1, osnovni koncept motora s dvostrukim gorivom MAN-C-GI. Trenutno muškarci s dvostrukim gorivom uglavnom koriste sljedeća goriva kao drugo gorivo: ubrizgavanje GI-metanskog plina, ubrizgavanje plina Gie-etan, ubrizgavanje tekućeg plina LGIM-metanol, ubrizgavanje naftnog plina s LGIP-om (uglavnom sastavljen od propana i male količine butana). Drugo gorivo uvedeno u ovom članku je plinsko gorivo uglavnom sastavljeno od metana.
1. Glavne karakteristike prirodnog plina ukapljenog LNG -a trenutno su preferirano gorivo za motore s dvostrukim gorivom. Njegova glavna komponenta je metan, koji čini oko 80-85% po glasnoći. Pored toga, sadrži i ugljikovodične spojeve poput etana, propan, N-butana, izobutana, kao i dušika, ugljičnog dioksida, vode, sulfida vodika i drugih tvari. Pri tlaku 0. 51MPA, njegova temperatura zasićenja je oko -137 stupnja, a gustoća tekućine je oko 450kg/m3 (različiti omjeri volumena metana, etana i propana utječu na gustoću). Temperatura samozatavanja metana u zraku (101,3KPA) iznosi oko 538 stupnjeva, dok je točka paljenja dizela u ovom stanju oko 220 stupnjeva.
2. Princip rada Man ME-C-GI: Man-C-GI dvotaktni motor prihvaća ciklus dizela (kao što je prikazano na slici 1), koji ubrizgava gorivo paljenja (oko 5%) u cilindar u određenom kutu u blizini gornjeg mrtvog središta na kraju {kompresije, ujedno je u cilindricu, a zatim u uvodu u cilindricu, a zatim u uvođenju u cilindricu, a zatim u uvodu u cilindricu, a zatim u uvodu u cilindricu, a zatim u uvođenju paljenja, a zatim u uvođenju paljenja, a zatim i u uvođenju paljenja, a zatim i u unošenje kompresije, i pomff bar. U ovom trenutku, plin s visokim temperaturama prethodno izgorio u cilindru dovoljan je da zapali plin visokog pritiska ubrizganog plina ubrizganog u cilindar.
Slika 1: Dizel-ciklus radnog principa Dijagram: Man ME-C-GI dvostruko gorivo dvotaktni motor ubrizgavanje goriva
Kontrolni sustav, osim osnovnih funkcija ubrizgavanja goriva konvencionalnih ME-C modela, također ima namjenski sustav za kontrolu ubrizgavanja plinskih goriva. Pokretanje, opterećenje, rad niskog opterećenja i stanja parkiranja motora koriste samo gorivo. Drugo gorivo zahtijeva potpuno pripremljeni sustav za opskrbu gorivom i stabilan rad motora pri određenom opterećenju prije nego što se koristi u upotrebu. Kada neispravni sustav plinskog sustava, sustav za upravljanje motorom (ECS) može odmah spriječiti da plinski sustav radi i pokrene samo sustav goriva.
2, drugi pomoćni sustav goriva
Prema osnovnim karakteristikama LNG-a, to je tipična tekućina s niskotemperaturom s temperaturom zasićenja (točka ključanja) od oko -162. 5 stupnjeva pri standardnom atmosferskom tlaku. Me-GI motori zahtijevaju plin visokog pritiska na 200-300 traci i 40-50 stupnju. Transformiranje goriva iz tekućine s niskim temperaturama u plin visokog pritiska zahtijeva više faza pretvorbe, a sigurnost i pouzdanost su primarna razmatranja. Potrebno je razumno rješenje za prijevoz drugog goriva iz spremnika u motor za upotrebu i oporavak viška plina, kao i za sigurnosnu zaštitu cijelog sustava. Sustav potpomognut plinom, koji pretvara tekuće gorivo iz spremnika za skladištenje UNP-a u plin visokog tlaka i sigurno ga i pouzdano isporučuje u sustav ubrizgavanja plina motora. Sustav uključuje sljedeće sustave i jedinice: sustav za opskrbu plinom, sustav cjevovod za opskrbu plinom, grupa plinskih ventila, inertni plinski sustav, prigušivača, vanjski ventilacijski sustav cijevi, dušični sustav za otkrivanje curenja plina, povratni sustav, sustav za brtvljenje nafte i sustav za upravljanje motorom (ECS). Slika 2 je shematski dijagram sustava s potpomognutom plinom.
