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Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffversorgungsanlage für mindestens eine Schiffsdieselbrennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Kraftstoffversorgungsanlage.
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Aus der Praxis ist es bekannt, dass Schiffsdieselbrennkraftmaschinen mit unterschiedlichen Kraftstofftypen betrieben werden können. So ist es zum Bespiel möglich, Schiffsdieselbrennkraftmaschinen einerseits mit Schwerölkraftstoffen und andererseits mit Destillatkraftstoffen zu betreiben. Schwerölkraftstoffe sind zwar kostengünstig, verursachen jedoch aufgrund ihres hohen Schwefelgehalts relativ hohe Kraftstoffemissionen. Destillatkraftstoffe verursachen geringere Abgasemissionen, sind jedoch teurer. Auf offener See werden Schiffsdieselbrennkraftmaschinen aus Kostengründen mit Schwerölkraftstoffen betrieben. Dann hingegen, wenn ein Schiff in Küstennähe in einer sogenannten SECA(Sulphur Emission Control Areal)-Zone betrieben werden soll, muss aus Emissionsgründen der Betrieb der Schiffsdieselbrennkraftmaschine derart umgestellt werden, dass von einem Schwerölkraftstoff auf einen Destillatkraftstoff gewechselt wird. Nur dann, wenn eine Schiffsdieselbrennkraftmaschine infolge der Verbrennung eines Destillatkraftstoffs hinsichtlich der Schadstoffemissionen Emissionsvorschriften einer SECA-Zone erfüllt, darf ein Schiff in eine solche SECA-Zone einfahren.
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Eine Kraftstoffversorgungsanlage für eine Schiffsdieselbrennkraftmaschine, mit Hilfe derer die Schiffsdieselbrennkraftmaschine entweder mit einem Schwerölkraftstoff oder mit einem Destillatkraftstoff versorgt werden kann, verfügt nach der Praxis über einen sogenannten Feeder-Kraftstoffkreislauf und einen sogenannten Booster-Kraftstoffkreislauf.
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Über den Feeder-Kraftstoffkreislauf kann mit Hilfe einer ersten Pumpeinrichtung entweder der erste Kraftstoff oder der zweite Kraftstoff in Richtung auf einen Mischtank gefördert werden. Mit Hilfe einer zweiten Pumpeinrichtung des Booster-Kreislaufs kann Kraftstoff ausgehend vom Mischtank in Richtung auf die oder jede Schiffsdieselbrennkraftmaschine gefördert werden. Die erste Pumpeinrichtung des Feeder-Kraftstoffkreislaufs saugt dabei den jeweiligen Kraftstoff mit einem ersten Fördervolumenstrom an, wobei ein erster Teilfördervolumenstrom dieses ersten Fördervolumenstroms in Richtung auf den Mischtank gefördert wird, und wobei ein zweiter Teilfördervolumenstrom dieses ersten Fördervolumenstroms im Feeder-Kraftstoffkreislauf umgewälzt wird. Die zweite Pumpeinrichtung des Booster-Kraftstoffkreislaufs saugt den Kraftstoff aus dem Mischtank mit einem zweiten Fördervolumenstrom an, der deutlich größer als der erste Fördervolumenstrom ist. So wird über die oder jede Schiffsdieselbrennkraftmaschine mehr Kraftstoff gefördert, als dieselbe tatsächlich verbraucht, um so überschüssigen Kraftstoff insbesondere für Kühlaufgaben und Schmieraufgaben zur Verfügung zu stellen. Von der oder jeder Brennkraftmaschine nicht verbrauchter Kraftstoff wird über einen Rücklauf des Booster-Kraftstoffkreislaufs in den Mischtank zurückgefördert.
