1, मैन मी-सी-जी-जीआई ड्यूल ईंधन कम गति वाले इंजन की मूल अवधारणा। वर्तमान में, मैन ड्यूल ईंधन इंजन मुख्य रूप से दूसरे ईंधन के रूप में निम्नलिखित ईंधन का उपयोग करते हैं: जीआई-मेथेन गैस इंजेक्शन, जीआई-एथेन गैस इंजेक्शन, एलजीआईएम-मेथेनॉल तरल गैस इंजेक्शन, एलजीआईपी-लिकिफ़ाइड पेट्रोलियम गैस इंजेक्शन (मुख्य रूप से प्रोपेन और ब्यूटेन की एक छोटी मात्रा से बना)। इस लेख में पेश किया गया दूसरा ईंधन एक गैस ईंधन है जो मुख्य रूप से मीथेन से बना है।
1। एलएनजी तरलीकृत प्राकृतिक गैस की मुख्य विशेषताएं वर्तमान में दोहरी ईंधन इंजन के लिए पसंदीदा ईंधन हैं। इसका मुख्य घटक मीथेन है, जो वॉल्यूम द्वारा 80-85% के बारे में है। इसके अलावा, इसमें हाइड्रोकार्बन यौगिक जैसे एथेन, प्रोपेन, एन-ब्यूटेन, इसोब्यूटेन, साथ ही नाइट्रोजन, कार्बन डाइऑक्साइड, पानी, हाइड्रोजन सल्फाइड और अन्य पदार्थ भी शामिल हैं। 0 के दबाव में। हवा में मीथेन का स्व-इग्निशन तापमान (101.3kpa) लगभग 538 डिग्री है, जबकि इस राज्य में डीजल का इग्निशन पॉइंट लगभग 220 डिग्री है।
2। मैन मी-सी-जीआई का कार्य सिद्धांत: मैन-सी-जीआई टू-स्ट्रोक इंजन डीजल चक्र को अपनाता है (जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है), जो इग्निशन ईंधन (लगभग 5%) को सिलेंडर में एक निश्चित कोण पर एक निश्चित कोण पर इंजेक्ट करता है, जो संपीड़न स्ट्रोक के अंत में टॉप डेड सेंटर के पास है। छड़। इस समय, सिलेंडर में पहले जलाया गया उच्च तापमान वाली गैस सिलेंडर में इंजेक्ट किए गए उच्च दबाव वाले एलएनजी गैस को प्रज्वलित करने के लिए पर्याप्त है।
चित्रा 1: डीजल चक्र कार्य सिद्धांत आरेख: मैन मी-सी-जी-जीआई ड्यूल फ्यूल टू-स्ट्रोक इंजन ईंधन इंजेक्शन
नियंत्रण प्रणाली, पारंपरिक एमई-सी मॉडल के बुनियादी ईंधन इंजेक्शन कार्यों के अलावा, गैस ईंधन इंजेक्शन को नियंत्रित करने के लिए एक समर्पित प्रणाली भी है। इंजन के शुरुआती, लोडिंग, कम लोड ऑपरेशन और पार्किंग स्टेट्स केवल ईंधन का उपयोग करते हैं। दूसरे ईंधन को एक निश्चित लोड पर पूरी तरह से तैयार ईंधन गैस आपूर्ति प्रणाली और स्थिर इंजन संचालन की आवश्यकता होती है, इससे पहले कि इसे उपयोग में रखा जा सके। जब गैस प्रणाली की खराबी, इंजन नियंत्रण प्रणाली (ईसीएस) तुरंत गैस प्रणाली को संचालन से रोक सकती है और केवल ईंधन प्रणाली को चला सकती है।
2, दूसरा ईंधन सहायक प्रणाली