Slika 2: Shematski dijagram sustava s potpomognutom plinom
1. Sustav za opskrbu gorivom, kao specijalizirano plovilo za prijevoz takvih ukapljenih proizvoda (poput nosača UNP -a), razlikuje se u dizajnu pomoćnih sustava plina u usporedbi s skupnim teretom, kontejnerima i trgovačkim brodovima s punim ulaznim punjenjem koji koriste motore s dvostrukim gorivom. Man je dizajnirao više opcijskih rješenja za plinsko opskrbu kako bi ispunio zahtjeve brodskih vlasnika. Uglavnom postoje tri vrste, a najveća razlika između njih je hoće li odabrati metodu pojačavanja LNG -a u tekućem ili plinskom stanju. Kada je u tekućem stanju, glavna oprema za pojačavanje je kriogena pumpa visokog pritiska i HP isparivač; U plinovitim stanju tlak se povećava pomoću visokotlačnog kompresora i međusobnog brojača. Slika 3 prikazuje pojednostavljeni postupak tri sheme.
Slika 3: Rješenje sustava za opskrbu plinom
Uzimajući u obzir LNG-ove trgovačke posude kao primjer, jedna od tipičnih dizajnerskih shema za sustav za opskrbu plinom prikazana je na slici 4. Prirodno ispareni plin je pod tlakom pod pritiskom kompresora visokog tlaka i pomiješan s tekućim pritiskom visokih tlačnih pumpa niske temperature u isparivač. Generirani plin visokog pritiska isporučuje se u motor male brzine kroz vlak za ventil za gorivo. Plin s niskim tlakom (oko 6 bara) koji se koristi u četiri motora i kotlova za proizvodnju energije i kotla s četiri hoda (dvostruko gorivo) pretvara se kroz isparivače i grijače.
Slika 4: Tipična shema opskrbe plinom
Kontrolni sustav sustava za opskrbu plinom je specijalizirani sustav koji ne pripada sustavu za upravljanje motorom (ECS), ali postoji veza između dva sustava. Ako postavljanje tlaka u plinskom sustavu dolazi iz ECS -a, normalan tlak je 200-300 traka, što ovisi o opterećenju rada motora.
2. Cijevi za opskrbu plinom goriva podijeljene su u cijevi s dvostrukim zidom i cijevi s jednim zidom. Jednostruke zidne cijevi koriste se samo za sustave cijevi koji se nalaze u područjima na otvorenom, dok su plinovodi u zatvorenim područjima sve cijevi s dvostrukim zidom. Unutarnja cijev cijevi s dvostrukom zidom izrađena je od nehrđajućeg čelika, a određeni prostor treba ostaviti između unutarnje i vanjske zidne cijevi za ventilaciju. Plinske cijevi između cilindara glavnog motora usvajaju strukturu lanca (kao što je prikazano na slici 5), što može umanjiti rizik od oštećenja cjevovoda i curenja uzrokovanih vibracijama visokofrekventne frekvencije tijekom rada glavnog motora, učinkovito poboljšavajući sigurnost. Tlak tlaka ispitivanja cjevovodnog sustava je 150% normalnog radnog tlaka.
Slika 5: Dvostruke zidne cijevi koje se koriste za opskrbu plinom
3. Glavne funkcije vlaka ventila za gorivo uključuju: isporuku plina u sustav ubrizgavanja plina tijekom rada motora pomoću plina; Kad plin nije potreban, isključite opskrbu plinom i unesite plin unutar grupe cijevi i ventila u prigušivač; Dovodni inertni plin za puhanje kroz unutarnju cijev itd. Ventili u skupini ventila kontroliraju ECS i rade kroz komprimirani zrak. Grupe plinskih ventila obično se kombiniraju u inertne plinske sustave, ali mogu se dizajnirati i kao zasebna jedinica.
4. Inertni plinski sustav uglavnom se koristi za puhanje inertnog plina (trenutno se preporučuje dušik kao inertni plin) u plinovod, kada je to potrebno, koji može otjerati sav zaostali plin u plinovodu. Normalni postavljeni tlak je 10 ± 2 bara.
5. Proces smanjenja tlaka plina visokog tlaka iz 200-300 šipke pomoću prigušivača proizvesti će visoku buku decibela. Funkcija prigušivača je smanjiti buku i kontrolirati je unutar 130-170 dB (a).
