ونتيجة للتباطؤ في سوق الشحن وزيادة صرامة ضوابط الانبعاثات من المحركات الرئيسية، ترتفع تكلفة الوقود البحري.
من أجل توفير تكاليف الوقود، عادة ما يطلب مستأجرو السفن من المحرك الرئيسي التباطؤ، ولكن التباطؤ سيؤدي حتما إلى زيادة وقت الإبحار وتكاليف الإيجار، لذلك يجب علينا إيجاد توازن بين تكاليف الوقود والإيجار.
لقد تلقى المؤلف تعليمات من المستأجر في رحلة معينة:
على أساس عدم تغيير المعايير الفنية، يتم العثور على أفضل سرعة للمحرك الرئيسي للرجوع إليها في اتخاذ القرار.
أولاً، خفض سرعة المحرك الرئيسي للإبحار إلى الحد الأمثل
وبعد الاطلاع على الأدبيات ذات الصلة، وجد المؤلف أن أغلب البيانات ذكرت خوارزمية السرعة الاقتصادية للسفينة وعوامل أخذها في الاعتبار؛
قم بالاطلاع على دليل المحرك الرئيسي، ويمكنك أيضًا الحصول على العلاقة بين استهلاك الوقود وسرعة المحرك الرئيسي.
تتغير حالة المحرك الرئيسي للسفينة وحالة السفينة أثناء التشغيل الفعلي، لذا قد لا تكون هذه الحسابات دقيقة.
يتم إجراء سلسلة من الاختبارات لتحديد السرعة المثلى للمحرك الرئيسي عندما يبحر بسرعة منخفضة.
1. بيانات الاختبار
المحرك الرئيسي للسفينة هو محرك ديزل منخفض السرعة من نوع MAN B&W 6S60MC، ويستخدم وقود IFO 380، وأقصى سرعة تشغيل مستمرة (MCR) هي 89 دورة في الدقيقة، والقوة 10316 كيلو واط، وسرعة التشغيل المستمرة المعتادة (NCR) هي 82.6 دورة في الدقيقة.
كانت الرحلة التجريبية من هاي بوينت إلى سنغافورة، بمسافة 3937 ميلًا بحريًا. كانت السفينة في حالة بحرية جيدة مع حمولة كاملة تبلغ 73000 طن ومتوسط مسودة 13.8 مترًا.
تم إجراء آخر إصلاح للحوض الجاف للسفينة منذ حوالي 1.5 عامًا منذ التسليم.
2. تحليل الفوائد
عندما يتم النظر فقط في تكاليف الإيجار والوقود، وعدم أخذ أي عوامل أخرى في الاعتبار، فإن صيغة حساب إجمالي تكلفة الرحلة عند سرعات محرك مختلفة هي MRPM=T(ND + FDPF.O) (1)
أين: MRPM هي التكلفة الإجمالية للرحلة، بالدولار الأمريكي؛
T هو وقت الإبحار للرحلة، d؛
ND هو الإيجار اليومي للسفينة بالدولار الأمريكي / يوم؛
FD هو الاستهلاك اليومي للوقود للسفينة، t/d، والذي يتكون من الاستهلاك اليومي للوقود للمحرك الرئيسي والاستهلاك اليومي للوقود للمحرك المساعد (1.6t/d).
PF.O هو سعر الوقود الحالي، بالدولار الأمريكي/طن.
من خلال مقارنة التكلفة الإجمالية MRPM عند سرعات مختلفة للمحرك مع التكلفة الإجمالية عند السرعة المقدرة (82.4 دورة في الدقيقة)، يمكن الحصول على الربحية عند تلك السرعة.
3. الجدوى
بالرجوع إلى دليل المضيف، يمكن ملاحظة أنه عندما تكون سرعة المضيف 72.3 دورة في الدقيقة، يكون الحمل العامل 48% من الحمل المقدر.
إذا كان المحرك الرئيسي يعمل تحت هذا الحمل لفترة طويلة، فلا يجب تشغيل المنفاخ المساعد أثناء التشغيل، وإلا فسيؤدي ذلك بسهولة إلى تأثير الحمل على شبكة الطاقة وتقصير عمر عمل المنفاخ المساعد.
بالإضافة إلى ذلك، من الضروري التأكد من أن ضغط البخار في غلاية غاز العادم كبير بما يكفي حتى لا تبدأ غلاية الزيت، وإلا فسيؤدي ذلك إلى استهلاك إضافي للوقود.
وفقًا للاختبار، عندما تكون سرعة المحرك الرئيسي 72.3 دورة في الدقيقة، وسرعة الشاحن الفائق 9100 دورة في الدقيقة، يكون ضغط التنظيف 0.088 ميجا باسكال، ويتم ضبط ضغط المنفاخ المساعد عند 0.043 ميجا باسكال للبدء و0.062 ميجا باسكال للتوقف، مما يضمن عدم بدء تشغيل المنفاخ المساعد. يتم الحفاظ على ضغط البخار في غلاية غاز العادم عند 0.5 ميجا باسكال، ولا يتم تشغيل الغلاية التي تعمل بالزيت.
