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#Neues aus der Industrie
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Lösung von Schmierungsproblemen im Zusammenhang mit schwefelarmen Kraftstoffen
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Der Chemikalientanker Stolt Tankers teilt seine Ansichten darüber, wie Hauptmaschinen mit schwefelärmeren Kraftstoffen umgehen werden, wenn die IMO 2020 in Kraft tritt
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Im Jahr 2014 begann Stolt Tankers mit der Entwicklung der C38-Serie von Chemikalientankern. Die Schiffe sollten, soweit wie möglich, im Rahmen der bekannten und erwarteten regulatorischen Entwicklungen zukunftssicher sein. Einer der Parameter war IMO 2020 - die Verordnung, die Schiffe verpflichtet, ab dem 1. Januar 2020 0,5% Schwefelkraftstoff zu verbrennen.
Die Chemikalientanker C38 werden von WinGD 6RT-flex-50D Hauptmaschinen angetrieben. Bei diesen Motoren sind die Kraftstoffeinspritzung, die Auslassventilsteuerung, die Kraftstoffeinspritzdauer und die Zylinderöleinspritzdauer programmierbar. Stolt Tankers hat diese Motoren optimiert, um ihre Effizienz zu maximieren.
Die Daten werden vom Motor erfasst und sowohl an Bord als auch an Land überwacht. Das Unternehmen verwendet ein System, mit dem C38-Motoren flottenweit verglichen werden können. Diese Ultra-Langhub-Motoren verfügen über eine elektronische Hochdruck-Common-Rail-Kraftstoffeinspritzung und Ventilsteuerzeiten und arbeiten mit höheren Temperaturen als frühere Generationen, was ein wesentliches Merkmal zur Reduzierung der Emissionen ist.
Innen sind die Zylinderlaufbuchsen plateau gehont. Diese Kreuzschraffur der Oberfläche des Liners soll eine bessere Schmierung ermöglichen. Der Schmierstoff soll sich entlang der Kanäle bewegen, wodurch die Verdampfung des Schmierstoffs reduziert und der Verbrauch gesenkt wird. Darüber hinaus hat das Honen bessere Tragfähigkeiten.
In einem Beitrag mit dem Titel "Leistungssteigerung im Aufbruch zu einer digitalen Ära. A Chemical Tankers' Shipowner Experience", vorgestellt von Stolt Tankers' Jose Gonzalez auf dem diesjährigen CIMAC-Kongress, stellte das Unternehmen fest, dass diese Motoren sehr empfindlich auf kleine Änderungen der Parameter reagieren.
Schwarzer Lack
Als Folge davon stieg der schwarze Lack, eine extrem harte Substanz, die sich auf den Zylinderlaufbuchsen entwickelt und die mit den Laufbuchsen verbundene Resistenz erhöht. Eine Ursache dafür waren niedrige Motorlasten, so dass die Chemikalientanker C38 aufgrund ihrer Betriebsweise oft in dieser Schwarzlack-Baureihe arbeiteten. Infolgedessen wurde in einigen Fällen das Plateau-Honen mit Lack und schwarzer Lack auch die Ölschmiergräben in den Zylinderwänden abgedeckt.
Umgekehrt wurde erwartet, dass das Plateaushonen den C38s im Vergleich zu früheren Generationen einen niedrigeren Ölverbrauch ermöglicht. Die Bildung von schwarzem Lack war bei den Motoren der älteren Generation, die bei niedrigeren Temperaturen und niedrigeren Zylinderdrücken liefen, kein Problem. Schwarzer Lack im Niedriglastbetrieb war auch bei den Chemikalientankern der Vorgängergeneration, die mit schwerem Heizöl betrieben wurden, nicht zu finden. Der höhere Schwefelgehalt erzeugte im Schwachlastbetrieb Schwefelsäure, die den Lack auflöste.
Obwohl die Ursache des schwarzen Lacks nicht vollständig verstanden wird, wird angenommen, dass er aus einer Kombination von Verbrennungsnebenprodukten und unverbrannten Kraftstoffkomponenten stammt. Es wird angenommen, dass sich diese bei Niedriglastbetrieb an den Zylinderlaufbuchsen verdichten. Die neuen hocheffizienten Motoren laufen mit höheren Drücken, die den Taupunkt in den Abgasen reduzieren und die Wahrscheinlichkeit einer Kondensation im Zylinder erhöhen. Der Zylinder ist auch kühler, da zur Reduzierung der Emissionen niedrigere Temperaturen eingehalten werden müssen.
Um diesem Effekt entgegenzuwirken, wurden die mechanischen Kraftstoffpumpenantriebe der Chemikalientanker C38 auf elektronische Steuerung umgestellt, um niedrige Lasten zu optimieren und schwarzen Lack zu reduzieren.
