1, Основная концепция Man Me-C-Gi-Gi Dual Fuel Mail-Speed Engine. В настоящее время мужчина с двойными топливными двигателями в основном использует следующее топливо в качестве второго топлива: впрыска Gi-метан, инъекция газа Gie-Ethane, инъекция жидкого газа LGIM-метанол, инъекция нефтяного газа LGIP-лике, в основном состоит из пропана и небольшого количества бутана). Второе топливо, введенное в этой статье, представляет собой газовое топливо, в основном состоит из метана.
1. Основными характеристиками сжиженного природного газа СПГ в настоящее время являются предпочтительным топливом для двойных топливных двигателей. Его основным компонентом является метан, который составляет около 80-85% по объему. Кроме того, он также содержит углеводородные соединения, такие как этан, пропан, N-бутан, изобутан, а также азот, углекислый газ, вода, сероводород и другие вещества. При давлении 0. 51mpa температура его насыщения составляет около -137 степень, а его плотность жидкости составляет около 450 кг/м3 (различные объемные соотношения метана, этана и пропана влияют на плотность). Температура самогонаждения метана в воздухе (101,3 кПа) составляет около 538 градусов, в то время как точка зажигания дизельного топлива в этом состоянии составляет около 220 градусов.
2. Принцип работы Man Me-C-Gi: двухтактный двигатель Man-C-Gi принимает дизельный цикл (как показано на рисунке 1), который вводит топливо зажигания (около 5%) в цилиндр под определенным углом рядом с верхним мертвым центром на конце удара сжатия, зажигает смешанный газ в цилиндре через 9-й газ на high-pressure yabresgure, а затем в high-pressure yabresgure {yabressure inbresure in-nebresure. В это время высокотемпературный газ, ранее сжигаемый в цилиндре, является достаточным для зажигания газа СПГ высокого давления, введенного в цилиндр.
Рисунок 1: Дизельный цикл Диаграмма работы: Man Me-C-Gi Двойной топливо двухтактного двигателя.
Система управления, в дополнение к основным функциям впрыска топлива обычных моделей ME-C, также имеет специальную систему для контроля впрыска газового топлива. Запуск, загрузка, низкая работа нагрузки и состояния парковки двигателя используют только топливо. Второе топливо требует полностью подготовленной системы подачи топливного газа и стабильного эксплуатации двигателя при определенной нагрузке, прежде чем его можно будет использовать. Когда газовая система сработает, система управления двигателем (ECS) может немедленно остановить работу газовой системы и запускать только топливную систему.
2, вторая вспомогательная система топлива
Согласно основным характеристикам СПГ, это типичная низкотемпературная жидкость с температурой насыщения (температура кипения) около -162. 5 градусов при стандартном атмосферном давлении. Двигатели Me-Gi требуют газа высокого давления в 200-300 bar и 40-50 степень. Преобразование топлива из низкотемпературной жидкости в газ высокого давления требует нескольких стадий конверсии, а безопасность и надежность являются основными соображениями. Для транспортировки второго топлива от резервуара в двигатель требуется разумное решение для использования и восстановления избыточного газа, а также для защиты безопасности всей системы. Газоподобная система, которая преобразует жидкое топливо из резервуаров для хранения СПГ в газ высокого давления и безопасно и надежно доставляет его в систему впрыска газа двигателя. Система включает в себя следующие системы и единицы: система подачи газа, система трубопровода газа, группа газовых клапанов, инертная газовая система, глушитель, система вентиляции внешней трубы, система азота для обнаружения утечек газа, системы возврата, системы герметизации и системы управления двигателями (ECS). Рисунок 2 представляет собой схематическую диаграмму системы с помощью газа.
Рисунок 2: Схематическая схема системы с помощью газа
1. Система подачи топливного газа в качестве специализированного судна для транспортировки таких сжиженных продуктов (таких как носители СПГ) отличается в разработке газовых вспомогательных систем по сравнению с объемными грузами, контейнерами и заправленными сосудами СПГ, которые используют двойные топливные двигатели. Man разработал несколько дополнительных решений системы снабжения газа для удовлетворения требований владельцев судов. В основном есть три типа, и самая большая разница между ними заключается в том, следует ли выбрать метод повышения СПГ в состоянии жидкости или газа. В жидком состоянии основным оборудованием для повышения является криогенный насос с высоким давлением и испаритель HP; В газообразном состоянии давление увеличивается с использованием компрессора высокого давления и промежуточных охладителей. На рисунке 3 показан упрощенный процесс трех схем.
Рисунок 3: Решение системы подачи газа
В качестве примера примеры торговых сосудов, заправленных СПГ, одна из типичных схем проектирования для системы подачи газа показана на рисунке 4. Натурально испариваемый газ подчеркивается компрессором высокого давления небольшого размера и смешивается с жидкостью, подчеркиваемым низкотемременным насосом высокого давления в испаритель. Сгенерированный газ высокого давления поставляется в низкоскоростный двигатель через поезда с топливным газовым клапаном. Газ низкого давления (около 6 бар), используемый в четырехтактных двигателях и котлах и котлах, преобразуется через испарители и обогреватели.
