V ozadju nenehno počasnega trga ladijskega prometa, varstva okolja, varčevanja z energijo in konvencij o zmanjševanju emisij ter visokih stroškov goriva je uporaba glavnega motorja za upočasnitev in izgorevanje goriva z izjemno visoko viskoznostjo za zmanjšanje stroškov in izboljšanje učinkovitosti ena pomembnih ukrepov, ki so jih sprejele ladjarske družbe za doseganje varčevanja z energijo in zmanjšanja emisij.
Varčevanje z energijo in zmanjšanje emisij ladij sta obsežni vprašanji, katerih končni cilj je doseči "najboljšo donosno hitrost plovbe".
Obstaja optimalna kombinacija med zagotavljanjem življenjske dobe ladij in zmanjšanjem hitrosti in porabe energije;
Po drugi strani pa bo zgorevanje goriva z visoko viskoznostjo v motorju vplivalo na njegov nadaljnji pojemek, med obema pa obstaja tudi optimalna točka ujemanja;
Ena najboljših praks za izboljšanje ekonomske učinkovitosti ladijskega prometa je uporaba glavnega motorja za upočasnitev in izgorevanje goriva z visoko viskoznostjo.
Vendar pa izjemno nizka hitrost in visoka viskoznost zgorevanja ladijskih motorjev za zmanjšanje stroškov in izboljšanje učinkovitosti prinašata tudi vrsto težav s tveganjem, ki jih ni mogoče prezreti, zato je treba proučiti ustrezne nadzorne ukrepe za učinkovito preprečevanje in nadzor tveganj.
1, Tveganja, ki izhajajo iz pojemka glavnega motorja med plovbo
Dolgotrajna upočasnitev in nizka obremenitev delovanja gostitelja pri 10 % -40 % nazivne moči povzroči naslednja tveganja:
(1) Lastno tveganje gostitelja
① Dolgotrajno delovanje glavnega motorja pri nizki vrtilni frekvenci in nizki obremenitvi vodi do zmanjšanja izpihovalnega tlaka in koeficienta presežnega zraka ter zmanjšanja tlaka vbrizga goriva in atomizacije, kar povzroči poslabšanje pogojev zgorevanja, zmanjšano toplotno učinkovitost dizelskega motorja, povečana poraba goriva in onesnaženje zgorevalne komore, sistema turbopolnilnika in sestavnih delov izpušnega sistema s produkti zgorevanja, kar povzroča nenormalno obrabo.
② Dolgotrajno delovanje gostitelja pri ultra nizkih hitrostih je povzročilo slabo tekoče dinamično mazanje glavnih gibljivih delov, kar povečuje tveganje korozije in nenormalne obrabe.
③ Dolgotrajno delovanje gostitelja pri ultra nizki hitrosti poveča težave pri prilagajanju mazanja cilindra, kar povzroči slabo mazanje in povečano stopnjo porabe olja v cilindru.
Če je valj preveč namazan, bo to povzročilo luščenje glave bata, poškodbo oljnega filma in obrabo obloge valja;
Če je mazanje cilindra nezadostno, lahko povzroči nenormalno obrabo in celo vlečenje cilindra.
④ Zaradi izjemno nizke hitrosti glavnega motorja je dovod goriva v vsak valj glavnega motorja neenakomeren, kar lahko zlahka privede do občasnega vžiga, naknadnega zgorevanja in detonacije ter celo predstavlja tveganje za nesreče s poškodbo motorja.
(2) Tveganje pomožne opreme
① Dolgotrajno delovanje glavnega motorja pri zelo nizkih vrtljajih lahko povzroči resne blokade v kanalu izpušne cevi, turbopolnilniku, hladilniku zraka, izpušnem kotlu, dimniku itd., kar povzroči visok protitlak izpušnih plinov turbopolnilnika. To lahko privede tudi do začaranega kroga zmanjšanega čistilnega tlaka, slabega zgorevanja, povišane temperature izpušnih plinov, zmanjšane delovne zmogljivosti, povečane porabe goriva in celo vžganja čistilne škatle, ki ne more nadaljevati normalnega delovanja obremenitve dizelskega motorja.
