Một kỹ sư trưởng đang vận hành một tổ máy phụ trợ 4 thì công suất 6.000 kW có hai con số đứng trước mặt. Gas có giá khoảng 2/3 giá dầu nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh rất thấp trên tuyến đường của anh ấy và đầu xi-lanh mà anh ấy vừa rút khỏi dịch vụ đã chạy được 12.000 giờ với các ghế van xả đã mòn. Hai con số đó giải thích hầu hết mọi thứ về động cơ nhiên liệu kép.
Câu trả lời ngắn gọn rất đơn giản. Động cơ nhiên liệu kép là động cơ diesel có thể chạy bằng khí đốt làm nhiên liệu chính, sử dụng một lượng nhỏ nhiên liệu lỏng làm nguồn đánh lửa và có thể chuyển trở lại nhiên liệu lỏng bất cứ khi nào người vận hành cần. Đầu xi-lanh rất quan trọng vì chế độ khí thay đổi áp suất, sự giải phóng nhiệt và van tải bên trong buồng đốt, và đầu xi-lanh là nơi cả ba thứ đó đến. Phần tiếp theo bao gồm hai lộ trình đốt, chi phí thực tế của nhiên liệu thí điểm, tỷ lệ thay thế giảm theo tải và các chi tiết bộ phận quyết định liệu đầu thay thế có tồn tại ở chế độ khí hay không.
Động cơ nhiên liệu kép có tác dụng gì khác biệt
Động cơ nhiên liệu kép bắt đầu hoạt động như một động cơ diesel. Khối, trục khuỷu, thanh kết nối và mức công suất vẫn ở cùng loại và động cơ giữ nguyên nguyên lý đánh lửa nén khiến động cơ diesel trở nên đáng tin cậy ngay từ đầu. Những thay đổi chính là hệ thống cung cấp khí, thiết kế buồng đốt, phần mềm điều khiển và trên hầu hết các bộ chuyển đổi bốn hành trình, bản thân đầu xi-lanh.
Ở chế độ khí, động cơ đốt khí tự nhiên và trong một số hệ thống lắp đặt khí dầu mỏ hóa lỏng hoặc metanol làm nguồn năng lượng chính. Một lượng nhỏ dầu diesel hoặc dầu khí hàng hải được phun làm nhiên liệu thí điểm và cung cấp năng lượng đánh lửa. Bởi vì ngọn lửa thí điểm thắp sáng lượng khí và không khí chứ không phải ngược lại, động cơ giữ dải hiệu suất tương tự như hoạt động bằng động cơ diesel trong khi hầu như không tạo ra oxit lưu huỳnh. Khi nguồn cung cấp khí bị gián đoạn hoặc khi tàu đang di chuyển và người vận hành muốn phản ứng ngay lập tức, động cơ sẽ quay trở lại chế độ diesel sau một vài chu kỳ đốt.
Người vận hành chọn nhiên liệu kép vì ba lý do thực tế. Đầu tiên là sự tuân thủ: chế độ khí cắt giảm khoảng 85% oxit nitơ, đáp ứng giới hạn Cấp III của IMO mà không cần bộ phận khử xúc tác chọn lọc. Thứ hai là chi phí: trên nhiều tuyến đường, chênh lệch giá giữa khí tự nhiên hóa lỏng và dầu nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh rất thấp sẽ bù đắp chi phí vốn cao hơn của động cơ và bình xăng trong vòng vài năm. Thứ ba là tùy chọn: cùng một động cơ có thể đốt bất kỳ loại nhiên liệu nào mà thị trường và các quy định đưa ra với giá rẻ nhất trong tháng đó.
Đối với động cơ chính hai thì lớn, một phương pháp được sử dụng rộng rãi là bơm khí vào cuối hành trình nén ở áp suất cao, giúp giữ nguyên chu trình đốt diesel ban đầu và tránh thất thoát khí metan chưa cháy hết vào khí thải.
Đầu xi lanh DONGFANG | Phụ tùng thay thế tương thích với động cơ diesel hàng hải MAN Các mẫu tương thích: L16/24, L23/30, L23/30H, L28/32A, S26MC, L31, L35MC, S35MC, L50MC-C I. Tổng quan về sản phẩm Đầu xi lanh DONGFANG là sản phẩm thay thế tương thích của bên thứ ba... Xem sản phẩm → Sự đánh đổi nằm ở phía bảo trì. Động cơ nhiên liệu kép yêu cầu nhiều hơn ở phần trên cùng: thời gian phun và van chính xác hơn, dung sai chặt chẽ hơn trên bề mặt bịt kín và đầu xi-lanh phải đối phó với hai kiểu giải phóng nhiệt khác nhau thay vì một.