Рисунок 4: Типичная схема подачи газа
Система управления системой подачи газа представляет собой специализированную систему, которая не принадлежит системе управления двигателем (ECS), но между двумя системами существует связь. Если настройка давления системы подачи газа происходит от ECS, нормальное давление составляет 200-300, что зависит от нагрузки работы двигателя.
2. Трубы подачи топливного газа разделены на двойные настенные трубы и одностенные трубы. Одностенные трубы используются только для трубных систем, расположенных в зонах под открытым небом, в то время как газопроводы в закрытых областях представляют собой двойные настенные трубы. Внутренняя трубка двойной стенки изготовлена из нержавеющей стали, и для вентиляции необходимо оставить определенное пространство между внутренними и внешними настенными трубками. Газовые трубы между цилиндрами основного двигателя принимают цепную структуру (как показано на рисунке 5), что может снизить риск повреждения трубопровода и утечки, вызванных высокочастотной вибрацией во время работы основного двигателя, эффективно повышая безопасность. Давление испытания давления в системе трубопровода составляет 150% от нормального рабочего давления.
Рисунок 5: Трубы с двойными стенками, используемые для подачи газа
3. Основные функции поезда для топливного газа включают в себя: поставку газа в систему впрыска газа во время работы двигателя с использованием газа; Когда газ не требуется, отключите подачу газа и введите газ внутри трубы и группы клапанов в глушитель; Поставка инертного газа для продувки через внутреннюю трубу и т. Д. Клапаны в группе клапанов контролируются ECS и работают через сжатый воздух. Группы газовых клапанов обычно объединяются в инертные газовые системы, но также могут быть разработаны как отдельная единица.
4. Система инертного газа в основном используется для выдувания инертного газа (в настоящее время азот рекомендуется в качестве инертного газа) в газопровод при при необходимости, который может отогнать весь остаточный газ в газопроводе. Нормальное подставное давление составляет 10 ± 2 бар.
5. Процесс снижения давления газа высокого давления от 200-300 с использованием глушителя будет вызывать высокий шум децибел. Функция глушителя состоит в том, чтобы уменьшить шум и управлять им в пределах 130-170 db (a).
6. Газовый трубопровод внешней системы вентиляции труб представляет собой тип трубы с двойным стеной, а газ протекает через внутреннюю трубу. С точки зрения безопасности, если внутренняя труба протекает, она уйдет в пространство между внешними и внутренними трубами. Чтобы незамедлительно обнаружить утечки газа и вынести сигнал тревоги и для принятия дополнительных мер безопасности, система разработала систему внешней вентиляции труб (см. Рисунок 6). Система вентиляции обеспечивает непрерывную вентиляцию между всеми газовыми двойными стенами, с более 30 изменений воздуха в час. Выходная отверстие воздуха оснащена избыточными датчиками концентрации HC (датчики гидроколетного углерода) для мониторинга любых утечек газа в режиме реального времени. Интерфейс системы вентиляции MOP может наблюдать обнаружение системы концентрации HC, и в случае неисправности система будет своевременно тревожить.
Рисунок 6: Система внешней вентиляции
7. Поставка азота для устранения неисправностей утечки: когда газовая система протекает, система безопасности газа может обнаружить утечку через зонд HC, но не может определить конкретное местоположение. Азотный газ при 10-300/400 бар требуется для обнаружения. Система газа метана использует 10-300 бар, в то время как газовая система этана использует 10-400 бар.
3, Система впрыска топливного газа состоит из труб топливного газа, адаптеров топливного газа, блоков управления топливным газом и клапанов впрыска топливного газа.
1. Трубы топливного газа-это впускные впускные и выпускные трубопроводы с высоким давлением, подключенные к двигателю. При проектировании необходимо учитывать такие факторы, как прочность, вибрация двигателя, внутреннее напряжение, вызванное разницей температуры и утечки. Предпочтительны изогнутые двойные настенные трубы, а газовые трубы между каждым цилиндром соединены через газовый дистрибьютор. Двойное пространство труб - это круговой канал с определенным пространственным объемом. Система вентиляции внешней трубы включает в себя все газопроводы в системе инъекции. Во время работы двигателя, как только утечка газа достигнет установленной концентрации, система автоматически переключается в режим топлива и останавливает подачу газа. Инертный газ будет введен в двойное пространство труб для выдувания. Рисунок 7 представляет собой схематическую диаграмму соединения цепной газовой трубы между головками цилиндров.
