Ze względu na obecność kilku elektrowni na dużym statku, na przykład silnik główny, generator diesla do wytwarzania energii elektrycznej, kocioł do wytwarzania gorącej wody i pary, paliwo żeglugowe może być reprezentowane przez kilka rodzajów jednocześnie.

Co więcej, silnik główny statku morskiego często zasilany jest nie jednym, lecz naprzemiennie dwoma lub większą liczbą rodzajów paliwa. Wynika to z faktu, że w oceanie istnieją strefy szczególnej kontroli emisji siarki - Morze Północne i Bałtyckie, wybrzeża Atlantyku i Pacyfiku w USA i Kanadzie.

Zbliżając się do nich, silniki przełączają się na olej napędowy o niskiej zawartości siarki. Tę samą technikę stosuje się przed wykonaniem manewrów, w których konieczna jest częsta zmiana trybów pracy silnika. Po wyjściu z portu olej napędowy zostaje zastąpiony olejem opałowym, na którym statek pokonuje większą część podróży.

Wysyłka paliw

Główne rodzaje paliwa dla statków to obecnie:

• olej napędowy;
• paliwa żeglugowe o dużej lepkości;
• inne rodzaje (KST – składnik paliwa żeglugowego z kondensatu gazowego, turbina olejowo-gazowa TG i TGVK, LNG – skroplony gaz ziemny itp.)

Olej napędowy i paliwa o niskiej lepkości zaliczane są do lekkich produktów naftowych. Różnią się od siebie kosztem (SMT jest znacznie tańsze), a także właściwościami technicznymi.

SMT zawiera więcej siarki (od 0,5 do 1,5% w stosunku do 0,01%) i ma niższą liczbę cetanową (40 w porównaniu do 45). Główną zaletą wymiany oleju napędowego o niskiej lepkości jest to, że ten ostatni jest tani, a także to, że w przypadku braku siarki do oleju napędowego należy dodawać specjalne, drogie dodatki, aby zachować właściwości smarne.

Rodzaje morskiego oleju napędowego o dużej lepkości są klasyfikowane jako ciemne gatunki produktów naftowych. Są tańsze od lekkich, dlatego są szeroko stosowane w transporcie. Dzielą się na lekkie, ciężkie i bardzo ciężkie. Do tych typów zaliczają się oleje opałowe okrętowe F-5 i F-12, oleje opałowe M-40 i M-100, paliwa żeglugowe IFO-30, IFO-180, IFO-380. Otrzymuje się je poprzez zmieszanie pozostałości produktów naftowych z frakcjami oleju napędowego. Ciemne gatunki są stosowane w silnikach o niskiej i średniej prędkości.

O przechowywaniu i przygotowaniu paliwa żeglugowego

Do przechowywania paliwa na statku wykorzystuje się bunkry paliwowe, usytuowane obok maszynowni. Duży statek może zużywać do 40 ton paliwa dziennie, ale nadmiar paliwa, z wyjątkiem zapasów awaryjnych na wypadek sztormów, nie jest zabierany w podróż, ponieważ tworzy balast i zmniejsza obciążenie użytkowe statku. Do balastu zalicza się także martwe paliwo na statku – pozostałości w bunkrach pod rurami wlotowymi.

Oleje opałowe przed użyciem często poddawane są specjalnym operacjom przygotowawczym. Składają się z:

1. Podczas podgrzewania masy paliwowej zimnego oleju opałowego, który utracił swoją płynność, poprzez dodanie do zbiornika gorącego oleju opałowego. Ogrzewanie odbywa się również w zbiornikach wyposażonych w specjalne systemy grzewcze.
2. Czyszczenie poprzez osadzanie lub oddzielanie w specjalnych instalacjach okrętowych; Podczas tych procesów następuje separacja zanieczyszczeń, wtrąceń mechanicznych i wody. Oczyszczone paliwo mniej zużywa silniki, więc jednostki oczyszczające więcej niż się zwracają.

Obecnie istnieje wiele rodzajów oleju napędowego i innych rodzajów paliwa do statków. Aby uniknąć błędów przy zakupach, staraj się kupować paliwa i smary wyłącznie od zaufanych dostawców.

© Tishinskaya Yu.V., 2014

O znaczeniu tego tematu decyduje fakt, że statek do swojej pracy potrzebuje dużej ilości paliwa, co ma szkodliwy wpływ na środowisko, gdyż ogromne statki towarowe rocznie emitują do atmosfery miliony metrów sześciennych dwutlenku węgla, powodując ogromne szkody dla atmosfery i przyspieszenie topnienia lodowców na biegunach. Również ze względu na niestabilne ceny produktów naftowych i ograniczone zasoby tych minerałów inżynierowie nieustannie poszukują alternatywnych paliw i źródeł energii.

Globalny żegluga jest głównym źródłem zanieczyszczenia środowiska, ponieważ światowy handel wymaga ogromnych ilości ropy i innych materiałów palnych do statków morskich, ale w miarę jak większą uwagę zwraca się na redukcję emisji CO2, jasne jest, że nadszedł czas na wprowadzenie zmian w napędzie systemów lub znaleźć dla nich nowy zamiennik.

Obecnie w obrębie jednego kraju zużycie paliw silnikowych wytwarzanych z ropy naftowej może sięgać setek milionów ton. Jednocześnie transport drogowy i morski należy do głównych odbiorców produktów naftowych i pozostanie głównym odbiorcą paliw silnikowych w latach 2040-2050.

Istotnym impulsem do rozwoju tego zagadnienia jest także fakt, że zgodnie z wymogami Międzynarodowej konwencji o zapobieganiu zanieczyszczaniu morza przez statki następuje systematyczne zaostrzanie wymagań dotyczących zawartości tlenków siarki, azotu i dwutlenku węgla i cząstek stałych w emisjach ze statków morskich. Substancje te powodują ogromne szkody dla środowiska i są obce jakiejkolwiek części biosfery.

Najbardziej rygorystyczne wymagania stawiane są obszarom kontroli emisji (ECA). Mianowicie:

· Morza Bałtyckiego i Północnego

· wody przybrzeżne USA i Kanady

· Morze Karaibskie

· Morze Śródziemne

· wybrzeże Japonii

· Cieśnina Malakka itp.