② Dolgotrajno neprekinjeno delovanje ali stalno preklapljanje pri zagonu in izklopu puhala s pomočjo gostitelja vpliva na življenjsko dobo puhala.
(3) Tveganje varne plovbe
① Delovanje pojemka glavnega motorja lahko povzroči resonanco gredi in tresenje kabine, kar vpliva na življenjsko dobo ladje ter delovno in bivalno okolje posadke ter vpliva na navigacijsko dolžnost posadke.
② Zmanjšanje hitrosti ladje med plovbo bo povzročilo zmanjšanje učinkovitosti krmiljenja, nižjo operativno zmogljivost in povečalo tveganje za varno plovbo.
(4) Tveganje povečanih stroškov vzdrževanja
① Počasna plovba ladij bo povečala izgubo rezervnih delov in materialov.
② Povečanje delovne obremenitve vzdrževanja in upravljanja za pomorske inženirje, izboljšanje delovne intenzivnosti in s tem povečanje stroškov vzdrževanja in upravljanja podjetja.
2, Tveganje zgorevanja goriva z izjemno visoko viskoznostjo
Tveganja uporabe goriva z izjemno visoko viskoznostjo vključujejo:
(1) Tveganje gostitelja
① Vbrizgavanje goriva z visoko viskoznostjo povzroči večje kapljice in globlje vbrizgavanje, kar povzroči slabo razprševanje goriva, neenakomerno mešanje plinov in poslabšanje pogojev zgorevanja.
Večja kot je viskoznost goriva, višja je njegova vstopna temperatura.
② Visoka vsebnost žvepla povzroči nastanek več kislih snovi med zgorevanjem, kar lahko povzroči nizkotemperaturno korozijo in obrabo na površinah obloge cilindra motorja, bata in batnega obročka.
③ Visoka vsebnost nečistoč povzroči obrabo trdnih delcev in povečano odlaganje ogljika v valju, kar ima za posledico oprijem batnih obročkov, blokado zračnih odprtin in povečano odlaganje ogljika v izpušnem kanalu. Vanadij in natrij pri visokih temperaturah razjedata izpušni ventil.
④ Visoka gostota otežuje čiščenje in razprševanje goriva, med začetnim zgorevanjem oljnih kapljic pa so nagnjene k termičnemu krekiranju, kar vodi do povečanega odlaganja ogljika v komponentah.
⑤ Nizko cetansko število, slaba zmogljivost vžiga lahko povzroči težave pri zagonu gostitelja; Obdobje zakasnitve vžiga med zgorevanjem je dolgo, zgorevanje pa zakasnjeno, kar povzroči visoko temperaturo izpušnih plinov.
⑥ Pri menjavi olja na posebnih območjih je tveganje toplotne obremenitve opreme za vbrizgavanje goriva veliko.
Ko se motor upočasni in zamenja olje, lahko nestabilna kakovost zgorevanja povzroči zaustavitev motorja v hudih primerih, kar predstavlja veliko tveganje za nesreče.
(2) Tveganje pomožne opreme
① Uporaba pare za ogrevanje goriva porabi veliko količino, poveča obremenitev kotla in celo porabo goriva;
Visoka temperatura segrevanja goriva poveča tveganje za razgradnjo molekul olja, nastajanje padavin in tveganje za prekoračitev plamenišča, kar povzroči povečanje proizvodnje nafte in plina;
Prezračevalne odprtine dnevnih omaric za gorivo lahko ustvarijo veliko količino oljnih hlapov, kar povzroči onesnaženje ladij, zapravljanje virov in predstavlja tveganje za eksplozijo.
② Gorivo z izjemno visoko viskoznostjo ima tudi visoke zahteve za sistem za nadzor temperature viskoznosti, ki zahteva ročni poseg za nastavitev.
Ko se sistem za nadzor temperature viskoznosti pokvari in povzroči, da je temperatura goriva z izjemno visoko viskoznostjo previsoka ali prenizka, obstaja velika nevarnost blokade, zagozdenja, toplotnega raztezanja, opeklin in eksplozij v sistemu za gorivo.
(3) Tveganja pri skladiščenju, transportu in čiščenju
① Postopki shranjevanja, transporta, čiščenja in atomizacije goriva z izjemno visoko viskoznostjo predstavljajo veliko tveganje vpliva na delovanje glavnih in pomožnih motorjev, kotlov, separatorjev olja in grelnikov goriva.
