自2022年7月9日鎮江基地首臺機交付以來,兩年時間里,滬東重機在兄弟單位中船鎮柴的大力協助下,建成了高、低壓天然氣氣站,具備了MAN專利GI主機和WIN G&D專利DF主機的試驗條件,可研制G60和X62及以下缸徑低速發動機。
目前,該公司正在加快技術創新和產品升級,后續將開發甲醇、乙烷、LGIP等燃料機型,可為全球客戶提供更多更優質的產品和服務,為建設世界一流動力企業作出新的貢獻。
]]>450mm缸徑中速雙燃料發動機是中船動力集團自主研制的新一代超大缸徑雙燃料中速發動機,其整體式機身長度逾7米,寬度與高度亦超2米,鑄件澆鑄重量達63噸;鑄造機身的材質質量要求極高,鑄件變形控制難度大,對熔煉環節鐵水處理提出了更高要求。
接到研制指令后,動力部件迅速成立專項攻關組。為了確保熔煉澆注作業執行與工藝要求完全一致,生產部門組織三次操作模擬,反復優化操作流程;在實際澆注過程中,從熔煉加料到澆注結束做到了分秒必爭,鐵水溫度、成分嚴格受控,球化、孕育質量控制在最佳區間,成功實現了僅利用2個20噸中頻爐產生3爐鐵水澆鑄60噸鑄件的工法創新。
450機身的成功鑄造,彰顯了動力部件的責任使命與創新能力,標志著其在大缸徑中速機關重零部件制造領域取得新突破,為中船動力集團中速機關鍵零部件自主可控、保持供應鏈穩定進一步夯實了基礎。
]]>NL9340大功率中速柴油發動機,是對NL340系列8缸、6缸機型市場批量應用并且取得優秀表現的延續,采用直列四沖程、增壓中冷、缸內高壓直噴等方式,最大功率可達到8000馬力,能夠滿足集裝箱船、散貨船、油船、工程船等多種船舶動力使用要求,并為大中型電站提供強勁動力。
]]>航運業去碳化的壓力與日俱增且時間緊迫。越來越多新出臺的法規政策和客戶們對綠色運營日益嚴格的要求意味著船東們不僅僅需要減少二氧化碳的排放,其他溫室氣體同樣不容忽視。根據瓦錫蘭的估計,如果運營商們不采取任何行動,那么47%的現役商船船隊將面臨不符合CII要求的風險。改用綠色甲醇是實現脫碳運營的一條可行之路。
未來,甲醇除了在成本上將比柴油更具競爭力外,也將更廣泛地普及。甲醇作為船用燃料已經有了完善的體系制度,現有的柴油加注設施稍作改造即可用來加注甲醇。雖然甲醇本身是一種無色液體,但不同生產方式和來源的甲醇則通常用顏色名稱來區分:
相比柴油,甲醇的主要優點是作為燃料燃燒時產生的硫氧化物、氮氧化物和二氧化碳排放量更少。具體減少的排放量取決于發動機的負荷量以及所使用甲醇的”顏色”。研究表明,使用灰色甲醇代替重油可減少7%的二氧化碳排放量。使用綠色甲醇時,二氧化碳排放量最多可減少88%。這正是綠色甲醇作為一種符合CII法規的選擇的魅力所在。隨著CII法規的不斷收緊,船舶可以通過逐步增加綠色甲醇的使用量,使船舶在未來數年內都符合相關排放要求。
1. 成本
盡管目前綠色甲醇的購買成本比柴油高,但從環境監管的角度來考慮,達不到CII指標的船舶將被禁止運營。這意味著使用甲醇的額外成本不僅需要與目前的柴油成本相比,還需要從更深遠的角度來考慮。例如,建造一艘新船的成本,以及由于船舶不符合要求而被迫停止運營可能造成的損失。即將加入歐盟排放交易計劃的海運可能會使柴油的使用成本增加,從而使綠色甲醇更具競爭力。
2. 可用性
2020年,全球甲醇行業協會(Methanol Institute)發布統計數據,全球約有100個港口可以供應甲醇。用于甲醇運輸的海運專用基礎設施仍處于早期發展階段,但規模正在不斷擴大。目前,灰色甲醇比綠色甲醇更常見,但隨著對低排放燃料的需求不斷增長,預計綠色甲醇的供應量也會增加。
3. 安全性
甲醇溶于水,生物降解速度快。從船上安全的角度來看,國際海事組織(IMO)的MSC.1-Circ.1621–《使用甲醇/乙醇作為燃料的船舶安全臨時指南》對甲醇作為船用燃料的使用有明確的規定。瓦錫蘭還為甲醇發動機及其相關的燃料處理和儲存系統制定了安全概念。該概念是所有使用甲醇作為燃料的船舶項目的內部設計指南,有助于確保船舶安全。
4. 易于使用
基于其化學特性,甲醇燃料只需對現有的加注設施稍作改裝即可實現甲醇燃料加注。由于甲醇在常壓下為液體,因此可儲存在與傳統柴油儲存艙類似的儲罐中,無需低溫儲存。此外,大多數主要港口或港口附近都有完善的儲存和處理設施。
