Glavni inženjer koji upravlja četverotaktnim pomoćnim sklopom od 6000 kW ima dva broja ispred sebe. Cijena plina je otprilike dvije trećine loživog ulja s vrlo niskim sadržajem sumpora na njegovoj ruti, a glava cilindra koju je upravo povukao iz servisa ima 12.000 radnih sati s istrošenim sjedištima ispušnih ventila. Ta dva broja objašnjavaju gotovo sve o motoru na dva goriva.
Kratak odgovor je jednostavan. Motor na dva goriva je dizelski motor koji može raditi na plin kao glavno gorivo, koristeći malu količinu tekućeg goriva kao izvor paljenja, i koji se može vratiti na tekuće gorivo kad god to operateru zatreba. Glava cilindra je toliko bitna jer način rada na plin mijenja tlak, otpuštanje topline i opterećenje ventila unutar komore za izgaranje, a glava je mjesto gdje sve to troje dolazi. Ono što slijedi pokriva dva pravca izgaranja, stvarnu cijenu pilot goriva, način na koji stopa zamjene pada s opterećenjem i pojedinosti o dijelu koji odlučuju hoće li zamjenska glava preživjeti način rada na plin.
Što motor na dva goriva radi drugačije
Motor na dva goriva započinje život kao dizelski motor. Blok, koljenasto vratilo, klipnjače i nazivna snaga ostaju u istoj klasi, a motor zadržava princip kompresijskog paljenja koji je dizel uopće učinio pouzdanim. Ono što se mijenja je sustav opskrbe plinom, dizajn komore za izgaranje, upravljački softver i, na većini četverotaktnih pretvorbi, sama glava cilindra.
U plinskom načinu rada motor sagorijeva prirodni plin, au nekim instalacijama i ukapljeni naftni plin ili metanol, kao glavni izvor energije. Mala količina dizela ili brodskog plinskog ulja ubrizgava se kao pilot gorivo i daje energiju paljenja. Budući da pilot plamen pali punjenje plinom i zrakom, a ne obrnuto, motor ima isti opseg učinkovitosti kao dizelski rad, a pritom ne proizvodi gotovo nikakve sumporne okside. Kada se prekine dovod plina ili kada plovilo manevrira, a operater želi trenutni odgovor, motor se vraća u dizelski način rada unutar nekoliko ciklusa izgaranja.
Operatori biraju dvojno gorivo iz tri praktična razloga. Prvi je usklađenost: plinski način rada smanjuje dušikove okside za otprilike 85 posto, što zadovoljava ograničenja IMO Tier III bez jedinice za selektivnu katalitičku redukciju. Drugi je trošak: na mnogim rutama razlika u cijeni između ukapljenog prirodnog plina i loživog ulja s vrlo niskim sadržajem sumpora pokriva veće kapitalne troškove motora i spremnika plina unutar nekoliko godina. Treće je opcija: isti motor može sagorijevati ono gorivo koje tržište i propisi čine najjeftinijim u tom mjesecu.
Za velike dvotaktne glavne motore, jedan široko korišten pristup ubrizgava plin kasno u kompresijskom taktu pod visokim tlakom, čime se izvorni dizelski ciklus izgaranja održava netaknutim i izbjegava gubitak neizgorjelog metana u ispušnim plinovima.
DONGFANG glava cilindra | Zamjenski rezervni dijelovi kompatibilni s MAN brodskim dizelskim motorima Kompatibilni modeli: L16/24, L23/30, L23/30H, L28/32A, S26MC, L31, L35MC, S35MC, L50MC-C I. Pregled proizvoda DONGFANG glave cilindra su kompatibilne zamjene treće strane... Pogledajte proizvod → Kompromis je na strani održavanja. Motori s dvostrukim gorivom traže više od vrha: preciznije podešavanje mlaznica i ventila, strože tolerancije na brtvenim površinama i glavu cilindra koja se mora nositi s dva različita obrasca otpuštanja topline umjesto s jednim.
Dva puta izgaranja, dva skupa opterećenja
Većina rasprava o dvostrukom gorivu svodi se na to koji ciklus motor koristi u plinskom načinu rada, jer taj izbor postavlja tlak plina, količinu pilot goriva, razinu klizanja metana i opterećenja koja dopiru do glave cilindra.
| Parametar | Način plina niskog tlaka | Visokotlačni plinski način |
|---|---|---|
| Ciklus izgaranja | Otto, prethodno miješano punjenje | Dizel, difuzijski plamen |
| Tlak dovoda plina | Oko 5 do 6 bara | Oko 300 do 350 bara |
| Prijemna točka plina | Usisni takt, pomiješan sa zrakom | Kasna kompresija, izravno u cilindar |
| Udio goriva pilota pri punom opterećenju | Oko 1 posto | Oko 3 do 5 posto |
| Klizanje metana | Mjerljivo, veće pri niskom opterećenju | Zanemarivo |
| Omjer kompresije | Primjenjuje se donja granica detonacije | Standardna razina dizela |
| Tipična dužnost | Četverotaktni pomoćni i glavni motor srednje brzine | Veliki dvotaktni glavni motori |
| Karakteristike glave za provjeru | Ulazni otvori za plin, otvrdnuta sjedišta, rashladni prolazi | Provrt plinskog injektora, prianjanje rukavca, tvrdoća vatrogasne ploče |
Nijedna ruta nije bolja u apsolutnom smislu. Niskotlačna ruta dominira četverotaktnim pomoćnim i srednje brzim motorima, gdje je plinski sustav jednostavniji i prostor za strojeve ima mjesta za njega. Visokotlačni put se koristi na velikim dvotaktnim glavnim motorima, gdje proklizavanje metana nije prihvatljivo, a plinski kompresor je već dio instalacije.