एलएनजी की बुनियादी विशेषताओं के अनुसार, यह एक विशिष्ट कम तापमान तरल है, जिसमें एक संतृप्ति तापमान (क्वथनांक) के साथ -162 के बारे में मानक वायुमंडलीय दबाव पर 5 डिग्री है। ME-GI इंजनों को 200-300 बार और 40-50 डिग्री पर उच्च दबाव वाली गैस की आवश्यकता होती है। कम-तापमान तरल से उच्च दबाव वाली गैस में ईंधन को बदलने के लिए रूपांतरण के कई चरणों की आवश्यकता होती है, और सुरक्षा और विश्वसनीयता प्राथमिक विचार हैं। उपयोग के लिए इंजन तक और अतिरिक्त गैस की वसूली के साथ -साथ पूरे सिस्टम की सुरक्षा सुरक्षा के लिए, स्टोरेज टैंक से दूसरे ईंधन के परिवहन के लिए एक उचित समाधान की आवश्यकता होती है। गैस असिस्टेड सिस्टम, जो एलएनजी स्टोरेज टैंक से तरल ईंधन को उच्च दबाव वाली गैस में परिवर्तित करता है और सुरक्षित रूप से और मज़बूती से इसे इंजन के गैस इंजेक्शन सिस्टम में वितरित करता है। सिस्टम में निम्नलिखित सिस्टम और इकाइयां शामिल हैं: गैस आपूर्ति प्रणाली, गैस आपूर्ति पाइपिंग सिस्टम, गैस वाल्व समूह, अक्रिय गैस प्रणाली, मफलर, बाहरी पाइप वेंटिलेशन सिस्टम, गैस लीक, रिटर्न सिस्टम, सीलिंग ऑयल सिस्टम और इंजन कंट्रोल सिस्टम (ईसीएस) का पता लगाने के लिए नाइट्रोजन प्रणाली। चित्रा 2 गैस असिस्टेड सिस्टम का एक योजनाबद्ध आरेख है।
चित्रा 2: गैस सहायता प्रणाली का योजनाबद्ध आरेख
1। ईंधन गैस आपूर्ति प्रणाली, ऐसे तरलीकृत उत्पादों (जैसे एलएनजी वाहक) के परिवहन के लिए एक विशेष पोत के रूप में, बल्क कार्गो, कंटेनरों और एलएनजी ईंधन वाले मर्चेंट जहाजों की तुलना में गैस सहायक प्रणालियों के डिजाइन में भिन्न होती है जो दोहरी ईंधन इंजन का उपयोग करते हैं। मैन ने जहाज मालिकों की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए कई वैकल्पिक गैस आपूर्ति प्रणाली समाधान तैयार किए हैं। मुख्य रूप से तीन प्रकार हैं, और उनके बीच सबसे बड़ा अंतर यह है कि क्या तरल या गैस राज्य में एलएनजी को बढ़ावा देने की विधि का चयन करना है। जब तरल अवस्था में होता है, तो बढ़ावा देने के लिए मुख्य उपकरण क्रायोजेनिक हाई-प्रेशर पंप और एचपी वेपोराइज़र है; गैसीय अवस्था में, उच्च दबाव वाले कंप्रेसर और इंटरकोलर्स का उपयोग करके दबाव बढ़ जाता है। चित्रा 3 तीन योजनाओं की सरलीकृत प्रक्रिया को दर्शाता है।
चित्रा 3: गैस आपूर्ति प्रणाली समाधान
एक उदाहरण के रूप में LNG को ईंधन मर्चेंट जहाजों को लेते हुए, गैस आपूर्ति प्रणाली के लिए विशिष्ट डिजाइन योजनाओं में से एक को चित्र 4 में दिखाया गया है। स्वाभाविक रूप से वाष्पित गैस को एक छोटे आकार के उच्च दबाव वाले कंप्रेसर द्वारा दबाव डाला जाता है और वाष्पीकरण में एक कम-तापमान वाले उच्च-दबाव पंप द्वारा दबाए गए तरल के साथ मिश्रित होता है। उत्पन्न उच्च दबाव वाली गैस को ईंधन गैस वाल्व ट्रेन के माध्यम से कम गति वाले इंजन को आपूर्ति की जाती है। चार स्ट्रोक डीएफ (दोहरी ईंधन) बिजली उत्पादन इंजन और बॉयलर में उपयोग की जाने वाली कम दबाव (लगभग 6 बार) गैस बाष्पीकरणकर्ताओं और हीटरों के माध्यम से परिवर्तित हो जाती है।
