3、 双燃料电力推进系统(DFDE)

2002年,法国燃气公司与法国大西洋船厂签订了世界上第一艘采用双燃料电力推进系统(DFDE)的LNG运输船,舱容74000立方米,在2003年又签订了1艘153500立方米DFDELNG运输船,自此,DFDE成为LNG运输船的“新宠”,短短数年间建成的和投放订单的DFDE电力推进系统LNG运输船已过百艘。

DFDE由多台双燃料四冲程中速发动机带动发电机组产生电能,提高了动力冗余性,电动马达驱动螺旋桨进行推进,多台双燃料发电机组可以进行不同的组合以达到最佳负载分配,综合推进效率高达43%。同时,DFDE方案不需要额外配备发电装置,显著减少了船上设备数量。全球各大发动机供应商如曼恩、瓦锡兰等都已成功推出成熟的双燃料中速机型。

4、超级蒸汽透平推进系统(UST)

在DRL和DFDE渐成LNG运输船新的主流推进系统时,三菱重工(MHI)重启了对蒸气透平发动机的优化,研发了超级蒸汽透平(UST)。UST采用了一种再加热循环的方法将高压透平(HPTurbine)排出的废蒸汽再加热至锅炉过热器出口温度并引入中压透平(IPTurbine),高压透平和中压透平共用1根轴,低压透平(LPTurbine)独立使用1根轴,2根轴与同1个齿轮箱啮合输出动力。UST在保留传统蒸汽透平可靠、易维护等优点的基础之上将效率提高15%,达到柴油机水平,同时CO2、NOx、SOx排放降低15%,预计使用寿命超过40年,在经济性和环保性上极具竞争力。韩国现代船厂为马来西亚国际航运公司(MISC)建造的5艘150200立方米LNG运输船便选择了UST。

5、双燃料二冲程低速主机推进系统

为进一步提高推进效率,降低运营成本,业界又将目光转向双燃料低速主机推进系统。双燃料二冲程低速机的热效率高,主机通过传动轴直接连接螺旋桨,降低了中间能量损耗,相比DFDE,初始投资和营运成本降低。应用于市场的双燃料二冲程低速主机现主要有MANME-GI(M-type,Electronically Controlled,Gas Injection Engine)和温特图尔(WinGD)X-DF两家机型。

MANME-GI双燃料主机采用缸内高压燃气直喷技术,即通过加压装置把燃气压力增至250~300bar,经由燃气喷射阀将高压燃气直接喷入气缸。2016年,全球首艘配备ME-GI双燃料主机的174000立方米CreoleSpirit号LNG运输船正式交付,船长295米,在19.5knot的营运航速下单日耗油量仅为110吨。MANME型发动机可通过改装升级为ME-GI,卡塔尔的14艘Q-max和31艘Q-flexLNG运输船都采用了MANME主机,2015年,266000立方米Rasheeda号将主机升级为ME-GI,并在之后的营运中对ME-GI在Q-max上的应用进行技术和经济性研究,以决定是否对船队中的其他LNG运输船进行ME-GI升级。

ME-GI的劣势是在燃气模式下采用狄塞尔循环(DieselCycle),缸内温度较高,与采用奥托循环(OttoCycle)的低压双燃料发动机相比,NOx减排效果有限,需额外配备后处理装置以满足NOxTierIII的排放标准。

WinGDX-DF低压双燃料主机采用缸内低压喷射技术,无需使用高压压缩机,降低了能量消耗、设备投资和维护成本,可靠耐用,燃烧原理为奥托循环,无需配备后处理装置便可以满足NOx TierIII排放标准,兼顾经济性的同时更加环保。2016年,韩国SK海运180000立方米LNG运输船便配备了WinGD5X72DF发动机。

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