Zaradi upada ladijskega trga in vse strožjega nadzora emisij glavnih motorjev se stroški goriva za plovila povečujejo.
Da bi prihranili stroške goriva, najemniki ladij običajno zahtevajo upočasnitev glavnega motorja, vendar bo upočasnitev neizogibno povzročila podaljšan čas plovbe, stroške najema, zato moramo najti ravnotežje med stroški goriva in najemom.
Avtor je na neki plovbi od najemnika prejel navodilo:
Pod predpostavko, da se tehnični parametri ne spremenijo, se za referenco odločitve ugotovi najboljša hitrost glavnega motorja.
Prvič, glavna hitrost motorja navzdol jadranje optimalno hitrost odločitev
Po posvetovanju z ustrezno literaturo je avtor ugotovil, da večina podatkov omenja algoritem ekonomske hitrosti ladje in njegove dejavnike upoštevanja;
Oglejte si priročnik za glavni motor, prav tako lahko ugotovite razmerje med porabo goriva in hitrostjo glavnega motorja.
Stanje glavnega motorja ladje in stanje ladje se spreminjata med dejanskim delovanjem, zato ti izračuni morda niso točni.
Za določitev optimalne hitrosti glavnega motorja, ko pluje z zmanjšano hitrostjo, se izvede vrsta preskusov.
1. Testni podatki
Glavni motor ladje je nizkohitrostni dizelski motor MAN B&W 6S60MC, ki uporablja gorivo IFO 380, največja neprekinjena delovna hitrost (MCR) je 89r/min, moč je 10316 kW, običajna neprekinjena delovna hitrost (NCR) pa je 82,6 vrt/min.
Testno potovanje je potekalo od Hay Pointa do Singapurja z razdaljo 3937 n milj. Ladja je bila v dobrem morskem stanju s polno obremenitvijo 73000 t in povprečnim ugrezom 13,8 m.
Zadnje popravilo ladje v suhem doku je minilo približno 1,5 leta od dostave.
2. Analiza koristi
Če se upoštevajo le stroški najema in goriva ter niso upoštevani nobeni drugi dejavniki, je formula za izračun skupnih stroškov potovanja pri različnih vrtilnih frekvencah motorja MRPM=T(ND + FDPF.O) (1)
Kjer je: MRPM skupni strošek potovanja, USD;
T je čas plovbe, d;
ND dnevni najem plovila v USD /d;
FD je dnevna poraba goriva ladje, t/d, ki je sestavljena iz dnevne porabe goriva glavnega motorja in dnevne porabe goriva pomožnega motorja (1,6t/d).
PF.O je trenutna cena goriva, USD/t.
S primerjavo skupnih stroškov MRPM pri različnih vrtilnih frekvencah motorja s skupnimi stroški pri nazivni vrtilni frekvenci (82,4 r/min) je mogoče dobiti donosnost pri tej hitrosti.
3. Izvedljivost
Glede na priročnik za gostitelja je razvidno, da je delovna obremenitev, ko je hitrost gostitelja 72,3 r / min, 48 % nazivne obremenitve.
Če glavni motor dlje časa deluje pod to obremenitvijo, se med delovanjem ne sme zagnati pomožnega puhala, sicer lahko pride do udarne obremenitve električnega omrežja in skrajša življenjska doba pomožnega puhala.
Poleg tega je treba zagotoviti, da je parni tlak kotla na izpušne pline dovolj velik, da se oljni kotel ne zažene, sicer bo to povzročilo dodatno porabo goriva.
Glede na preskus, ko je vrtilna frekvenca glavnega motorja 72,3 r/min, je hitrost polnilnika 9100 r/min, čistilni tlak 0.{ {9}}88 MPa, tlak pomožnega puhala pa je nastavljen na 0,043 MPa za zagon in 0,062 MPa za zaustavitev, kar lahko zagotovi, da se pomožni puhalo ne zažene. Tlak pare v kotlu na izpušne pline se vzdržuje pri 0,5 MPa, kotel na kurilno olje pa se ne zažene.
Zato je hitrost gostitelja nastavljena na 72,3r/min, kar je izvedljivo.
Drugič, težava, ki jo povzroča dolgotrajna nizka obremenitev gostitelja
(1) Mazanje cilindra.
