KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT
Động cơ tàu biển của hãng MAN (Đức) sử dụng lưỡng nhiên liệu
Động cơ tàu biển của hãng MAN (Đức) sử dụng lưỡng nhiên liệu sẽ giảm hơn 99% lượng khí thải sulphur oxit, giảm khoảng 90% lượng khí thải nitro oxit và 20% lượng carbon oxit. Qua đó, tàu sẽ đạt được các yêu cầu về lượng khí thải do Tổ chức Hàng hải Quốc tế (IMO) đề ra. Ưu điểm chính của động cơ ME-GI là tính linh hoạt khi sử dụng nhiên liệu. Bao gồm ba chế độ sử dụng nhiên liệu khác nhau:
- Vận hành nhiên liệu (NL) khí với lượng Diesel tối thiểu;
- Chỉ định vận hành nhiên liệu kép bằng cách phun một lượng NL khí cố định;
- Chế độ chỉ sử dụng Diesel.

Động cơ sử dụng nhiên liệu kép hoạt động như thế nào?

Ở chế độ hoạt động với nhiên liệu kép NL khí được nạp vào buồng đốt và được nén cao trong xilanh. Vì NL khí này không phải là một nhiên liệu nén đánh lửa tốt nên gần cuối hành trình nén, nhiên liệu Diesel được phun vào và đốt cháy, khiến NL khí bị đốt cháy. Các quá trình tiếp theo diễn ra như các động cơ thông thường. Một động cơ nhiên liệu kép có thể hoạt động trên 100% nhiên liệu diesel hoặc hỗn hợp NL khí – Diesel.



Thực tế về việc sử dụng NL khí CH4 

- Tất cả các động cơ nhiêu liệu kép có áp suất thấp đều sử dụng khí Mêtan;
- Khí Mêtan là nguyên nhân gây ra hiệu ứng nhà kính;
- Không có giới hạn nào liên quan đến việc sử dụng khí Mêtan trong các ứng dụng hàng hải;
- Giảm thiểu lượng khí Mêtan là mục tiêu chính để cải thiện hiệu suất động cơ. 



Trọng tâm cơ bản của việc phát triển hệ thống sử dụng nhiên liệu kép là độ an toàn và duy trì được độ tin cậy của động cơ qua các điều sau:

1. Khoang động cơ được an toàn với dòng NL khí nạp:
 
 

Tất cả các thành phần NL khí nạp đến buồng cháy được dẫn qua đường ống kín cùng với quạt hút. Cảm biến HC được sử dụng để phát hiện rò rỉ khí và nếu nồng độ này vượt quá mức cho phép (> 60%LEL) thì việc cung cấp khí sẽ được ngưng lại.

 

2. Các nguyên nhân dẫn đến việc tạm thời ngưng cung cấp NL khí và ngưng việc cung cấp NL khí 

- Tạm thời ngưng cung cấp: Dừng ngay việc nạp NL khí - tiếp tục vận hành với Diesel, được xử lý bởi hệ thống an toàn khí (tiếp theo là xả khí và trình tự thanh lọc khí trơ) 
- Ngưng cung cấp khí: Chuyển đổi bình thường từ chế độ NL khí sang chế độ sử dụng Diesel - tiếp tục hoạt động với Diesel, được xử lý bởi hệ thống kiểm soát khí (tiếp theo là xả khí và trình tự thanh lọc khí trơ).

 


3. Hệ thống NL khí nạp không được ảnh hưởng đến động cơ chạy trên MD/HFO

Trong trường hợp tạm thời ngưng cung cấp NL khí, việc bơm khí vào bị dừng ngay lập tức và động cơ phát ra tiếng kêu khi chuyển qua sử dụng Diesel nhưng không bị giảm tải.

Trong trường hợp ngưng cung cấp NL khí, việc nạp NL khí được đưa xuống mức tối thiểu và sau đó việc nạp NL khí được dừng lại. Tốc độ và tải động cơ được duy trì ổn định trong quá trình chuyển đổi sang sử dụng với Diesel.

4. Việc sử dụng các thiết bị điều khiển cho việc nạp NL khí là một điều cần thiết cho động cơ ME

 

5. Các chức năng kiểm soát và an toàn được đặt riêng biệt trên các thiết bị khác nhau

Một số thông tin quá trình thiết yếu được theo dõi bằng cách có hai cảm biến. Một cảm biến được theo dõi bởi một thiết bị điều khiển và cảm biến khác bởi một thiết bị an toàn. Cả hai cảm biến phải được hoạt động song song để có thể kiểm soát lương NL khí.

Nếu cảm biến gửi đến bộ phận an toàn bị hỏng thì việc tạm thời ngưng cung cấp NL khí được thực hiện và nếu cảm biến gửi đến bộ điều khiển bị hỏng thì việc ngưng cung cập nhiêu liệu khí được thực hiện.

Bơm khí được điều khiển từ bộ phận điều khiển và van kiểm soát được điều khiển từ bộ phận an toàn.

 

6. Van kiểm soát có khóa liên động với vòi phun nhiên liệu khí 

Trong trường hợp vòi phun nhiên liệu khí  bị rò rỉ, cần phải có van kiểm soát gần với vòi phun nhiên liệu khí  để tránh rò rỉ khí vào buồng đốt. 

Lượng khí giữa van kiểm soát và vòi phun nhiên liệu khí  bị giới hạn, bằng cách lắp khối khí trên nắp trên của xilanh, do đó nó sẽ không gây hại cho động cơ trong trường hợp vòi phun nhiên liệu khí  bị rò rỉ.

Áp suất khí ở giữa van kiểm soát và vòi phun nhiên liệu khí được theo dõi để phát hiện vòi phun nhiên liệu khí  bị rò rỉ hoặc van kiểm soát bị rò rỉ.

 

 

Nguồn: http://www.gard.no/Content/24305569/Dual%20fuel%20engines.pdf
Bùi Văn Tấn.
  • Anh6