Tegen de achtergrond van een voortdurend trage scheepvaartmarkt, conventies op het gebied van milieubescherming, energiebesparing en emissiereductie, en hoge brandstofkosten, is het implementeren van een hoofdmotor om brandstof met een ultrahoge viscositeit af te remmen en te verbranden om zo kosten te besparen en de efficiëntie te verbeteren, een van de belangrijke maatregelen die rederijen nemen om energie te besparen en emissies te verminderen.
Energiebesparing en emissiereductie van schepen zijn veelomvattende kwesties, met als uiteindelijk doel het bereiken van de "meest winstgevende vaarsnelheid".
Er is een optimaal combinatiepunt tussen het waarborgen van de levensduur van schepen en het verminderen van de snelheid en het energieverbruik;
Aan de andere kant zal het verbranden van brandstof met een hoge viscositeit in de motor de verdere vertraging beïnvloeden, en er is ook een optimaal afstemmingspunt tussen de twee;
Een van de beste manieren om de economische efficiëntie van de scheepvaart te verbeteren, is door de hoofdmotor te gebruiken om brandstof met een hoge viscositeit af te remmen en te verbranden.
De verbranding van scheepsmotoren met een extreem lage snelheid en hoge viscositeit, die bedoeld is om kosten te besparen en de efficiëntie te verbeteren, brengt echter ook een aantal risico's met zich mee die niet genegeerd kunnen worden. Om risico's effectief te voorkomen en beheersen, moeten passende controlemaatregelen worden bestudeerd.
1Risico's die voortvloeien uit de vertraging van de hoofdmotor tijdens de navigatie
Langdurige vertraging en lage belasting van de host bij 10% -40% nominaal vermogen resulteren in de volgende risico's:
(1) Eigen risico van de gastheer
① Langdurige werking van de hoofdmotor bij lage snelheid en lage belasting leidt tot een afname van de spoeldruk en de overtollige luchtcoëfficiënt, evenals een afname van de brandstofinjectiedruk en verneveling, wat resulteert in verslechtering van de verbrandingsomstandigheden, verminderde thermische efficiëntie van de dieselmotor, verhoogd brandstofverbruik en vervuiling van de verbrandingskamer, turboladersysteem en uitlaatsysteemcomponenten door verbrandingsproducten, wat abnormale slijtage veroorzaakt.
② De langdurige werking van de host bij extreem lage snelheden heeft geleid tot een slechte vloeistofdynamische smering van de belangrijkste bewegende delen, waardoor het risico op corrosie en abnormale slijtage is toegenomen.
③ De langdurige werking op ultralage snelheid van de host vergroot de moeilijkheidsgraad van het afstellen van de cilindersmering, wat resulteert in slechte smering en een hoger cilinderolieverbruik.
Als de cilinder overmatig gesmeerd is, zal dit leiden tot kalkaanslag op de zuigerkop, schade aan de oliefilm en slijtage van de cilinderbus;
Als de cilinder onvoldoende wordt gesmeerd, kan dit abnormale slijtage en zelfs trekken aan de cilinder veroorzaken.
④ Door het extreem lage toerental van de hoofdmotor is de brandstoftoevoer naar elke cilinder van de hoofdmotor ongelijkmatig, wat gemakkelijk kan leiden tot onderbroken ontsteking, naverbranding en detonatie, en zelfs een risico op motorschade-ongelukken kan opleveren.
(2) Risico van hulpapparatuur
① Langdurige ultra-lage snelheidswerking van de hoofdmotor kan ernstige blokkades veroorzaken in het uitlaatpijpkanaal, turbolader, luchtkoeler, uitlaatboiler, schoorsteen, enz., wat resulteert in een hoge uitlaatgastegendruk van de turbolader. Dit kan ook leiden tot een vicieuze cirkel van verminderde spoeldruk, slechte verbranding, verhoogde uitlaattemperatuur, verminderde bedrijfsprestaties, verhoogd brandstofverbruik en zelfs de spoelbox die vlam vat en niet in staat is om de normale belasting van de dieselmotor te hervatten.
② De langdurige continue werking of constante start-stop-schakeling van de host-ondersteunde blower beïnvloedt de levensduur van de blower.