Problem mazanja jeklenk je treba upoštevati, ko glavni motor dlje časa deluje pri nizki obremenitvi.
Eden od pogledov je, da bo nižja hitrost glavnega motorja neizogibno poslabšala učinek mazanja, zato je treba povečati dovod olja v valj, da se zagotovi potrebno mazanje. Drugi pogled je, da se bo skupna količina žvepla, ki vstopa v jeklenko, zmanjšala, ko bo masni delež žvepla v gorivu določen, porabo olja v jeklenki pa je treba zmanjšati.
Ta dva pogleda potrebujeta nadaljnjo analizo.
(2) Resno kopičenje ogljika.
Dolgotrajno delovanje glavnega motorja pri nizki obremenitvi in poslabšanje zgorevanja bosta neizogibno povzročila resno kopičenje ogljika v zgorevalni komori, izpušnem ventilu, kompresorju, kotlu itd., zlasti kopičenje ogljika v izpušnem ventilu in kotlu povzročijo poslabšanje delovnega stanja glavnega motorja.
(3) Tlak pare.
Dolgotrajno delovanje glavnega motorja pri nizki obremenitvi bo neizogibno privedlo do zmanjšanja tlaka pare kotla na izpušne pline, med normalno plovbo pa običajno zgoreva težko olje, zato mora biti pare dovolj.
Če je tlak pare pod nastavljeno vrednostjo, bo to povzročilo delovanje kotla na kurilno olje, kar bo povečalo porabo goriva.
(4) Pomožno puhalo.
Zmanjšanje hitrosti glavnega motorja bo neizogibno zmanjšalo hitrost kompresorja, kar bo povzročilo zmanjšanje čistilnega tlaka.
Ko je čistilni tlak nižji od nastavljene vrednosti, bo pomožno puhalo delovalo občasno, kar bo povzročilo povečanje obremenitve generatorja in udarno obremenitev električnega omrežja v trenutku zagona, kar bo povzročilo izgubo moči celotne ladje.
Nizek čistilni tlak bo prav tako poslabšal zgorevanje.
Tretjič, protiukrepi dolgoročne nizke obremenitve gostitelja
1, prilagodite stopnjo polnjenja olja v cilindru
(1) Osnovna nastavljena vrednost stopnje polnjenja olja v valju. Ladja uporablja mehansko olje Jensen. V skladu z navodili proizvajalca glavnega motorja je hitrost vbrizga nastavljena na MCR
QMCR= 24BSPMCR /(1000Cρ) (2)
Formula:
QMCR je nastavljena stopnja vbrizga goriva, L /d;
BS je osnovna nastavljena točka, nastavljena na 1,1 g /(kW·h) po navodilih lastnika;
PMCR je izhodna moč pri MCR, ko je hitrost gostitelja 89.0 vrt/min, je moč 10316 kW;
C je število valjev, ta ladja ima 6 valjev;
ρ je gostota olja v jeklenkah, ladja uporablja olje v jeklenkah BN 70,
Gostota je približno 0,9343 kg/L pri 15 stopinjah.
Po izračunu je stopnja polnjenja QMCR=48.6L /d.
(2) Hitrost polnjenja olja se je spreminjala s hitrostjo glavnega motorja.
Ohranite osnovno nastavljeno vrednost nespremenjeno, stopnja polnjenja olja v valju se bo zmanjšala sorazmerno z zmanjšanjem vrtilne frekvence glavnega motorja, formula za izračun je
Q del=QMCRn del /nMCR(3)
Če je glavna vrtilna frekvenca motorja nastavljena na 72,3 r/min, potem je stopnja vbrizgavanja olja v valj Q72.3=39.5L /d, dnevna poraba olja v valj pa je QD=6Q72.{{7} }.8L /d, kar je skladno z dejansko izmerjeno vrednostjo.
(3) Prilagoditev stopnje polnjenja s spremembo obremenitve.
Trenutno so nekateri modeli MAN B&W opremljeni s sistemi za mazanje cilindričnega olja, ki so prilagojeni z MEP (povprečni efektivni tlak), stopnja polnjenja olja v cilindrih pa je prilagojena v razponu od 40 % do 100 % MEP.
