Az 1. ábrán a Man Me-C-Gi kettős üzemanyag-alacsony sebességű motor alapvető koncepciója. Jelenleg a Man kettős üzemanyag-motorok elsősorban a következő üzemanyagokat használják második üzemanyagként: GI-metán gázbefecskendezés, GIE-etán gáz injekció, LGIM-metanol folyadékgáz-befecskendezés, LGIP-liqufied kőolaj-gázbefecskendezés (főleg propánból és kis mennyiségű butánból). A cikkben bevezetett második üzemanyag egy gázüzemanyag, amely elsősorban metánból áll.
1. Fő alkotóeleme a metán, amely körülbelül 80-85% -ot tesz ki. Ezenkívül szénhidrogén vegyületeket is tartalmaz, például etán, propán, N-bután, izobután, valamint nitrogén, szén-dioxid, víz, hidrogén-szulfid és más anyagok. A 0. 51mPa nyomáson telített hőmérséklete körülbelül -137 fok, és folyadéksűrűsége körülbelül 450 kg/m3 (a metán, az etán és a propán különböző térfogataránya befolyásolja a sűrűségt). A metán önindulási hőmérséklete a levegőben (101,3kPa) körülbelül 538 fok, míg a dízel gyújtási pontja ebben az állapotban körülbelül 220 fok.
2. A ME-C-GI MUNKÁK MUNKALMAZÁSA: A Man-C-GI kétütemű motor a dízelciklusot alkalmazza (amint az az 1. ábrán látható), amely egy bizonyos szögben gyújtóüzemanyagot (kb. 5%) injektál a hengerbe a kompressziós stroke végén lévő felső holtpont közelében, és a kanyargós {9-es {{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{} -es részét meggyújtja. Ebben az időben a hengerben korábban égett magas hőmérsékletű gáz elegendő a hengerbe befecskendezett nagynyomású LNG-gáz meggyújtásához.
1. ábra: Dízelciklus-munka alapelv diagram: ME-C-GI kettős üzemanyag kétütemű motor üzemanyag-befecskendezése
A vezérlő rendszer a hagyományos ME-C modellek alapvető üzemanyag-befecskendezési funkcióin kívül egy dedikált rendszerrel rendelkezik a gáz üzemanyag-befecskendezésének szabályozására. A motor indulási, rakománya, alacsony terhelésű működése és parkolási állapota csak üzemanyagot használ. A második üzemanyaghoz egy teljesen elkészített üzemanyag -gázellátó rendszert és stabil motor működését igényli egy bizonyos terhelésnél, mielőtt felhasználható lenne. Amikor a gázrendszer hibás működése, a motorvezérlő rendszer (ECS) azonnal megállíthatja a gázrendszer működését, és csak az üzemanyag -rendszert futtathatja.
2, második üzemanyag -kiegészítő rendszer
Az LNG alapvető jellemzői szerint ez egy tipikus, alacsony hőmérsékletű folyadék, telített hőmérséklet (forráspont), körülbelül -162. 5 fokos standard légköri nyomáson. A ME-GI motorok nagynyomású gázt igényelnek 200-300 sávban és 40-50 fokon. Az üzemanyag alacsony hőmérsékletű folyadékról nagynyomású gázra történő átalakítása az átalakulás többszázaihoz szükséges, és a biztonság és a megbízhatóság az elsődleges szempontok. Ésszerű megoldásra van szükség a második üzemanyag szállításához a tárolótartályból a motorba történő felhasználáshoz és a felesleges gáz visszanyeréséhez, valamint a teljes rendszer biztonságvédelméhez. A gázt támogatott rendszer, amely a folyékony üzemanyagot az LNG tárolótartályokból nagynyomású gázokká alakítja, biztonságosan és megbízhatóan továbbítja a motor gázinjekciós rendszerébe. A rendszer magában foglalja a következő rendszereket és egységeket: gázellátó rendszer, gázellátó csővezeték -rendszer, gázszelep -csoport, inert gázrendszer, kipufogó, külső csőszellőző rendszer, nitrogénrendszer a gázszivárgások, a visszatérő rendszer, a tömítő olajrendszer és a motorvezérlő rendszer (ECS) észlelésére. A 2. ábra a gázt segített rendszer vázlatos diagramja.