Zatem, zmiany norm emisji tlenku siarki ze statków morskich w roku 2012 wynoszą odpowiednio 0% i 3,5% w obszarach specjalnych i na całym świecie. A do 2020 roku normy emisji tlenku siarki ze statków morskich na tych obszarach podobnie wyniosą 0%, a na całym świecie spadną już do 0,5%. Oznacza to konieczność rozwiązania problemu ograniczenia emisji chemicznych substancji szkodliwych do atmosfery z elektrowni okrętowych oraz poszukiwania nowych, bardziej „przyjaznych” rodzajów paliw czy energii do wykorzystania na statkach.

Aby rozwiązać te problemy, proponuje się wprowadzenie innowacji w dwóch różnych kierunkach:

1) Stosowanie nowych, bardziej przyjaznych dla środowiska i ekonomicznych rodzajów paliw podczas eksploatacji statków;

2) Rezygnacja ze zwykłego paliwa na rzecz wykorzystania energii słońca, wody i wiatru.

Rozważmy pierwszy sposób. Główne rodzaje paliw alternatywnych to:

Biodiesel to paliwo organiczne produkowane z roślin oleistych.

Cena markowego biodiesla jest około dwukrotnie wyższa od ceny zwykłego oleju napędowego. Badania przeprowadzone w latach 2001/2002 w USA wykazały, że gdy paliwo zawiera 20% biodiesla, zawartość substancji szkodliwych w spalinach wzrasta o 11%, a samo zastosowanie czystego biodiesla zmniejsza emisję o 50%;

Alkohole to związki organiczne zawierające jedną lub więcej grup hydroksylowych bezpośrednio związanych z atomem węgla. Alkohole są zabronione jako paliwa o niskiej temperaturze zapłonu;

Wodór jest jedynym rodzajem paliwa, którego produktem spalania nie jest dwutlenek węgla;

Stosowany jest w silnikach spalinowych w postaci czystej lub jako dodatek do paliw płynnych. Niebezpieczeństwo przechowywania go na statku oraz kosztowny sprzęt do takiego wykorzystania sprawiają, że jest to paliwo całkowicie niekompletne nie obiecujące dla statków;

Emulsja wodno-paliwowa produkowana jest na statku w specjalnej instalacji - pozwala to zaoszczędzić paliwo, zmniejsza emisję tlenków azotu (do 30% w zależności od zawartości wody w emulsji), ale nie ma istotnego wpływu na emisję tlenków siarki;

Skroplone i sprężone gazy palne pozwalają całkowicie wyeliminować emisję siarki i pyłów do atmosfery, radykalnie zmniejszyć emisję tlenków azotu o 80% i znacząco zmniejszyć emisję dwutlenku węgla o 30%.

Zatem można argumentować, że jedynym nowym rodzajem paliwa, którego stosowanie w znaczący sposób wpływa na efektywność środowiskową silników okrętowych, jest gazu ziemnego.

Przejdźmy dalej do rozważenia drugiego sposobu. Wiatr i słońce są najpowszechniejszymi źródłami energii na Ziemi. Wiele organizacji oferuje różnego rodzaju projekty umożliwiające wdrożenie ich w życiu codziennym.

W praktyce międzynarodowej istnieje już kilka wdrożonych i jeszcze niezrealizowanych projektów statków wykorzystujących do nawigacji energię wiatru i słońca.

Próbując zmniejszyć zużycie paliwa na dużych statkach handlowych na oceanach świata, grupa z Uniwersytetu Tokijskiego opracowała projekt „Wild Challenger”.

Dzięki zastosowaniu gigantycznych, rozsuwanych żagli o wysokości 50 metrów i szerokości 20 metrów roczne zużycie paliwa można zmniejszyć o prawie 30 procent. Aby uzyskać maksymalny ciąg, żagle są indywidualnie sterowane, a każdy żagiel jest teleskopowy z pięcioma poziomami, co pozwala na ich schowanie, gdy pogoda się niesprzyjająca. Żagle są puste w środku i zakrzywione, wykonane z aluminium lub wzmocnionego tworzywa sztucznego, dzięki czemu bardziej przypominają skrzydła. Symulacje komputerowe, a także testy w tunelu aerodynamicznym wykazały, że koncepcja może działać nawet przy bocznym wietrze. Tym samym projekt „Wind Challenger” może naprawdę stać się opracowaniem oszczędnych statków przyszłej generacji.

Firma „Eco Marine Power” opracowała projekt „ Wodnik", co oznacza "Wodnik". Cechą szczególną tego projektu jest wykorzystanie paneli słonecznych jako żagla.

Takie żagle otrzymały nawet własną nazwę „sztywny żagiel”. Staną się częścią dużego projektu, który umożliwi statkom morskim łatwe korzystanie z alternatywnych źródeł energii na morzu, na redzie i w porcie. Każdy panel żagla będzie automatycznie zmieniał położenie za pomocą sterowania komputerowego, nad którym pracuje japońska firma. KEI System Pty Ltd" Panele można również zdjąć w przypadku niesprzyjających warunków atmosferycznych.

Najnowsze osiągnięcia technologii słonecznej oznaczają, że można teraz zastosować kombinację paneli słonecznych i żagli, co stawia ten projekt w czołówce nowoczesnych rozwiązań w zakresie przemysłu stoczniowego.

Systemowy” Wodnik» jest zaprojektowany tak, aby nie wymagał dużej uwagi załogi statku i był stosunkowo łatwy w montażu. Materiały, z których wykonany jest sztywny żagiel oraz pozostałe elementy systemu, pochodzą z recyklingu.

Systemowy” Wodnik» stanie się atrakcyjny dla inwestycji przedsiębiorstw żeglugowych i operatorów statków ze względu na szybki zwrot inwestycji.

Możemy stwierdzić, że oba te sposoby mają na celu rozwiązanie tych samych problemów. Realizacja tych projektów ma znaczący wpływ na światową żeglugę, przyczyniając się do znacznej redukcji zanieczyszczeń środowiska oraz obniżenia kosztów paliwa i utrzymania. Co wybrać, to sprawa każdego. Łatwiejszym sposobem na wdrożenie jest wykorzystanie ekonomicznego paliwa, gdyż technologia ta nie wymaga całkowitej wymiany floty, ale można ją zastosować na istniejących statkach, zachowując jednak pewien poziom kosztów paliwa i emisji szkodliwych substancji do atmosfery . Decyzja o budowie statków wykorzystujących w swojej eksploatacji alternatywne źródła energii z jednej strony wymaga całkowitej wymiany floty, z drugiej jednak eliminuje koszty paliwa i znacząco ogranicza różnego rodzaju zanieczyszczenia środowiska.