चित्रा 4: एक विशिष्ट गैस आपूर्ति योजना
गैस आपूर्ति प्रणाली का नियंत्रण प्रणाली एक विशेष प्रणाली है जो इंजन नियंत्रण प्रणाली (ईसीएस) से संबंधित नहीं है, लेकिन दो प्रणालियों के बीच एक संबंध है। यदि गैस आपूर्ति प्रणाली की दबाव सेटिंग ईसीएस से आती है, तो सामान्य दबाव 200-300 बार है, जो इंजन ऑपरेशन के लोड पर निर्भर करता है।
2। ईंधन गैस की आपूर्ति पाइप को डबल दीवार पाइप और एकल दीवार पाइप में विभाजित किया गया है। सिंगल वॉल पाइप का उपयोग केवल खुले वायु क्षेत्रों में स्थित पाइप सिस्टम के लिए किया जाता है, जबकि संलग्न क्षेत्रों में गैस पाइपलाइन सभी डबल दीवार पाइप हैं। डबल वाल्ड ट्यूब की आंतरिक ट्यूब स्टेनलेस स्टील से बना है, और वेंटिलेशन के लिए आंतरिक और बाहरी दीवार ट्यूबों के बीच एक निश्चित स्थान को छोड़ने की आवश्यकता है। मुख्य इंजन के सिलेंडर के बीच गैस पाइप एक श्रृंखला संरचना को अपनाते हैं (जैसा कि चित्र 5 में दिखाया गया है), जो मुख्य इंजन के संचालन के दौरान उच्च आवृत्ति कंपन के कारण पाइपलाइन क्षति और रिसाव के जोखिम को कम कर सकता है, प्रभावी रूप से सुरक्षा में सुधार कर सकता है। पाइपिंग सिस्टम का दबाव परीक्षण दबाव सामान्य कामकाजी दबाव का 150% है।
चित्रा 5: गैस की आपूर्ति के लिए उपयोग किए जाने वाले डबल दीवारों वाले पाइप
3। ईंधन गैस वाल्व ट्रेन के मुख्य कार्यों में शामिल हैं: गैस का उपयोग करके इंजन के संचालन के दौरान गैस इंजेक्शन प्रणाली को गैस की आपूर्ति करना; जब गैस की आवश्यकता नहीं होती है, तो गैस की आपूर्ति को काट दें और पाइप और वाल्व समूह के अंदर गैस को मफलर में पेश करें; आंतरिक पाइप के माध्यम से उड़ाने के लिए आपूर्ति अक्रिय गैस, आदि वाल्व समूह में वाल्व ईसीएस द्वारा नियंत्रित होते हैं और संपीड़ित हवा के माध्यम से संचालित होते हैं। गैस वाल्व समूहों को आमतौर पर अक्रिय गैस प्रणालियों में जोड़ा जाता है, लेकिन इसे एक अलग इकाई के रूप में भी डिज़ाइन किया जा सकता है।
4। अक्रिय गैस प्रणाली का उपयोग मुख्य रूप से आवश्यक होने पर गैस पाइपलाइन में अक्रिय गैस (वर्तमान में नाइट्रोजन को अक्रिय गैस के रूप में अनुशंसित किया जाता है) को उड़ाने के लिए किया जाता है, जो गैस पाइपलाइन में सभी अवशिष्ट गैस को दूर कर सकता है। सामान्य सेट दबाव 10 ± 2 बार है।
5। एक साइलेंसर का उपयोग करके 200-300 बार से उच्च दबाव वाली गैस के दबाव को कम करने की प्रक्रिया उच्च डेसीबल शोर का उत्पादन करेगी। एक साइलेंसर का कार्य शोर को कम करना है और इसे 130-170 db (a) के भीतर नियंत्रित करना है।
