6,000kW 4행정 보조 세트를 운영하는 수석 엔지니어 앞에는 두 개의 숫자가 있습니다. 그의 경로에서 휘발유 가격은 매우 낮은 유황 연료유의 약 3분의 2 수준이며, 그가 막 서비스를 중단한 실린더 헤드는 배기 밸브 시트가 마모된 상태에서 12,000시간 작동됩니다. 이 두 숫자는 이중 연료 엔진에 대한 거의 모든 것을 설명합니다.
짧은 대답은 간단합니다. 이중 연료 엔진은 가스를 주 연료로 사용하고 소량의 액체 연료를 점화원으로 사용하며 운전자가 필요할 때마다 액체 연료로 다시 전환할 수 있는 디젤 엔진입니다. 가스 모드에서는 연소실 내부의 압력, 열 방출 및 밸브 로딩이 변경되고 이 세 가지가 모두 도달하는 곳이 헤드이기 때문에 실린더 헤드는 매우 중요합니다. 다음 내용은 두 가지 연소 경로, 파일럿 연료의 실제 비용, 부하에 따라 대체율이 떨어지는 방식, 교체 헤드가 가스 모드에서 살아남는지 여부를 결정하는 부품 세부 사항을 다룹니다.
이중 연료 엔진의 차이점
이중 연료 엔진은 디젤 엔진으로 시작됩니다. 블록, 크랭크샤프트, 커넥팅 로드 및 출력 등급은 동일한 등급으로 유지되며, 엔진은 애초에 디젤을 신뢰성 있게 만든 압축 점화 원리를 유지합니다. 변경되는 사항은 가스 공급 시스템, 연소실 설계, 제어 소프트웨어 및 대부분의 4행정 변환에서 실린더 헤드 자체입니다.
가스 모드에서 엔진은 천연가스를 연소하고 일부 설치에서는 액화석유가스나 메탄올을 주요 에너지원으로 사용합니다. 소량의 디젤 또는 선박용 경유를 파일럿 연료로 분사하여 점화 에너지를 제공합니다. 파일럿 화염이 역방향이 아닌 가스와 공기 충전물을 점화하기 때문에 엔진은 황산화물을 거의 생성하지 않으면서 디젤 작동과 동일한 효율 대역을 유지합니다. 가스 공급이 중단되거나 선박이 조종 중이고 운전자가 즉각적인 반응을 원하는 경우 엔진은 몇 번의 연소 주기 내에 디젤 모드로 돌아갑니다.
운전자는 세 가지 실질적인 이유로 이중 연료를 선택합니다. 첫 번째는 규정 준수입니다. 가스 모드는 질소산화물을 약 85%까지 줄여 선택적 촉매 환원 장치 없이 IMO Tier III 제한을 충족합니다. 두 번째는 비용입니다. 많은 노선에서 액화천연가스와 초저유황 연료유 사이의 가격 차이가 몇 년 내에 엔진과 가스 탱크의 더 높은 자본 비용을 상쇄합니다. 세 번째는 선택성입니다. 동일한 엔진으로 시장에서 가장 저렴한 연료를 연소할 수 있으며 규정에 따라 해당 달에 가장 저렴해집니다.
대형 2행정 주 엔진의 경우 널리 사용되는 접근 방식 중 하나는 고압의 압축 행정 후반부에 가스를 주입하여 원래의 디젤 연소 사이클을 그대로 유지하고 연소되지 않은 메탄이 배기 가스로 손실되는 것을 방지합니다.
동방 실린더 헤드 | MAN 해양 디젤 엔진과 호환되는 교체 예비 부품 호환 모델: L16/24, L23/30, L23/30H, L28/32A, S26MC, L31, L35MC, S35MC, L50MC-C I. 제품 개요 DONGFANG 실린더 헤드는 타사 호환 교체품입니다.... 제품보기 → 트레이드 오프는 유지 관리 측면에 있습니다. 이중 연료 엔진은 더 정밀한 인젝터 및 밸브 타이밍, 밀봉 표면의 더 엄격한 공차, 하나가 아닌 두 개의 서로 다른 열 방출 패턴에 대처해야 하는 실린더 헤드 등 최고 수준에 더 많은 것을 요구합니다.
