1, Základní koncept nízkorychlostního motoru člověka ME-C-GI. V současné době používají motory s duálním palivem na palivo hlavně následující paliva jako druhé palivo: injekce plynu GI-methanového plynu, injekce gie-ethanového plynu, injekce kapalného plynu LGIM-methanolu, injekce ropného plynu LGIP (hlavně složená z propanu a malého množství butanu). Druhým palivem zavedeným v tomto článku je plynové palivo složené hlavně z metanu.
1. Hlavní vlastnosti LNG zkapalněného zemního plynu jsou v současné době preferovaným palivem pro motory s dvojím palivem. Jeho hlavní složkou je metan, který představuje asi 80-85% podle objemu. Kromě toho také obsahuje uhlovodíkové sloučeniny, jako je etan, propan, n-butan, isobutan, i dusík, oxid uhličitý, voda, sirovodík a další látky. Při tlaku 0. 51MPA je jeho nasycená teplota asi -137 stupně a jeho hustota kapaliny je asi 450 kg/m3 (různé objemové poměry metanu, etanu a propanu ovlivňují hustotu). Teplota metanu ve vzduchu (101,3 kPa) je asi 538 stupňů, zatímco bod zapálení nafty v tomto stavu je asi 220 stupňů.
2. Working principle of MAN ME-C-GI: The MAN-C-GI two-stroke engine adopts the DIESEL cycle (as shown in Figure 1), which injects ignition fuel (about 5%) into the cylinder at a certain angle near the top dead center at the end of the compression stroke, ignites the mixed gas in the cylinder through compression ignition, and then injects high-pressure gaseous LNG gas at 200-300 bar. V této době je vysokoteplotní plyn dříve spálený ve válci dostačující k zapálení vysokotlakého LNG plynu vstřikovaného do válce.
Obrázek 1: Pracovní schéma dieselového cyklu: Man Me-C-GI Dual Fuel Dvoudobá injekce paliva
Řídicí systém, kromě základních funkcí vstřikování paliva konvenčních modelů ME-C, má také vyhrazený systém pro kontrolu vstřikování paliva plynu. Počáteční, zatížení, provoz s nízkým zatížením a parkovací stavy motoru používají pouze palivo. Druhé palivo vyžaduje plně připravený systém napájení paliva a stabilní provoz motoru při určitém zatížení, než bude možné použít. Když plynový systém poruchy, může systém řízení motoru (ECS) okamžitě zabránit provozu plynového systému a provozovat pouze palivový systém.
2, druhý pomocný systém paliva
Podle základních charakteristik LNG se jedná o typickou nízkoteplotní kapalinu s teplotou nasycení (bod varu) asi -162. 5 stupňů při standardním atmosférickém tlaku. Motory Me-GI vyžadují vysokotlaký plyn na 200-300 baru a 40-50 stupně. Transformace paliva z nízkoteplotní kapaliny na vysokotlaký plyn vyžaduje více fází přeměny a bezpečnosti a spolehlivost jsou primárními úvahami. Pro přepravu druhého paliva z skladovací nádrže do motoru k použití a obnovení přebytečného plynu, jakož i pro ochranu celé ochrany celého systému je zapotřebí přiměřené řešení. Plynový systém asistovaný plyn, který převádí kapalné palivo z nádrže LNG na vysokotlaký plyn a bezpečně a spolehlivě jej dodává do injekčního systému plynu motoru. Systém zahrnuje následující systémy a jednotky: systém dodávek plynu, systém dodávek plynu, skupina plynových ventilů, inertní plynový systém, tlumič, externí ventilační systém potrubí, dusíkový systém pro detekci úniku plynu, systém návratu, těsnicí ropný systém a systém řízení motoru (ECS). Obrázek 2 je schematický diagram systému asistovaného plynu.