Die sorgfältige Paarung eines Schmieröls mit der richtigen Basiszahl (BN) mit einem Restbrennstoff trug ebenfalls dazu bei, die Bildung von schwarzem Lack zu neutralisieren. Die Autoren des Papiers fanden jedoch heraus, dass dies außerhalb des Labors sehr schwierig zu replizieren war.
Das praktische Ziel von Stolt Tankers war es nicht, schwarzen Lack zu eliminieren, sondern seine Produktion durch Überwachung seiner Anhäufung und durch Erhöhung der Zylinderölvorschübe zu minimieren. Die so entstehenden kleineren Mengen an schwarzem Lack konnten bei der nächsten Motorüberholung verarbeitet werden.
Sorgfältige Überwachung
Stolt Tankers hat auch bessere Verfahren zur Überwachung der Rest BN von Unterkolben-Abflussmessungen entwickelt; wenn sich die Rest BN außerhalb eines akzeptablen Bereichs bewegt, reagieren die Ingenieure schnell und effektiv, um Motorschäden zu vermeiden. Dazu gehören die Steuerung der Kühlwassertemperaturen, eine bessere Einspritzregelung und Kraftstoffzerstäubung bei niedrigen Lasten sowie die Begrenzung der Betriebszeit der Motoren bei niedrigen Lasten.
Ein weiteres Problem, das Stolt Tankers mit Motoren mit höherer Effizienz zu bewältigen hatte, war die Erhöhung der Empfindlichkeit der Kraftstoffqualität. Ursprünglich wurde angenommen, dass es Verunreinigungen im Kraftstoff gab, wie z.B. Kunststoffprodukte, die die elektronischen Einspritzsteuergeräte undicht machten. Elektronische Einspritzsteuergeräte bieten erhebliche Vorteile gegenüber der herkömmlichen kurvengesteuerten Schubstangeneinspritzung und ermöglichen eine bessere Steuerung von Einspritzzeitpunkt und -dauer. Diese Feinsteuerung des Kraftstoffs sollte zu einem besseren Kraftstoffverbrauch führen und weniger mechanische Teile bieten eine längere Lebensdauer und weniger Überholungen. Stolt Tankers stellte jedoch fest, dass die Leckagen die Ausfallzeiten der elektronischen Einspritzsteuergeräte erhöhen.
Stolt Tankers fand keine endgültige Antwort auf das Problem. In dem Papier stellten die Autoren fest, dass neue Kraftstoffreiniger installiert und die Verfahren für die Behandlung von Kraftstoff an Bord aktualisiert wurden, um die höchstmögliche Qualität zu erreichen.
In dem Papier wurden auch die Bemühungen von Stolt Tankers zur Schaffung einer einheitlichen digitalen Umgebung für die gesamte 100-köpfige Flotte erwähnt. Das Unternehmen betreibt Tankwagen, die in verschiedene Generationen fallen, und hat ein eigenes System zur Datenerfassung aus den Motoren entwickelt. Bei den älteren Motoren wurde dies durch den Mangel an modernen Datensystemen behindert. Bei den neuen Motoren stellte sich ein anderes Problem; obwohl moderne Motoren über eine Fülle von Echtzeitdaten verfügen, die von den zugehörigen Systemen erzeugt werden, zögerte Stolt Tankers bei den Lieferanten, ihre proprietären Systeme aufzugeben und in die Systeme von Stolt zu integrieren.
Dies ist ein langfristiges Anliegen für das Unternehmen, das in spezifische Cyber-Angriff-resistente Software investiert. Darüber hinaus entwickelt das Unternehmen Systeme, die den Mitarbeitern einen besseren Überblick darüber geben, wie die Systeme im Unternehmen zusammenwirken. Er erkennt an, dass nicht jeder das gleiche Wissen haben kann, was zu Konflikten zwischen den Beteiligten führen kann, die ihren spezifischen Verantwortungsbereich für wichtiger halten könnten. Dem Papier zufolge hat Stolt Tankers dies überwunden, indem er sich von der Optimierung bestimmter Geschäftsfelder und des Gesamtsystems zurückgezogen hat.
Das Unternehmen hat festgestellt, dass der Einsatz von vernetzten On-Board-Systemen und -Technologien zur Verbesserung der Kommunikation und zur Straffung der administrativen Prozesse dazu beigetragen hat, die Rentabilität der Flotte zu optimieren und die Anzahl der Fälle zu reduzieren, in denen die Wünsche der Stakeholder die allgemeinen Ziele der Organisation ersetzen.