No contexto de um mercado de transporte marítimo continuamente lento, convenções de proteção ambiental, conservação de energia e redução de emissões, bem como altos custos de combustível, adotar um motor principal para desacelerar e queimar combustível de viscosidade ultra-alta para redução de custos e melhoria de eficiência é uma das medidas importantes tomadas pelas empresas de transporte marítimo para alcançar a conservação de energia e a redução de emissões.
A conservação de energia e a redução de emissões dos navios são questões abrangentes, com o objetivo final de atingir a "melhor velocidade de navegação lucrativa".
Existe um ponto de combinação ideal entre garantir a vida útil dos navios e reduzir a velocidade e o consumo de energia;
Por outro lado, a queima de combustível de alta viscosidade no motor afetará sua desaceleração posterior, e também há um ponto de correspondência ideal entre os dois;
Uma das melhores práticas para melhorar a eficiência econômica do transporte marítimo é usar o motor principal para desacelerar e queimar combustível de alta viscosidade.
Entretanto, a combustão de velocidade ultrabaixa e alta viscosidade dos motores de navios para redução de custos e melhoria de eficiência também traz uma série de problemas de risco que não podem ser ignorados, e medidas de controle correspondentes devem ser estudadas para prevenir e controlar riscos de forma eficaz.
1, Riscos decorrentes da desaceleração do motor principal durante a navegação
A lentidão prolongada e a operação de baixa carga do host a 10% -40% da potência nominal resultarão nos seguintes riscos:
(1) Risco próprio do anfitrião
① A operação de baixa velocidade e baixa carga de longo prazo do motor principal leva a uma diminuição na pressão de limpeza e no coeficiente de excesso de ar, bem como a uma diminuição na pressão de injeção de combustível e atomização, resultando na deterioração das condições de combustão, redução da eficiência térmica do motor diesel, aumento do consumo de combustível e poluição da câmara de combustão, do sistema de turbocompressão e dos componentes do sistema de exaustão por produtos de combustão, causando desgaste anormal.
② A operação prolongada do host em velocidades ultrabaixas resultou em má lubrificação dinâmica líquida das principais peças móveis, aumentando o risco de corrosão e desgaste anormal.
③ A operação de velocidade ultrabaixa de longo prazo do host aumenta a dificuldade de ajuste da lubrificação do cilindro, resultando em lubrificação deficiente e aumento da taxa de consumo de óleo do cilindro.
Se o cilindro for lubrificado excessivamente, isso causará incrustação na cabeça do pistão, danos à película de óleo e desgaste do revestimento do cilindro;
Se a lubrificação do cilindro for insuficiente, pode causar desgaste anormal e até mesmo puxão do cilindro.
④ Devido à velocidade ultrabaixa do motor principal, o fornecimento de combustível para cada cilindro do motor principal é irregular, o que pode facilmente levar à ignição intermitente, pós-combustão e detonação, e até mesmo representar um risco de acidentes com danos ao motor.
(2) Risco de equipamento auxiliar
① A operação de velocidade ultrabaixa de longo prazo do motor principal pode causar bloqueios sérios no canal do tubo de escape, turbocompressor, refrigerador de ar, caldeira de escape, chaminé, etc., resultando em alta contrapressão de escape do turbocompressor. Isso também pode levar a um ciclo vicioso de pressão de limpeza reduzida, combustão ruim, aumento da temperatura do escape, desempenho operacional reduzido, aumento do consumo de combustível e até mesmo a caixa de limpeza pegando fogo e incapaz de retomar a operação de carga normal do motor diesel.
② A operação contínua de longo prazo ou a comutação constante de partida e parada do soprador assistido pelo host afeta a vida útil do soprador.
(3) Risco de navegação segura
① A operação de desaceleração do motor principal pode causar ressonância do eixo e vibração da cabine, afetando a vida útil do navio e o ambiente de trabalho e de vida da tripulação, além de afetar o dever de navegação da tripulação.
② Reduzir a velocidade de um navio durante a navegação resultará em diminuição da eficiência da direção, menor desempenho operacional e aumentará o risco de navegação segura.
(4) Risco de aumento dos custos de manutenção
① A navegação lenta dos navios aumentará a perda de peças de reposição e materiais.
② Aumentar a carga de trabalho de manutenção e gerenciamento para engenheiros navais, melhorando a intensidade do trabalho e, assim, aumentando os custos de manutenção e gerenciamento da empresa.
2, O risco de queimar combustível de viscosidade ultra-alta
Os riscos do uso de combustível de viscosidade ultra-alta incluem:
(1) Risco do hospedeiro
① A injeção de combustível com alta viscosidade resulta em gotas maiores e injeção mais profunda, levando à má atomização do combustível, mistura irregular de gases e deterioração das condições de combustão.
Quanto maior a viscosidade do combustível, maior sua temperatura de entrada.
② Alto teor de enxofre leva à produção de substâncias mais ácidas durante a combustão, o que pode causar corrosão em baixa temperatura e desgaste nas superfícies do cilindro do motor, pistão e anel do pistão.
③ Alto teor de impurezas leva ao desgaste de partículas sólidas e aumento da deposição de carbono no cilindro, resultando em adesão do anel do pistão, bloqueio da porta de ar e deposição de carbono intensificada na passagem de escape. Vanádio e sódio corroem a válvula de escape em altas temperaturas.
④ A alta densidade dificulta a purificação e a atomização do combustível e, durante a combustão inicial das gotículas de óleo, elas ficam propensas a rachaduras térmicas, levando ao aumento da deposição de carbono nos componentes.