Literatura

1. Sokirkin V.A. Międzynarodowe prawo morskie: podręcznik / Sokirkin V.A.,

Shitarev V.S. – M: Stosunki Międzynarodowe, 2009. – 384 s.

2. Shurpyak V.K. Zastosowanie alternatywnych rodzajów energii i alternatyw

paliwa na statkach morskich [Zasoby elektroniczne]. - Tryb dostępu do dokumentów:

http://www.korabel.ru/filemanager

3. Statki przyszłości [zasoby elektroniczne]. – Tryb dostępu do dokumentów:

http://korabley.net/news/korabli_budushhego/2010-04-05-526

4. Możliwe są ekonomiczne statki [zasoby elektroniczne]. - Tryb dostępu

dokument: http://korabley.net/news/ehkonomichnye_suda_vozmozhny/2014-01-06-

5. Alternatywny system Aquarius może zmienić żeglugę morską

[zasoby elektroniczne]. – Tryb dostępu do dokumentów: http://shipwiki.ru/sovremennye_korabli/na_ostrie_progressa/alternnativnaya_sistema_emp_aquarius.html

100 lat po całkowitym porzuceniu żaglówek stoczniowcy ponownie zwracają się w stronę energii wiatrowej, próbując obniżyć koszty paliwa.
Oto kilka projektów statków transportowych, które wykorzystują alternatywne źródła do dostarczania ładunków.

Eco Marine Power – panele słoneczne działają jak żagle

EMP jest innowacyjną firmą stosującą nowe technologie w projektowaniu i budowie statków morskich. Inżynierowie i badacze firmy postawili sobie za cel opracowanie bardziej przyjaznych środowisku silników do transportu morskiego i rzecznego, tak aby ograniczyć zarówno tradycyjne źródła energii, jak i szkody powodowane przez ich użytkowanie dla środowiska.

Zamiast tradycyjnych żagli zastosowano kontrolowane panele słoneczne. Po pierwsze, ich duża powierzchnia i obecność kontrolowanego mechanizmu obrotowego pozwolą na wykorzystanie paneli jako zwykłych żagli. Po drugie, energia elektryczna zgromadzona podczas rejsu zostanie wykorzystana do zasilania silników podczas manewrowania statkiem w porcie.

System obrotowy każdego panelu słonecznego pozwala na idealne ustawienie go na wietrze lub całkowite usunięcie przy złej pogodzie. Po złożeniu poziomo panele słoneczne będą nadal miały swoje aktywne powierzchnie zwrócone w stronę światła słonecznego i dodatkowo będą ładowały pokładowe akumulatory.

Przedstawiciele EMP twierdzą, że sztywność i niezawodność konstrukcji ich zaawansowanych technologicznie żagli jest w stanie wytrzymać nawet bardzo silne sztormy na morzu, dzięki czemu statek utrzyma się na powierzchni i będzie poruszał się po zatwierdzonym kursie, nawet tam, gdzie konwencjonalne żaglowce nie są w stanie tego zrobić. Ponadto nowe żagle wymagają minimalnej konserwacji.
Inżynierowie EMP obliczyli, że wyposażenie konwencjonalnego statku w tak unikalne żagle zmniejszy zużycie paliwa o 20%, a jeśli statek zostanie wyposażony dodatkowo w dodatkowe silniki elektryczne, to zużycie zmniejszy się prawie o połowę – o około 40%.

PROJEKT STATKU NA PALIWO GAZOWE

Moskwa 2011 .

Wykonawcy:

Wiodący projektant (ur. 1984)

Inżynier-konstruktor (ur. 1984)

Technik projektant (ur. 1989)

Lider tematu:

Dyrektor Centrum Naukowo-Produkcyjnego „Rechport”, doc. A. K. Tatarenkow

Praca pisemna

Raport zawiera 13 stron tekstu, 1 tabelę, 5 rycin, 1 źródło

PROJEKTOWANIE, BUDOWA, WYPOSAŻENIE INSTALACJI ENERGETYCZNEJ PROJEKTU STATKU MOTOROWEGO P51, SPRĘŻONY I SKOMPLIKOWANY GAZ ZIEMNY (METAN).

Przedmiot rozwoju: statki żeglugi śródlądowej zasilane paliwami alternatywnymi, tj. możliwość stosowania na statkach dwóch opcji paliwa gazowego: sprężonego gazu ziemnego lub skroplonego gazu ziemnego.

Cel pracy: Perspektywiczne wykorzystanie paliwa gazowego dla statków rzecznych nowej generacji.

Uzyskany wynik: perspektywa wykorzystania elektrowni morskiej (SPP) zasilanej paliwem gazowym na statkach rzecznych podana jest w szczególności zasadnicza decyzja w sprawie rozmieszczenia urządzeń gazowych na statkach klasy „P” projektu P51.

Wysoki koszt oleju napędowego zmusza armatorów do rozwiązania problemu znalezienia alternatywnych rodzajów paliwa i przystosowania do nich niektórych grup statków.

W związku z tendencją Moskwy do stawania się miastem przyjaznym środowisku, w moskiewskim węźle komunikacyjnym nie ma dużych mas powietrza, które mogłyby rozpraszać szkodliwe emisje. W tym zakresie, w celu zwiększenia konkurencyjności transportu wodnego w stosunku do innych gałęzi transportu, konieczne jest zidentyfikowanie obszaru priorytetowego związanego z ograniczeniem toksyczności spalin.

Jednym z tych obszarów jest przestawienie elektrowni okrętowych na działanie z oleju napędowego na gaz. Jednocześnie należy podkreślić możliwość stosowania na statkach dwóch rodzajów paliwa gazowego: sprężonego gazu ziemnego lub skroplonego gazu ziemnego.

Projekt zakłada konwersję istniejących statków żeglugi śródlądowej na paliwo gazowe, a także budowę nowych statków wykorzystujących paliwo gazowe.