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Aufgrund dieser unterschiedlichen Fördervolumina im Feeder-Kraftstoffkreislauf sowie im Booster-Kraftstoffkreislauf erfolgt bei einer Umstellung der Kraftstoffförderung im Feeder-Kraftstoffkreislauf von einem Schwerölkraftstoff auf einen Destillatkraftstoff im Booster-Kraftstoffkreislauf ein relativ langsamer Austausch des Schwerölkraftstoffs durch den Destillatkraftstoff. Beim Umstellvorgang von einem Betrieb mit einem Schwerölkraftstoff auf einen Betrieb mit einem Destillatkraftstoff wird ausgehend vom Feeder-Kreislauf nur soviel Destillatkraftstoff in den Mischtank geführt, wie Schwerölkraftstoff im Booster-Kreislauf verbraucht wird. Daher erfolgt im Booster-Kraftstoffkreislauf nur eine relativ langsame Verdünnung des Schwerölkraftstoffs mit Destillatkraftstoff. Dies hat zur Folge, dass eine relativ lange Zeit benötigt wird, bis im Booster-Kreislauf der Schwerölkraftstoff in ausreichendem Maße durch Destillatkraftstoff ersetzt wurde, um dann Emissionsvorschriften einer SECA-Zone erfüllen zu können.
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So kann es nach bei aus der Praxis bekannten Kraftstoffversorgungsanlagen nach Umstellung der Kraftstoffförderung im Feeder-Kreislauf von Schwerölkraftstoff auf Destillatkraftstoff bis zu über 10 Stunden dauern, bis infolge eines ausreichenden Kraftstoffaustauschs im Booster-Kraftstoffkreislauf Emissionsvorgaben von SECA-Zonen erfüllt werden können.
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Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine neuartige Kraftstoffversorgungsanlage für mindestens eine Schiffsdieselbrennkraftmaschine und ein Verfahren zum Betreiben derselben zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch eine Kraftstoffversorgungsanlage nach Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist die erste Pumpeinrichtung des Feeder-Kraftstoffkreislaufs derart ausgelegt, dass dieselbe in einem Umschaltbetriebsmodus, in welchem für den Betrieb der oder jeder Schiffsdieselbrennkraftmaschine vom ersten Kraftstofftyp auf dem zweiten Kraftstofftyp gewechselt wird, den zweiten Kraftstoff ausgehend vom zweiten Kraftstofftank mit einem dritten Fördervolumenstrom ansaugt, der größer als der erste Fördervolumenstrom ist.
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Erfindungsgemäß ist die erste Pumpeinrichtung des Feeder-Kraftstoffkreislaufs derart ausgelegt, dass dieselbe in dem Umschaltbetriebsmodus den dritten Fördervolumenstrom vom Kraftstofftank für den zweiten Kraftstofftyp ansaugt, der größer als der erste Fördervolumenstrom im Normalbetriebsmodus ist. Hierdurch ist es möglich, im Booster-Kraftstoffkreislauf deutlich schneller den ersten Kraftstoff, insbesondere den Schwerölkraftstoff, durch den zweiten Kraftstoff, insbesondere durch den Destillatkraftstoff, auszutauschen, sodass von der oder jeder Schiffsdieselbrennkraftmaschine Emissionsvorgaben von SECA-Zonen deutlich schneller eingehalten werden können als dies nach der Praxis bislang möglich ist. Daher ist es Schiffen mit der erfindungsgemäßen Kraftstoffversorgungsanlage möglich, nach dem Beginn einer Kraftstoffumstellung im Feeder-Kraftstoffkreislauf von einem Schwerölkraftstoff auf einen Destillatkraftstoff schneller in eine SECA-Zone einzufahren.