⑤ Baixo número de cetano, baixo desempenho de ignição, pode causar dificuldade na partida do host; O período de atraso de ignição durante a combustão é longo, e a combustão é atrasada, resultando em alta temperatura de exaustão.
⑥ O risco de estresse térmico no equipamento de injeção de combustível é alto ao trocar o óleo em áreas especiais.
Depois que o motor desacelera e o óleo é trocado, a qualidade instável da combustão pode fazer com que o motor pare em casos graves, representando um alto risco de acidentes.
(2) Risco de equipamento auxiliar
① O uso de vapor para aquecimento de combustível consome uma grande quantidade, aumentando a carga da caldeira e até mesmo o consumo de combustível;
A alta temperatura de aquecimento do combustível aumenta o risco de decomposição das moléculas de óleo, formação de precipitação e o risco de exceder o ponto de fulgor, resultando em aumento na produção de petróleo e gás;
Os orifícios de ventilação dos armários de combustível diários podem gerar uma grande quantidade de vapor de óleo, causando poluição aos navios, desperdício de recursos e representando risco de explosão.
② O combustível de viscosidade ultra-alta também tem altos requisitos para o sistema de controle de temperatura da viscosidade, exigindo intervenção manual para ajuste.
Quando o sistema de controle de temperatura da viscosidade apresenta mau funcionamento e faz com que a temperatura do combustível de viscosidade extremamente alta fique muito alta ou muito baixa, há um alto risco de bloqueio, emperramento, expansão térmica, queimaduras e explosões no sistema de combustível.
(3) Riscos de armazenamento, transporte e purificação
① Os processos de armazenamento, transporte, purificação e atomização de combustível de viscosidade ultra-alta apresentam alto risco de afetar a operação dos motores principais e auxiliares, caldeiras, separadores de óleo e aquecedores de combustível.
② Quanto maior a viscosidade do combustível, maior a pressão de trabalho necessária para evitar a vaporização, o que também aumenta os requisitos de material, design e fabricação para tubulações e equipamentos. Ao mesmo tempo, o fator de risco operacional também aumenta.
③ Durante os processos de armazenamento, transporte, purificação e atomização, o acúmulo de sujeira no gabinete de armazenamento e o bloqueio do circuito de óleo são agravados.
Desaceleração e combustão do motor
Risco de acumulação de combustível de viscosidade ultra-alta
A combustão de combustível de velocidade ultrabaixa e alta viscosidade do motor principal piorará as condições de trabalho do motor principal, resultando em um ciclo vicioso de combustão e nos seguintes problemas sérios:
(1) Risco do hospedeiro
① A pressão de ruptura instável faz com que o anel do pistão quebre e vaze ar.
② Velocidade instável e perda de potência de motores diesel marítimos.
③ Quando veículos motorizados em Hong Kong queimam combustível de alta viscosidade, o motor principal tem dificuldade para dar partida.
④ O motor principal está funcionando em velocidade ultrabaixa e a atomização da injeção de combustível é ruim. Além disso, a pressão de limpeza é relativamente reduzida devido à diminuição da velocidade do turbocompressor, resultando em combustão ruim.
⑤ Quando o host está funcionando em carga ultrabaixa, a quantidade de óleo do cilindro injetado diminui proporcionalmente com a velocidade do host, mas o aumento ou diminuição da carga é proporcional à terceira potência da mudança de velocidade do host. Portanto, se a quantidade de injeção de óleo do cilindro não for ajustada, a quantidade de óleo do cilindro injetada a cada vez será relativamente excessiva, resultando em desperdício e poluição de anéis de pistão, portas de limpeza ou válvulas de escape e seus sistemas.
(2) Risco de equipamento auxiliar
① O acúmulo de carbono e incrustações dentro da câmara de combustão e do sistema de exaustão aumenta, o que aumenta o risco de combustão secundária na caldeira de exaustão.
② Durante o processo de purificação de óleo, a descarga frequente de escória leva ao vazamento excessivo de combustível, fazendo com que o nível de líquido no tanque de resíduos de óleo aumente rapidamente e aumentando o número de alarmes de alto nível.
③ Devido à combustão deficiente, a porta de limpeza acelerada, a válvula de escape e o turbocompressor são contaminados, criando um ciclo vicioso que agrava ainda mais a combustão e aumenta o risco de mau funcionamento, como quebra do anel do pistão, queima do soprador auxiliar, queima do cabeçote do pistão, rachaduras no revestimento do cilindro, ignição do tubo de escape e danos ao turbocompressor.
④ Quando o motor principal funciona em velocidade ultrabaixa (abaixo de 50% de carga) e queima combustível de viscosidade ultra-alta, a quantidade de vapor gerada pela caldeira de gás de exaustão é insuficiente, e a caldeira auxiliar precisa ser iniciada. Se esse ponto crítico não for compreendido corretamente, há um alto risco de operação instável do motor principal e aumento de custos.
Controlar os riscos de desaceleração do navio e combustão de combustível de viscosidade ultra-alta em resposta aos riscos acima.
Ao otimizar o motor principal com injetores de válvula deslizante, tecnologia turbocompressor T/CCUT-OUT, injetor eletrônico de óleo no cilindro Alpha ACC (fator de injeção) e combustível de viscosidade ultra-alta, complementados por gerenciamento científico, uma série de riscos causados pela navegação em velocidade ultrabaixa e combustão de combustível de viscosidade ultra-alta podem ser evitados ou reduzidos, atingindo assim a meta de redução de custos e melhoria da eficiência.