(3) Risico van veilige navigatie
① De vertragingswerking van de hoofdmotor kan asresonantie en trillingen in de kajuit veroorzaken, wat van invloed is op de levensduur van het schip en de werk- en leefomgeving van de bemanning, en op de navigatietaken van de bemanning.
② Het verlagen van de snelheid van een schip tijdens het navigeren zal resulteren in een afname van de stuurefficiëntie, lagere operationele prestaties en een groter risico op veilige navigatie.
(4) Risico op hogere onderhoudskosten
① Langzaam varende schepen vergroten het verlies van reserveonderdelen en materialen.
② De werklast van onderhouds- en beheerwerkzaamheden voor scheepswerktuigkundigen wordt vergroot, de arbeidsintensiteit wordt verbeterd en daardoor de onderhouds- en beheerkosten van het bedrijf stijgen.
2Het risico van het verbranden van brandstof met een ultrahoge viscositeit
De risico's van het gebruik van brandstof met een ultrahoge viscositeit zijn onder meer:
(1) Gastheerrisico
① Het injecteren van brandstof met een hoge viscositeit resulteert in grotere druppels en diepere injectie, wat leidt tot slechte brandstofverstuiving, ongelijkmatige gasmenging en verslechterde verbrandingsomstandigheden.
Hoe hoger de viscositeit van de brandstof, hoe hoger de inlaattemperatuur.
② Een hoog zwavelgehalte leidt tot de productie van meer zure stoffen tijdens de verbranding, wat corrosie bij lage temperaturen en slijtage aan de oppervlakken van de cilinderbus, zuiger en zuigerveer van de motor kan veroorzaken.
③ Een hoog gehalte aan onzuiverheden leidt tot slijtage van vaste deeltjes en verhoogde koolstofafzetting in de cilinder, wat resulteert in zuigerveerhechting, verstopping van de luchtpoort en intensievere koolstofafzetting in de uitlaatpassage. Vanadium en natrium corroderen de uitlaatklep bij hoge temperaturen.
④ De hoge dichtheid maakt het lastig om de brandstof te zuiveren en te atomiseren. Bovendien zijn de oliedruppels tijdens de eerste verbranding gevoelig voor thermische scheurvorming, wat leidt tot een toename van koolstofafzetting in de componenten.
⑤ Laag cetaangetal, slechte ontstekingsprestaties, kan problemen veroorzaken bij het starten van de gastheer; De ontstekingsvertraging tijdens verbranding is lang en de verbranding wordt vertraagd, wat resulteert in een hoge uitlaattemperatuur.
⑥ Het risico op thermische belasting van brandstofinjectieapparatuur is groot bij het verversen van olie in speciale ruimtes.
Nadat de motor langzamer gaat draaien en de olie ververst wordt, kan de onstabiele verbrandingskwaliteit in ernstige gevallen ervoor zorgen dat de motor afslaat, wat een groot risico op ongelukken met zich meebrengt.
(2) Risico van hulpapparatuur
① Het gebruik van stoom voor het verwarmen van brandstof verbruikt veel stoom, waardoor de ketelbelasting en zelfs het brandstofverbruik toenemen;
De hoge verwarmingstemperatuur van brandstof vergroot het risico op ontleding van oliemoleculen, vorming van neerslag en het risico op overschrijding van het vlampunt, wat resulteert in een toename van de productie van olie en gas;
De ventilatiegaten van de dagelijkse brandstofkasten kunnen een grote hoeveelheid oliedamp genereren, wat vervuiling op schepen veroorzaakt, grondstoffen verspilt en explosiegevaar oplevert.
② Brandstof met een ultrahoge viscositeit stelt ook hoge eisen aan het viscositeitstemperatuurregelsysteem, waardoor handmatige tussenkomst voor aanpassing vereist is.
Wanneer het viscositeitstemperatuurregelsysteem defect raakt en de temperatuur van brandstof met een extreem hoge viscositeit te hoog of te laag wordt, bestaat er een groot risico op verstopping, blokkering, thermische uitzetting, brandwonden en explosies in het brandstofsysteem.
(3) Risico's op het gebied van opslag, transport en zuivering
① De opslag-, transport-, zuiverings- en atomiseringsprocessen van brandstof met een ultrahoge viscositeit vormen een groot risico voor de werking van de hoofd- en hulpmotoren, boilers, olieafscheiders en brandstofverwarmers.
