Аттестационная работа (ИАР/ВАР) на тему Использование сжиженного природного газа (СПГ) в качестве топлива для дизельных энергетических установок судов — газовозов.

Содержание:

Актуальность исследования
обусловлена тем, что локализация месторождений газа часто не совпадает с
ведущими рынками его потребления. Страны, имеющие большие запасы газа и низкий
внутренний спрос, нацелены на монетизацию своих газовых ресурсов. В тех
случаях, когда строительство трубопровода от поставщика к потребителю является
экономически (а то и политически) невыгодным, сжижение природного газа
становится одним из путей достижения поставленной цели, при этом СПГ
доставляется потребителям на судах-газовозах, судовые энергетические установки
которых потребляют значительное количество судового топлива.  Возможность использования перевозимого газовозами
в грузовых танках СПГ непосредственно в качестве судового топлива позволяет получить
значительные экономические и технологические выгоды, по сравнению с вариантами
использования других типов бункерного топлива.

Цель работы –
рассмотрение вопросов использования сжиженного природного газа (СПГ) в качестве
топлива для дизельных энергетических установок судов – газовозов.

Задачи работы:

— выполнить литературный
обзор по теме исследования;

— сформулировать особенности
перевода судовых дизельных энергетических установок на сжиженный природный газ;

— изучить перспективы использования
сжиженного природного газа в качестве топлива для дизельных энергетических
установок судов–газовозов.

Введение:

Актуальность исследования
обусловлена тем, что локализация месторождений газа часто не совпадает с
ведущими рынками его потребления. Страны, имеющие большие запасы газа и низкий
внутренний спрос, нацелены на монетизацию своих газовых ресурсов. В тех
случаях, когда строительство трубопровода от поставщика к потребителю является
экономически (а то и политически) невыгодным, сжижение природного газа
становится одним из путей достижения поставленной цели, при этом СПГ
доставляется потребителям на судах-газовозах, судовые энергетические установки
которых потребляют значительное количество судового топлива.  Возможность использования перевозимого газовозами
в грузовых танках СПГ непосредственно в качестве судового топлива позволяет получить
значительные экономические и технологические выгоды, по сравнению с вариантами
использования других типов бункерного топлива.

Цель работы –
рассмотрение вопросов использования сжиженного природного газа (СПГ) в качестве
топлива для дизельных энергетических установок судов – газовозов.

Задачи работы:

— выполнить литературный
обзор по теме исследования;

— сформулировать особенности
перевода судовых дизельных энергетических установок на сжиженный природный газ;

— изучить перспективы использования
сжиженного природного газа в качестве топлива для дизельных энергетических
установок судов–газовозов.

Заключение:

В рамках выполненной
работы были решены все поставленные задачи. В рамках литературного обзора изучены
экологические, экономические и инфраструктурные предпосылки использования
сжиженного природного газа в качестве моторного топлива для судов-газовозов, обоснована
актуальность работы.

Подробно рассмотрены особенности
перевода судовых дизельных энергетических установок на сжиженный природный газ.
Приведены характеристики и особенности рабочего процесса газодизельного двигателя,
включая газодизели с внешним и внутренним смесеобразованием. Приведен анализ
современных подходов к созданию судовых мало- и среднеоборотных газодизельных
двигателей.

Даны характеристики
основных типов судов–газовозов и судовых газодизельных двигателей, приведены перспективы
использования СПГ в качестве топлива для мало- и среднеоборотных главных
двигателей на судах–газовозах.

В ходе изучения влияния малооборотных двухтопливных ГД на
экономичность и экологичность СЭУ посредством расчета конструктивного
коэффициента энергоэффективности, сделаны следующие выводы.

Оснащение СЭУ больших стандартных газовозов
малооборотными двухтопливными ГД обеспечивает значи­тельный прирост их
энергетической эффективности (при одинаковой скорости хода — на 10% и более). Малооборотные
ГД позволяют, в среднем, повысить эксплуатационную скорость хода больших
стандартных га­зовозов на 1,5-2 уз.

Наибольшую универсальность по диапазону технических
характеристик, требуемых СПГ-танкерами данного класса, показывают ГД
типоразмерного ряда фирмы MAN Diesel & Turbo. Наибольшую энергетическую
эффективность по газовозам рассмотренного класса обеспечивают малооборотные ГД
фирмы Winterthur Gas & Diesel.

Для энергетических установок газовозов со
среднеоборотными ГД, последней разработкой корпорации Wartslia является
двигатель 50 DF, который может работать на трех видах топлива — природном газе,
дизельном топливе и мазуте. Первоначально двигатель создавался для судового
применения, а в настоящее время он используется в составе электростанций.

Техника безопасности
использования сжиженного природного газа изучена на примере конструкции системы питания и схема ее
взрыво-пожаробезопасности газодизеля фирм MAN-B&W и Mitsui, которая имеет
ряд изменений по сравнению с двигателем, предназначенным для работы только на
тяжелом топливе.

Фрагмент текста работы:

1. Литературный обзор 1.1 Сжиженный природный газ как судовое топливо

В водах мирового океана находятся более 60 тысяч
судов. 162 из них, по данным Классификационного общества Det Norske Veritas
(DNV), работают на сжиженном природном газе. В компании DNV рассчитывают, что
до 2025 г. на сжиженный метан могут перевести 1000 кораблей.

Мировым лидером в области газификации водного
транспорта является Норвегия. К портам этой страны приписаны 69 % всех
метановых судов мира. Активно развивается газовый флот Китая. К 2030 году в
этой стране планируется иметь 150 морских и речных судов на СПГ.

Морское судоходство наносит большой вред окружающей
среде. Корабли сжигают тяжелое топливо и выделяют большое количество частиц
сажи, оксиды серы и оксиды азота, которые опасны как для здоровья, так и для
окружающей среды. Плюс ко всему негативный баланс оксида углерода —
приблизительно миллиард тонн или 4,5% мирового выброса двуокиси углерода [1].
Борьба за нулевые выбросы идет по всем направлениям. С 2015 года ограничено
содержание серы в судовом топливе. В 2016 — для новых кораблей ограничено
содержание оксидов азота.

В Стратегии мобильности и топлива Федерального правительства Германии
природному газу как горючему для кораблей посвящена отдельная глава. «Сжиженный
природный газ рассматривается как многообещающее альтернативное топливо для
судоходства — в том числе для внутреннего судоходства», — говорится в
Стратегии. Классификационное общество Det Norske Veritas (DNV), осуществляющего
в определенном смысле функции технического надзора для кораблей, поддерживает
идею перевода судов на газовое топливо.