6। बाहरी पाइप वेंटिलेशन सिस्टम की गैस पाइपलाइन एक डबल दीवारों का प्रकार है, जिसमें आंतरिक पाइप के माध्यम से गैस बहती है। एक सुरक्षा के नजरिए से, यदि आंतरिक पाइप लीक होता है, तो यह बाहरी और आंतरिक पाइपों के बीच की जगह में भाग जाएगा। गैस लीक का तुरंत पता लगाने और अलार्म जारी करने के लिए, और आगे की सुरक्षा उपाय करने के लिए, सिस्टम ने एक बाहरी पाइप वेंटिलेशन सिस्टम डिज़ाइन किया है (चित्र 6 देखें)। वेंटिलेशन सिस्टम सभी गैस डबल दीवार पाइपों के बीच निरंतर वेंटिलेशन सुनिश्चित करता है, जिसमें प्रति घंटे 30 से अधिक वायु परिवर्तन होते हैं। एयर आउटलेट वास्तविक समय में किसी भी गैस लीक की निगरानी के लिए निरर्थक एचसी एकाग्रता सेंसर (हाइड्रो कार्बन सेंसर) से लैस है। एमओपी का वेंटिलेशन सिस्टम इंटरफ़ेस एचसी एकाग्रता के सिस्टम की पहचान का निरीक्षण कर सकता है, और एक खराबी के मामले में, सिस्टम समय पर तरीके से अलार्म होगा।
चित्रा 6: बाहरी वेंटिलेशन सिस्टम
7। रिसाव के लिए नाइट्रोजन की आपूर्ति समस्या निवारण: जब एक गैस प्रणाली लीक हो जाती है, तो गैस सुरक्षा प्रणाली एचसी जांच के माध्यम से रिसाव का पता लगा सकती है, लेकिन विशिष्ट स्थान का निर्धारण नहीं कर सकती है। पता लगाने के लिए 10-300/400 बार पर नाइट्रोजन गैस की आवश्यकता होती है। मीथेन गैस सिस्टम 10-300 बार का उपयोग करता है, जबकि एथेन गैस सिस्टम 10-400 बार का उपयोग करता है।
3, ईंधन गैस इंजेक्शन प्रणाली में ईंधन गैस पाइप, ईंधन गैस एडेप्टर, ईंधन गैस नियंत्रण ब्लॉक और ईंधन गैस इंजेक्शन वाल्व होते हैं।
1। ईंधन गैस पाइप उच्च दबाव वाले गैस इनलेट और आउटलेट पाइपलाइन हैं जो इंजन से जुड़े हैं। डिजाइनिंग करते समय, ताकत, इंजन कंपन, तापमान अंतर के कारण आंतरिक तनाव और रिसाव जैसे कारक पर विचार करने की आवश्यकता है। घुमावदार श्रृंखला डबल दीवार पाइपों को पसंद किया जाता है, और प्रत्येक सिलेंडर के बीच गैस पाइप एक गैस वितरक के माध्यम से जुड़े होते हैं। डबल वाल्ड पाइप स्पेस एक निश्चित स्थानिक मात्रा के साथ एक गोलाकार चैनल है। बाहरी पाइप वेंटिलेशन सिस्टम में इंजेक्शन प्रणाली में सभी गैस पाइपलाइन शामिल हैं। इंजन संचालन के दौरान, एक बार गैस रिसाव सेट एकाग्रता तक पहुंच जाता है, सिस्टम स्वचालित रूप से ईंधन मोड पर स्विच करेगा और गैस की आपूर्ति को रोक देगा। इनर्ट गैस को उड़ाने के लिए डबल वाल्ड पाइप स्पेस में पेश किया जाएगा। चित्रा 7 सिलेंडर सिर के बीच चेन गैस पाइप कनेक्शन का एक योजनाबद्ध आरेख है।
चित्रा 7: सिलेंडर हेड के बीच चेन गैस पाइप कनेक्शन का योजनाबद्ध आरेख
