Морской транспорт и СПГ

Дизельные силовые установки на морском транспорте существуют уже почти целое столетие. Хоть они и имеют высокую мощность и преодолели барьер 100 тысяч лошадиных сил, они все также продолжают выбрасывать в атмосферу вредные вещества и вместе с наземными моторами «успешно» поддерживают проблему парниковых газов. Что делать. Как решить эту проблему?

Ответственность за состояние окружающей среды присуща многим — различные способы получения энергии из нетрадиционных источников понемногу расширяют круг потребителей. Для мощных силовых установок все еще применяют известные виды топлива.

Финская компания «Вартсила» известна уже более полтора века, которая развивалась как верфь, в последнее время сосредоточилась на изготовлении дизель-генераторов, которые стали основными средствами для получения электроэнергии на морском транспорте. Они установлены на различных типах судов — от речных буксиров до огромных круизных лайнеров.

Не так давно компания Wärtsilä разработала новый тип дизельного двигателя, который может работать на двух видах топлива — дизельном и сжиженном природном газе (СПГ). Именно использование газа позволяет уменьшить опасные выбросы, поэтому такой газ называют «зеленым». Природный газ является смесью различных газов, среди которых наибольший процент принадлежит метану.

Со временем такой газ научились сжижать. При одинаковых объемах он в 600 раз более энергоемкий, чем такой же, но не сжиженный. Технология транспортировки также претерпела значительные изменения — были созданы суда-газовозы, успешно доставляющие «голубое» топливо по всему миру. Потери от естественного испарения «собирали», охлаждали и снова пытались подавать в танки. Вскоре такой газ научились сжигать в двигателях.

Использование для работы двигателя СПГ требует учета его особенностей — преобразование из сжиженного состояния непосредственно в газ, повышенный уровень техники безопасности и надежность всей силовой установки.

Уникальной особенностью двухтопливных (DF) дизелей Wärtsilä является возможность использовать природный газ и дизельное биотопливо, что делает выбор источника
энергии чрезвычайно гибким.

Учитывая ограничения по составу выхлопных газов, переход от существующих видов топлива на СПГ способствует:

• уменьшению выбросов углеводорода на 20% благодаря меньшему количеству углерода в составе газа относительно обычного жидкого топлива;
• выбросы газов азотной группы уменьшены примерно на 80% благодаря особенностям процесса сгорания, введенного в двухтопливных дизелях;
• выбросы газов серной группы полностью отсутствуют, поскольку природный газ не имеет в своем составе серы;
• некоторых малых частиц выбросов практически не существует благодаря эффективному процессу сгорания СПГ;

К тому же при работе на газе двухтопливные дизели по составу отработавших газов полностью соответствуют нормам ИМО, и нет необходимости в дополнительной фильтрации.

СПГ доступен во многих портах, а при необходимости может быть доставлен фидерным газовозом. Особенно это удобно для судов, обслуживающих линии между определенными портами как, например, контейнеровозы, ролкеры, паромы, а также буксиры и прогулочные суда.

Применение газа — простой и надежный путь создания силовых установок для новых «зеленых» судов и переоборудование существующих.

Подобная силовая установка должна состоять из:

• резервуаров для хранения сжиженного газа, которые наполняются через судовые бункеровочные станции;
• двухтопливных дизель-генераторов, вырабатывающие энергию на электромоторы, вращающие гребные винты или носовые и кормовые движители;

Двухтопливные дизели, как правило, среднеоборотные четырехтактные и бывают трех типов:

• 20DF обеспечивает в зависимости от количества цилиндров (6-9) мощность 1,0-1,6 МВт;
• 34DF может иметь от 6 до 20 цилиндров и вырабатывать 2,7-9 МВт;
• 50DF может иметь от 6 до 18 цилиндров и выдавать от 5,85 до 17.55 МВт;

Сегодня компания Wärtsilä способна обеспечить всем необходимым для качественной работы установки практически любой морской транспорт. В конце 2014 года было произведено 14 установок двойного использования, а многолетний опыт компании позволяет продолжать производство силовых установок работающих исключительно на СПГ в качестве главных, что делает фирму безусловным мировым лидером в этом направлении.

первые морские суда на СПГ

Одним из первых, на котором применена газовая силовая установка, стало судно для обслуживания морских добывающих платформ «Viking Energy».

Самым интересным судном с DF-дизелем стал новейший автомобильно-пассажирский паром «Viking Grace», построенный фирмой STX Europa на финской верфи Turku Shipyard. Это самое большое пассажирское судно в мире с инновационной силовой установкой предназначенное для линии Турку — Мариехамн — Стокгольм, принадлежит финской компании Viking Line и является седьмым в составе ее флота.

на пароме «Viking Grace» установлена двухтопливная силовая установка 8L50DF Wärtsilä

Узкокаркасное судно с оптимальной гидродинамической формой имеет 12 палуб, три из которых предназначены для колесной техники. На одной из этих палуб расположены и каюты для водителей.

Судовладелец заранее планировал строительство судна с силовой установкой, которое меньше всего бы влияло на окружающее среду, одновременно заботясь о высокой степени безопасности судна. Два резервуара для хранения СПГ со сниженным давлением вместимостью по 200 куб.м расположены на открытой палубе в кормовой части. Газ легче воздуха и все возможные утечки легко выветриваются.