Рисунок 7: Схематическая схема соединения цепной газовой трубы между головками цилиндров
2. Блок газового адаптера: блок адаптера подключен к блоку управления газом через фланец, и его функция заключается в подключении системы или среды, которая должна вводить и выходить из блока управления газом. Интерьер является специально разработанным сложным каналом. Рисунок 8 представляет собой схематическую диаграмму отделения блока конверсии от блока контроля газа. Эти системы или носители включают в себя: впускные и выпускные трубы газа, системы вентиляции между двойными стенами, нефтяные каналы с высоким давлением серво-гидравлического масла, разряду с серво-гидравлическим маслом для отходов масла, герметизации нефти (отделение масла сервопривода и газ с высоким давлением), вывод масла HCU и т. Д.
Рисунок 8: Блок конверсии газа подключен к блоку управления газом
3. Блок управления топливным газом: блок управления топливным газом - это комбинация, которая включает в себя все компоненты, которые контролируют впрыск газа, за исключением клапана впрыска газа, и контролируется системой ECS для всех групп клапанов. В основном существует аккумулятор топливного газа, оконный клапан и его управляющий клапан Elwi (электронный окно-клапан), Elgi (электронный газовый клапан впрыска) для контроля клапана инъекционного газа, приводимого к гидравлическому нефти, как показано на рисунке 9, выдувные газовые отверстия из газового контрольного блока из газовой трубы с помощью газовой трубы, подключенной к газовой концертной трубе, пропусков в цепочке. Процесс управляют газовой запасной блок-блок. В цепоч, пропущенной. Процесс, нагрузочный, в газовой трубе. Проверенный клапан, а затем входит в камеру для хранения газа (для поддержания стабильного давления газа) для резервного периода.
Рисунок 9: Блок управления газом
Инъекция газа совместно завершается оконным клапаном и клапаном впрыска топливного газа в определенном порядке. Окно -клапан обычно закрыт и открывается только под указанным углом кривошита, позволяя газу проходить через блок управления газа и головки цилиндра от камеры аккумулятора к клапану впрыска газа. Оконная клапан и инъекционный клапан открываются общим рельсовым маслом высокого давления, а действие сервопривода контролируется двумя позиционными трехсторонними клапанами Elwi и Elgi соответственно (аналогично клапану FIVA в ME-C). На рисунке 10 показан принцип композиции и контроля впрыска системы впрыска газа. Действия этих клапанов контролируются модулем управления GCSU/GCCU (программное обеспечение MPC+).
Рисунок 10: Состав системы впрыска газа и схематическая диаграмма контроля инъекций газа
Окно клапан контролируется для открытия и закрытия двумя поршнями разных диаметров, действующих под действием гидравлического масла. Настройка оконных клапанов рассматривается с точки зрения безопасности, чтобы предотвратить инъекцию газа за пределами допустимого периода оконного угла, то есть, не сгораемого сгорания. Из -за максимально допустимого угла открытия, установленного для оконного клапана, это означает, что максимальное количество впрыска газа ограничено. Клапан Elgi может быть открыт только тогда, когда клапан Elwi открыт, а точное время инъекции газа контролируется клапаном Elgi. Чтобы предотвратить загрязнение газа гидравлического нефти, у герметизации нефть используется внутри оконного клапана и клапана впрыска газа для блокировки каналов, где могут протекать газ и гидравлическое нефть. Уставное давление составляет 25-50 стержень выше давления газа. Система герметизации нефтяной системы состоит из независимых насосов, регулирующих давления в группах клапанов, масляных труб высокого давления, единиц накопления давления и т. Д. Положение герметизирующего масляного уплотнения в оконном клапане показано на рисунке 11 как «приложенное масло».
Рисунок 11: Анатомическая диаграмма структуры открывающегося положения оконного клапана
Функция продувочного клапана состоит в том, чтобы разряжать газ в камере аккумулятора в обратную трубу; Функция удара от клапана состоит в том, чтобы разряжать газ между оконным клапаном и подпредьем в обратную трубу.
4. Клапан впрыска топливного газа подключен к пяти трубкам, а именно сервоприводной масляной трубы высокого давления, нефтяной трубы, нефтяной трубы с низким давлением, гидравлической масляной трубкой и трубкой для обнаружения газа. Газ течет от внутреннего прохода головки цилиндра к кольцевой камере (отверстие тела), запечатанного двумя герметизирующими кольцами под корпусом клапана для резервного в режиме ожидания (как показано на рисунке 12).
Рисунок 12: Схематическая схема клапана впрыска газа
Функция сервопривода высокого давления состоит в том, чтобы преодолеть давление пружины, открыть источник вождения газового клапана и контролировать подачу сервопривода elgi. Гидравлическое масло низкого давления устраняет воздух из гидравлической системы. Запечатывающая нефть блокирует возможность въезда газа в сервопривод. Функция трубы, высвобождаемого гидравлического масла, состоит в том, чтобы высвободить сервоприводное масло и гидравлическое масло с низким давлением, которое приводит к тому, что клапан открывается для возврата нефтяного бака блока HCU, когда газовый клапан закрыт. Существует также порт обнаружения утечки газа на клапане впрыска газа, который подключен к системе вентиляции.