DONGFANG glava cilindra | Zamjenski rezervni dijelovi kompatibilni s Wartsila Marine Diesel En Kompatibilni modeli: R20, L20, R22, R25, R32 I. Pregled proizvoda DONGFANG glave cilindra su visokokvalitetni zamjenski dijelovi za naknadno tržište neovisno razvijeni i proizvedeni... Pogledajte proizvod → Zašto glava cilindra nosi više opterećenja u plinskom načinu rada
Plinski način rada podiže vršni tlak u cilindru i mijenja oblik krivulje otpuštanja topline, tako da vatrogasna paluba, sjedišta ventila i kavezi ventila prolaze kroz teži ciklus nego što bi to bio slučaj s običnim dizel motorom. U pretvorbama otvora za ubrizgavanje, glava također nosi ventile za ulaz plina, što znači dodatne provrte, dodatne brtvene površine i drugi put za curenje. Tko želi pozadinu na samom dijelu može pročitati kako je izgrađena glava cilindra i što svaka površina radi .
- Tvrdoća sjedišta ventila i kut sjedišta, jer plinski način rada pokreće toplije ispušne ventile pri djelomičnom opterećenju.
- Kavez ventila i vodilica odgovaraju, jer istrošene vodilice dopuštaju ventilu da se ne poravna i uništavaju sjedište.
- Čistoća prolaza za hlađenje, jer se djelomično začepljen prolaz pretvara u napuknutu vatrogasnu palubu.
- Provrti ulaznog ventila za plin na preinačenim motorima, koji moraju odgovarati specifikaciji kompleta za preinaku.
Praktična posljedica je da se zamjenska glava za motor s dva goriva ne može kupiti samo na temelju veličine provrta. Verzija motora, nazivni način rada na plin i komplet za pretvorbu mijenjaju crtež s kojim glava mora odgovarati.
Pilot Fuel Share: Koliko je dizela još potrebno
Pilot gorivo dio je računa za gorivo koji operateri zaboravljaju i nije fiksni broj. Grafikon ispod prikazuje tipične pilot udjele za pet konfiguracija.
Grafikon pokazuje koliko ukupne energije još mora potjecati iz tekućeg goriva u pet uobičajenih konfiguracija. Niskotlačni četverotaktni motor pri punom opterećenju treba samo oko jedan posto pogonskog goriva, zbog čega operateri tretiraju plinski način rada kao gotovo potpuno plinski pogon. Smanjite isti motor na četvrtinu opterećenja i pilot udio se penje na otprilike osam posto, jer smjesa postaje previše siromašna da bi se pouzdano zapalila bez više dizelske energije. Visokotlačni dvotaktni motori rade na oko tri posto pri punom opterećenju, a naknadna ugradnja dizela na plin iznosi blizu pet posto jer su njihovi sustavi za dovod plina i sustavi upravljanja manje precizni od onih kod namjenski izgrađenih motora. Pri malom opterećenju broj naknadne opreme može doseći petnaest posto, što je dovoljno da se promijeni izračun troškova goriva za brod koji dugo vremena manevrira u luci.
Stopa zamjene pada prije nego što motor ostane bez opterećenja
Stopa supstitucije je udio tekućeg goriva koji plin zapravo zamjenjuje i nije konstantna u cijelom rasponu opterećenja.
Crvena krivulja prikazuje namjenski izgrađen niskotlačni motor s dva goriva koji drži oko 40 posto zamjene pri četvrtinskom opterećenju i doseže otprilike 95 posto pri punom opterećenju. Plava krivulja prikazuje dizelski motor pretvoren u rad na plin, koji počinje s blizu 25 posto pri četvrtini opterećenja i penje se na oko 90 posto pri punom opterećenju. Razmak između dviju krivulja najveći je pri djelomičnom opterećenju, što je točno mjesto gdje trajekti, lučka plovila i pomoćna plovila za plovidbu provode većinu svojih radnih sati. Vozni park koji izračunava uštede prema podacima s natpisne pločice pri punom opterećenju će ih precijeniti kad god radnim ciklusom dominira djelomično opterećenje. Zato bi profil opterećenja, a ne snaga motora, trebao utjecati na izbor između tvorničkog motora na dva goriva i konverzije.
Što plinski način rada čini emisijama
Plinski način rada smanjuje sve regulirane zagađivače u usporedbi s radom na tekuće gorivo, ali ne u istoj mjeri.