Hai đường đốt, hai bộ tải
Hầu hết các cuộc thảo luận về nhiên liệu kép đều tập trung vào chu trình mà động cơ sử dụng ở chế độ khí, bởi vì lựa chọn đó đặt ra áp suất khí, lượng nhiên liệu thí điểm, mức độ trượt khí mê-tan và tải trọng truyền tới đầu xi-lanh.
| tham số | Chế độ khí áp suất thấp | Chế độ khí áp suất cao |
|---|---|---|
| Chu trình đốt | Otto, phí trộn sẵn | Diesel, ngọn lửa khuếch tán |
| Áp suất cung cấp khí | Khoảng 5 đến 6 thanh | Khoảng 300 đến 350 bar |
| Điểm nạp khí | Hành trình nạp, trộn với không khí | Nén muộn, dẫn trực tiếp vào xi lanh |
| Chia sẻ nhiên liệu thí điểm khi đầy tải | Khoảng 1 phần trăm | Khoảng 3 đến 5 phần trăm |
| Trượt metan | Có thể đo lường được, cao hơn khi tải thấp | không đáng kể |
| Tỷ lệ nén | Thấp hơn, áp dụng giới hạn gõ | Mức diesel tiêu chuẩn |
| Nhiệm vụ điển hình | Động cơ chính 4 thì phụ và tốc độ trung bình | Động cơ chính hai thì lớn |
| Các đặc điểm đầu cần xác minh | Cổng nạp khí, ghế cứng, lối làm mát | Lỗ khoan của kim phun khí, vừa vặn với ống bọc, độ cứng của sàn chữa cháy |
Không có tuyến đường nào tốt hơn về mặt tuyệt đối. Tuyến áp suất thấp chiếm ưu thế trong động cơ phụ trợ 4 thì và tốc độ trung bình, trong đó hệ thống khí đơn giản hơn và không gian máy móc có chỗ cho nó. Tuyến áp suất cao được sử dụng trên các động cơ chính hai thì lớn, nơi độ trượt khí mê-tan không được chấp nhận và máy nén khí đã là một phần của hệ thống lắp đặt.
Đầu xi lanh DONGFANG | Phụ tùng thay thế tương thích với Wartsila Marine Diesel En Các mẫu tương thích: R20, L20, R22, R25, R32 I. Tổng quan về sản phẩm Đầu xi lanh DONGFANG là các bộ phận thay thế hậu mãi chất lượng cao được phát triển và sản xuất độc lập... Xem sản phẩm → Tại sao đầu xi lanh mang nhiều tải hơn ở chế độ khí
Chế độ khí làm tăng áp suất đỉnh của xi lanh và thay đổi hình dạng của đường cong giải phóng nhiệt, do đó sàn chữa cháy, bệ van và lồng van có chu trình khó khăn hơn so với khi sử dụng động cơ diesel thẳng. Trong chuyển đổi phun cổng, đầu cũng mang van nạp khí, nghĩa là có thêm lỗ khoan, bề mặt bịt kín bổ sung và đường dẫn rò rỉ thứ hai. Bất cứ ai muốn biết thông tin cơ bản về phần đó đều có thể đọc Đầu xi lanh được cấu tạo như thế nào và mỗi bề mặt làm nhiệm vụ gì .
- Độ cứng của bệ van và góc tựa của bệ van, do chế độ khí chạy van xả nóng hơn khi tải một phần.
- Lồng van và thanh dẫn hướng vừa khít, vì các thanh dẫn hướng bị mòn khiến van bị lệch và làm hỏng đế.
- Sự sạch sẽ của lối đi làm mát, vì lối đi bị tắc một phần sẽ biến thành sàn lửa bị nứt.
- Lỗ van nạp khí trên động cơ đã chuyển đổi phải phù hợp với thông số kỹ thuật của bộ chuyển đổi.
Hậu quả thực tế là không thể mua đầu thay thế cho động cơ nhiên liệu kép chỉ với kích thước lỗ khoan. Phiên bản động cơ, đánh giá chế độ ga và bộ chuyển đổi đều thay đổi bản vẽ mà phần đầu phải phù hợp.