لذلك، تم ضبط سرعة المضيف على 72.3 دورة في الدقيقة، وهو أمر ممكن.
ثانياً، المشكلة الناجمة عن انخفاض الحمل على المضيف لفترة طويلة
(1) تزييت الاسطوانة.
يجب أن تؤخذ مشكلة تزييت الأسطوانة في الاعتبار عندما يعمل المحرك الرئيسي تحت الحمل المنخفض لفترة طويلة.
هناك رأي مفاده أن السرعة المنخفضة للمحرك الرئيسي ستؤدي حتماً إلى تفاقم تأثير التزييت، ويجب زيادة إمداد الأسطوانة بالزيت لضمان التزييت اللازم. وهناك رأي آخر مفاده أن الكمية الإجمالية للكبريت الداخلة إلى الأسطوانة ستنخفض عندما تكون نسبة كتلة الكبريت في الوقود مؤكدة، ويجب تقليل استهلاك زيت الأسطوانة.
وتحتاج هاتان النظرتان إلى مزيد من التحليل.
(2) تراكم الكربون بشكل خطير.
سيؤدي تشغيل المحرك الرئيسي منخفض الحمل لفترة طويلة وتدهور الاحتراق حتماً إلى تراكم خطير للكربون في غرفة الاحتراق وصمام العادم والشاحن الفائق والغلاية وما إلى ذلك، وخاصة تراكم الكربون في صمام العادم والغلاية سيؤدي إلى تدهور حالة عمل المحرك الرئيسي.
(3) ضغط البخار.
إن التشغيل المنخفض الحمل للمحرك الرئيسي على المدى الطويل سيؤدي حتماً إلى تقليل ضغط البخار في غلاية غاز العادم، وعادةً ما يتم حرق الزيت الثقيل أثناء الملاحة العادية، لذلك يجب أن يكون هناك ما يكفي من البخار.
إذا كان ضغط البخار أقل من القيمة المحددة، فسوف يتسبب ذلك في تشغيل الغلاية التي تعمل بالزيت، مما يضيف استهلاكًا إضافيًا للوقود.
(4) منفاخ مساعد.
إن تقليل سرعة المحرك الرئيسي سيؤدي حتما إلى تقليل سرعة الشاحن الفائق، مما يؤدي إلى تقليل ضغط التنظيف.
عندما يكون ضغط التنظيف أقل من القيمة المحددة، ستعمل المنفاخة المساعدة بشكل متقطع، مما يؤدي إلى زيادة في حمل المولد، وحمل تأثير على شبكة الطاقة في لحظة بدء التشغيل، مما سيؤدي إلى فقدان الطاقة للسفينة بأكملها.
كما أن انخفاض ضغط التنظيف سيؤدي أيضًا إلى تفاقم الاحتراق.
ثالثا، التدابير المضادة للحمل المنخفض طويل الأمد للمضيف
1. ضبط معدل ملء زيت الأسطوانة
(1) القيمة الأساسية المحددة لمعدل ملء زيت الأسطوانة. تعتمد السفينة على مزيت ميكانيكي من إنتاج شركة Jensen. وفقًا لتعليمات الشركة المصنعة للمحرك الرئيسي، يتم ضبط معدل الحقن عند MCR
QMCR٪7b٪7b0٪7d٪7dBSPMCR ٪2f(1000C٪cf٪81) (2)
معادلة:
QMCR هو معدل حقن الوقود المحدد، L /d؛
BS هي نقطة الضبط الأساسية، والتي يتم ضبطها عند 1.1 جرام/(كيلووات·ساعة) حسب توجيهات المالك؛
PMCR هي طاقة الخرج عندما تكون MCR، عندما تكون سرعة المضيف 89.0 دورة/دقيقة، تكون الطاقة 10316 كيلو وات؛
C هو عدد الاسطوانات، هذه السفينة تحتوي على 6 اسطوانات؛
ρ هي كثافة زيت الأسطوانة، وتستخدم السفينة زيت الأسطوانة BN 70،
الكثافة حوالي 0.9343 كجم / لتر عند 15 درجة.
وفقًا للحساب، معدل التعبئة QMCR=48.6L /d.
(2) يتغير معدل ملء الزيت مع سرعة المحرك الرئيسي.
الحفاظ على القيمة الأساسية المحددة دون تغيير، سوف ينخفض معدل ملء زيت الأسطوانة بشكل متناسب مع انخفاض سرعة المحرك الرئيسي، صيغة الحساب هي
جزء Q=جزء QMCRn /nMCR(3)
إذا تم ضبط سرعة المحرك الرئيسي على 72.3 دورة/دقيقة، فإن معدل حقن زيت الأسطوانة هو Q72.3=39.5 لتر/يوم، واستهلاك زيت الأسطوانة اليومي هو QD=6Q72.3=236.8 لتر/يوم، وهو ما يتوافق مع القيمة المقاسة الفعلية.
(3) ضبط معدل الملء مع تغير الحمل.
