Максимально эффективно использовать BOG

Джек Берк01 ноября 2017 г.

С тех пор, как MAN Diesel & Turbo представила концепцию двухтопливного двигателя с впрыском газа (GI), на сегодняшний день компания заказала более 200 двигателей ME-GI. Двухтактный двигатель ME-GI устанавливается на судах-газовозах, перевозчиках сжиженного нефтяного газа (СУГ) и на контейнеровозах.

При различных типах судов двигатель ME-GI может подвергаться воздействию газа разного качества в зависимости от поставщика бункера и места бункеровки. На перевозчиках СПГ качество топливного газа также будет колебаться в зависимости от конкретного момента рейса судна, например, загруженного или балластированного.

«Одним из преимуществ дизельного двигателя, используемого в ME-GI, является способность двухтактного двигателя работать практически на любом качестве топливного газа без снижения или с ограниченным снижением эффективности», — сказал Рене Сейер Лаурсен, менеджер по продвижению. , двухтопливные двигатели ME-GI/LGI, MAN Diesel & Turbo. «Таким образом, двигатель ME-GI не подвержен влиянию качества газа или низкого содержания метана, и детонация не представляет риска».

По словам представителей компании, работа двигателя ME-GI в трех различных режимах обеспечивает высокую степень гибкости использования топлива. Двухтопливный режим обеспечивает максимальное использование топливного газа и сводит к минимуму расход пилотного масла, а режим топливного газа позволяет работать практически на любой смеси мазута и газа. На другом конце спектра также имеется режим только чистого мазута.

Способность двигателей переключаться между газовым топливом и мазутом позволяет владельцам переключаться между видами топлива всякий раз, когда судно входит в гавань или в зону ограничения выбросов. По данным компании, двигатели ME-GI могут поддерживать высокую эффективность без каких-либо выбросов метана во время изменений нагрузки или условий окружающего воздуха.

Компания MAN Diesel & Turbo разработала линейку систем подачи топливного газа (FGSS) для облегчения работы двигателей, уделяя особое внимание надежности и экономичным решениям FGSS как для танкеров СПГ, так и для судов, работающих на СПГ. Имея на борту как двухтактные двигатели ME-GI, так и четырехтактные вспомогательные двигатели, FGSS должен иметь возможность обеспечивать различное давление газа для двигателей. Для ME-GI требуется топливный газ высокого давления (HP), т. е. 300 бар при температуре 45°C, а для четырехтактной генераторной установки DF от MAN Holeby требуется топливный газ низкого давления (LP) прибл. 6 бар при температуре от 0° до 60°C.

На танкерах СПГ обычно имеется большое количество отпарного газа (BOG), и новейшее решение от MAN Diesel & Turbo направлено на использование и балансировку количества BOG наиболее экономичным способом, как с точки зрения капитальных, так и эксплуатационных затрат. На судне, работающем на СПГ, устанавливается топливный бак СПГ, соответствующий расходу топлива главного и вспомогательных двигателей.

При рассмотрении FGSS для танкера СПГ изменения в BOG имеют большое значение для проектирования системы. Компания MAN Diesel & Turbo в стандартной комплектации FGSS разработала комбинированное решение, в котором в качестве первого варианта пятиступенчатый компрессор снабжает двигатель ME-GI газом высокого давления, а двигатели DF - топливным газом низкого давления. Газ низкого давления отбирается из второй ступени компрессоров.

Вторым основным компонентом этой системы является недавно представленная компанией система насосно-испарительного агрегата (PVU), которая может подавать газ под высоким давлением в двигатель ME-GI. Основными компонентами одноподъемного модуля PVU являются три насоса СПГ высокого давления с гидравлическим приводом, компактная система испарителя на основе гликоля, предохранительные клапаны, контрольно-измерительные приборы и фильтры для СПГ и гликоля. Также включена система управления, подготовленная для интеграции двигателей ME-GI с ПВУ.

Третья система, включенная в FGSS для танкеров СПГ, представляет собой систему частичного повторного сжижения. Основными компонентами процесса повторного сжижения являются холодильная камера, куда поступает газ под высоким давлением после пятиступенчатого компрессора, и испарительный барабан, из которого около 70% СПГ возвращается в резервуар СПГ. Оставшееся количество возвращается из холодильной камеры в виде потока газа под давлением 1 бар на первую ступень компрессора. Холодная камера, по сути, представляет собой теплообменник, в котором теплый избыточный топливный газ при давлении 300 бар охлаждается и расширяется через два клапана Джоуля-Томсона до газа при давлении 1 бар.