Chia sẻ nhiên liệu thí điểm: Vẫn cần bao nhiêu dầu diesel
Nhiên liệu phi công là một phần trong hóa đơn nhiên liệu mà người vận hành quên và không phải là con số cố định. Biểu đồ bên dưới hiển thị các chia sẻ thí điểm điển hình cho năm cấu hình.
Biểu đồ cho thấy tổng năng lượng vẫn phải đến từ nhiên liệu lỏng trong năm cấu hình phổ biến. Động cơ bốn thì áp suất thấp ở mức đầy tải chỉ cần khoảng 1% nhiên liệu thí điểm, đó là lý do tại sao người vận hành coi chế độ khí gần như được đốt hoàn toàn bằng khí. Đẩy cùng một động cơ xuống một phần tư tải và tỷ lệ phi công tăng lên khoảng 8 phần trăm, vì hỗn hợp trở nên quá loãng để đốt cháy một cách đáng tin cậy nếu không có thêm năng lượng diesel. Động cơ hai thì áp suất cao chạy ở mức khoảng 3% khi đầy tải và việc cải tiến động cơ diesel sang khí chiếm gần 5% vì hệ thống kiểm soát và nạp khí của chúng kém chính xác hơn so với động cơ được chế tạo theo mục đích. Ở mức tải thấp, con số trang bị thêm có thể đạt tới 15%, đủ để thay đổi cách tính chi phí nhiên liệu cho một con tàu phải điều động trong cảng trong thời gian dài.
Tỷ lệ thay thế giảm trước khi động cơ hết tải
Tỷ lệ thay thế là tỷ lệ nhiên liệu lỏng mà khí thực sự thay thế và nó không cố định trong phạm vi tải.
Đường cong màu đỏ cho thấy một động cơ nhiên liệu kép áp suất thấp được chế tạo có mục đích giữ khoảng 40% thay thế khi tải một phần tư và đạt khoảng 95% khi đầy tải. Đường cong màu xanh lam cho thấy động cơ diesel được chuyển đổi sang hoạt động bằng khí đốt, khởi động gần 25% khi tải một phần tư và tăng lên khoảng 90% khi đầy tải. Khoảng cách giữa hai đường cong là rộng nhất khi tải một phần, chính xác là nơi phà, bến cảng và tàu hỗ trợ ngoài khơi dành phần lớn thời gian hoạt động của chúng. Một đội tính toán mức tiết kiệm từ số liệu trên bảng tên ở mức đầy tải sẽ đánh giá quá cao chúng bất cứ khi nào chu kỳ làm việc bị chi phối bởi tải từng phần. Đó là lý do tại sao đặc tính tải, chứ không phải định mức động cơ, sẽ dẫn đến sự lựa chọn giữa động cơ nhiên liệu kép tại nhà máy và động cơ chuyển đổi.
Chế độ khí nào ảnh hưởng đến khí thải
Chế độ khí đốt làm giảm mọi chất gây ô nhiễm được quy định so với hoạt động bằng nhiên liệu lỏng, nhưng không ở mức tương tự.
Ôxit lưu huỳnh giảm khoảng 99% vì khí tự nhiên hầu như không chứa lưu huỳnh, chỉ riêng chất này đã đáp ứng giới hạn 0,50% toàn cầu và giới hạn 0,10% trong các khu vực kiểm soát khí thải. Chất dạng hạt giảm khoảng 95% và oxit nitơ giảm khoảng 85%, đủ để đạt Cấp III mà không cần bất kỳ thiết bị xử lý nào sau đó. Carbon dioxide chỉ giảm khoảng 22%, bởi vì sự tiết kiệm đó đến từ tỷ lệ hydro và carbon của nhiên liệu chứ không phải từ công nghệ đốt. Biểu đồ cũng cho thấy lý do tại sao chế độ khí thường được mô tả như một công cụ tuân thủ hơn là một giải pháp khí hậu: mức tăng oxit nitơ và lưu huỳnh là lớn và ngay lập tức, trong khi mức tăng carbon ở mức vừa phải. Khi các quy định về cường độ carbon được thắt chặt, hoạt động sử dụng nhiên liệu kép giúp đội xe luôn tuân thủ, nhưng bản thân nó không mang lại khả năng khử cacbon sâu.
Động cơ nhiên liệu kép được chế tạo có mục đích hoặc chuyển đổi
Cả hai tùy chọn đều chạy bằng khí đốt, nhưng chúng không hoạt động theo cách giống nhau và so sánh radar dưới đây sẽ chấm điểm chúng theo sáu tiêu chí mà người vận hành thường cân nhắc nhất.