2। गैस एडाप्टर ब्लॉक: एडाप्टर ब्लॉक एक निकला हुआ किनारा के माध्यम से गैस नियंत्रण ब्लॉक से जुड़ा हुआ है, और इसका कार्य सिस्टम या माध्यम को जोड़ने के लिए है जिसे गैस नियंत्रण ब्लॉक में प्रवेश करने और बाहर निकलने की आवश्यकता है। इंटीरियर एक विशेष रूप से डिज़ाइन किया गया जटिल चैनल है। चित्रा 8 गैस नियंत्रण ब्लॉक से रूपांतरण ब्लॉक को अलग करने का एक योजनाबद्ध आरेख है। इन प्रणालियों या मीडिया में शामिल हैं: गैस इनलेट और आउटलेट पाइप, डबल दीवारों के बीच वेंटिलेशन सिस्टम, सर्वो हाइड्रोलिक तेल उच्च दबाव और कम दबाव वाले तेल चैनल, तेल के टैंक के लिए सर्वो हाइड्रोलिक तेल डिस्चार्ज, सीलिंग ऑयल (सर्वो तेल और उच्च दबाव गैस को अलग करना), एचसीयू यूनिट्स, ई।
चित्र 8: गैस रूपांतरण ब्लॉक गैस नियंत्रण ब्लॉक से जुड़ा हुआ है
3। ईंधन गैस नियंत्रण ब्लॉक: ईंधन गैस नियंत्रण ब्लॉक एक संयोजन है जिसमें सभी घटक शामिल हैं जो गैस इंजेक्शन वाल्व को छोड़कर गैस इंजेक्शन को नियंत्रित करते हैं, और सभी वाल्व समूहों के लिए ईसीएस प्रणाली द्वारा नियंत्रित किया जाता है। हाइड्रोलिक ऑयल चालित गैस इंजेक्शन वाल्व, पर्ज वाल्व, ब्लो ऑफ वाल्व, गैस लीक डिटेक्शन होल, गैस प्रेशर सेंसर, के माध्यम से जासूसी के माध्यम से दिखाया गया है, के माध्यम से, हाइड्रोलिक ऑयल एलेव और इसके कंट्रोल वाल्व एल्वी (इलेक्ट्रॉनिक विंडो वाल्व), एलजीआई (इलेक्ट्रॉनिक गैस इंजेक्शन वाल्व) को मुख्य रूप से ईंधन गैस संचायक, विंडो वाल्व और इसके नियंत्रण वाल्व एल्वी (इलेक्ट्रॉनिक विंडो वाल्व), एलजीआई, गैस प्रेशर सेंसर के माध्यम से दिखाया गया है। चेक वाल्व, और फिर स्टैंडबाय के लिए गैस स्टोरेज चैंबर (स्थिर गैस दबाव बनाए रखने के लिए) में प्रवेश करता है।
चित्र 9: गैस नियंत्रण ब्लॉक
गैस का इंजेक्शन संयुक्त रूप से एक खिड़की वाल्व और एक निश्चित क्रम में एक ईंधन गैस इंजेक्शन वाल्व द्वारा पूरा किया जाता है। विंडो वाल्व सामान्य रूप से बंद हो जाता है और केवल निर्दिष्ट क्रैंक कोण पर खुलता है, जिससे गैस नियंत्रण ब्लॉक और सिलेंडर सिर से गुजरने के लिए गैस इंजेक्शन वाल्व तक गैस नियंत्रण ब्लॉक और सिलेंडर सिर से गुजरने की अनुमति मिलती है। विंडो वाल्व और इंजेक्शन वाल्व दोनों उच्च दबाव वाले सामान्य रेल सर्वो तेल द्वारा खोले जाते हैं, और सर्वो तेल की कार्रवाई को क्रमशः दो स्थिति तीन-तरफ़ा वाल्व एल्वी और एलजी द्वारा नियंत्रित किया जाता है (एमई-सी में फिवा वाल्व के समान)। चित्रा 10 गैस इंजेक्शन प्रणाली की रचना और इंजेक्शन नियंत्रण सिद्धांत को दर्शाता है। इन वाल्वों के कार्यों को नियंत्रण मॉड्यूल GCSU/GCCU (MPC+सॉफ्टवेयर) द्वारा नियंत्रित किया जाता है।
चित्र 10: गैस इंजेक्शन प्रणाली की संरचना और गैस इंजेक्शन नियंत्रण के योजनाबद्ध आरेख