두 가지 연소 경로, 두 가지 부하 세트
대부분의 이중 연료 논의는 엔진이 가스 모드에서 어떤 사이클을 사용하는지에 달려 있습니다. 왜냐하면 선택에 따라 가스 압력, 파일럿 연료량, 메탄 슬립 수준 및 실린더 헤드에 도달하는 부하가 설정되기 때문입니다.
| 매개변수 | 저압 가스 모드 | 고압 가스 모드 |
|---|---|---|
| 연소주기 | 오토, 사전 혼합 충전 | 디젤, 확산 화염 |
| 가스공급압력 | 약 5~6bar | 약 300~350bar |
| 가스 유입 지점 | 흡기 행정, 공기와 혼합 | 늦은 압축, 실린더로 직접 전달 |
| 완전 부하 시 파일럿 연료 공유 | 약 1% | 3~5퍼센트 정도 |
| 메탄 슬립 | 측정 가능, 낮은 부하에서 더 높음 | 무시할 수 있음 |
| 압축비 | 하한, 노크 한도 적용 | 표준 디젤 수준 |
| 일반적인 임무 | 4행정 보조 및 중속 주 엔진 | 대형 2행정 주 엔진 |
| 확인할 헤드 기능 | 가스 유입구, 강화 시트, 냉각 통로 | 가스 인젝터 보어, 슬리브 핏, 방화 데크 경도 |
두 경로 모두 절대적인 측면에서 더 나은 것은 아닙니다. 저압 경로는 가스 시스템이 더 간단하고 기계 공간에 공간이 있는 4행정 보조 및 중속 엔진을 지배합니다. 고압 경로는 메탄 슬립이 허용되지 않고 가스 압축기가 이미 설치의 일부인 대형 2행정 주 엔진에 사용됩니다.
동방 실린더 헤드 | Wartsila Marine Diesel En과 호환되는 교체 예비 부품 호환 모델: R20, L20, R22, R25, R32 I. 제품 개요 DONGFANG 실린더 헤드는 독립적으로 개발 및 제조된 고품질 애프터마켓 교체 부품입니다. 제품보기 → 가스 모드에서 실린더 헤드가 더 많은 부하를 전달하는 이유
가스 모드는 최대 실린더 압력을 높이고 열 방출 곡선의 모양을 변경하므로 소방 데크, 밸브 시트 및 밸브 케이지는 일반 디젤 서비스보다 더 힘든 사이클을 보입니다. 포트 주입 변환에서 헤드에는 가스 유입 밸브도 포함되어 있습니다. 이는 추가 보어, 추가 밀봉 표면 및 두 번째 누출 경로를 의미합니다. 해당 부분 자체의 배경을 원하는 사람은 누구나 읽을 수 있습니다. 실린더 헤드의 제작 방법과 각 표면의 역할 .
- 가스 모드는 부분 부하에서 더 뜨거운 배기 밸브를 실행하기 때문에 밸브 시트 경도 및 시트 각도.
- 밸브 케이지와 가이드가 잘 맞습니다. 가이드가 마모되면 밸브가 정렬되지 않고 시트가 파손될 수 있기 때문입니다.
- 부분적으로 막힌 통로가 갈라진 방화 갑판으로 변하기 때문에 냉각 통로의 청결함.
- 변환 키트 사양과 일치해야 하는 변환된 엔진의 가스 흡입 밸브 보어입니다.
실질적인 결과는 이중 연료 엔진용 교체 헤드를 보어 크기만으로는 구입할 수 없다는 것입니다. 엔진 버전, 가스 모드 등급 및 변환 키트는 모두 헤드가 일치해야 하는 도면을 변경합니다.