② Višja kot je viskoznost goriva, višji je delovni tlak, potreben za preprečitev izhlapevanja, kar prav tako povečuje zahteve glede materiala, oblikovanja in proizvodnje za cevovode in opremo. Hkrati se poveča tudi faktor operativnega tveganja.
③ Med procesi shranjevanja, transporta, čiščenja in atomizacije se kopičenje umazanije v omari za shranjevanje in blokada oljnega tokokroga povečata.
Pojemek in zgorevanje motorja
Kopičenje tveganja zaradi goriva z izjemno visoko viskoznostjo
Zgorevanje goriva z izjemno nizko hitrostjo in visoko viskoznostjo glavnega motorja bo poslabšalo delovno stanje glavnega motorja, kar bo povzročilo začaran krog zgorevanja in naslednje resne težave:
(1) Tveganje gostitelja
① Nestabilen tlak porušitve povzroči, da se batni obroč zlomi in uhaja zrak.
② Nestabilna hitrost in izguba moči ladijskih dizelskih motorjev.
③ Ko motorna vozila v Hongkongu uporabljajo gorivo z visoko viskoznostjo, se glavni motor težko zažene.
④ Glavni motor deluje pri zelo nizki hitrosti in vbrizgavanje goriva je slabo. Poleg tega je čistilni tlak relativno zmanjšan zaradi zmanjšanja hitrosti turbopolnilnika, kar povzroči slabo zgorevanje.
⑤ Ko gostitelj deluje pri izjemno nizki obremenitvi, se količina vbrizganega olja v valj zmanjša sorazmerno s hitrostjo gostitelja, vendar je povečanje ali zmanjšanje obremenitve sorazmerno s tretjo potenco spremembe hitrosti gostitelja. Če torej količina vbrizganega olja v valj ni prilagojena, bo količina vsakokrat vbrizganega olja v valj razmeroma prekomerna, kar bo povzročilo izgubo in onesnaženje batnih obročkov, odprtin za čiščenje ali izpušnih ventilov in njihovih sistemov.
(2) Tveganje pomožne opreme
① Poveča se kopičenje ogljika in vodnega kamna znotraj zgorevalne komore in izpušnega sistema, kar poveča nevarnost sekundarnega zgorevanja v izpušnem kotlu.
② Med postopkom čiščenja olja pogosto odvajanje žlindre povzroči prekomerno puščanje goriva, zaradi česar se raven tekočine v rezervoarju za ostanke olja hitro dvigne in poveča število alarmov visoke ravni.
③ Zaradi slabega izgorevanja so odprtina za pospešeno čiščenje, izpušni ventil in turbopolnilnik onesnaženi, kar ustvarja začaran krog, ki še poslabša zgorevanje in poveča tveganje za okvare, kot so zlom batnih obročkov, izgorevanje pomožnega puhala, izgorevanje glave bata, obloga valja pokanje, vžig izpušne cevi in poškodbe turbopolnilnika.
④ Ko glavni motor deluje pri zelo nizki hitrosti (pod 50 % obremenitve) in kuri gorivo z izjemno visoko viskoznostjo, je količina pare, ki jo ustvari kotel na izpušne pline, nezadostna in je treba zagnati pomožni kotel. Če te kritične točke ne dojamete pravilno, obstaja velika nevarnost nestabilnega delovanja glavnega motorja in povečanih stroškov.
Nadzirajte tveganja pojemka ladje in izgorevanja goriva z izjemno visoko viskoznostjo kot odgovor na zgornja tveganja.
Z optimizacijo glavnega motorja z injektorji z drsnimi ventili, tehnologijo turbopolnilnika T/CCUT-OUT, elektronskim injektorjem za valjčno olje Alpha ACC (faktor vbrizgavanja) in gorivom z izjemno visoko viskoznostjo, dopolnjenim z znanstvenim upravljanjem, je vrsta tveganj, ki jih povzroča ultranizka hitrosti plovbe in izgorevanju goriva z ultra visoko viskoznostjo se je mogoče izogniti ali zmanjšati, s čimer se doseže cilj zmanjšanja stroškov in izboljšanja učinkovitosti.