Оценка эффективности топливоподготовки на судах, использующих в качестве топлива сжиженный природный газ

Темой обзорного исследования является анализ качества газовой топливоподготовки и ее специфики ввиду широкого распространения СПГ в качестве топлива для судовых двигателей внутреннего сгорания. Задачей данной статьи является рассмотрение современных систем газовой топливоподготовки и проведение анализа качества их работы. Целью работы является определение наиболее важных параметров газового топлива, влияющих на стабильность рабочего процесса судовых двухтопливных двигателей, и способы их поддержания в заданных пределах. Оценка эффективности газовой топливоподготовки осуществлялась на основе эксплуатационных данных полученных на борту судна-газовоза. Сбор данных осуществлялся в нестандартных условиях эксплуатации, что позволило оценить качество получаемого газового топлива при изменяющейся во времени композиции исходного природного газа. Для анализа полученных данных применялось современное программное обеспечение, используемое ведущими разработчиками судовых дизельных двигателей (Wärtsilä Methane Number Calculator, AVL BoostTM и статистические пакеты Python 3). Результаты анализа были аппроксимированы для систем газовой топливоподготовки судов, использующих природный газ в качестве топлива, но не являющихся газовозами. Данная аппроксимация производилась с учетом конструктивных особенностей систем газовой топливоподготовки, так как специфика конструкции накладывает определенные ограничения на применимость полученных в результате предшествующего анализа выводов. Также в работе уделено внимание вопросам накопления в бункерных танках остаточных тяжелых углеводородов, избыточное количество которых может негативно сказываться на качестве газового топлива. Так как универсального способа решения данной проблемы не существует, были выдвинуты общие предположения о возможных способах утилизации остаточных тяжелых углеводородов. 

1. LNG bunker fuel prices [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://sea-lng.org/lng-bunker-fuelprices/ (дата обращения: 30.04.2023).

2. Emission Control Areas (ECAs) designated under MARPOL Annex VI [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://www.imo.org/en/OurWork/Environment/Pages/Emission-Control-Areas-(ECAs)-designated-underregulation 13 of-MARPOL-Annex-VI-(NOx-emission-control).aspx (дата обращения: 30.04.2023).

3. International Code of Safety for Ship Using Gases or Other Low-flashpoint Fuels (IGF Code) [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://www.imo.org/en/ourwork/safety/pages/igf-code.aspx (дата обращения: 30.04.2023).

4. Global fleet [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://sea-lng.org/why-lng/global-fleet/ (дата обращения: 30.04.2023).

5. 2021 was a record year for LNG fueled ships, says DNV [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://safety4sea.com/2021 was-a-record-year-for-lng-fueled-ships-says-dnv/ (дата обращения: 30.04.2023).

6. Tomasz Wlodek MSc P. E. Safety aspects of different composition liquefied natural gas storage processes / P. E. Tomasz Wlodek MSc // International Multidisciplinary Scientific GeoConference: SGEM. — 2016. — Vol. 4. — Pp. 167–174.

7. Operational experience of the 51/60DF from MAN Diesel &Turbo [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://dl-manual.com/doc/operation-manual-mz7811jprpo7 (дата обращения: 30.04.2023).

8. Rosemount™ 700XA Gas Chromatograph [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://www. emerson.com/en-us/catalog/rosemount 700xa-gas-chromatograph (дата обращения: 30.04.2023).

9. Коэффициент корреляции Пирсона [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://www.codecamp. ru/blog/pearson-correlation-coefficient/ (дата обращения: 30.04.2023).

10. seaborn.PairGrid [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://seaborn.pydata.org/generated/ seaborn.PairGrid.html (дата обращения: 30.04.2023).

11. Wärtsilä Methane Number Calculator [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://www.wartsila. com/marine/products/gas-solutions/methane-number-calculator (дата обращения: 30.04.2023).

12. BOOSTTM. Users Manual Version 2017. — AVL List GmbH Graz, Austria, 2017. (License Agreement for Use of the Simulation Software AVL BOOSTTM between Admiral Makarov SUMIS and AVL List GmbH, 2019).

13. DH-FGSS MEGI/XDF/DFDE [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://www.dh.co.kr/ebook/ leaflet_marine_DH-FGSS/index.html#page/1 (дата обращения: 30.04.2023).

14. The sophisticated world of LNG [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://www.man-es.com/ docs/default-source/document-sync/lng-gas-supply-and-bunker-systems-eng.pdf?sfvrsn=b32d2eb5_1 (дата обращения: 30.04.2023).

15. LNG Fuel Gas Supply System [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://www.kongsberg.com/ contentassets/63bb1708808b4ece9f2bd9190edd49ac/468252_lng-fuel-gas-supply-system_091020.pdf (дата обращения 30.04.2023).

16. LNG fuel gas supply system (FGSS) [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://marineservice-noord.com/en/products/alternative-fuels-and-technologies/lng/fuel-gas-supply-system/ (дата обращения: 30.04.2023).

17. LNG fuel gas supply system (LNG FGSS): components [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://www.mhi.com/products/ship/fgss_components.html (дата обращения: 30.04.2023).

18. Wärtsilä LNGPac [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://www.wartsila.com/marine/products/ gas-solutions/lng-as-fuel/lngpac (дата обращения: 30.04.2023).

19. Ott M. The 2 stroke low-pressure dual-fuel technology: from concept to reality / M. Ott, I. Nylund, R. Alder, T. Hirose, Y. Umemoto, T. Yamada // The 28th CIMAC World Congress 2016, Helsinki, Finland. — CIMAC, 2016. — Paper No. 233.

20. ME-GA — The latest dual-fuel MAN B&W two-stroke engine [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://www.man-es.com/docs/default-source/document-sync/me-ga-eng.pdf?sfvrsn=b8afb1ad_3 (дата обращения: 30.04.2023).

21. Dual fuel engines [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://www.wartsila.com/marine/products/ engines-and-generating-sets/dual-fuel-engines (дата обращения: 30.04.2023).

22. Providing the flexibility neded for reliable power generation [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://www.man-es.com/energy-storage/products/dual-fuel-engines (дата обращения: 30.04.2023).