Badania techniczno-ekonomiczne efektywności wykorzystania skroplonego i sprężonego gazu ziemnego na statkach rzecznych akwenu Moskwy przeprowadzono w VNIIGaz oraz na Wydziale Elektrowni Okrętowych Moskiewskiej Państwowej Akademii Transportu Wodnego [Raport z prac badawczych nt. temat VI/810. M., MGAVT, 1997. Przebudowa elektrowni rzecznych statków motorowych linii miejskich w obwodzie moskiewskim (na przykładzie statku motorowego projektu R-51 „Moskwa”) do pracy na sprężonym gazie ziemnym] , które wykazało możliwość wykorzystania gazu na statkach floty rzecznej.

W 1998 roku Moskiewska Państwowa Akademia Transportu Wodnego przebudowała elektrownię pasażerskiego statku motorowego „Uchebny-2” projektu R51E (typu moskiewskiego) na zasilanie sprężonym gazem. Ponowne wyposażenie przeprowadzono zgodnie z projektem centrum stoczniowego, opracowanym w odniesieniu do statków projektów P35 (Neva) i P51 (Moskwa).

Badania eksperymentalne wykazały bezpośrednie korzyści ekonomiczne wynikające ze stosowania gazu. Jednocześnie zidentyfikowano potrzebę zainstalowania dodatkowych czujników alarmowych, które informują o wycieku gazu, a w przypadku jego wystąpienia wysyłają sygnał o automatycznym przełączeniu instalacji na pracę na oleju napędowym.

Pomimo wielu pozytywnych aspektów stosowania gazu sprężonego i skroplonego, należy zwrócić uwagę na główną wadę takich systemów. Przede wszystkim jest to utrata powierzchni użytkowej na pokładzie promenadowym (na m/v „Uchebny-2”

zainstalowano 32 butle ze sprężonym gazem o pojemności 50 litrów każda) dla statków zasilanych gazem sprężonym, co wskazuje na przewagę gazu skroplonego. Kolejną wadą jest brak wymagań Rosyjskiego Regulaminu Rejestru Rzeki dla statków posiadających instalacje tego typu, a głównym czynnikiem ograniczającym jest oczywiście brak sieci stacji benzynowych. A jeśli sieć ta rozwija się dla transportu drogowego, to dla transportu wodnego, charakteryzującego się obecnością dużych przepustowości i długością linii transportowych, kwestia ta pozostaje aktualna.

Powyższe będzie oczywiście wymagało inwestycji kapitałowych, ale możliwe będzie do osiągnięcia:

1. Poprawa stanu środowiska na obszarach wodnych poprzez zmniejszenie o 50% emisji substancji toksycznych i zadymienia gazów spalinowych z okrętowych silników wysokoprężnych.

2. Obniżenie kosztów paliwa o 20-30%.

W tym zakresie konwersja statków na gaz pozwala nie tylko na korzyści ekonomiczne, ale prowadzi także do poprawy sytuacji ekologicznej (czysta przestrzeń powietrzna).

Na statkach transportowych najbardziej realne jest zastosowanie gazu skroplonego, co jest podyktowane dużą mocą elektrowni i dużą długością linii (wymagane są duże zapasy gazu przy minimalnej utracie powierzchni użytkowej górnych pokładów ). W związku z tym w odległych obszarach wymagane będą gazowce. Dlatego główną ideą powinno być stworzenie typów zbiorników odpowiadających niebezpiecznym właściwościom produktów, ponieważ każdy produkt może mieć jedną lub więcej niebezpiecznych właściwości, w tym palność, toksyczność, korozyjność i reaktywność. Podczas transportu gazów skroplonych (produkt jest schłodzony lub pod ciśnieniem) mogą wystąpić dodatkowe zagrożenia.

Poważne kolizje lub uziemienie mogą skutkować uszkodzeniem zbiornika ładunkowego, a w rezultacie niekontrolowanym uwolnieniem produktu. Taki wyciek może spowodować odparowanie i rozproszenie produktu, a w niektórych przypadkach kruche pęknięcie kadłuba gazowca. Dlatego takie niebezpieczeństwo, o ile jest to praktycznie możliwe, w oparciu o współczesną wiedzę i postęp naukowo-techniczny, należy ograniczyć do minimum. Kwestie te powinny znaleźć odzwierciedlenie przede wszystkim w Regulaminie rosyjskiego rejestru rzecznego. Jednocześnie wymagania stawiane gazowcom i ewentualnie chemikaliom powinny opierać się na niezawodnych zasadach budowy statków, inżynierii okrętowej oraz na nowoczesnym rozumieniu niebezpiecznych właściwości różnych produktów, ponieważ technologia projektowania gazowców to nie tylko złożone, ale także szybko się rozwijające i w tym zakresie wymagania nie mogą pozostać niezmienione.

W związku z powyższym pilną kwestią stała się dziś kwestia stworzenia ram regulacyjnych w odniesieniu do statków zasilanych paliwem gazowym oraz statków nim transportujących.

Na podstawie powyższego można stwierdzić, że wraz z dalszym wzrostem światowych, a co za tym idzie rosyjskich cen oleju napędowego, armatorzy zmuszeni są szukać alternatywnych sposobów rozwiązania problemu, z których jednym jest wykorzystanie gazu. Jednakże stosowanie paliwa gazowego (zarówno sprężonego gazu ziemnego, jak i skroplonego) na statkach rzecznych jest wskazane tylko w przypadku rozwiniętej sieci stacji benzynowych.

W dzisiejszych warunkach budowa przemysłowych stacji napełniania gazem jest marnowaniem środków publicznych i nie da się znaleźć innych źródeł finansowania tego typu obiektów. Realna staje się zatem budowa w obrębie miasta i szeregu dużych osiedli stacji benzynowych, które służyłyby nie tylko do tankowania statków, ale także pojazdów. Aby umożliwić tankowanie statków w odległych obszarach, możliwe jest wykorzystanie gazowców, które zaleca się budować w przedsiębiorstwach przemysłowych. W tym przypadku możliwością budowy takich obiektów, oprócz organów rządowych, zainteresowane mogą być organizacje takie jak Gazprom, Fundusz Ekologiczny, Rząd Moskwy i szereg innych firm.

Przemysł (na przykład ENERGOGAZTECHNOLOGY LLC itp.) produkuje tłokowe silniki gazowe z zapłonem iskrowym i produkty na ich bazie: jednostki elektryczne, elektrownie, generatory silników (generatory gazu) itp. Wszystkie silniki gazowe z tworzeniem mieszanki zewnętrznej.