파일럿 연료 공유: 여전히 필요한 디젤 양
파일럿 연료는 운전자가 잊어버리는 연료비의 일부이며 고정된 숫자가 아닙니다. 아래 차트는 5가지 구성에 대한 일반적인 파일럿 공유를 보여줍니다.
차트는 5가지 일반적인 구성의 액체 연료에서 나오는 총 에너지의 양을 보여줍니다. 최대 부하의 저압 4행정 엔진에는 약 1%의 파일럿 연료만 필요하며, 이는 운전자가 가스 모드를 거의 완전히 가스가 연소되는 것으로 취급하는 이유입니다. 동일한 엔진을 1/4 부하로 낮추면 파일럿 점유율은 약 8%로 올라갑니다. 혼합물이 너무 희박해져서 더 많은 디젤 에너지 없이는 안정적으로 점화할 수 없기 때문입니다. 고압 2행정 엔진은 최대 부하에서 약 3%의 속도로 작동하며, 디젤에서 가스로의 개조는 가스 유입 및 제어 시스템이 특수 목적 엔진보다 덜 정확하기 때문에 5%에 가깝습니다. 낮은 부하에서 개조 수치는 15%에 달할 수 있으며 이는 항구에서 오랜 시간 동안 조종하는 선박의 연료 비용 계산을 변경하기에 충분합니다.
엔진의 부하가 떨어지기 전에 대체율이 떨어집니다.
대체율은 가스가 실제로 대체하는 액체 연료의 비율이며 부하 범위 전체에서 일정하지 않습니다.
빨간색 곡선은 1/4 부하에서 약 40% 대체를 유지하고 최대 부하에서 약 95%에 도달하는 특수 목적 저압 이중 연료 엔진을 보여줍니다. 파란색 곡선은 가스 작동으로 전환된 디젤 엔진을 보여줍니다. 이 엔진은 1/4 부하에서 거의 25% 시작하여 최대 부하에서 약 90%까지 올라갑니다. 두 곡선 사이의 간격은 부분 부하에서 가장 넓으며, 이는 정확히 페리, 항만 선박 및 해양 지원 선박이 대부분의 운행 시간을 보내는 부분입니다. 최대 부하 시 명판 수치로부터 절감액을 계산하는 차량은 듀티 사이클이 부분 부하에 의해 지배될 때마다 이를 과대평가합니다. 이것이 바로 엔진 등급이 아닌 부하 프로필이 공장 이중 연료 엔진과 변환 사이의 선택을 이끌어야 하는 이유입니다.
가스 모드가 배출에 미치는 영향
가스 모드는 액체 연료 작동에 비해 모든 규제 오염 물질을 낮추지만 동일한 수준은 아닙니다.
천연가스에는 유황이 거의 포함되어 있지 않기 때문에 황산화물은 약 99% 감소합니다. 이 수치만으로도 글로벌 배출 제한치 0.50%와 배출 통제 구역 내 한도 0.10%를 충족합니다. 미세먼지는 약 95%, 질소산화물은 약 85% 감소해 후처리 장치 없이도 Tier III에 도달할 수 있다. 이산화탄소는 약 22% 정도만 감소하는데, 그 이유는 연소 기술이 아닌 연료의 수소 대 탄소 비율에서 절감 효과가 나타나기 때문입니다. 차트는 또한 가스 모드가 종종 기후 솔루션이 아닌 규정 준수 도구로 설명되는 이유를 보여줍니다. 즉, 질소산화물과 황의 증가는 크고 즉각적이며 탄소 증가는 중간 정도입니다. 탄소 집약도 규정이 강화됨에 따라 이중 연료 운영은 차량이 규정을 준수하는 데 도움이 되지만 자체적으로 심층적인 탈탄소화를 제공하지는 않습니다.
목적에 맞게 설계된 이중 연료 엔진 또는 전환
두 옵션 모두 가스로 작동하지만 동일한 방식으로 작동하지 않으며 아래의 레이더 비교는 운영자가 가장 자주 평가하는 6가지 기준에 걸쳐 점수를 매깁니다.