2. ábra: A gázt segített rendszer vázlatos diagramja
1. Az üzemanyag -gázellátó rendszer, mint speciális edény az ilyen cseppfolyósított termékek (például LNG -hordozók) szállításához, a gáz -kiegészítő rendszerek tervezésében különbözik az ömlesztett rakományokhoz, a konténerekhez és az LNG által üzemeltetett kereskedő edényekhez képest, amelyek kettős üzemanyag -motorokat használnak. Az ember több opcionális gázellátási rendszer megoldást tervezett a hajótulajdonosok követelményeinek való megfelelés érdekében. Elsősorban három típus létezik, és a legnagyobb különbség közöttük az, hogy megválasztjuk -e az LNG fellendítésének módszerét folyékony vagy gázállapotban. Folyékony állapotban, a fellendülés fő berendezése a kriogén nagynyomású szivattyú és a HP párologtató; Gáznemű állapotban a nyomás növekszik egy nagynyomású kompresszor és intercoolerek segítségével. A 3. ábra három séma egyszerűsített folyamatát mutatja.
3. ábra: Gázellátási rendszer oldat
Példaként az LNG által üzemeltetett kereskedő hajókat, a gázellátó rendszer egyik tipikus tervezési sémáját a 4. ábra mutatja. A természetesen elpárologtatott gázt egy kis méretű, nagynyomású kompresszor nyomja meg, és a folyékony nyomást egy alacsony hőmérsékletű, nagynyomású szivattyúval keveri össze a párologtatóba. A generált nagynyomású gázt az alacsony sebességű motorhoz szállítják egy üzemanyag-gázszelepen keresztül. A négy stroke DF (kettős üzemanyag) energiatermelő motorokban és kazánokban használt alacsony nyomású (kb. 6 bar) gázt párologtatók és fűtőberendezések révén alakítják át.
4. ábra: Egy tipikus gázellátási rendszer
A gázellátó rendszer vezérlőrendszere egy speciális rendszer, amely nem tartozik a motorvezérlő rendszerhez (ECS), de van kapcsolat a két rendszer között. Ha a gázellátó rendszer nyomás beállítása az ECS -ből származik, akkor a normál nyomás 200-300 sáv, amely a motor működésének terhelésétől függ.
2. Az egyfalú csöveket csak a szabadtéri területeken található csőrendszerekhez használják, míg a zárt területeken a gázvezetékek mind kettős fali csövek. A kettős fallal körülvett cső belső csője rozsdamentes acélból készül, és a belső és a külső falcsövek között egy bizonyos helyet kell hagyni a szellőzéshez. A fő motor hengerei közötti gázcsövek láncszerkezetet alkalmaznak (amint az az 5. ábrán látható), amely csökkentheti a csővezeték károsodásának és a szivárgásnak a kockázatát, amelyet a fő motor üzemeltetése során nagyfrekvenciás rezgés okoz, hatékonyan javítva a biztonságot. A csővezeték nyomásesztési nyomása a normál működési nyomás 150% -a.
5. ábra: A gázellátáshoz használt kettős fallal ellátott csövek
3. Az üzemanyag -gázszelep -vonat fő funkciói a következők: Gáz biztosítása a gázbefecskendező rendszerhez a motor működtetése során; Ha nincs szükség gázra, vágja le a gázellátást, és vezesse be a gázt a cső belsejében és a szelepcsoportban a kipufogóba; Szolgáltatjon inert gázt a belső csövön keresztül stb. A gázszelep -csoportokat általában inert gázrendszerekké kombinálják, de külön egységként is megtervezhetők.
4. Az inert gázrendszert elsősorban az inert gáz fújására használják (jelenleg a nitrogént javasoljuk inert gázként) a gázvezetékbe, ami szükség esetén el tudja távolítani a gázvezetékben lévő összes maradék gázt. A normál beállított nyomás 10 ± 2 bar.
5. A nagynyomású gáznyomás csökkentésének folyamata a 200-300 sávból a hangtompítóval nagy decibel zajt okoz. A hangtompító funkciója a zaj csökkentése és a 130-170 dB (A) -on belüli vezérlése.