Schemat ideowy oraz urządzenia do pracy elektrowni okrętowej wykorzystującej paliwo gazowe.

Gaz opałowy przygotowywany jest do spalenia w przewodzie gazowym (rys. 1). Następnie gaz paliwowy o ciśnieniu równym ciśnieniu atmosferycznemu trafia do mieszalnika (rys. 2), gdzie jest mieszany z powietrzem w wymaganej proporcji. Dozowanie mieszanki gazowo-powietrznej wchodzącej do silnika odbywa się za pomocą przepustnicy (rys. 3) z napędem elektrycznym.

Sterowanie prędkością obrotową i wytwarzaniem iskry odbywa się za pomocą układu sterującego silnika gazowego. System ten pełni funkcję systemu ostrzegania awaryjnego dla silnika gazowego, otwiera i zamyka elektromagnetyczny zawór paliwa w odpowiednim momencie podczas uruchamiania i zatrzymywania silnika.

https://pandia.ru/text/78/182/images/image004_123.jpg" alt="C:\Documents and Settings\Tatarenkov AK\Desktop\energogaz\mixer.jpg" width="514" height="468">!}

Ryż. 2 Mikser

Rys.3 Zawór dławiący

SPC „Rechport” wykonał szereg opracowań wstępnych dla przezbrojenia m/v „Moskwa” pr. R-51 pod kątem umiejscowienia butli z gazem (wymiary jednej butli: długość – 2000 mm, Ø 401 mm). , pojemność 250 l.), porównawcze przeliczenia wskaźników wydajności pokazano poniżej w Tabeli 1, a schematy rozmieszczenia (opcje) pokazano na Ryc. 4.

To ponowne wyposażenie wymaga dodatkowego wzmocnienia w celu zapewnienia wytrzymałości konstrukcji namiotu. Wstępny projekt zbrojenia pokazano na rys. 5.

Tabela 1

https://pandia.ru/text/78/182/images/image007_80.jpg" szerokość="370" wysokość="190 src=">

b) zasilanie (12 cylindrów)

https://pandia.ru/text/78/182/images/image009_67.jpg" szerokość="527" wysokość="681 src=">

Ryż. 5 Wstępny projekt wzmocnienia markizy.

Lista wykorzystanych źródeł

1. Raport z badań na temat VI/810. M., MGAVT, 1997. Ponowne wyposażenie elektrowni rzecznych statków motorowych linii miejskich w obwodzie moskiewskim (na przykładzie statku motorowego projektu R-51 „Moskwa”) do pracy na sprężonym gazie ziemnym.

Osiągnąwszy ponad 30 rubli za litr benzyny AI-92 na zdecydowanej większości stacji benzynowych. Ponadto eksperci przewidują, że dalsze podwyżki cen benzyny są nieuniknione, co w naturalny sposób skłania do zastanowienia się, jakie mogą być alternatywy dla samochodów benzynowych (i diesla).

Przyjrzyjmy się statystykom dotyczącym cen paliw ropopochodnych:

Dynamika wzrostu cen benzyny AI-92

Dynamika wzrostu cen oleju napędowego

Statystyki dotyczące cen benzyny w różnych krajach

Cóż, jak się okazuje, takich alternatyw jest wiele. Wielu z nich jest obecnie w drodze do stworzenia, a nawet u dealerów. Chociaż wprowadzenie niektórych alternatyw na rynek powszechny zajmie trochę czasu, nadal interesujące jest wiedzieć, nad czym pracują dziś firmy, które dbają o to, jakimi samochodami będą jeździć w przyszłości... W dającej się przewidzieć przyszłości.

Jakie zatem paliwa alternatywne istnieją obecnie?

Wodór

Używanie wodoru do zasilania samochodu może przywoływać obrazy Hindenburga, ale w rzeczywistości jest całkiem bezpieczne. Wodór może tak naprawdę występować samodzielnie jako paliwo w dwóch różnych typach samochodów: samochodach wyposażonych w ogniwa paliwowe w postaci wodoru oraz samochodach wyposażonych w silnik spalinowy przystosowany do wykorzystania wodoru zamiast benzyny.

W pierwszym przypadku wodór służy do wytwarzania energii elektrycznej, która następnie wykorzystywana jest do napędzania silnika elektrycznego. Zatem samochód wodorowy wykorzystuje ogniwo paliwowe do wytwarzania własnej energii elektrycznej. W procesie chemicznym zachodzącym w ogniwie paliwowym wodór i tlen łączą się, tworząc energię elektryczną, a jedynym produktem ubocznym tego procesu jest para wodna. Technologia ta została już zastosowana w Hondzie FCX Clarity, a samochód obecnie otrzymuje wyższe oceny.

W silniku spalinowym źródłem paliwa jest wodór, a nie zwykła benzyna lub olej napędowy. Zamiast szkodliwych emisji CO 2 wytwarzanych przez benzynę, samochody wodorowe ponownie wytwarzają jedynie parę wodną. Wielu producentów samochodów testuje obecnie samochody wodorowe. Obecnie chyba najbardziej znanym z nich jest Hydrogen 7 firmy BMW – firma wynajęła kilka prototypów maszyn w Niemczech i USA, a niektóre testy wykazały nawet, że samochód faktycznie oczyszcza otaczające go powietrze podczas jazdy.

Jednak samochody wodorowe nie upowszechniły się jeszcze, głównie dlatego, że obecnie nie istnieje niezbędna infrastruktura dla stacji tankowania wodoru. Ale następny rodzaj paliwa alternatywnego jest nieco łatwiejszy do znalezienia – i tak naprawdę go teraz używasz.

Elektryczność

Wydawać by się mogło, że samochody elektryczne to długo oczekiwany przełom w wykorzystaniu paliw alternatywnych. Ale faktem jest, że niektóre z najwcześniejszych samochodów korzystały już z silników elektrycznych. Jednak dopiero ostatnie wydarzenia, w tym powszechne przyjęcie w wyniku agresywnej kampanii PR na rzecz pojazdów Tesli, sprawiły, że samochody elektryczne stały się bardziej realną metodą codziennej jazdy.