6. Plinski cjevovod sustava ventilacije vanjske cijevi je dvostruko zidano cijev, a plin koji teče kroz unutarnju cijev. Iz sigurnosne perspektive, ako unutarnja cijevi procuri, ona će pobjeći u prostor između vanjskih i unutarnjih cijevi. Kako bi odmah otkrio propuštanje plina i izdao alarme i poduzeo daljnje sigurnosne mjere, sustav je dizajnirao vanjski sustav za ventilaciju cijevi (vidi sliku 6). Sustav za ventilaciju osigurava kontinuiranu ventilaciju između svih plinskih cijevi s dvostrukim zidom, s više od 30 promjena zraka na sat. Izlaz zraka opremljen je suvišnim senzorima koncentracije HC (hidro senzori ugljika) za praćenje propuštanja plina u stvarnom vremenu. Sučelje ventilacijskog sustava MOP -a može promatrati otkrivanje koncentracije HC -a sustava, a u slučaju neispravnosti, sustav će se pravovremeno alarmirati.
Slika 6: Vanjski sustav za ventilaciju
7. Dovođenje dušika za rješavanje problema propuštanja: Kada plinski sustav procuri, sustav za sigurnost plina može otkriti curenje kroz HC sondu, ali ne može odrediti određeno mjesto. Za otkrivanje je potreban dušični plin na 10-300/400 bar. Metanski plinski sustav koristi 10-300 šipku, dok etanski plinski sustav koristi 10-400 traku.
3, Sustav za ubrizgavanje goriva sastoji se od cijevi za plin goriva, adaptera za plin goriva, blokova za kontrolu plina goriva i ventila za ubrizgavanje goriva.
1. Cijevi za plin goriva visokotlačni su plinovi plina i izlazni cjevovodi spojeni na motor. Prilikom dizajniranja potrebno je uzeti u obzir faktori poput čvrstoće, vibracije motora, unutarnjeg stresa uzrokovanih temperaturnom razlikom i curenja. Preferira se zakrivljeni lanac dvostrukih zidnih cijevi, a plinske cijevi između svakog cilindra spojene su kroz distributer plina. Prostor cijevi s dvostrukim zidom kružni je kanal s određenim prostornim volumenom. Sustav ventilacije vanjske cijevi uključuje sve plinovode u sustavu ubrizgavanja. Tijekom rada motora, nakon što curenje plina dosegne postavljenu koncentraciju, sustav će se automatski prebaciti na način goriva i zaustaviti opskrbu plinom. Inertni plin će se uvesti u prostor s dvostrukim zidom za puhanje. Slika 7 je shematski dijagram povezivanja plinske cijevi lanca između glava cilindra.
Slika 7: Shematski dijagram povezivanja cijevi lančanih plina između glava cilindra
2. Blok adaptera za plin: Adapter blok je spojen na upravljački blok plina kroz prirubnicu, a njegova je funkcija povezivanje sustava ili medija koji treba ući i izlaziti iz upravljačkog bloka plina. Unutrašnjost je posebno dizajniran složeni kanal. Slika 8 je shematski dijagram odvajanja bloka pretvorbe od kontrolnog bloka plina. Ovi sustavi ili mediji uključuju: cijevi za ulaz i izlaz za plin, ventilacijski sustavi između dvostrukih zidova, servo hidraulično ulje visokog tlaka i uljnih kanala niskog tlaka, servo hidraulično ispuštanje ulja u spremnike za otpad ulja, brtvljenje nafte (razdvajanje servo nafte i plina visokog tlaka), servo ulje pražnjenja u jedinice HCU, etipc.
Slika 8: Blok pretvorbe plina spojen na kontrolni blok plina
3. Blok za upravljanje gorivom: Blok za upravljanje gorivom je kombinacija koja uključuje sve komponente koje kontroliraju ubrizgavanje plina, osim ventila za ubrizgavanje plina, a kontrolira ga ECS sustav za sve skupine ventila. There are mainly fuel gas accumulator, window valve and its control valve ELWI (Electronic window valve), ELGI (Electronic gas injection valve) for controlling hydraulic oil driven gas injection valve, purge valve, blow off valve, gas leak detection hole, gas pressure sensor, etc. As shown in Figure 9, high-pressure gas enters the gas control block from the gas intake pipe through the conversion block, passes through the internal connected channel through Provjerni ventil, a zatim ulazi u komoru za skladištenje plina (za održavanje stabilnog tlaka plina) u pripravnosti.