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Vorzugsweise ist die erste Pumpeinrichtung des Feeder-Kraftstoffkreislaufs derart ausgelegt, dass dieselbe in dem Umschaltbetriebsmodus den zweiten Kraftstoff mit einem solchen dritten Fördervolumenstrom ansaugt, dass der in Richtung auf den Mischtank geförderte erste Teilfördervolumenstrom des dritten Fördervolumenstroms dem zweiten Fördervolumenstrom des Booster-Kraftstoffkreislaufs entspricht. Dies erlaubt einen besonders vorteilhaften und schnellen Austausch des ersten Kraftstofftyps durch den zweiten Kraftstofftyp im Booster-Kraftstoffkreislauf und demnach eine besonders schnelle Erfüllung von Emissionsvorschriften von SECA-Zonen nach Umstellung der Kraftstoffförderung vom ersten Kraftstofftyp auf den zweiten Kraftstofftyp.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist in einen Rücklauf des Booster-Kraftstoffkreislaufs stromaufwärts des Mischtanks ein erstes Absperrventilventil geschaltet ist, welches im Normalbetriebsmodus geöffnet und im Umschaltbetriebsmodus geschlossen ist, wobei vorzugsweise von dem Rücklauf stromaufwärts des ersten Absperrventilventils eine Kraftstoffsabführleitung abzweigt, in die ein zweites Absperrventilventil geschaltet ist, welches im Normalbetriebsmodus geschlossen und im Umschaltbetriebsmodus geöffnet ist.
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Mit diesen beiden Absperrventilen ist es besonders vorteilhaft möglich, im Umschaltbetriebsmodus den im Booster-Kraftstoffkreislauf befindlichen ersten Kraftstoff nach Umstellung des Feeder-Kraftstoffkreislaufs auf den dritten Fördervolumenstrom schnell aus dem Booster-Kraftstoffkreislauf zu entfernen und im Booster-Kraftstoffkreislauf den ersten Kraftstoff schnell durch den zweiten Kraftstoff zu ersetzen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer solchen Kraftstoffversorgungsanlage ist in Anspruch 7 definiert.
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Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
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1: eine schematisierte Darstellung einer erfindungsgemäßen Kraftstoffversorgungsanlage für mindestens eine Schiffsdieselbrennkraftmaschine.
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Die hier vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftstoffversorgungsanlage für mindestens eine Schiffsdieselbrennkraftmaschine eines Schiffs und ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Kraftstoffversorgungsanlage.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Kraftstoffversorgungsanlage 1, die im gezeigten Ausführungsbeispiel der Kraftstoffversorgung von zwei Schiffsdieselbrennkraftmaschinen 2 und 3 dient. Im Unterschied zum gezeigten Ausführungsbeispiel kann die Kraftstoffversorgungsanlage 1 auch lediglich eine Schiffsdieselbrennkraftmaschine oder mehr als zwei Schiffsdieselbrennkraftmaschinen mit Kraftstoff versorgen.
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Die Kraftstoffversorgungsanlage 1 umfasst einen Feeder-Kraftstoffkreislauf 4 und einen Booster-Kraftstoffkreislauf 5.
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Der Feeder-Kraftstoffkreislauf 4 verfügt über eine erste Pumpeinrichtung 6, die im gezeigten Ausführungsbeispiel von zwei parallel geschalteten Kraftstoffpumpen 7 und 8 gebildet wird. Jeder der beiden Pumpen 7 und 8 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel ein Absperrventil 9 bzw. 10 vorgelagert. Es sei darauf hingewiesen, dass anstelle von zwei Kraftstoffpumpen 7 und 8 die erste Pumpeinrichtung 6 auch lediglich eine Kraftstoffpumpe oder mehr als zwei parallel geschaltete Kraftstoffpumpen aufweisen kann.
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Mit Hilfe der ersten Pumpeinrichtung 6 des Feeder-Kraftstoffkreislaufs 4 ist abhängig von der Schaltstellung eines Ventils 11 entweder ausgehend von einem ersten Kraftstofftank 12 ein erster Kraftstoff, nämlich im gezeigten Ausführungsbeispiel ein Schwerölkraftstoff, oder ausgehend von einem zweiten Kraftstofftank 13 ein zweiter Kraftstoff, nämlich im gezeigten Ausführungsbeispiel ein Destillatkraftstoff, ansaugbar, wobei der mit Hilfe der ersten Pumpeinrichtung 6 des Feeder-Kraftstoffkreislaufs 4 angesaugte Kraftstoff in Richtung auf einen Mischtank 14 förderbar ist.