Ale co powstrzymuje technologię przed dotarciem do mas? Technologia akumulatorów i silników. Poruszanie się samochodem pochłania dużo energii, a poruszanie się nim przy dużych prędkościach i na długich dystansach wymaga dużej ilości energii. W przeszłości samochody elektryczne nie mogły pokonywać dużych odległości (więcej niż kilka kilometrów), a gdy ich akumulatory się wyczerpały, ich ładowanie zajmowało wiele godzin. Faktem jest, że sam silnik elektryczny jest dość żarłoczny pod względem zużycia energii elektrycznej. Dodajmy do tego ogromną masę samego akumulatora (w nowoczesnym samochodzie elektrycznym może on stanowić połowę masy całego samochodu), a wady tego typu paliwa alternatywnego stają się dość znaczące.

Jednak dzięki nowym technologiom akumulatorów niektórzy producenci samochodów pokonali takie ograniczenia. Nowe baterie (dokładniej litowo-jonowe) to te same, które można znaleźć w telefonie komórkowym lub laptopie. Ładują się dość szybko i działają dłużej. Samochody takie jak Tesla Model S wykorzystują je nie tylko do poruszania się, ale także do osiągania osiągów godnych supersamochodu. Inne pojazdy, które również zdobywają coraz większą popularność na rynku, takie jak na przykład Chevy Volt i Toyota Prius, wykorzystują tego typu akumulatory w połączeniu z silnikiem spalinowym, tworząc nową klasę pojazdów o zwiększonym zakresie napędu. Akumulatory można ładować podłączając maszynę do zwykłego gniazdka; jednakże, gdy akumulator zaczyna się wyczerpywać, włącza się generator benzynowy, aby go naładować i zapobiec zgaszeniu samochodu.

Biodiesel

Mamy nadzieję, że posłuchałeś rady, że dieta niskotłuszczowa z ograniczoną ilością smażonych potraw jest dobra dla twojego zdrowia. Jednak to samo nie musi dotyczyć Twojego samochodu.

Biodiesel to rodzaj paliwa produkowanego z oleju roślinnego. Można na nim jeździć każdy samochód z silnikiem diesla, jednak nie próbuj uruchamiać silnika wciskając do zbiornika paliwa serwetkę pozostałą po ostatniej wizycie w McDonald's. Aby napędzać samochód, olej musi zostać przekształcony w biodiesel w wyniku pewnego procesu chemicznego.

Sam proces można właściwie przeprowadzić w domu. Tak naprawdę wielu entuzjastów biodiesla produkuje własne paliwo, korzystając z oleju roślinnego z lokalnych restauracji. Jednak ryzyko związane z tym procesem jest niewielkie. Jeśli zrobisz to źle, możesz wyrządzić wiele szkód swojemu samochodowi (nie mówiąc już o domu i własnym bezpieczeństwie). Zanim spróbujesz wyprodukować biodiesel według dowolnego znalezionego przepisu, upewnij się, że jest to dobry pomysł, ćwicząc przez chwilę z kimś, kto już zrobił to z sukcesem.

Jednak miłośnicy biodiesla są naprawdę zadowoleni z tego pomysłu. Paliwo to jest nie tylko znacznie tańsze i czystsze od kopalnego oleju napędowego, ale także sprawi, że spaliny w Twoim samochodzie będą pachnieć frytkami... To nie żart!

Etanol

Teraz już wiesz, że samochód możesz odpalić nawet na oleju roślinnym, ale co jeśli bardzo nie lubisz jeździć po mieście śmierdzącym frytkami albo masz alergię lub nieprzyjemne skojarzenia z tym zapachem? Jakie są inne opcje? W rzeczywistości istnieją inne opcje, dzięki którym Twój samochód będzie mógł jeździć na warzywach.

Etanol jest także jednym z najpopularniejszych paliw alternatywnych. Latem często dodaje się go do benzyny, aby pomóc w ograniczeniu szkodliwych emisji. Etanol to właściwie rodzaj alkoholu (ale nawet nie myśl o próbie jego wypicia) wytwarzany z materiału roślinnego. W Stanach Zjednoczonych wytwarza się go zwykle z kukurydzy, podczas gdy w innych krajach, takich jak Brazylia, wytwarza się go z trzciny cukrowej.

Obecnie wielu producentów samochodów oferuje swoje samochody z silnikami wielopaliwowymi. Silniki te mogą być zasilane tradycyjną benzyną lub mieszanką paliw z etanolem E85, w której paliwo składa się z 15% benzyny i 85% etanolu. Etanol stał się powszechnie akceptowany jako dobry sposób na obniżenie kosztów benzyny w krajach, w których ropa jest kupowana w innych krajach – Stany Zjednoczone są tego najlepszym przykładem. Jednak do wyprodukowania etanolu potrzeba sporo energii, więc tam, gdzie ropa jest tańsza, bo jest produkowana w kraju (do takich krajów zalicza się Rosja), etanol nie jest szczególnie opłacalny. Ponadto panuje niezwykłe przekonanie, że skoro rolnicy mogą zarobić więcej na uprawach przeznaczonych do produkcji etanolu, przestaną uprawiać te rośliny na żywność, co może spowodować gwałtowny wzrost cen żywności.

Pomimo tych obaw etanol oferuje obecnie wiele korzyści jako paliwo alternatywne, a sieć stacji benzynowych etanolu w wielu krajach stale się rozwija.

Skroplony naturalny gaz

Kontynuując wątek kulinarny, zwracamy uwagę na następujący alternatywny rodzaj paliwa, które jednak nie jest produkowane z produktów spożywczych, ale można je spotkać także w kuchni. W przeciwieństwie do etanolu i biodiesla nie jest to coś, co można jeść ani pić w oryginalnej postaci, ale właśnie to gotują najlepsi szefowie kuchni: gaz ziemny.

Gaz ziemny jest paliwem kopalnym. Tak, nie jest to produkt całkowicie przyjazny dla środowiska, ale w wyniku zastosowania w samochodach wytwarza nieco mniej szkodliwych emisji. Gaz ziemny, którego często używasz do gotowania posiłków i ogrzewania domu, to gaz ziemny pod bardzo niskim ciśnieniem, dzięki czemu jest skroplony, aby zapewnić znacznie więcej energii zajmując mniej miejsca. Podczas spalania skroplonego gazu ziemnego (LNG) uwalnia się znacznie więcej energii. Na przykład zamiast po prostu podgrzewać zupę – nieskompresowany gaz ziemny świetnie sobie z tym radzi – skroplony gaz ziemny może zasilać duży sprzęt, taki jak ciężarówka. Ogólnie rzecz biorąc, jest to główny cel, dla którego jest używany - napędzanie ciężkich samochodów ciężarowych pokonujących duże odległości.

