MOTORCONSULT


 

Ofte stilte spørsmål

Emulsjonsdrift, EGR, ladeluftfukting, reduksjon av NOX, røyk, sot, eliminering av dieseldyr, forbruk, besparelse - vi har fått mange spørsmål angående disse stikkord.
Hva er vann-i-olje-emulsion?
Vann-i-olje-emulsion er en blanding av vann og brennolje hvor små vanndråper er innkapslet i oljen.
Hva slags vann kan brukes for å lage vann-i-olje-emulsion?
Destillert vann eller drikkevann. Sjøvann kan ikke brukes.
Hvor mye vann kan blandes i emulsjonen?
En vannmengde tilsvarende 20-25 % av brennoljemengden kan sprøytes inn i motoren uten behov for spesielt innsprøytningssystem eller endringer av det eksisterende. Emulsjonssystemet kan lage emulsjon med langt over 25% vann/olje-forhold, men uten endring av innsprøytningssystemet kan ikke innsprøytningspumpene sprøyte inn så mye vann og samtidig levere nok brennoloje til at motoren kan kjøres med full effekt.
Hvordan måles vanninnholdet i brennoljesystemet?
Vannpumpen doserer meget nøyaktig, og ettersom nøyaktighet på f.eks. 1% av vanninnholdet i emulsjonen ikke er kritisk for tilfredsstillende drift av motoren, er det unødvendig å måle vanninnholdet i brennoljesystemet.
Hvordan sikres det at emulsjonen innholder den ønskede vannmengde?
Systemet leveres programmert for ønsket vanninnhold ved lav og maksimum motoreffekt samt ønsket vanninnhold ved enhver effekt mellom disse punktene. Denne informasjon overføres til vannpumpen. Programmeringen bestemmes i samarbeid med kunden og hans formål med emulsjonsdriften (spare brennolje, redusere sot, redusere NOx, osv.).
Hvordan lages vann-i-olje-emulsjon, og hva slags utstyr behøves?
Vann og Hammerdown kan pumpes inn hvor som helst mellom oljemåleren og sirkulasjonssystemet eller direkte i sirkulasjonssystemet. Sirkulasjonssystemet virker som en blandingsenhet, hvor olje, Hammerdown og vann røres sammen på grunn av turbulensen som blandingen utsettes for når den transporteres i rørene. Vann-i-olje-emulsjon dannes fordi Hammerdown, blandt andre stoffer, inneholder en emulgator, og derfor har evnen til å emulgere vann inn i olje. Ingen ultrasonic resonator eller annet slikt utstyr brukes.

Du kan lære mer om dannelse og bruk av emulsjon hvis du leser Emulsjonsdrift og om nødvendig utstyr ved å se på Systemets virkemåte.

Hvordan blir emulsjonen sprøytet inn i motoren?
Innsprøytning av vann-i-olje-emulsjon gjøres på samme måte som innsprøytning av brennolje utføres og med det samme utstyret. Det gjøres ingen endringer av innsprøytningsutstyret
Hva er hensikten med emulsjonsdrift av en dieselmotor?
Hovedhensikten med emulsjonsdriften er å redusere skadelige utslipp som NOx, carbon monoksid (CO) og partikler (PM).
Hvordan kan emulsjonsdrift redusere utslipp av NOx?
Etter at emulsjonen er sprøytet inn i forbrenningsrommet, blir vanndråpene inne i oljen varmet opp, fordampet og overhetet. Disse prosessene krever energi, og den tas fra flammene som er varme, og produsere NOx. Dette senker forbrenningstemperaturen og reduserer dannelsen av NOx.
Reduserer emulsjonsdrift brennoljeforbruket?
Ja, og ikke bare brennoljeforbruket, men også sotdannelse, koksbelegg og termisk belastning av motorkomponenter som eksponeres for gasser med høy temperatur.
Kan Hammerdown alene redusere skadelige utslipp?
Ja, den kan det, og den gjør det. Laboratoritester hos MARINTEK (SINTEF) viser at dosering med bare Hammerdown (uten vann) i brennoljen ved 50% motoreffekt har redusert utslipp av NOx og partikler med henholdsvis 8% og 34% sammenlignet med drift uten bruk av Hammerdown.