Če glavni motor ni opremljen s tem sistemom, lahko ročno nastavite količino goriva.
Formula za izračun stopnje polnjenja, prilagojena glede na MEP, je
Q del=QMCRP del /PMCR(4)
V formuli:
Del P je povprečni efektivni tlak pri delni obremenitvi. Glede na preskus je 10,7MPa, ko je hitrost gostitelja 72,3r/min.
PMCR je povprečni efektivni tlak pri MCR, ki po preizkusu znaša 17,9 MPa.
V skladu z metodo prilagajanja MEP, ko je hitrost gostitelja 72,3 r / min, je poraba olja v valju QD 174,6 L / d, kar pomeni, da je porabo olja v valju mogoče prilagoditi od 236,8 L / d do 174,6 L / d, vendar ne manj kot 40 % osnovne nastavljene vrednosti (19,4L /d).
Pravzaprav je bil na krovu sprejet bolj konzervativen pristop za prilagoditev porabe olja v jeklenkah z 240 L/d na 200 L/d.
Po prihodu v pristanišče je glede na inšpekcijski pregled čistilnega pristanišča stopnja vbrizgavanja olja še vedno velika in jo je mogoče ustrezno zmanjšati.
Očitno je koristno zmanjšati operativne stroške ladje.
2. Zmanjšajte kopičenje ogljika
Da bi zmanjšali kopičenje ogljika, preprečili korozijo zgorevalne komore in zagotovili dobro zgorevanje, se temperatura pometanja čim bolj poveča na 41 ~ 43 stopinj;
Temperatura hladilne vode v plašču valja je nastavljena na visoko mejo 82 ~ 83 stopinj (alarm 85 stopinj), kar spodbuja izgorevanje in zmanjšuje korozijo;
Skrajšajte cikel vzdrževanja izpušnega ventila in injektorja, zlasti učinek atomizacije injektorja je slab pri nizki hitrosti, zato ga je treba pogosto vzdrževati, da zagotovite dobro zgorevanje;
Glavni motor se pospeši na 82 vrt/min dvakrat na dan za 1 uro delovanja, da se očisti nabiranje pepela v izpušnem kanalu;
Ko glavni motor pospeši, se okrepi pihanje saj iz kotla na izpušne pline.
Istočasno se del izpušnih plinov polnilnika kemično očisti, del tlačnega zraka pa se opere, da se zmanjša kopičenje ogljika in pepela v polnilniku.
3. Nadzor porabe pare
Nadzirajte porabo pare in zaprite parne cevi opreme, ki ne potrebuje ogrevanja, vključno s spremljajočimi parnimi cevmi nekaterih cevi za gorivo;
Čim bolj zaprite ogrevalni ventil rezervoarja za olje, da zagotovite potrebe po ogrevanju sistema za gorivo glavnega in pomožnega motorja in preprečite zagon oljnega kotla.
4, nadzor minimalnega čistilnega tlaka
Nadzirajte minimalno obremenitev glavnega motorja, zlasti v pogojih majhne obremenitve, ne pustite, da je čistilni tlak nižji od začetne nastavljene vrednosti pomožnega puhala.
Po potrebi lahko pomožni puhalo preklopite v način ročnega krmiljenja ali znižate začetno nastavitev pomožnega puhala, vendar lahko pride do nepopolnega zgorevanja, zato je treba izpušne pline natančno nadzorovati. Okrepite dnevni pregled in vzdrževanje pomožnih puhal.
Iv. Zaključne opombe
Pri delovanju glavnega motorja z nizko obremenitvijo, da bi dosegli najboljše delovne pogoje, lahko prilagodite tudi kompresijsko razmerje, kot napredovanja vbrizgavanja itd., vendar dejanska delujoča ladja ne more poljubno prilagoditi parametrov glavnega motorja, in lastnik ladje ni pripravljen, da glavni motor deluje dolgo časa pri nizki obremenitvi.
Dejansko je ladja s soglasjem lastnika ladje s tega potovanja izvajala ekonomično hitrost 72 r/min, rezultati delovanja več potovanj pa so pokazali, da so bili parametri delovanja ladje vzdrževani v dobrem stanju.