6. A külső csőszellőzőrendszer gázvezetéke kettős fallal körülvett cső típusú, a gáz átfolyik a belső csőn. Biztonsági szempontból, ha a belső cső kiszivárog, akkor a külső és a belső csövek közötti térbe kerül. A gázszivárgások gyors észlelése és a riasztások kiadásának, valamint a további biztonsági intézkedések meghozatala érdekében a rendszer egy külső csőszellőzési rendszert tervezett (lásd a 6. ábrát). A szellőztető rendszer biztosítja a folyamatos szellőztetést az összes gáz kettős fali cső között, óránként több mint 30 levegőváltozással. A levegő kimenete fel van szerelve redundáns HC koncentráció -érzékelőkkel (Hydro Carbon Sensors), hogy a gázszivárgások valós időben megfigyeljék. A MOP szellőztető rendszerének interfésze megfigyelheti a rendszer HC koncentrációjának észlelését, és hibás működés esetén a rendszer időben riasztást fog riasztani.
6. ábra: Külső szellőztető rendszer
7. Nitrogénellátás a szivárgás hibaelhárításához: Ha a gázrendszer szivárog, a gázbiztonsági rendszer képes észlelni a szivárgást a HC szondán keresztül, de nem tudja meghatározni az adott helyet. A detektáláshoz nitrogéngáz szükséges a 10-300/400 bar -nál. A metán gázrendszer 10-300 sávot használ, míg az etán gázrendszer 10-400 sávot használ.
A 3. ábrán az üzemanyaggáz -befecskendező rendszer üzemanyag -gázcsövekből, üzemanyag -gáz -adapterekből, üzemanyaggáz -szabályozó blokkokból és üzemanyag -gáz befecskendező szelepekből áll.
1. Az üzemanyag-gázcsövek a motorhoz csatlakoztatott nagynyomású gázbemeneti és kimeneti csővezetékek. A tervezés során olyan tényezőket kell figyelembe venni, mint például az erősség, a motor rezgése, a belső feszültség, amelyet a hőmérséklet -különbség okoz, és a szivárgást figyelembe kell venni. Az ívelt láncú kettős fali csöveket részesítik előnyben, és az egyes hengerek közötti gázcsöveket gázelosztó segítségével csatlakoztatják. A kettős fallal körülvett csőhely egy kör alakú csatorna, egy bizonyos térfogatú. A külső csőszellőzőrendszer tartalmazza az összes gázvezetéket az injekciós rendszerben. A motor üzemeltetése során, amint a gázszivárgás eléri a beállított koncentrációt, a rendszer automatikusan átvált az üzemanyag üzemmódra, és megállítja a gázellátást. Az inert gázt a dupla fallal körülvett csőhelybe vezetik a fújáshoz. A 7. ábra a láncgáz -cső csatlakozásának vázlatos diagramja a hengerfejek között.
7. ábra: A láncgáz -csövek kapcsolatának vázlatos diagramja a hengerfejek között
2. Gázadapter blokk: Az adapter blokk egy karimán keresztül csatlakoztatva van a gázvezérlő blokkhoz, és annak funkciója, hogy csatlakoztassa a rendszert vagy a közeget, amelynek be kell lépnie és kilépnie a gázvezérlő blokkból. A belső tér egy speciálisan kialakított összetett csatorna. A 8. ábra az átalakítási blokk elválasztásának vázlatos diagramja a gázvezérlő blokktól. Ezek a rendszerek vagy táptalajok magukban foglalják: gázbemeneti és kimeneti csövek, szellőztető rendszerek a kettős falak között, a szervo hidraulikus olaj nagynyomású és alacsony nyomású olajcsatornák, a szervo hidraulikus olaj kisürülése a hulladékolajtartályokba, a tömítő olajat (a szervoolaj és a nagynyomású gáz elválasztása), a szervoolaj kisülése a HCU egységekre stb.
8. ábra: Gázkonverziós blokk csatlakoztatva a gázvezérlő blokkhoz
3. Üzemanyaggáz -szabályozó blokk: Az üzemanyag -gázvezérlő blokk olyan kombináció, amely magában foglalja az összes olyan alkatrészt, amely szabályozza a gáz befecskendezését, kivéve a gázbefecskendező szelepet, és az ECS rendszer vezérli az összes szelepcsoport számára. Főként üzemanyaggáz-akkumulátor, ablakszelep és vezérlőszelepe van ELWI (elektronikus ablakszelep), ELGI (elektronikus gázbefecskendező szelep) a hidraulikus olaj hajtott gázbefecskendező szelep szabályozására, a kitisztító szelep, a szelep fújása, a gázszivárgás detektáló lyuka, a gáznyomás-érzékelő stb. szelep, majd belép a gáztároló kamrába (a stabil gáznyomás fenntartása érdekében) készenléti állapotban.