Obrázek 2: Schematický diagram systému asistovaného plynu
1.. Systém zásobování palivovým plynem, jako specializovaná nádoba pro přepravu takových zkapalněných výrobků (jako jsou nosiče LNG), se liší v návrhu plynových pomocných systémů ve srovnání s hromadným nákladem, kontejnery a LNG poháněné obchodními plavidly, které používají dvojí palivové motory. Man navrhl několik volitelných řešení systému dodávek plynu pro splnění požadavků majitelů lodí. Existují hlavně tři typy a největším rozdílem mezi nimi je, zda zvolit způsob posílení LNG v kapalném nebo plynovém stavu. Když je v kapalném stavu, hlavním zařízením pro posílení je kryogenní vysokotlaké čerpadlo a odpařovač HP; V plynném stavu se tlak zvyšuje pomocí vysokotlakého kompresoru a mezichladičů. Obrázek 3 ukazuje zjednodušený proces tří schémat.
Obrázek 3: Řešení zásobovacího systému plynu
Jako příklad, který je na obrázku 4, je na obrázku 4, je na obrázku 4, která je příkladem podložená obchodní nádoby poháněná, jeden z typických návrhových schémat pro zásobovací systém plynu. Generovaný vysokotlaký plyn je dodáván do motoru s nízkou rychlostí prostřednictvím vlaku palivového plynového ventilu. Nízkotlaký (asi 6 barový) plyn používaný ve motorech výroby a kotlů s dvojitou palivem) ve čtyřech úderech DF (duální palivo) se převádí prostřednictvím výparníků a topení.
Obrázek 4: Typické schéma dodávky plynu
Řídicí systém systému dodávek plynu je specializovaný systém, který nepatří do systému řízení motoru (ECS), ale mezi oběma systémy existuje spojení. Pokud nastavení tlaku v systému napájení plynu pochází z ECS, normální tlak je 200-300 pruh, který závisí na zatížení provozu motoru.
2. Potrubí pro přívod palivového plynu se rozdělí na trubky s dvojitým stěnami a trubkami s jednou stěnou. Potrubí pro jednu stěnu se používají pouze pro trubkové systémy umístěné v plochách pod širým nebem, zatímco plynovody v uzavřených oblastech jsou všechny dvojité stěnové trubky. Vnitřní trubice dvojité zděné trubice je vyrobena z nerezové oceli a pro ventilaci je třeba ponechat určitý prostor mezi vnitřními a vnějšími trubkami. Plynové potrubí mezi válci hlavního motoru přijímají strukturu řetězu (jak je znázorněno na obrázku 5), což může snížit riziko poškození a úniku potrubí způsobené vysokofrekvenční vibrace během provozu hlavního motoru, což účinně zlepšuje bezpečnost. Tlak tlaku testovacího tlaku potrubí je 150% normálního pracovního tlaku.
Obrázek 5: Dvojité zděné trubky používané pro dodávku plynu
3. Mezi hlavní funkce vlaku palivového plynového ventilu patří: dodávka plynu do systému vstřikování plynu během provozu motoru pomocí plynu; Pokud plyn není potřeba, odřízněte přívod plynu a zaveďte plyn uvnitř potrubí a skupiny ventilu do tlumiče; Dodávejte inertní plyn, aby vyhodil vnitřní potrubí atd. Ventily ve skupině ventilu jsou řízeny EC a pracují stlačený vzduch. Skupiny plynového ventilu jsou obvykle kombinovány do inertních plynových systémů, ale mohou být také navrženy jako samostatná jednotka.
4. Inertní plynový systém se používá hlavně k foukání inertního plynu (v současné době se v případě potřeby doporučuje jako inertní plyn) do plynového plynovodu, který může odvrátit veškerý zbytkový plyn v plynovodním potrubí. Normální nastavený tlak je 10 ± 2 bar.
5. Proces snižování vysokotlakého tlaku plynu z 200-300 sloupce pomocí tlumiče vytvoří vysoký šum decibelu. Funkcí tlumiče je snížit hluk a ovládat jej v 130-170 db (a).