Sumporni oksidi padaju za oko 99 posto jer prirodni plin ne sadrži gotovo nikakav sumpor, što jedino zadovoljava globalnu gornju granicu od 0,50 posto i ograničenja od 0,10 posto unutar područja kontrole emisija. Čestice se smanjuju za otprilike 95 posto, a dušikovi oksidi za oko 85 posto, dovoljno da se dosegne razina III bez ikakvog uređaja za naknadnu obradu. Ugljični dioksid pada samo za oko 22 posto, jer ta ušteda dolazi od omjera vodika i ugljika u gorivu, a ne od tehnologije izgaranja. Grafikon također pokazuje zašto se plinski način rada često opisuje kao alat za usklađivanje, a ne kao klimatsko rješenje: dobici dušikovog oksida i sumpora veliki su i trenutni, dok je dobitak ugljika umjeren. Kako se pravila o intenzitetu ugljika pooštravaju, rad s dva goriva pomaže floti da ostane usklađena, ali sam po sebi ne donosi duboku dekarbonizaciju.
Namjenski motor na dva goriva ili preinaka
Obje opcije rade na plin, ali se ne ponašaju na isti način, a radarska usporedba u nastavku ocjenjuje ih prema šest kriterija koje operateri najčešće procjenjuju.
Dva oblika se boduju od nula do sto prema šest kriterija, a veći je oblik bolji. Namjenski izrađeni motor prednjači u fleksibilnosti goriva, dušikovom oksidu i ugljičnom dioksidu, budući da su njegova komora za izgaranje, razvod ventila i upravljačke karte dizajnirane za plin od samog početka. Pretvorba ima veću ocjenu na jednostavnosti naknadne ugradnje, budući da zadržava postojeći motor u radu umjesto da ga zamjenjuje, a ostaje konkurentan u uštedi goriva. Najslabije područje za oba je životni vijek gornje komponente, jer plinski način rada podiže vršni tlak i mijenja oslobađanje topline, tako da sjedišta ventila, kavezi ventila i vatrogasna ploča glave cilindra rade teže nego u običnom dizelskom pogonu. Konverzija dodatno sužava tu marginu, zbog čega bi zamjenske glave za konvertirane motore uvijek trebale biti provjerene prema specifikaciji plinskog načina rada umjesto prema izvornom crtežu za dizel.
Nabavka glava cilindara za flotu s dva goriva
Nabava za motore na dva goriva uglavnom je problem podudaranja. Ista obitelj motora može postojati u verzijama s dizelom, niskotlačnim plinom i visokotlačnim plinom, a glava cilindra se među njima razlikuje na male, ali kritične načine: promjer rukavca brizgaljke, materijal sjedišta ventila, otvori za ulaz plina i raspored prolaza za hlađenje. Glava koja odgovara dizelskoj verziji motora može se fizički pričvrstiti na plinsku verziju i svejedno rano pokvariti, jer materijal i tvrdoća sjedišta nikada nisu bili specificirani za viši vršni tlak.
Lista za provjeru prije naručivanja je kratka. Potvrdite model motora i verziju izrade, a ne samo provrt. Provjerite radi li motor u plinskom načinu niskog tlaka ili visokog tlaka. Provjerite trebaju li glavi provrte ventila za dovod plina. Potvrdite zahtjev za kut sjedišta ventila i tvrdoću. Zatim potvrdite vrijeme isporuke i stanje zaliha, jer plovilo koje čeka na glavu je plovilo koje ne zarađuje.
Zhoushan Putuo Dongfang Machinery isporučuje rezervne dijelove za zamjenu glave cilindra za brodske dizelske motore, pokrivajući obitelji četverotaktnih pomoćnih motora i motora srednje brzine koji se pojavljuju u projektima pretvorbe na plin, kao iu konvencionalnim servisima za dizel, uključujući 
DONGFANG glava cilindra | Zamjenski rezervni dijelovi kompatibilni s Daihatsu Marine Diesel En Kompatibilni modeli: DL-20、DL-22、DL-26、DL-28、DL-32、5DK-20、6DK-20、DK-28、DS-26、PS-26H (D)、DC-17、DE-18 Pogledajte proizvod →
Cijeli asortiman, uključujući jedinice za domaće dizelske motore, naveden je u katalog zamjenskih dijelova glave cilindra , gdje svaka stranica navodi obitelj motora s kojom je glava kompatibilna.
Brojka koja na kraju odlučuje hoće li se dvostruko gorivo isplatiti nije sama količina goriva, već najviši interval održavanja iza nje. Motor koji radi na plinskom načinu rada 6000 sati godišnje svoju glavu cilindra izlaže kroz više toplinskih ciklusa od dizelaša koji radi na istom radnom mjestu, a glava je u toj aritmetici potrošni materijal. Planiranje zamjena oko verzije motora, specifikacije plinskog načina rada i stvarnog profila opterećenja održava flotu s dva goriva sukladnom i dostupnom bez pretvaranja uštede goriva u iznenađenje održavanja.