9. ábra: Gázvezérlő blokk
A gáz befecskendezését egy ablakszelep és egy üzemanyag -gáz befecskendező szelep együttesen fejezi be egy bizonyos sorrendben. Az ablakszelep általában zárva van, és csak a megadott forgattyú szögben nyílik meg, lehetővé téve a gáz átjutását a gázvezérlő blokkon és a hengerfejen az akkumulátor kamrából a gázbefecskendező szelepre. Az ablakszelepet és az injekciós szelepet egyaránt nagynyomású, közönséges síni szervoolaj nyitja meg, és a szervoolaj működését két helyen háromirányú, Elwi és ELGI szabályozza (hasonlóan a Fiva szelephez az ME-C-ben). A 10. ábra a gázinjekciós rendszer összetételét és injekciós ellenőrzési elvét mutatja. Ezen szelepek műveleteit a GCSU/GCCU (MPC+Software) vezérlőmodul vezérli.
10. ábra: A gázinjekciós rendszer összetétele és a gázinjekció ellenőrzésének vázlatos diagramja
Az ablakszelepet úgy szabályozzák, hogy a hidraulikus olaj hatása alatt két különböző átmérőjű dugattyúval nyissa ki és közel álljon. Az ablakszelepek beállítását biztonsági szempontból tekintik, hogy megakadályozzák a gáz befecskendezését az engedélyezett időzített szög ablakon kívül, azaz a tompított égésen kívül. Az ablakszelep maximális megengedett nyitási szöge miatt ez azt jelenti, hogy a maximális gázbefecskendezési mennyiség korlátozott. Az Elgi szelep csak akkor nyitható meg, ha az Elwi szelep nyitva van, és a gázbefecskendezés pontos időzítését az ELGI szelep vezérli. A szervo -hidraulikus olaj gázszennyezésének megakadályozása érdekében a tömítőolajat az ablakszelep belsejében és a gázbefecskendező szelepben használják a csatornák blokkolására, ahol a gáz és a hidraulikus olaj szivároghat. A beállított nyomás 25-50 rúd magasabb, mint a gáznyomás. A tömítő olajrendszer független szivattyúkból, nyomásszabályozó szelepcsoportokból, nagynyomású olajcsövekből, nyomásgyűjtő egységekből stb. A tömítő olajtömítés helyzetét az ablakszelepben a 11. ábra mutatja, mint „lezáró olajat”.
11. ábra: Az ablakszelep nyitóhelyi szerkezetének anatómiai diagramja
A tisztítószelep funkciója az, hogy a gázt az akkumulátorkamrában a visszatérő csőbe ürítse; A fújási szelep funkciója az, hogy a gázt az ablakszelep és az injekciós szelep közé a visszatérő csőbe ürítse.
4. Az üzemanyag-gáz befecskendező szelepet öt csőhöz csatlakoztatják, nevezetesen a nagynyomású szervoolaj-csövet, a tömítő olajcsöveket, az alacsony nyomású olajellátó csövet, a hidraulikus olaj-kisülési csövet és a gázérzékelő csövet. A gáz folyik a hengerfej belső áthaladásából a gyűrűs kamrába (testnyílás), amelyet két tömítőgyűrű lezárt a szeleptest alatt készenléti állapotra (a 12. ábra szerint).
12. ábra: A gáz befecskendező szelep vázlatos diagramja
A nagynyomású szervoolaj funkciója a rugónyomás leküzdése, a gázszelep vezetési forrásának kinyitása és a szervoolaj Elgi általi ellátás ellenőrzése. Az alacsony nyomású hidraulikus olaj kiküszöböli a levegőt a hidraulikus rendszerből. A tömítőolaj blokkolja annak lehetőségét, hogy a gázolajba belépjen. A hidraulikus olajkibocsátó cső funkciója az, hogy felszabadítsa a szervoolajat és az alacsony nyomású hidraulikus olajat, amely a szelepet a HCU egység visszatérő olajtartályához nyitja meg, amikor a gázszelep bezáródik. Van egy gázszivárgás -detektáló port a gázbefecskendező szelepen, amely a szellőztető rendszerhez van csatlakoztatva.