6. plynovod plynového plynovodu ventilačního systému vnějšího potrubí je typ potrubí s dvojitou zděnou, přičemž vnitřní potrubí protéká plyn. Z bezpečnostního hlediska, pokud vnitřní potrubí uniká, unikne do prostoru mezi vnějšími a vnitřními trubkami. S cílem neprodleně detekovat úniky plynu a vydávat poplachy a přijmout další bezpečnostní opatření, systém navrhl externí ventilační systém potrubí (viz obrázek 6). Ventilační systém zajišťuje nepřetržité větrání mezi všemi plynovými trubkami s více než 30 změnami vzduchu za hodinu. Outlet vzduchu je vybaven redundantními senzory koncentrace HC (hydro uhlíkové senzory), aby monitoroval jakékoli úniky plynu v reálném čase. Rozhraní ventilačního systému MOP může pozorovat detekci koncentrace HC systému a v případě poruchy bude systém včas alarmovat.
Obrázek 6: Externí ventilační systém
7. Dodávka dusíku pro odstraňování problémů s únikem: Když úniku plynového systému úniku, může systém bezpečnosti plynu detekovat únik HC sondou, ale nemůže určit konkrétní umístění. Pro detekci je nutný plyn dusíku při 10-300/400 bar. Systém metanového plynu používá 10-300 bar, zatímco plynový systém Etan používá 10-400 bar.
3, Systém vstřikování palivového plynu se skládá z trubek s palivovým plynem, adaptéry palivového plynu, kontrolních bloků palivového plynu a vstřikovacích ventilů palivového plynu.
1. Potrubí palivové plyny jsou vstupní plyn a výstupní potrubí připojené k motoru. Při navrhování je třeba zvážit faktory, jako je síla, vibrace motoru, vnitřní napětí způsobené teplotním rozdílem a únik. Upřednostňují se potrubí dvojité stěny zakřiveného řetězce a plynové trubky mezi každým válcem jsou spojeny prostřednictvím distributoru plynu. Dvojitý zděný trubkový prostor je kruhový kanál s určitým prostorovým objemem. Vnější ventilační systém potrubí zahrnuje všechny plynovody v injekčním systému. Během provozu motoru, jakmile únik plynu dosáhne koncentrace nastavení, systém se automaticky přepne do režimu paliva a zastaví přívod plynu. Inertní plyn bude zaveden do dvojitého zděného potrubí pro foukání. Obrázek 7 je schematický diagram spojení řetězového plynu mezi hlavami válců.
Obrázek 7: Schematický diagram spojení řetězového plynu mezi hlavami válců
2. Blok adaptéru plynu: Blok adaptéru je připojen k bloku plynu přes přírubu a jeho funkcí je připojit systém nebo médium, které musí vstoupit a vystoupit na kontrolu plynu. Interiér je speciálně navržený komplexní kanál. Obrázek 8 je schematický diagram oddělení konverzního bloku od kontrolního bloku plynu. Tyto systémy nebo média zahrnují: vstupní a výstupní potrubí plynu, ventilační systémy mezi dvojitými stěnami, vysokotlaký a nízkotlaký olejový kanály s vysokým tlakem a nízkotlaký olejový kanály, výboj servomového oleje, těsnění oleje (oddělení servomového oleje a vysokotlaký plyn), vypouštění servomového oleje na jednotky HCU atd. Atd. Atd. Atd. Atd.
Obrázek 8: Blok přeměny plynu připojený k bloku kontroly plynu
3. Blok ovládání palivového plynu: Blok ovládání palivového plynu je kombinace, která zahrnuje všechny komponenty, které řídí injekci plynu, s výjimkou ventilu vstřikování plynu, a je řízena systémem ECS pro všechny skupiny ventilů. Existují hlavně akumulátor palivového plynu, ventil okna a jeho řídicí ventil Elwi (elektronický okenní ventil), Elgi (elektronický vstřikovací ventil) pro kontrolu hydraulického oleje poháněného ventilu plynu poháněného plynu, ventilu plynu, plyn, plyn, průchodná průchod, průchodem, průchozím kanálem, průchozím kanálem, průchozím průchozím, průchodem, průchozím průchozím, průchozím průchozím, průchozím průchozím únosem přes průchod přes průchod přes průchodná konverzační skrz průchody přes průchod přes průchod přes průchod přes průchod přes průchod přes průchod přes průchod přes průchod přes průchod přes průchod přes průchod přes průchod přes průchod přes průchod přes průchod přes průchod přes průchod přes průchod plynným plynným průchodem, průchodem plyn, průchodem plyn, průchodem plyn, průchodem plyn, průchodem plyn, průchodem plyn. Zkontrolovací ventil a poté vstoupí do komory pro skladování plynu (pro udržení stabilního tlaku plynu) pro pohotovostní režim.