② Hoe hoger de viscositeit van de brandstof, hoe hoger de werkdruk die nodig is om verdamping te voorkomen, wat ook de materiaal-, ontwerp- en productievereisten voor pijpleidingen en apparatuur verhoogt. Tegelijkertijd neemt ook de operationele risicofactor toe.
③ Tijdens de opslag-, transport-, zuiverings- en vernevelingsprocessen wordt de ophoping van vuil in de opslagkast en verstopping van het oliecircuit verergerd.
Motorvertraging en verbranding
Risico-accumulatie van brandstof met ultrahoge viscositeit
De verbranding van de brandstof in de hoofdmotor met een extreem lage snelheid en hoge viscositeit zorgt ervoor dat de werkomstandigheden van de hoofdmotor verslechteren, wat resulteert in een vicieuze cirkel van verbranding en de volgende ernstige problemen:
(1) Gastheerrisico
① Onstabiele barstdruk zorgt ervoor dat de zuigerveer breekt en er lucht lekt.
② Onstabiele snelheid en vermogensverlies van scheepsdieselmotoren.
③ Wanneer motorvoertuigen in Hongkong brandstof met een hoge viscositeit verbranden, heeft de hoofdmotor moeite met starten.
④ De hoofdmotor draait op een ultra-lage snelheid en de brandstofinjectie-atomisatie is slecht. Bovendien is de spoeldruk relatief verlaagd vanwege de afname van de turboladersnelheid, wat resulteert in slechte verbranding.
⑤ Wanneer de host op ultra-lage belasting draait, neemt de hoeveelheid geïnjecteerde cilinderolie evenredig af met de hostsnelheid, maar de toename of afname van de belasting is evenredig met de derde macht van de hostsnelheidsverandering. Daarom zal, als de hoeveelheid cilinderolie-injectie niet wordt aangepast, de hoeveelheid cilinderolie die elke keer wordt geïnjecteerd relatief overmatig zijn, wat resulteert in verspilling en vervuiling van zuigerveren, spoelpoorten of uitlaatkleppen en hun systemen.
(2) Risico van hulpapparatuur
① De ophoping van koolstof en kalk in de verbrandingskamer en het uitlaatsysteem neemt toe, waardoor het risico op secundaire verbranding in de rookgasafvoerketel toeneemt.
② Tijdens het oliezuiveringsproces leidt frequente slaklozing tot overmatige brandstoflekkage, waardoor het vloeistofniveau in de olietank snel stijgt en het aantal alarmen bij hoog niveau toeneemt.
③ Door een slechte verbranding raken de versnelde spoelpoort, de uitlaatklep en de turbolader vervuild, waardoor een vicieuze cirkel ontstaat die de verbranding verder verergert en het risico op storingen vergroot, zoals breuk van de zuigerveer, doorbranden van de hulpventilator, doorbranden van de zuigerkop, scheuren in de cilinderbus, ontbranding van de uitlaatpijp en schade aan de turbolader.
④ Wanneer de hoofdmotor op een ultra-lage snelheid draait (onder 50% belasting) en brandstof met een ultrahoge viscositeit verbrandt, is de hoeveelheid stoom die door de uitlaatgasketel wordt gegenereerd onvoldoende en moet de hulpketel worden gestart. Als dit kritieke punt niet goed wordt begrepen, is er een groot risico op onstabiele werking van de hoofdmotor en hogere kosten.
Beheers de risico's van vertraging van het schip en verbranding van brandstof met een ultrahoge viscositeit als reactie op de bovenstaande risico's.
Door de hoofdmotor te optimaliseren met schuifklepinjectoren, turbocompressor T/CCUT-OUT-technologie, elektronische cilinderolie-injector Alpha ACC (injectiefactor) en brandstof met een ultrahoge viscositeit, aangevuld met wetenschappelijk management, kunnen een aantal risico's die worden veroorzaakt door het varen op ultralage snelheid en de verbranding van brandstof met een ultrahoge viscositeit worden vermeden of verminderd. Daarmee wordt het doel van kostenreductie en verbetering van de efficiëntie bereikt.