Målinger utført av Sjøfartsdirektoratet ombord i M/S "Tege" viser at dosering av Hammerdown i brennoljen ved 50%, 75% and 100% motoreffekt reduserte utslippene av NOx med henholdsvis 4%, 14% and 16% sammenlignet med drift uten bruk av Hammerdown.

Dere påstår at 31% NOx reduksjon med 15% vann i emulsjonen har blitt oppnådd med en installasjon dere har levert. Reduksjoner jeg har hørt om, er like forhold 1:1, prosent vann til prosent NOx reduksjon. Vennligst forklar.
Normalt er det et 1:1 forhold mellom vannprosent og prosent reduksjon av NOx, men ettersom tilsetning av Hammerdown alene (uten vann - altså ingen emulsjon) reduserer NOx, og vårt system kombinerer virkningen av både Hammerdown og vann, har reduksjonen av NOx med 15% vann/brennoljeforhold vært så mye som 31%. Dette er dokumentert ved måling av Sjøfartsdirektoratet på en motor som ble kjørt med fulll akseleffekt.
Hvorfor oppnås ikke samme reduksjon av NOx på alle motorer som kjøres med like stort forhold vann/brennolje i emulsjonen?
Senking av maksimum prosesstemperatur fra f.eks. 2400 K til 2300 K gir større reduksjon av NOx enn senking fra 2300 K til 2200 K. Dette skyldes at dannelsen av NOx per enhet temperaturendring er større ved høye temperaturer enn ved lave. Motorer kan ha ulike maksimale prosesstemperatur når de ikke opererer med samme effekt, ladelufttemperatur, rotasjonsfrekvens, osv. Handlinger som forårsaker endringer i driftsforhold, påvirker dannelsen av NOx. Selv om vårt system reduserer maksimaltemperaturen med samme antall grader på alle motorer for like vann/brennoljeforhold, kan ikke like store reduksjoner av NOx forventes dersom maksimum prosesstemperaturer er forskjellig.
Hvorfor reduserer emulsjonsdrift synlig (svart og grått) røykutslipp?
Vannet i brennoljen forårsaker mikroeksplosjoner, som bedrer forstøving av brennoljen og gir raskere blanding med luft. Dette forbedrer forbrenningen og reduserer etterbrenning.
Hva er mikroeksplosjoner?
Gassene i forbreningskammeret varmer opp vannet i oljedråpene, fordamper det og overheter dampen. Derved oppstår en rask og stor volumutvidelse som gir god forstøving av oljen. Denne prosessen kalles mikroeksplosjon. Slike eksplosjoner forekommer ikke ved tilsetting av vann i ladeluften eller ved direkteinnsprøytning av vann fordi vannet ikke er inne i oljedråpene i de prosessene.
Reduseres eksostemperaturen på de motorene som bruker vann/olje-emulsjon? Hvis, ja, hvor mye?
Eksostemperaturen reduseres med omkring 7°C med 20% vann/olje i emulsjonen. Siden maksimaltemperaturen i forbrenningsgassene reduseres betraktelig mer enn dette, blir det en påviselig reduksjon av varmeoverføring ved konveksjon og stråling til komponentene. Følgelig blir termisk belastning på komponentene i forbrenningsrommet redusert.
Hvilken minimum og maksimum akseleffekt eller brennoljestrøm - passer deres system for?
Vårt system passer for enhver motor større enn 750 kW. Basert på data gitt av deg, kunden, tilpasses systemet ditt skip.
Passer deres emulsjonssystem både for tungolje opp til 300-400 cSt ved 50°C og for dieselolje?
Ja, det passer for alle typer brennolje ettersom oljen ikke pumpes gjennom pumpen i systemets sentrale enhet. Å arrangere et tungoljesystem for emulsjonsdrift er enklere enn å arrangere et destillatsystem for samme funksjon, fordi førstnevnte ikke trenger en crossover. Blandetanken fungerer som crossover.
I hvilken del av brennoljesystemet (høy-/lav-temperaturseksjonen) installeres emulsjonssystemet for tungolje ?
Den sentrale enhet og motorens brennoljesystem utgjør tilsammen et emulsjonssystem. Et rør fra pumpen i den sentrale enhet forbindes med lavtemperaturseksjonen til brennoljeledningen som leverer olje til motorens sirkulasjonssystem. Ingen brennolje pumpes gjennom sentralenheten.