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In einem Normalbetriebsmodus der Kraftstoffförderanlage 1 saugt die erste Pumpeinrichtung 6 des Feeder-Kraftstoffkreislaufs 4 aus einem der beiden Kraftstofftanks 12 bzw. 13 den entsprechenden Kraftstoff mit einem definierten ersten Fördervolumenstrom an, wobei ein erster Teilfördervolumenstrom des ersten Fördervolumenstroms in Richtung auf den Mischtank 14 förderbar ist, und wobei ein zweiter Teilfördervolumenstrom dieses ersten Fördervolumenstroms über eine Umwälzleitung 15, in die ein Druckbegrenzungsventil 16 integriert ist, im Feeder-Kraftstoffkreislauf 4 umgewälzt wird.
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Dann, wenn die Schiffsdieselbrennkraftmaschinen 2 und 3 in Volllast betreiben werden in Summe 100% Kraftstoff verbrauchen, beträgt der erste Fördervolumenstrom, der von der Pumpeinrichtung 6 aus einem der beiden Kraftstofftanks 12 bzw. 13 angesaugt wird, typischerweise 160% dieses Kraftstoffverbrauchs, wobei der in Richtung auf den Mischtank 14 geförderte erste Teilfördervolumenstrom dann 100% und der über die Umwälzleitung 15 geleitete zweite Teilfördervolumenstrom dann 60% beträgt.
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Der über die erste Pumpeinrichtung 6 des Feeder-Kraftstoffkreislaufs 4 in Richtung auf den Mischtank 14 geförderte erste Teilfördervolumenstrom des ersten Fördervolumenstroms kann gemäß 1 über eine Durchflussmesseinrichtung 17 geführt werden, und zwar dann, wenn ein der Durchflussmesseinrichtung 17 vorgeschaltetes Ventil 18 geöffnet ist.
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Alternativ ist es möglich, zum Beispiel dann, wenn die Durchflussmesseinrichtung 17 defekt ist, den ersten Teilfördervolumenstrom des ersten Fördervolumenstroms über eine Bypassleitung 19 an der Durchflussmesseinrichtung 17 vorbeizuführen, wobei dann das Ventil 18 geschlossen ist und ein in die Bypassleitung 19 integriertes Ventil 20 geöffnet ist.
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An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass der zweite Teilfördervolumenstrom des ersten Fördervolumenstrom, der über die Umwälzleitung 15 im Feeder-Kraftstoffkreislauf 4 umgewälzt wird, mit Hilfe des Druckbegrenzungsventils 16 derart eingestellt wird, dass sich für den zum Mischtank 14 geförderten ersten Teilfördervolumenstrom ein konstantes Druckniveau ausbildet. Dieses Druckniveau kann zum Beispiel bei 7 bar liegen.
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Dann, wenn über den Feeder-Kraftstoffkreislauf 4 ausgehend vom ersten Kraftstofftank 12 als erster Kraftstofftyp Schwerölkraftstoff in Richtung auf den Mischtank 14 gefördert wird, wird dieser Schwerölkraftstoff im ersten Kraftstofftank 12 vorgewärmt, wobei die Temperatur des Schwerölkraftstoffs im zum Mischtank 14 geförderten ersten Teilfördervolumenstrom typischerweise in etwa bei 90°C liegt.
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Der Booster-Kreislauf 5 verfügt über eine zweite Pumpeinrichtung 21, mit Hilfe derer aus dem Mischtank 14 Kraftstoff ansaugbar und in Richtung auf die oder jede Schiffsdieselbrennkraftmaschine 2, 3 förderbar ist. Der Teil des Booster-Kraftstoffkreislaufs 5, über den, ausgehend vom Mischtank 14 Kraftstoff auf die oder jede Schiffsdieselbrennkraftmaschine 2, 3 förderbar ist, wird auch als Vorlauf 22 des Booster-Kraftstoffkreislaufs 5 bezeichnet. Kraftstoff, der über den Vorlauf 22 in Richtung auf die oder jede Schiffsdieselbrennkraftmaschine 2, 3 gefördert wird, aber in der oder jeder Schiffsdieselbrennkraftmaschine 2, 3 nicht verbrannt wird, kann über einen Rücklauf 23 des Booster-Kraftstoffkreislaufs 5 in Richtung auf den Mischtank 14 zurückgeführt werden.