Ciekły gaz z ropy naftowej

Jeśli ostatnio byłeś na pikniku, prawdopodobnie znasz nasze kolejne paliwo alternatywne: gaz płynny (lub po prostu LPG). Nadal nie jesteś pewien, czy kiedykolwiek to widziałeś? No cóż, pamiętajcie więc o palnikach gazowych z kanistrami z propanem lub gazelach towarowych z czerwonym kanistrem z propanem zamiast zbiornika gazu!

Propan to powszechna nazwa skroplonego gazu ziemnego, choć nie jest to do końca poprawne. Gaz skroplony to niskociśnieniowy gaz węglowodorowy. Składa się głównie z propanu, ale obejmuje także inne gazy węglowodorowe, w szczególności butan. Skroplony gaz ziemny jest przechowywany pod ciśnieniem, aby pozostał w postaci ciekłej. Podobnie jak skroplony gaz ziemny, skroplony gaz ropopochodny (LPG), przy swojej gęstości, dostarcza znacznie więcej energii, dlatego staje się bardziej przydatny do napędzania samochodów osobowych i ciężarowych.

Gaz skroplony pracuje w zwykłym silniku spalinowym po bardzo drobnych modyfikacjach (to się poprawnie nazywa instalacją LPG w samochodzie - przystosowaniem samochodu do zasilania propanem). Chociaż ten rodzaj paliwa nie jest powszechnie stosowany w samochodach w wielu krajach, na przykład w Stanach Zjednoczonych, w wielu krajach aż do 10 procent zużycia paliwa samochodowego stanowi skroplony gaz ropopochodny, a nasz kraj jest jednym z liderzy w tym zakresie wykorzystania WNP.

Sprężony gaz ziemny

Ostatnim z trzech paliw alternatywnych, które mają podobne nazwy i są łatwe do pomylenia, jest sprężony gaz ziemny (CNG), w którym dominuje metan.

Sprężony gaz ziemny to to samo paliwo, które można wykorzystać w domu do gotowania i ogrzewania, i które sprawdza się w Twoim domu. W przypadku pojazdu CNG magazynowany jest także w butlach wysokociśnieniowych. I to kolejna modyfikacja gazowego paliwa kopalnego, która jest najbardziej przyjazna dla środowiska, wytwarza najmniejszą emisję CO 2 do atmosfery przy podobnych wskaźnikach wydajności, ale jednocześnie jest też jedną z najbardziej nieporęcznych - najmniej się kompresuje, gdy jest chłodzony pod niskim ciśnieniem, zajmując znacznie więcej miejsca w samochodzie niż poprzednie dwa rodzaje paliwa alternatywnego.

Skompresowane powietrze

Powietrze jest wszędzie, więc dlaczego nie wykorzystać go jako paliwa do swojego samochodu? I choć wydaje się to szalonym pomysłem, bo powietrze po prostu się nie pali, samochody nadal mogą jeździć na sprężonym powietrzu.

W tego typu maszynach powietrze jest sprężane w rurach wysokociśnieniowych. Podczas gdy typowy silnik wykorzystuje powietrze zmieszane z benzyną (lub olejem napędowym), które jest następnie zapalane przez iskrę (lub wysokie ciśnienie w przypadku oleju napędowego) w celu wytworzenia mocy, silnik na sprężone powietrze wykorzystuje rozprężanie się sprężonego powietrza pochodzącego z przewodu wysokociśnieniowego do napędzania tłoków silnika.

Jednak pojazdy na sprężone powietrze nie są napędzane wyłącznie sprężonym powietrzem. Na pokładzie maszyny znajdują się również silniki elektryczne, które sprężają powietrze, a następnie wysyłają je do rur wysokociśnieniowych samochodu. Samochodów tych nie można jednak uznać za samochody w pełni elektryczne, głównie dlatego, że silniki elektryczne nie napędzają bezpośrednio samochodu poprzez napędzanie jego kół. Silniki elektryczne są znacznie mniejsze od tych stosowanych w samochodach elektrycznych, gdzie główną funkcją silnika jest napędzanie samochodu. Dlatego pojazdy na sprężone powietrze zużywają znacznie mniej energii niż pojazdy elektryczne.

Ciekły azot

Ciekły azot to kolejna alternatywa dla produktów naftowych. Podobnie jak wodór, azot występuje w dużych ilościach w naszej atmosferze. Ponadto, podobnie jak wodór, samochody napędzane azotem wytwarzają znacznie mniej szkodliwych emisji niż benzyna czy olej napędowy. Ale chociaż wodór jest stosowany w samochodowych ogniwach paliwowych, a także w silnikach spalinowych, samochody z ciekłym azotem wymagają zupełnie innego typu silnika.

W rzeczywistości ciekły azot wykorzystuje silnik podobny do silnika stosowanego w maszynie pneumatycznej. W takim silniku azot magazynowany jest w stanie skroplonym pod ogromnym ciśnieniem. Aby napędzać samochód, azot jest uwalniany do silnika, gdzie jest podgrzewany i rozprężany w celu wytworzenia energii. Podczas gdy typowy silnik benzynowy lub wysokoprężny wykorzystuje spalanie do napędzania tłoków, silnik na ciekły azot wykorzystuje rozprężanie azotu do napędzania turbin.

Jako przyjazny dla środowiska i wydajny sposób zasilania pojazdu, ciekły azot napotyka te same przeszkody, co wiele innych paliw alternatywnych: brak ogólnokrajowej sieci stacji benzynowych dostarczających go konsumentom.

Węgiel

Kolejne paliwo alternatywne na naszej liście zapewne zaskoczy i wielu może pomyśleć, że jest to dość przestarzały rodzaj paliwa.

Technicznie rzecz biorąc, węgiel jest stosunkowo nowym alternatywnym paliwem dla samochodów – pośrednio, tak czy inaczej, bo wszystko, co nowe, jest już dobrze zapomniane, chociaż niektóre pociągi nadal napędzane są węglem. Jednak w XXI wieku właściciele nie będą musieli wrzucać wiader węgla do obiektów energetycznego spalania, jeśli od razu o tym pomyślisz.