近年來,河柴重工堅持與行業內優質大學深化產學研合作,開展了多項科研項目,“船用雙燃料發動機提高動態特性關鍵技術研究與應用”就是其中之一。該項目為科學技術部組織的政府間國際科技創新合作項目,由中國和馬耳他政府聯合研究。我國由哈爾濱工程大學牽頭,河柴重工立足自身先進的內燃機制造技術和性能試驗技術,與哈爾濱工程大學在內燃機性能仿真、試驗數據提取等方面進行合作,保障了項目順利實施,推動了雙燃料發動機技術進步。
該型雙燃料發動機采用柴油高壓共軌、燃氣進氣歧管多點噴射的技術路線,替代率最高可達98%,可實現全功率段純柴油做功模式和大于10%負荷雙燃料做功模式,具有做功模式的自動與手動切換功能,全功率段可實現雙燃料工作模式向純柴油工作模式的柔性切換。CHS620L6CR柴油-天然氣雙燃料發動機兼具了純柴油機與純天然氣發動機的優點,額定功率600kW/1500r/min,加速加載時間≤15s,相對于純天然氣發動機提高了平均有效壓力和動力響應性能,同時有助于減少碳排放,實現碳達峰。
]]>X-S系列是RT-flex50和RT-flex58發動機的后續產品,提供52厘米和62厘米的缸徑選項,適用于多種燃料類型,包括傳統柴油、雙燃料LNG、甲醇和氨。這款發動機設計緊湊、簡潔與優越的燃油效率相結合 ,相較于同類RT-flex發動機,其燃油消耗量低約10g/kWh,根據不同的運行配置,可以節省約4%的燃油,這使得X-S系列成為需要短沖程發動機船舶的理想選擇。
X-S系列發動機的短沖程與較高的轉速結合,匹配更小的螺旋槳,產生與同缸徑長沖程發動機相當的動力。這種緊湊型設計特別適用于淺吃水船型,或對主甲板和機艙高度有特定要求的船舶。目前,采用短沖程發動機的船舶類型包括集裝箱支線船、汽車運輸船、多用途貨船以及滾裝/集裝箱運輸船等。
新型X-S發動機通過其堅固而輕巧的設計,實現燃料消耗的降低和運行效率的提升。得益于活塞高度的降低,維護工作變得更為簡便,同時,與先前的發動機相比,大修間隔時間也得到延長。
LNG雙燃料X-S發動機采用智能控制廢氣再循環(iCER)系統,能夠在天然氣和柴油模式下有效降低燃料消耗,無需依賴單獨的選擇性催化還原(SCR)系統,即可滿足Tier III氮氧化物排放標準。此外,該技術還有助于減少在使用LNG作為燃料時的甲烷泄漏。
首臺配備iCER技術的X62DF-S雙燃料發動機將安裝在一艘7000CEU的純汽車/卡車運輸船上,該發動機同時配備了可變壓縮比VCR技術,實現動態調整發動機的壓縮比,進一步提升燃油效率,以適應不同的燃料類型、發動機負載、環境條件及其他運行參數。
]]>內燃動力全國重點實驗室聯盟旨在服務國家“雙碳”戰略,促進我國內燃動力高質量發展,搭建協同創新平臺,聯合攻關內燃動力核心技術難題,共謀內燃機更加綠色、可靠、智能、高效的發展之路。
內燃動力全國重點實驗室聯盟由天津大學牽頭,聯合領域內重點高校、科研院所、龍頭企業為主依托單位的六家全國重點實驗室共同成立。包括先進船舶發動機技術全國重點實驗室、內燃動力全國重點實驗室、內燃機與動力系統全國重點實驗室、智能農業動力裝備全國重點實驗室、車用動力系統全國重點實驗室、多棲平臺驅動系統技術全國重點實驗室等6家全國重點實驗室共同成立。中國船舶七一一所是先進船舶發動機技術全國重點實驗室的主依托單位。
中國內燃機學會氨發動機創新聯合體由中國工程院院士、上海交通大學無錫碳中和動力技術研究院院長黃震牽頭籌建,經自愿申請并由中國內燃機學會批準,上海交通大學、七一一所、上海交通大學無錫碳中和動力技術研究院、清華大學、天津大學、中船動力(集團)有限公司等首批三十六家單位加入氨發動機創新聯合體。
氨發動機創新聯合體是產學研協同的創新平臺,將以氨發動機產業的需求為牽引,匯聚各方資源,凝聚各方智慧,圍繞氨發動機共性技術和關鍵技術,開展聯合攻關,建立氨發動機技術標準體系,推動氨發動機技術進步和產業化,推動中國氨發動機事業發展,為實現我國經濟和社會綠色、低碳、可持續發展做出貢獻。
中國船舶七一一所所長董建福表示,氨發動機技術的突破和應用是推動發動機行業落實“雙碳”戰略目標的必要途徑之一。氨發動機的很多基礎技術、關鍵技術有待深入研究和突破,相關技術標準體系亟需建立和完善,“氨發動機創新聯合體”的成立恰逢其時,必將對我國內燃機行業未來的發展發揮至關重要的作用。
]]>氨燃料供應系統
