Підвищення ефективності суднових двигунів, які працюють на важкому паливі, збагаченому воднем

Abstract

Однією з найважливіших сучасних проблем морського транспорту є зниження вартості перевезень та забруднення навколишнього середовища. Малообертові та середньообертові дизелі будуть використовуватися як основні й допоміжні джерела енергії на транспортному флоті тепер і в найближчому майбутньому. У зв’язку з постійним зростанням вартості паливно-енергетичних ресурсів гостро постає питання зниження витрат на транспортування суден, яке безпосередньо пов’язане з вартістю палива. Тому зрозумілим та закономірним є перехід на використання важких залишкових, більш дешевих видів палива. Однак застосування таких палив пов’язане з погіршенням процесу роботи в двигунах і, відповідно, показників економічності та екологічності. Ефективним способом розв’язання цієї проблеми є використання водню як додаткового каталізатора робочого процесу. Основною метою цієї науково-дослідної роботи є визначення ефективного методу насичення важкого палива воднем та виявлення впливу водню на процес роботи дизеля. Одним із можливих методичних способів удосконалення процесу роботи двигуна внутрішнього згоряння є використання збагачення паливно-повітряної суміші воднем. Незважаючи на значну кількість досліджень щодо використання водню для вдосконалення робочого процесу двигунів внутрішнього згоряння, залишається чимало невирішених проблем. У роботі визначено оригінальну технологію збагачення паливно-повітряної суміші воднем та виокремлено основні показники роботи двигуна внутрішнього згоряння у використанні важкого палива. Показано ефективність застосування водню як каталізатора робочого процесу в дизельному двигуні. Невеликий рівень насиченості важкого палива воднем у діапазоні 0,07…0,106 % дозволяє знизити питому витрату палива на 0,9 % та, відповідно, забруднення азотом приблизно на 10 %. Упровадження запропонованого рішення дає змогу істотно знизити загальну витрату палива судновими енергетичними дизелями. На цей момент загальне зниження витрати палива дизельного двигуна MAN B&W 12G90ME-C10.5-LPSCR з MCR потужністю 74,88 МВт становить 2,8 т/добу або прибуток може досягати приблизно $1300/добу.