливом и к перерасходу горючки. Обычно, крейцкопфные двухтактные ДВС работают на режимах примерно равных 60% от максимальной длительной мощности и показывают хорошие результаты по расходу топлива. Работа на нагрузке ниже 50% считается и экономически не выгодной и приводит к неисправностям при длительной работе. В чем причина? В основном в системе наддува, что начинает работать оптимально именно на 60-ти процентной нагрузке, так она спроектирована. На меньших нагрузках турбокомпрессорам не хватает выхлопных газов для норм
Оглавление
Рисунок 1.
Рисунок 1.

Любой двигатель имеет расчетный режим работы, на котором он и должен основную часть времени выполнять свою функцию. Топливный и экономический кризисы сильно изменили принципы доставки грузов морем: скорость снижена, за груз идет сильная конкуренция. В итоге операторам приходится адаптировать довольно мощные силовые агрегаты для работы на новых, не самых эффективных режимах, приводящих и к зарастанию газовых трактов и проточных частей элементов газовыпуска несгоревшим топливом и к перерасходу горючки.

🟠РЕЖИМЫ РАБОТЫ

Обычно, крейцкопфные двухтактные ДВС работают на режимах примерно равных 60% от максимальной длительной мощности и показывают хорошие результаты по расходу топлива. Работа на нагрузке ниже 50% считается и экономически не выгодной и приводит к неисправностям при длительной работе. В чем причина? В основном в системе наддува, что начинает работать оптимально именно на 60-ти процентной нагрузке, так она спроектирована. На меньших нагрузках турбокомпрессорам не хватает выхлопных газов для нормальной работы. Ты уже понял, что придумали инженеры Вяртсиля?

🟠КОМПЛЕКТ МОДИФИКАЦИИ СИСТЕМЫ ГАЗОВЫПУСКА

При компоновке с несколькими турбонагнетателями "Вяртсиля" предлагает установить набор дополнительной арматуры для отсечения одной турбины при работе на низких мощностях. Это даст возможность достаточно хорошо нагрузить оставшиеся нагнетатели, что дадут большее количество воздуха в продувочный ресивер. Да, одна нормально работающая турбина эффективнее двух, работающих еле-еле.

Рисунок 2. График расхода топлива для неоптимизированного двигателя и двигателя, прошедшего оптимизаци.
Рисунок 2. График расхода топлива для неоптимизированного двигателя и двигателя, прошедшего оптимизаци.

Взгляни на Рисунок 2. Отсечение одного тубокомпрессора на долевых нагрузках позволяет нормально работать практически на всем диапазоне мощностей. Этот апгрейд, кстати, является одним из шагов по снижению "Совокупной стоимости владения судна". Об этом я подробнее писал в ЭТОЙ статье. "Эксплуатационный корридор" на графике находится в пределах от 10 до 100 процентов от максимальной длительной мощности. Что за набор для апгрейда такой?

🟠АПГРЕЙД СИСТЕМЫ ГАЗОВЫПУСКА

Рисунок 3. Набор для апгрейда системы газовыпуска.
Рисунок 3. Набор для апгрейда системы газовыпуска.

На один из турбокомпрессоров устанавливается два набора запорной арматуры (на газовую часть и воздушную). Новая арматура интегрируется в существующую систему дистанционного автоматизированного управления и не требует вмешательства оператора. Показатели мощности, на которых клапаны открываются и закрываются устанавливаются индивидуально для каждого двигателя и учитывают особенности каждой установки.

При интегрировании этой системы в уже довольно сложные системы с каталитическим катализатором или в систему со скруббером, все рассчеты производятся специалистами "Вяртсиля".

Подход компании к клиентам довольно гибкий и предоставление такого пакета может быть в виде полного цикла работ или в виде предоставления инженеров для контроля при использовании рабочей силы, предоставленной третьими лицами. Это, при наличии у оператора судна хорошей бригады, поможет сэкономить на первоначальных затратах.

🟠ЭФФЕКТИВНО ЛИ ЭТО

Очень даже. В пример приводится двигатель 12RTA96C на 68 640 килоВатт при среднем годовом наработке 7000 часов. Сравнение производится с таким-же двигателем, работающем на 45% нагрузке, но без модификации. В итоге модифицированный ДВС показывает снижение удельного расхода топлива на 8,8 г/кВт*час при одинаковой нагрузке, что соответствует этогомии 0,272 т топлива каждый час, что за год выльется в 1903 тонны. Тонна тяжелого низкосрнистого топлива в 2024-м году стоит не менее 500 USD. Считай! 🤠

Подписывайся и читай интересные технические статьи!