두 가지 모양은 6가지 기준에 따라 0에서 100까지 점수가 매겨지며, 모양이 클수록 좋습니다. 목적에 맞게 제작된 엔진은 연소실, 밸브 타이밍 및 제어 맵이 처음부터 가스용으로 설계되었기 때문에 연료 유연성, 산화질소 헤드룸 및 이산화탄소 이점을 제공합니다. 기존 엔진을 교체하는 대신 서비스를 계속 유지하고 연료비 절감 측면에서 경쟁력을 유지하므로 개조 친화성 측면에서 전환 점수가 더 높습니다. 가스 모드는 최고 압력을 높이고 열 방출을 변경하므로 밸브 시트, 밸브 케이지 및 실린더 헤드의 방화 데크가 일반 디젤 서비스보다 더 열심히 작동하기 때문에 두 가지 모두에서 가장 약한 영역은 최고 구성품 수명입니다. 변환으로 인해 마진이 더욱 좁아지므로 변환된 엔진의 교체 헤드를 원래 디젤 도면 대신 가스 모드 사양과 비교하여 항상 확인해야 합니다.
이중 연료 함대를 위한 실린더 헤드 소싱
이중 연료 엔진 조달은 대부분 매칭 문제입니다. 동일한 엔진 제품군이 디젤, 저압 가스 및 고압 가스 버전에 존재할 수 있으며, 실린더 헤드는 인젝터 슬리브 직경, 밸브 시트 재료, 가스 흡입구 및 냉각 통로 레이아웃 등 작지만 중요한 측면에서 서로 다릅니다. 디젤 엔진 버전에 맞는 헤드는 가스 버전에 물리적으로 볼트로 고정되어도 조기에 고장날 수 있습니다. 재료와 시트 경도가 더 높은 최고 압력에 대해 지정되지 않았기 때문입니다.
주문 전 체크리스트가 짧습니다. 보어뿐만 아니라 엔진 모델과 빌드 버전도 확인하세요. 엔진이 저압 모드로 작동하는지, 아니면 고압 가스 모드로 작동하는지 확인하세요. 헤드에 가스 흡입 밸브 보어가 필요한지 확인하십시오. 밸브 시트 각도 및 경도 요구 사항을 확인하십시오. 선두에서 대기하는 선박은 수입이 없는 선박이므로 리드타임과 재고 위치를 확인하십시오.
Zhoushan Putuo Dongfang Machinery는 선박용 디젤 엔진용 실린더 헤드 교체 예비 부품을 공급하며, 이는 가스 변환 프로젝트는 물론 기존 디젤 서비스에 사용되는 4행정 보조 및 중속 엔진 제품군을 포함합니다. 
동방 실린더 헤드 | Daihatsu Marine Diesel En과 호환되는 교체용 예비 부품 호환 모델: DL-20, DL-22, DL-26, DL-28, DL-32, 5DK-20, 6DK-20, DK-28, DS-26, PS-26H (D), DC-17, DE-18 제품보기 →
국내 디젤 엔진용 장치를 포함한 전체 범위는 다음 목록에 나열되어 있습니다. 실린더 헤드 교체 부품 카탈로그 , 각 페이지에는 헤드와 호환되는 엔진 제품군이 나와 있습니다.
이중 연료의 성과를 최종적으로 결정하는 숫자는 연료 자체의 확산이 아니라 그 뒤의 최고 유지 관리 간격입니다. 연간 6,000시간 동안 작동하는 엔진의 가스 모드는 실린더 헤드가 동일한 임무를 수행하는 디젤 엔진보다 더 많은 열 사이클을 거치게 하며, 헤드는 산술적으로 소모품입니다. 엔진 버전, 가스 모드 사양 및 실제 부하 프로필을 중심으로 교체를 계획하여 연료 절약을 놀라운 유지 관리로 바꾸지 않고도 이중 연료 차량을 규정을 준수하고 사용할 수 있게 유지합니다.