विंडो वाल्व को हाइड्रोलिक तेल की कार्रवाई के तहत अभिनय करने वाले विभिन्न व्यास के दो पिस्टन द्वारा खोलने और बंद करने के लिए नियंत्रित किया जाता है। विंडो वाल्व की स्थापना को एक सुरक्षा के नजरिए से माना जाता है ताकि अनुमत समयबद्ध कोण खिड़की की अवधि के बाहर गैस इंजेक्शन को रोका जा सके, अर्थात, अनियंत्रित दहन। विंडो वाल्व के लिए अधिकतम स्वीकार्य उद्घाटन कोण सेट के कारण, इसका मतलब है कि अधिकतम गैस इंजेक्शन राशि सीमित है। ELGI वाल्व केवल तभी खोला जा सकता है जब ELWI वाल्व खुला हो, और गैस इंजेक्शन का सटीक समय ELGI वाल्व द्वारा नियंत्रित किया जाता है। सर्वो हाइड्रोलिक तेल के गैस प्रदूषण को रोकने के लिए, सीलिंग ऑयल का उपयोग खिड़की के वाल्व और गैस इंजेक्शन वाल्व के अंदर किया जाता है ताकि उन चैनलों को ब्लॉक किया जा सके जहां गैस और हाइड्रोलिक तेल लीक हो सकता है। सेट दबाव 25-50 बार गैस के दबाव से अधिक है। सीलिंग ऑयल सिस्टम में स्वतंत्र पंप, प्रेशर रेगुलेटिंग वाल्व ग्रुप्स, हाई-प्रेशर ऑयल पाइप, प्रेशर जमा करने वाली इकाइयाँ आदि शामिल हैं। सीलिंग ऑयल न केवल सीलिंग फ़ंक्शन को पूरा करने के लिए निर्दिष्ट स्थिति तक पहुंचता है, बल्कि एक स्नेहक प्रभाव भी होता है। खिड़की के वाल्व में सीलिंग ऑयल सील की स्थिति को चित्र 11 में "सीलिंग ऑयल एप्लाइड" के रूप में दिखाया गया है।
चित्र 11: विंडो वाल्व की शुरुआती स्थिति संरचना का शारीरिक आरेख
पर्ज वाल्व का कार्य रिटर्न पाइप में संचायक कक्ष में गैस का निर्वहन करना है; एक ब्लो ऑफ वाल्व का कार्य खिड़की के वाल्व और इंजेक्शन वाल्व के बीच गैस को रिटर्न पाइप में डिस्चार्ज करना है।
4। ईंधन गैस इंजेक्शन वाल्व पांच पाइपों से जुड़ा हुआ है, अर्थात् उच्च दबाव वाले सर्वो तेल पाइप, सीलिंग ऑयल पाइप, कम दबाव वाले तेल आपूर्ति पाइप, हाइड्रोलिक तेल डिस्चार्ज पाइप और गैस डिटेक्शन पाइप। गैस सिलेंडर के सिर के आंतरिक मार्ग से कुंडलाकार कक्ष (शरीर के उद्घाटन) तक प्रवाहित होती है, जिसे स्टैंडबाय के लिए वाल्व बॉडी के नीचे दो सीलिंग रिंगों द्वारा सील किया जाता है (जैसा कि चित्र 12 में दिखाया गया है)।
चित्रा 12: गैस इंजेक्शन वाल्व का योजनाबद्ध आरेख
उच्च दबाव वाले सर्वो तेल का कार्य वसंत के दबाव को दूर करना, गैस वाल्व के ड्राइविंग स्रोत को खोलना है, और ELGI द्वारा सर्वो तेल की आपूर्ति को नियंत्रित करना है। कम दबाव हाइड्रोलिक तेल हाइड्रोलिक प्रणाली से हवा को समाप्त करता है। सीलिंग तेल ने सर्वो तेल में प्रवेश करने वाली गैस की संभावना को अवरुद्ध कर दिया। हाइड्रोलिक तेल रिलीज पाइप का कार्य सर्वो तेल और कम दबाव वाले हाइड्रोलिक तेल को जारी करना है जो गैस वाल्व के बंद होने पर एचसीयू यूनिट रिटर्न ऑयल टैंक को खोलने के लिए वाल्व को चलाता है। गैस इंजेक्शन वाल्व पर एक गैस लीक डिटेक्शन पोर्ट भी है, जो वेंटिलेशन सिस्टम से जुड़ा हुआ है।