ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ СУДНОВИХ ДВИГУНІВ, ЯКІ ПРАЦЮЮТЬ НА ВАЖКОМУ ПАЛИВІ, ЗБАГАЧЕНОМУ ВОДНЕМ
DOI:
https://doi.org/10.30977/BUL.2219-5548.2024.104.1.75Ключові слова:
малообертові двигуни внутрішнього згоряння, важке паливо, водень, паливо-повітряна суміш, робочий процесАнотація
В даний час однією з найважливіших проблем морського транспорту є зниження вартості перевезень та забруднення навколишнього середовища. Малообертові та середньообертові дизелі будуть використовуватися як основні й допоміжні джерела енергії на транспортному флоті в теперішній час та в найближчому майбутньому. У зв'язку з постійним зростанням вартості паливно-енергетичних ресурсів гостро постає питання зниження витрат на транспортування суден, яке безпосередньо пов'язане з вартістю палива. Тому зрозумілим та закономірним є перехід на використання важких залишкових, більш дешевих видів палива. Однак використання таких палив пов'язане з певним погіршенням процесу роботи в двигунах і, відповідно, показників економічності та екологічності. Ефективним способом вирішення цієї проблеми є використання водню як додаткового каталізатора робочого процесу. Основними цілями даної науково-дослідної роботи є визначення ефективного методу насичення важкого палива воднем та виявлення впливу водню на процес роботи дизеля. Одним із можливих методичних шляхів удосконалення процесу роботи двигуна внутрішнього згоряння є використання збагачення паливно-повітряної суміші воднем. Незважаючи на значну кількість досліджень у напрямку використання водню для вдосконалення робочого процесу двигунів внутрішнього згоряння, залишається багато невирішених проблем. У роботі визначено оригінальну технологію збагачення паливно-повітряної суміші воднем та визначено основні показники роботи двигуна внутрішнього згоряння при використанні важкого палива. Показано ефективність використання водню як каталізатора робочого процесу в дизельному двигуні. Невеликий рівень насиченості важкого палива воднем в діапазоні 0,07…0,106 % дозволяє знизити питому витрату палива на 0,9 % та, відповідно, забруднення азотом приблизно на 10 %. Впровадження запропонованого рішення дозволяє істотно знизити загальну витрату палива судновими енергетичними дизелями. На даний момент практично, загальне зниження витрати палива дизельного двигуна MAN B&W 12G90ME-C10.5-LPSCR з MCR потужністю 74,88 МВт становить 2,8 т/добу або прибуток може скласти приблизно $1300/добу.
Посилання
Shalapko D.O., Proskurin A.Y., Mitrophanov O.M. Methods to improve the performance of diesel engines by adding hydrogen into high pressure line // Shipbuilding & marine infrastruc-ture. 2018. Vol.9., № 1. С. 82 – 86.
Shalapko D.O. Nepriami metody doslidzhennia efektu vykorystannia malykh domishok vodniu do osnovnoho palyva // Aviakosmichna tekhnika ta tekhnlolohiia. 2018. №6 (150). S. 44 – 51.
Gomes Antunes J.M, Mikalsen R., Roskilly A.P. An experimental study of a direct injection compression ignition hydrogen engine // Interna-tional Journal of Hydrogen Energy, Volume 34, Issue 15, August 2009, Pages 6516-6522.
Szwaja S, Grab-Rogalinski K. Hydrogen combustion in a compression ignition diesel en-gine. Int. J. Hydrogen Energy (2009), doi: 10.1016/2009.03.020.
Shalapko D.O. An experimental study of the wave effect in fuel equipment using hydrogen additives to diesel fuel // Technology audit and production reserves. 2018. Vol 6/1, (44). С 36 – 40.
Kanth S, Debbarma S. Comparative perfor-mance analysis of diesel engine fuelled with hydrogen enriched edible and non-edible bio-diesel. International Journal of Hydrogen Energy 2021;46(17):10478–10493. doi: 10.1016/j.ijhydene.2020.10.173.
Pedro Bancillon Ventin Muniz, Felipe An-drade Torres, Ednildo Andrade Torres. The Use of Hydrogen in the Production of Fuels and Ad-ditives for Internal Combustion Engines. Journal of Bioengineering Technologies and Health · July 2023 DOI: 10.34178/jbth.v6i2.303.
