- typische samenstelling uitlaatgasemissies: - traaglopende dieselmotor fig middelsnellopende dieselmotor fig 151

Transcriptie

1 Luchtpollutie door uitlaatgassen - typische samenstelling uitlaatgasemissies: - traaglopende dieselmotor fig middelsnellopende dieselmotor fig emissies scheepsdieselmotoren t.o.v. totale emissies: NO X 7% SO 2 4% CO 2 2% - IMO reglementering vanaf (motor Pe > 130 kw) fig verbeteringen voor NO X emissies: (fig 153) - primaire (in cilinder) maatregelen - secundaire (uitlaatgas behandeling) - primaire maatregelen: (max. verbrandingstemperatuur verminderen) - watertoevoer: rechtstreeks of emulsie - brandstofinjectie: late injectie, optimalisatie brandstofstraal - aanzuiglucht: intercooling, EGR, inlaatlucht - humidificatie - cyclus:,, boost - secundaire maatregelen: - SCR - partikels, roet, rook - PM fractie = mengsel van gedeeltelijk en onverbrande KWS, zwavelverbindingen, assen en koolstofdeeltjes (roet) zuigermotoren 9 slide 1

2 Smeerolie en smering Smeersystemen: DROOG CARTER! kruiskopmotoren: - gescheiden smering: pakkingbus fig fig 155 schema smeeroliesysteem grote 2-takter - uit DB tanks nog parallelle kring naar centrifuges totaal volume 1,5 à 2 x per dag gereinigd motoren met trunkzuigers: - motoren met 3500 RI s en meer cilindervoering zuur bestendig - middelsnellopers: normaal verbruiksmering voor cilinders - carterolie hogere TBN dan 2-takters Smeeroliën - carterolie van tweetakt diesel (grote traaglopers) - SAE 30, TBN 5 à 10, addit. (roest, oxid., schuim) - 1 à 2 kg olie per epk; nooit afgelaten, wel suppletie - oliegekoelde zuigers: SAE 30, TBN 5 à 10,, detergentie i.v.m. afzettingen in hete punten zuigermotoren 9 slide 2

3 Praktische aspecten van marinesmering centrifuges: - in parallel met smeerkringloop (1 à 2 x per dag totaal olievolume) - centrifuges werken op densiteitverschil kunnen water elimineren - filters werken op afmetingen kunnen geen water elimineren voorverwarmen van olie in tanks: - gebeurt met indirect systeem niet met weerstandselementen verdampen, kraken, cokes schuimvorming: - luchtdruppels gescheiden door oliefilm - waar onderdruk van pomp groot en ondichtheden - problemen van aanzuigingen water: - kleine druppels agglomereren door opwarmen tot 120 C - daarna afscheiden in centrifuges - water doet sommige dopes neerslaan, het vermindert de smerende eigenschappen en verhoogt de viscositeit doorspoelen: in nieuwe machine; doorspoelen met olie op 40 C na plaatsen van fijn gaasfilters elimineren: metaalbraampjes, roest, verf,. analyse olie: - analyse dienst van olie mij. - visc. - vlampunt - % H 2 O - TBN - metalengehalte zuigermotoren 9 slide 3

4 Koeling (1) - tweetaktmotor: 1. fig friswater 3 parallelle circuits 3. voorverwarmen met koelwater hulpdiesels (of stoom) 4. expansievat voor friswater 5. friswater met thermostaat - intrede temp. constant - vlugge opwarming 6. zeewater naar ladingslucht en olie om zeewatercorrosie tegen te gaan, één grote zeewaterinstallatie: één groep filters, één groep pompen, korte pijpen, en één grote platen warmtewisselaar (fig 157) op nieuwe binnenschepen systeem met BUN-koelers (fig 158) zuigermotoren 9 slide 4

5 Koeling (2) - cilinderkoeling: (+ kopstuk - uitlaatklep - gasturbine) - koelwatertemperatuur niet te laag o vermijden condensatie zwavelzuurdampen o beperken koelerafmetingen - koelwatertemperatuur niet te hoog o smeerolie verliest smerende eigenschappen o materiaalsterkte gaat verloren o machinekamer warmt te veel op uitredende temperatuur ca 85 C - om thermische spanningen te beperken )t = (t uit - t in ). 5 à 10 C - zuigerkoeling: beperken van: - materiaalspanningen - afzettingen (klemmen) in zuigerveergroeven - hoge temperatuurcorrosie - injectorkoeling: o nauwkeurige beheersing t en )t o meestal gescheiden koelcircuit; om bij lekken de ganse hoeveelheid friswater niet te vervuilen zuigermotoren 9 slide 5