Er det nødvendig med forvarming av vannet før det blandes med brennoljen i et tungoljesystem?
Forvarming av vannet er ikke nødvendig ettersom sirkulasjnspumpen transporterer emulsjonen i brennoljesystemet på samme måte som det transporterer brennolje. Dette betyr at emulsjonen varmes i samme varmeveksler og på samme måte som brennoljen. Brennoljesystemets viskosimeter regulerer viskositeten på emulsjonen.
Fører vannet i emulsjonen til økt slitasje eller korrosjon i brennoljesystemets komponenter?
Nei. Vannet i emulsjonen er innkapslet i brennoljen og kommer aldri i kontakt med materialet i brennoljesystemet.
Vasker vannet i emulsjonen vekk smøreoljefilmen på sylinderforingens overflate?
Nei. Sylinderforingens overflate kommer aldri i kontakt med vannet ettersom alt vann i emulsjonen omformes til damp under forbrenningen.
Fører vannet i emulsjonen til korrosjonsproblemer i forbrenningskammeret, turboladerens turbin eller andre deler av eksossystemet?
Nei. Forbrenning av en kg brennolje produserer omkring en kg damp. Luftmengden som er nødvendig for å brenne en kg brennolje, inneholder omkring 0.2 kg fuktighet, og det øker dampinnholdet per kg brennolje inne forbrenningskammeret til 1.2 kg. Alt vannet i emulsjonen omformes til damp under forbrenningen. Det betyr at innsprøytning av emulsjon med forholdet vann/olje lik 0.2 øker dampmengden i forbrenningsgassene fra 1.2 to 1.4 kg per kg brennolje eller 17%. All damp i forbrenningskammeret osv. oppfører seg lik uavhengig av hvordan den ble dannet. Derfor kan ikke emulsjonsdrift skade motoren.
Er emulsjonsdrift veldig kostbar?
Kostnadene kan deles i to, investeringskostnad og driftskostnad. Investeringskostnad dekker den sentrale enhet og nødvendig utstyr samt installasjon av dette utstyret sammen med rør og ventiler. Driftskostnad er betaling for elektrisk kraft (nødvendig effekt er mindre enn 0,5 kW), forbruk av Hammerdown og vann samt renter og avskrivninger.
Hvordan fuktes ladeluften?
Ladeluften fuktes ved tilsetting av vann i kanalen som turboladerens kompressor er tilkoblet. Det er også mulig å tilsette vannet nærmere forbrenningsrommet (i ladeluftbeholderen). Vannet fordampes og absorberes av ladeluften som øker sin fuktighetsgrad.
Hva slags utstyr trenges for å fukte ladeluften?
Man trenger pumpe og dyser som kan innstalleres foran eller bak turboladerens kompressor eller i ladeluftbeholderen. Tilførsel av mer vann enn brennolje er mulig. I HAM (Humid Air Motor) tvinges ladeluften til å boble gjennom en beholder med sjøvann før den kommer inn i forbrenningskammeret.
Hva slags utstyr trenges for direkteinnsprøytning av vann?
Ved direkteinnsprøytning kreves det for hver sylinder en ekstra pumpe, en ekstra kam på kamakselen og en ekstra injektor.
Utnyttes det tilførte vannet like godt ved emulsjonsdrift som ved ladeluftfukting og direkteinnsprøytning av vann?
Bedre - mye bedre. Ved emulsjonsdrift brukes alt tilført vann til kjøling av flammer og forbrenningsgasser i områder med maksimaltemperatur ("temperaturspisser") og bare der. Dette er ideelt ettersom alt vann utnyttes til reduksjon av "temperaturspisser", hvor dannelsen av NOx er størst.

Ved ladeluftfukting og direkteinnsprøytning av vann avkjøles også luft som ikke deltar i forbrenningen. Da brukes bare en del av det tilførte vannet til å kjøle flammer (som er hovedbidragsytere til dannelsen av NOx). Overskuddsvannet (den del som ikke kjøler flammer og ekstremt varme gasser), senker temperaturen på gasser som er for kalde til å danne NOx. Dette er dårlig utnyttelse av vannet og en uønsket energioverføring fra forbrenningsgasser til damp.


© 2018- MOTORCONSULT AS
info@motorconsult.no
English version