三菱造船表示,氨燃料供應系統將為日本發動機公司的船用氨燃料發動機提供氨燃料;氨氣減排系統則負責安全處理剩余的氨氣。兩者將由一個集成控制器進行遠程自動控制。
為實現國際海事組織(IMO)提出的到2050年左右實現國際航運溫室氣體(GHG)凈零排放目標,必須從傳統化石燃料轉向對環境影響較小的新一代船用燃料。氨在燃燒時不會排放二氧化碳,因此有望成為幫助海運業建立脫碳社會的下一代燃料。
作為三菱重工集團能源轉型戰略舉措的一部分,三菱造船將匯集其通過建造氣體運輸船所積累的氨處理技術和知識,并作為船用氨氣減排系統制造商提供注重安全性和可靠性的產品。作為系統集成商,三菱造船還將繼續提供符合客戶需求的服務,如造船工程服務和氨動力船舶建造支持,從而為進一步發展全球海洋物流和減少環境影響做出貢獻。
船用氨燃料發動機(由J-ENG提供)
不久前,三菱造船自主研發的功率預測和線路選擇系統“MiPoLin?”也喜獲新單。
MiPoLin?是一個基于網絡的用戶友好型系統,該系統以三菱重工集團多年來在長崎模型測試基地積累的1200多例不同儲罐測試結果和超420艘船體模型為基礎,通過利用三菱造船的大型數據庫以及長期積累的船舶建造成果和專有技術,MiPoLin?可以高精度地估算推進性能并生成用于船舶概念設計和性能評估的船體模型。
三菱重工集團的此類技術已于2022年8月實現商業化,旨在廣泛應用于解決整個海運業的相關問題。
]]>MAN Energy Solutions副總裁兼二沖程研發負責人Brian ?stergaard S?rensen表示:“此次項目的成功落地,不僅是我們氨燃料發動機研發領域的又一重大突破,更是整個海運業發展歷程中的一個重要里程碑。它強有力地證明了我們在雙燃料氨概念探索的道路上走對了方向。自2023年6月上旬啟動的二沖程發動機測試以來,我們已對氨作為船用燃料的特性有了深刻的認識。同樣重要的是,我們也對氨的安全處理充滿信心。看到我們的努力逐步轉化為實際成果,我們感到無比欣慰。”
MAN Energy Solutions丹麥總經理Bjarne Foldager表示:“早在二沖程氨燃料發動機測試啟動之前,這款革命性產品已經吸引了業界的廣泛關注。隨著我們從氨燃燒測試中汲取寶貴經驗,外界對這款發動機的興趣愈發濃厚。盡管當前航運業的增長不可避免地導致溫室氣體排放增加,但電制甲醇和綠氨等替代燃料有望與傳統化石燃料形成有力競爭。然而,要實現這一變革,我們迫切需要監管政策的支持。雖然歐盟和國際海事組織在監管透明度方面已取得顯著進展,但當前更需要引入有效的基于市場的工具,以推動整個行業在2050年實現碳中和的宏偉目標。”
MAN Energy Solutions銷售和推廣負責人Thomas S. Hansen表示:“自2019年起,我們投入超過100,000個工時用于研發這款發動機,如今終于取得了顯著的成果。這款首臺MAN B&W氨燃料發動機屬于60缸徑類型,適用于多種船舶領域,展現了其廣泛的適用性和潛力。我們深知,氨作為船用燃料的成功,關鍵在于能夠安全地進入市場并得到廣泛應用。因此,在將這款發動機作為完整銷售發布的一部分并正式納入我們的船用發動機計劃之前,我們將嚴格監控一批投入海上實際運行的發動機,確保發動機的設計和輔助系統的性能完全符合預期標準。短期內,隨著我們從首批發動機中積累起積極的航海經驗,我們有信心氨燃料發動機將在未來幾年內迅速普及。從更長遠的角度來看,我們預計到2050年,氨將占據大型商船使用燃料的約35%,這主要得益于氨相較于其他適用于大型商船的電制燃料,具有更低的生產成本。”
]]>據悉,WinGD X-DF-A安全概念獲BV原則性認可AiP,是氨燃料發動機艙概念安全性、穩健運營氨船舶的關鍵證明,該安全概念涵蓋可預見異常條件下的可能故障場景及對應的控制措施,包括如何安全采用氨燃料及有效控制其風險。
WinGD X-DF-A 發動機將采用高壓氨噴射,使用約5%能量的點火油。在氨和柴油模式下,與現有柴油機的功率和轉速范圍相同。
隨著行業向零碳的未來迅速邁進,發動機安全概念的原則性認可是為船東提供氨燃料船舶設計安全保障的關鍵步驟。在本次原則性認可之前WinGD已確認兩筆不同缸徑的X-DF-A訂單,其中WinGD首型開發的52mm缸徑X52DF-A氨動力發動機將于2025年第一季度交付,適用氣體運輸船和散貨船等一系列船舶。
]]>