6 Koeling (3) - olie- en ladingsluchtkoeling: o zeewater mag alleen gebruikt worden bij lage temp. bij hoge temperaturen geeft zeewater: corrosieproblemen hardheidsproblemen o ladingslucht na compressor terug tot 42 à 43 C o olie koelen tot ca 40 C - bescherming tegen bevriezen, cavitatie, corrosie o bevriezen: $ lage punten met afsluiter (aflaten) $ glycol toevoegen o cavitatie: $ hoog gelegen ontlucht-expansievat $ van uit expansievat, brede rechte pijp naar zuigzijde pomp o corrosie: $ gedistilleerd water $ ontluchting circuit $ beschermde bekleding (zinklaag) $ additieven ALKALISCH maken (natriumbichromaat, natriumnitraat) BESCHERMENDE FILM :oplosbare oliën - recuperatie van koelwarmte: o verwarming lokalen, brandstof, cargo, friswater productie o absorbtie koelmachines,. zuigermotoren 9 slide 6

7 Oplading: drukvulling - alleen nog turbooplading - nu courant 300% oplading gelijkdruk oplading: - hoog turbine rendement (gelijkmat. bestuiving) - slecht rendement van de groep bij deellast - beter motorrendement impuls- of stootoplading: - goed rendement van de groep bij deellast - snelle reactie op belastingsveranderingen - minder goed motorrendement keuze van oplaadsysteem - motoren met korte antwoordtijd: elektrogeengroep, tractiemotoren, stand-by groepen IMPULSSYSTEEM nu - scheepspropulsie GELIJKDRUKSYSTEEM o antwoordtijd motor << schip o schepen meestal op vollast en dan is 0 geldruk $0 impuls o gelijkdruk lagere b e dan impuls (minder tegendruk in motor uitlaat) grote tweetakters: gel. druk geassisteerd elektr. blazer fig 159 grote viertakters: gel. druk zonder assistentie: moderne turbogroepen hebben hoog rendement en 4-takters hebben minder spoelvermogen nodig zuigermotoren 9 slide 7

8 Nakoeling - doel: o D o therm. belasting motoronderdelen - koperlegering buizen: corrosie (zeewater!) duur - effectiviteit = T lucht,in ΔT T lucht water,in max 80 % T lucht 42 à 43 C - vermijden condensatie niet lager - H 2 SO 4 corrosie van segment - bij gebruik van low grade fuel lucht terug opwarmen bij deellast (P e < 0.45 P max ) om ontstekingsproblemen tegen te gaan - schepen in hete vochtige gebieden waterafscheider (T lucht < verzadigingstemperatuur) Vervuiling van de turbogroep compressor: - stofdeeltjes p e,comp - oliedampen m c T uitl - zoutafzettingen 0 comp turbine: vervuilen - zware brandstof tegen - λ < 1.8 druk P turbo - deellast en lage temp zuigermotoren 9 slide 8

9 Karakteristieken van moderne turboladers p2 voornaamste parameters: p 1 en 0 globaal p 2 p 1 - = 2.8 tot 3.5 voor tweetakters 3.2 tot 4 voor viertakters - 0 globaal : is sterk verbeterd vooral bij deellast fig 161 effect op motor: - P e - T wand - b e b e wegens: - kleinere hoogte inlaatpoorten - kortere openingstijd uitlaatklep - minder tegendruk - kleinere hulpblazers die pas in werking komen bij kleiner vermogen - overmaat energie naar: vermogen turbine warmte recuperatie zuigermotoren 9 slide 9

10 Tweetrapsoplading 1. ééntrapsoplading tot 4/1 2. speciale motoren met zeer hoge p e p max beperkt!, en tweetrapsoplading moeilijk te starten hoger verbruik Pielstck PC2-5-BTC fig 162 p opl = 4.3 bar p e = 22.5 bar, = hyperbar motoren p e = 30 bar; p opl 5/1;, = 7 p max = 150 bar geeft stabiele werking bij p e >>> en n <<< nadeel: zeer hoog verbruik zuigermotoren 9 slide 10

11 Aanpassen v/d turbogroep aan motor - normaal: bij belastingverandering wordt STABIEL als n mot. meer brandstof T uitl. P turbine massa lucht maar n mot. dus meer debietafname - fig 163 pompen is meest te vrezen p e > en n mot. < (pompen als tegendruk > dan compressordruk) kan zeer brutaal worden harde kloppen - pompgrens ligt in gebied van hoog compressorrendement om veiligheid te hebben goede aanpassing o motorgegevens aan turboconstructeur p e, n, drukken, luchtdebieten, kleptiming,. o turboconstructeur rotoren en diffusoren bv. 8- tal huizen v/d compressor rotoren en straalpijpen van de turbine 1 combinatie; die nog verder aangepast - binnendiameter diffusor en aantal schoepen - uitlaatgasdoorstroomsectie - klepoverlapping en vooruitlaat zuigermotoren 9 slide 11