Slika 9: Blok za kontrolu plina
Ubrizgavanje plina zajednički je dovršen prozornim ventilom i ventilom za ubrizgavanje goriva u određenom redoslijedu. Prozorni ventil je obično zatvoren i otvara se samo pod navedenim kutom ručice, omogućavajući plin da prođe kroz kontrolni blok plina i glavu cilindra iz komore akumulatora do ventila za ubrizgavanje plina. Prozorni ventil i ventil za ubrizgavanje otvaraju se visoko tlačnim servo uljem, a djelovanje servo ulja kontrolira dva položaja trosmjerna ventila Elwi i Elgi (slično kao fiva ventil u ME-C). Slika 10 prikazuje princip kontrole sastava i ubrizgavanja sustava ubrizgavanja plina. Djelovanje ovih ventila kontrolira upravljački modul GCSU/GCCU (MPC+softver).
Slika 10: Sastav sustava ubrizgavanja plina i shematski dijagram kontrole ubrizgavanja plina
Prozorni ventil se kontrolira kako bi se otvorio i zatvorio dva klipa različitih promjera koji djeluju pod djelovanjem hidrauličkog ulja. Postavljanje prozorskog ventila razmatra se iz sigurnosne perspektive kako bi se spriječilo ubrizgavanje plina izvan dopuštenog vremenskog razdoblja prozora, tj. Unimirano izgaranje. Zbog maksimalnog dopuštenog kuta otvaranja za prozorski ventil, to znači da je maksimalna količina ubrizgavanja plina ograničena. ELGI ventil može se otvoriti samo kad je ELWI ventil otvoren, a precizno vrijeme ubrizgavanja plina kontrolira ELGI ventil. Kako bi se spriječilo zagađenje plina servo hidrauličkog ulja, koristi se brtveno ulje unutar ventila prozora i ventila za ubrizgavanje plina kako bi se blokirali kanali gdje plin i hidrauličko ulje mogu procuriti. Postavljeni tlak je 25-50 šipka veća od tlaka plina. Sustav za brtvljenje nafte sastoji se od neovisnih pumpi, skupina ventila za regulaciju tlaka, ulja visokog tlaka, jedinica za akumuliranje tlaka itd. Ulje brtve ne samo da doseže određeni položaj za dovršavanje funkcije brtvljenja, već ima i učinak podmazivanja. Položaj brtve brtve za brtvljenje u prozorskom ventilu prikazan je na slici 11 kao "primijenjeno ulje za brtvljenje".
Slika 11: Anatomski dijagram strukture uvodnog položaja ventila prozora
Funkcija ventila za čišćenje je ispuštanje plina u komori akumulatora u povratnu cijev; Funkcija ventila za puhanje je ispuštanje plina između ventila prozora i ventila za ubrizgavanje u povratnu cijev.
4. Ventil za ubrizgavanje plina goriva spojen je na pet cijevi, naime, visokotlačna servo uljana cijev, brtvena cijev za ulje, cijev za opskrbu ulja niskog tlaka, cijev za ispuštanje hidrauličnog ulja i cijev za otkrivanje plina. Plin teče iz unutarnjeg prolaska glave cilindra do prstenaste komore (otvaranje tijela) zapečaćenih s dva brtvena prstena ispod tijela ventila za pripravnost (kao što je prikazano na slici 12).
Slika 12: Shematski dijagram ventila za ubrizgavanje plina
Funkcija servo ulja visokog tlaka je prevladavanje opružnog tlaka, otvaranje izvora vožnje plinskog ventila i kontrolirati opskrbu servo uljem Elgi. Hidraulično ulje niskog tlaka eliminira zrak iz hidrauličkog sustava. Ulje brtvljenja blokira mogućnost da plin uđe u servo ulje. Funkcija cijevi za oslobađanje hidrauličkog ulja je oslobađanje servo ulja i hidrauličkog ulja niskog tlaka koje pokreće ventil da se otvori na HCU jedinični spremnik za povratak ulja kada je plinski ventil zatvoren. Tu je i luka za otkrivanje propuštanja plina na ventilu za ubrizgavanje plina, koja je spojena na ventilacijski sustav.