Hai hình dạng được tính điểm từ 0 đến 100 theo sáu tiêu chí và hình dạng lớn hơn sẽ tốt hơn. Động cơ được chế tạo có mục đích dẫn đến tính linh hoạt của nhiên liệu, khoảng không khí oxit nitơ và carbon dioxide vì buồng đốt, thời gian van và bản đồ điều khiển của nó được thiết kế cho khí đốt ngay từ đầu. Việc chuyển đổi đạt điểm cao hơn về tính thân thiện với việc trang bị thêm, vì nó duy trì hoạt động của động cơ hiện có thay vì thay thế nó và nó vẫn có tính cạnh tranh về tiết kiệm chi phí nhiên liệu. Điểm yếu nhất của cả hai là tuổi thọ của các bộ phận trên cùng, vì chế độ khí làm tăng áp suất cực đại và thay đổi sự giải phóng nhiệt, do đó, các bệ van, lồng van và sàn chữa cháy của đầu xi-lanh hoạt động khó hơn so với khi sử dụng động cơ diesel thẳng. Việc chuyển đổi sẽ thu hẹp biên độ đó hơn nữa, đó là lý do tại sao các đầu thay thế cho động cơ đã chuyển đổi phải luôn được kiểm tra dựa trên thông số kỹ thuật về chế độ khí thay vì bản vẽ động cơ diesel ban đầu.
Tìm nguồn cung ứng đầu xi lanh cho nhóm nhiên liệu kép
Việc mua sắm động cơ nhiên liệu kép chủ yếu là vấn đề phù hợp. Cùng một họ động cơ có thể tồn tại trong các phiên bản động cơ diesel, khí áp suất thấp và khí áp suất cao, và đầu xi-lanh khác nhau giữa chúng ở những điểm nhỏ nhưng quan trọng: đường kính ống phun, vật liệu ghế van, cổng nạp khí và cách bố trí đường làm mát. Đầu phù hợp với phiên bản động cơ diesel có thể bắt vít vào phiên bản xăng và vẫn bị hỏng sớm vì vật liệu và độ cứng của ghế chưa bao giờ được chỉ định cho áp suất đỉnh cao hơn.
Danh sách kiểm tra trước khi đặt hàng là ngắn. Xác nhận kiểu động cơ và phiên bản chế tạo, không chỉ lỗ khoan. Xác nhận xem động cơ chạy chế độ khí áp suất thấp hay áp suất cao. Xác nhận xem đầu có cần lỗ van nạp khí hay không. Xác nhận yêu cầu về góc tựa van và độ cứng. Sau đó xác nhận thời gian giao hàng và lượng hàng trong kho, bởi vì tàu đang chờ là tàu không kiếm được tiền.
Zhoushan Putuo Dongfang Machinery cung cấp phụ tùng thay thế đầu xi lanh cho động cơ diesel hàng hải, bao gồm các dòng động cơ phụ và tốc độ trung bình bốn thì xuất hiện trong các dự án chuyển đổi khí cũng như trong dịch vụ diesel thông thường, bao gồm 
Đầu xi lanh DONGFANG | Phụ tùng thay thế tương thích với Daihatsu Marine Diesel En Các mẫu tương thích: 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 Xem sản phẩm →
Toàn bộ phạm vi, bao gồm cả các đơn vị dành cho động cơ diesel gia dụng, được liệt kê trong Danh mục phụ tùng thay thế đầu xi lanh , trong đó mỗi trang nêu rõ dòng động cơ mà đầu động cơ tương thích.
Con số cuối cùng quyết định liệu nhiên liệu kép có mang lại hiệu quả hay không không phải là mức chênh lệch nhiên liệu mà là khoảng thời gian bảo trì cao cấp đằng sau nó. Một động cơ chạy chế độ khí trong 6.000 giờ một năm sẽ đặt đầu xi-lanh của nó trải qua nhiều chu kỳ nhiệt hơn so với động cơ diesel được đặt ở cùng chế độ và đầu xi-lanh là vật tiêu hao theo số học đó. Lập kế hoạch thay thế xung quanh phiên bản động cơ, thông số kỹ thuật của chế độ khí đốt và cấu hình tải thực tế giúp đội xe sử dụng nhiên liệu kép luôn tuân thủ và sẵn sàng mà không biến việc tiết kiệm nhiên liệu thành vấn đề bảo trì bất ngờ.
