Лариса Юрьевна Волкова – кандидат технических наук, доцент кафедры судовых энергетических установок и теплоэнергетики
Калининград
Larisa Yu. Volkova – PhD in Engineering, Associate Professor of the Department of Ship Power Plants and Heat Power Engineering
Kaliningrad
Кирилл Сергеевич Дорош – аспирант кафедры судовых энергетических установок и теплоэнергетики
Калининград
Kirill S. Dorosh – post-graduate student of the Department of Ship Power Plants and Heat Power Engineering
Kaliningrad
В статье рассмотрены особенности устройства и функционирования системы газоподачи в двухтактные двигатели внутреннего сгорания на примере системы впрыска газа под высоким давлением от компании MAN B&W. Обозначены главные методики использования газа в качестве основного вида топлива для танкеров-газовозов. Детально описан процесс распределения отпарного газа на судовых потребителей посредством использования многоступенчатых поршневых компрессоров высокого давления. Указаны основные отличия систем двигателей с впрыском газа от обычных электронных двигателей серии ME-C. Приведен анализ механизмов образования оксидов азота, представлена методика расчета посредством интегрального уравнения, применение которого является фундаментальным для последующего использования в математических моделях расчета для двутопливных двигателей. Рассмотрена расширенная термическая модель формирования оксидов азота (модель Зельдовича), выведены формулы расчета констант скорости реакции для механизма Зельдовича. На основании указанных формул и уравнений C-O-H, состоящих из окисления и реакций диссоциации водорода и кислорода, получено уравнение равенства системы, из которого при уточнении отношения концентрации оксида азота к его равновесному значению и скоростей реакции выведено интегральное уравнение для расчета количества оксидов азота. Отражены результаты многозонного расчета оксидов азота при различных нагрузках двигателя MAN 6S70 ME-GI (25, 50, 75, 100 %) на двутопливном и однотопливном режимах. Показано, что наибольшие выбросы производятся в момент запала пилотного (воспламеняющего) топлива.
This article shows basic features of the gas supply system in twostroke dual-fuel engines with a high-pressure gas injection system from MAN B&W. The main methods of using gas as the main fuel for LNG tankers have been considered. Distribution of boil-off gas to ship consumers through the use of high-pressure multistage reciprocating compressors is described. The main differences between gas injection engine systems and conventional electronic engines of the ME-C series are indicated. The article presents the analysis of the mechanisms of nitrogen oxides formation; a calculation method is presented using an integral equation. An extended thermal model for the formation of nitrogen oxides (the Zeldovich mechnism) has been considered, formulas for calculating the reaction rate constants for the Zeldovich mechanism have been developed. According to the equation, when refining the ratio of the nitrogen oxide concentration to its equilibrium value and the reaction rates, an integral equation has been obtained for calculating the amount of nitrogen oxides. The paper shows the results of the multi-zone calculation of nitrogen oxides at various loads of the MAN 6S70 ME-GI engine (25%, 50%, 75%, 100%) in dual-fuel and single-fuel modes. It is shown that the largest emissions are produced at the moment of pilot fuel ignition.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.