Obrázek 9: Blok kontroly plynu
Vstřikování plynu je společně dokončeno okenním ventilem a vstřikovacím ventilem paliva v určitém pořadí. Okno ventil je obvykle uzavřen a otevírá se pouze v zadaném úhlu kliky, což umožňuje plynu procházet blokem kontroly plynu a hlavou válce z akumulační komory do ventilu vstřikování plynu. Okno a vstřikovací ventil se otevírají vysokotlakým olejem na běžnou železniční olej a působení servomového oleje je řízeno dvěma polohovými třícestnými ventily Elwi a Elgi (podobně jako ventil FIVA v ME-C). Obrázek 10 ukazuje princip kontroly složení a injekce systému vstřikování plynu. Akce těchto ventilů jsou řízeny řídicím modulem GCSU/GCCU (software MPC+).
Obrázek 10: Složení systému injekce plynu a schématického diagramu kontroly injekce plynu
Okno ventil je ovládán tak, aby se otevíral a uzavřel dvěma písty různých průměrů působících pod působením hydraulického oleje. Nastavení okenních ventilů je zvažováno z bezpečnostního hlediska, aby se zabránilo injekci plynu mimo povolené období časovaného úhlu, tj. Nepřipravené spalování. Vzhledem k maximálnímu přípustnému úhlu úhlu nastavení pro ventil okna to znamená, že maximální množství vstřikování plynu je omezeno. Elgi ventil může být otevřen pouze tehdy, když je otevřen ventil ELWI a přesné načasování vstřikování plynu je řízeno Elgiho ventilem. Aby se zabránilo znečištění plynu hydraulického oleje, používá se těsnicí olej uvnitř okenního ventilu a vstřikovací ventil plynu k blokování kanálů, kde může plyn a hydraulický olej unikat. Nastavený tlak je 25-50 bar vyšší než tlak plynu. Systém těsnicího oleje se skládá z nezávislých čerpadel, skupin regulačních ventilů tlaku, vysokotlakých olejových trubek, jednotek na hromadění tlaku atd. Těsnicí olej nejen dosahuje určené polohy pro dokončení těsnicí funkce, ale má také mazací účinek. Poloha těsnění těsnicího oleje v okenním ventilu je znázorněna na obrázku 11 jako „aplikovaný těsnicí olej“.
Obrázek 11: Anatomický diagram struktury úvodní polohy okenního ventilu
Funkcí proplachovacího ventilu je vypouštět plyn v komoře akumulátoru do zpětné potrubí; Funkcí odfukovacího ventilu je vypouštět plyn mezi okenní ventil a vstřikovací ventil do zpětného potrubí.
4. Vstřikovací ventil palivového plynu je připojen k pěti potrubím, jmenovitě vysokotlaké potrubí servomota, potrubí těsnění, nízkotlaký přívod oleje, potrubí pro vypouštění hydraulického oleje a detekční potrubí plynu. Plyn proudí z vnitřního průchodu hlavy válce do prstencové komory (otevření těla) utěsněné dvěma těsnicími kroužky pod tělem ventilu pro pohotovostní režim (jak je znázorněno na obrázku 12).
Obrázek 12: Schematický diagram ventilu vstřikování plynu
Funkcí vysokotlakého servomového oleje je překonat tlak na pružinu, otevřít zdroj jízdy plynového ventilu a kontrolovat přívod servomoa oleje Elgi. Nízkotlaký hydraulický olej eliminuje vzduch z hydraulického systému. Těsnicí olej blokuje možnost, že plyn vstupuje do servomoa oleje. Funkcí potrubí pro uvolňování hydraulického oleje je uvolnění servomového oleje a nízkotlakého hydraulického oleje, který pohání ventil, aby se při uzavření plynového ventilu otevřel do olejové nádrže jednotky HCU. Na vstřikovacím ventilu plynu je také port detekce úniku plynu, který je připojen k ventilačním systému.