في الوقت الحاضر، تم تجهيز بعض موديلات MAN B&W بأنظمة تشحيم زيت الأسطوانة التي يتم تعديلها باستخدام MEP (الضغط الفعال المتوسط)، ويتم تعديل معدل ملء زيت الأسطوانة بنسبة تتراوح بين 40% إلى 100% MEP.
إذا لم يكن المحرك الرئيسي مجهزًا بهذا النظام، فيمكنك ضبط معدل الوقود يدويًا.
صيغة حساب معدل الملء المعدل وفقًا لـ MEP هي
جزء Q=جزء QMCRP /PMCR(4)
في الصيغة:
الجزء P هو متوسط الضغط الفعال تحت الحمل الجزئي. وفقًا للاختبار، يكون 10.7 ميجا باسكال عندما تكون سرعة المضيف 72.3 دورة/دقيقة.
PMCR هو متوسط الضغط الفعال عند MCR، والذي، وفقًا للاختبار، هو 17.9 ميجا باسكال.
وفقًا لطريقة تعديل MEP، عندما تكون سرعة المضيف 72.3 دورة في الدقيقة، يكون استهلاك زيت الأسطوانة QD 174.6 لترًا / يوم، أي أنه يمكن تعديل استهلاك زيت الأسطوانة من 236.8 لترًا / يوم إلى 174.6 لترًا / يوم، ولكن ليس أقل من 40% من القيمة الأساسية المحددة (19.4 لترًا / يوم).
وفي الواقع، تم اعتماد نهج أكثر تحفظًا على متن الطائرة لضبط استهلاك زيت الأسطوانة من 240 لترًا يوميًا إلى 200 لترًا يوميًا.
بعد الوصول إلى الميناء، وفقًا لفحص ميناء التنظيف، لا يزال معدل حقن الزيت كبيرًا، ويمكن تقليله بشكل مناسب.
ومن الواضح أن من المفيد خفض تكلفة تشغيل السفينة.
2. تقليل تراكم الكربون
من أجل تقليل تراكم الكربون، ومنع تآكل غرفة الاحتراق، وضمان الاحتراق الجيد، يتم زيادة درجة حرارة الكنس إلى 41 ~ 43 درجة قدر الإمكان؛
يتم ضبط درجة حرارة مياه تبريد بطانة الأسطوانة على حد مرتفع يتراوح بين 82 ~ 83 درجة (إنذار 85 درجة)، مما يساعد على الاحتراق ويقلل من التآكل؛
تقصير دورة صيانة صمام العادم والحاقن، وخاصة أن تأثير الذرة للحاقن يكون ضعيفًا عند التشغيل بسرعة منخفضة، ويجب صيانته بشكل متكرر لضمان الاحتراق الجيد؛
يتم تسريع المحرك الرئيسي إلى 82 دورة في الدقيقة مرتين يوميًا لمدة ساعة واحدة من أجل تنظيف تراكم الرماد في قناة العادم؛
عندما يتسارع المحرك الرئيسي، يتم تعزيز نفخ السخام في غلاية غاز العادم.
في نفس الوقت، يتم تنظيف نهاية غاز العادم للشاحن الفائق جافًا، ويتم غسل نهاية الهواء المضغوط لتقليل تراكم الكربون والرماد في الشاحن الفائق.
3. التحكم في استهلاك البخار
التحكم في استهلاك البخار وإغلاق أنابيب البخار للمعدات التي لا تحتاج إلى التدفئة، بما في ذلك أنابيب البخار المصاحبة لبعض خطوط الوقود؛
أغلق صمام تسخين خزان الزيت قدر الإمكان لضمان تلبية متطلبات التدفئة لنظام الوقود للمحركات الرئيسية والمساعدة وتجنب بدء تشغيل غلاية الزيت.
4. التحكم في الحد الأدنى لضغط التنظيف
قم بالتحكم في الحد الأدنى للحمل للمحرك الرئيسي، وخاصة في ظل ظروف الحمل الخفيف، ولا تدع ضغط التنظيف أقل من قيمة ضبط البداية للمنفاخ المساعد.
إذا لزم الأمر، يمكن وضع المنفاخ المساعد في وضع التحكم اليدوي، أو خفض إعداد بدء المنفاخ المساعد، ولكن قد يؤدي ذلك إلى احتراق غير كامل، ويجب مراقبة العادم عن كثب. تعزيز الفحص والصيانة اليومية للمنفخات المساعدة.
رابعا - الملاحظات الختامية
في عملية التحميل المنخفض للمحرك الرئيسي، من أجل الحصول على أفضل ظروف العمل، يمكنك أيضًا ضبط نسبة الضغط وزاوية تقدم الحقن وما إلى ذلك، ولكن السفينة العاملة الفعلية لا تستطيع ضبط معلمات المحرك الرئيسي حسب الرغبة، ومالك السفينة غير راغب في تشغيل المحرك الرئيسي لفترة طويلة تحت الحمل المنخفض.
وبالفعل، وبموافقة مالك السفينة، حققت السفينة سرعة اقتصادية قدرها 72 دورة في الدقيقة من هذه الرحلة، وأظهرت نتائج تشغيل العديد من الرحلات أن معايير تشغيل السفينة ظلت في حالة جيدة.