Jednocześnie, podobnie jak silnik elektryczny, gdy samochód zasilany jest sprężonym powietrzem, tak węgiel nie napędza bezpośrednio silnika. Usuńmy to z drogi: pojazdy elektryczne (w większości) nie wytwarzają własnej energii elektrycznej. Niosą energię w naładowanych bateriach. A akumulatory są ładowane ze standardowego gniazdka, które otrzymuje energię potencjalną z elektrowni, która z kolei czerpie energię... ze spalania węgla w większości przypadków. W rzeczywistości 50 procent światowej energii elektrycznej pochodzi z elektrowni węglowych. Oznacza to, że patrząc w dół łańcucha energetycznego, wiele samochodów elektrycznych to tak naprawdę samochody napędzane węglem.

Chociaż węgiel ma podobne wady do benzyny, ma też pewne zalety. W przeliczeniu na przejechany kilometr energia elektryczna z węgla jest tańszą metodą zasilania samochodu niż benzyna. Ponadto wiele krajów ma duże rezerwy węgla - znacznie większe niż benzyny. Dodatkowo ludzie czerpiący prąd z innych źródeł, takich jak elektrownie wodne czy atomowe, w jeszcze mniejszym stopniu zanieczyszczają atmosferę.

Energia słoneczna

Po prostu wypowiedz na głos tę cudowną nazwę: „samochód solarny”! Samochód zasilany energią słoneczną to zasadniczo konwencjonalny samochód elektryczny zasilany energią słoneczną uzyskaną z paneli słonecznych zainstalowanych w samochodzie. Jednak obecnie panele słoneczne nie mogą być wykorzystywane do bezpośredniego zasilania silnika pojazdu ze względu na niewystarczającą moc, ale można je wykorzystać do rozszerzenia zakresu mocy i oszczędzania energii elektrycznej z akumulatorów takich pojazdów elektrycznych.

Eter dimetylowy

Eter dimetylowy (DME) jest obiecującym paliwem alternatywnym w silnikach wysokoprężnych, benzynowych i turbinach gazowych ze względu na wysoką liczbę cetanową (analogiczną do liczby oktanowej benzyny, która decyduje o jakości spalania paliwa podczas jego sprężania), która wynosi 55 jednostek w porównaniu do 40-53 jednostek dla oleju napędowego. Jednak do konwersji silnika wysokoprężnego na silnik na eter dimetylowy wymagane są bardzo małe zmiany. Ze względu na niewielką ilość szkodliwych emisji DME spełnia najbardziej rygorystyczne normy toksyczności w Europie (Euro-5).

DME jest opracowywany jako syntetyczne biopaliwo drugiej generacji (BioDME), które można wytwarzać z biomasy lignocelulozowej i jest obecnie najaktywniej wykorzystywane przez producenta samochodów Volvo.

Amoniak

Już podczas II wojny światowej w Belgii do napędu autobusów używano silników na gaz amoniakalny. Ciekły amoniak napędza także wiele silników rakietowych na całym świecie. Chociaż amoniak nie jest tak mocny i wydajny jak inne paliwa, nie pozostawia sadzy w silnikach wielokrotnego użytku, a jego gęstość jest w przybliżeniu taka sama jak gęstość utleniacza.

Od dawna proponowano amoniak jako praktyczną alternatywę dla paliw kopalnych w silnikach spalinowych. Wartość opałowa amoniaku wynosi 22,5 MJ/kg, co stanowi około połowę wartości opałowej oleju napędowego. Amoniak można stosować w istniejących silnikach po niewielkich modyfikacjach gaźników lub wtryskiwaczy.

Jednak główną wadą amoniaku pozostaje oczywiście jego wysoka toksyczność.

para wodna

Jest to w zasadzie wymarły samochód parowy, który ma silnik parowy i faktycznie napędzany jest innymi rodzajami paliwa, które tworzą właśnie tę parę wodną. Jako paliwo wykorzystuje się etanol, węgiel, a nawet drewno. Paliwo jest spalane w kotle, a ciepło zamienia wodę w parę. Kiedy woda zamienia się w parę, rozszerza się. Rozprężanie wytwarza ciśnienie, które popycha tłoki, co z kolei powoduje obrót wału napędowego.

Samochody parowe wymagają bardzo długiego czasu pomiędzy uruchomieniem a jazdą, jednak niektóre z nich potrafią osiągnąć dość duże prędkości – finalnie przekraczają 160 km/h. W ten sposób samochody odnoszące największe sukcesy zaczęły poruszać się po uruchomieniu w ciągu około pół minuty do minuty.

Silnik parowy wykorzystuje spalanie zewnętrzne w przeciwieństwie do silników spalinowych. Samochody napędzane benzyną są bardziej wydajne przy sprawności około 25-28%. Ale to wszystko teoria; praktyczne przykłady silników parowych mają tylko około 5-8% sprawności w porównaniu z konwencjonalnymi silnikami spalinowymi.

Siła mięśni człowieka

O tak, to najbardziej nieefektywny i nie tylko nieopłacalny rodzaj paliwa alternatywnego! Jednak bardzo niewiele pojazdów, na które popyt gwałtownie maleje, wykorzystuje siłę człowieka do poprawy wydajności akumulatorów, które są głównym źródłem napędu. Dwa takie pojazdy użytkowe, które ujrzały światło dzienne, to Sinclair C5 i Twike.

Wodorost

Biopaliwa otrzymywane z alg nazywane są biopaliwami trzeciej generacji i stanowią stosunkowo nowy rodzaj paliwa alternatywnego. Zasadniczo zasada działania silnika algowego opiera się na gniciu tych glonów, co powoduje wydzielanie się metanu, który służy jako główne paliwo do napędzania samochodu.

W Stanach Zjednoczonych obliczono, że około 200 hektarów stawów, w których hoduje się pewien rodzaj glonów, najlepiej nadający się do napędzania samochodów, mogłoby zapewnić aż 5% wszystkich samochodów w kraju w takie paliwo. Jednak technologia ta nie zakorzeniła się w Stanach Zjednoczonych ze względu na stosunkowo niższy koszt oleju i wysokie wymagania rozwojowe takich glonów (wysoka temperatura i określone środowisko).

Paliwa alternatywne: porównanie

Zużycie paliw alternatywnych w 2011 roku