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Wie 1 entnommen werden kann, ist der über die zweite Pumpeinrichtung 21 des Booster-Kraftstoffkreislaufs 5 aus dem Mischtank 14 angesaugte Kraftstoff über eine Vorwärmeinrichtung 24 förderbar, nämlich dann, wenn die oder jede Schiffsdieselbrennkraftmaschine 2, 3 mit Schwerölkraftstoff betrieben wird. Dann, wenn die oder jede Schiffsdieselbrennkraftmaschine 2, 3 mit Destillatkraftstoff betrieben wird, ist ein der Vorwärmeinrichtung 24 vorgelagertes Ventil 25 geschlossen, um dann den Destillatkraftstoff über eine Bypassleitung 26 bei geöffnetem Ventil 27 zu führen. Stromabwärts der Vorwärmeinrichtung 24 ist in den Vorlauf 22 des Booster-Kraftstoffkreislaufs 5 eine Viskositätsmesseinrichtung 28 integriert, die dann, wenn Schwerölkraftstoff über die Vorwärmeinrichtung 24 geführt wird, den Betrieb der Vorwärmeinrichtung 24 regelt, um die Viskosität des Schwerölkraftstoffs über die Vorwärmeinrichtung 24 zu beeinflussen.
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Typischerweise wird Schwerölkraftstoff von der Vorwärmeinrichtung 24 erhitzt, um eine Viskosität von 12–14 c St (Stokes) einzustellen, wobei das Druckniveau im Booster-Kraftstoffkreislauf 5 stromabwärts der zweiten Pumpeinrichtung 21 zum Beispiel bei 12 bar liegen kann.
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Wie bereits ausgeführt, saugt die zweite Pumpeinrichtung 21 des Booster-Kraftstoffkreislaufs 5 Kraftstoff aus dem Mischtank 14 an und fördert denselben in Richtung auf die oder jede Schiffsdieselbrennkraftmaschine 2, 3, nämlich abhängig von der Öffnungsstellung von den Schiffsdieselbrennkraftmaschinen 2, 3 vorgelagerten Ventilen 29, 30. Die zweite Pumpeinrichtung 21 des Booster-Kraftstoffkreislaufs 5 saugt Kraftstoff aus dem Mischtank 14 mit einem zweiten Fördervolumenstrom an, der deutlich höher ist als der erste Fördervolumenstrom des Feeder-Kraftstoffkreislaufs 4.
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So ist in einem konkreten Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass dann, wenn der erste Fördervolumenstrom des Feeder-Kraftstoffkreislaufs 4 160% beträgt, der zweite Fördervolumenstrom des Booster-Kraftstoffkreislaufs 5 300% beträgt, wobei dann, wenn beide Ventile 29, 30 geöffnet sind, über jede Schiffsdieselbrennkraftmaschine 2, 3 jeweils 150% Teilfördervolumenstrom geführt wird.
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Beide Schiffsdieselbrennkraftmaschinen 2, 3 zusammen können jedoch unter Volllast maximal 100% Kraftstoff, also für sich alleine jede Schiffsdieselbrennkraftmaschine 2, 3 jeweils maximal 50% Kraftstoff, verbrennen. Daraus folgt, dass über beide Schiffsdieselbrennkraftmaschinen 2, 3 mehr Kraftstoff gefördert wird, als in denselben verbrannt werden kann, wobei dieser überschüssige Kraftstoff zur Kühlung und Schmierung verwendet wird und über den Rücklauf 23 in Richtung auf den Mischtank 14 zurückgeführt werden kann.
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Dann, wenn eine der beiden Ventile 29, 30 geschlossen ist, wenn also eine der beiden Schiffsdieselbrennkraftmaschinen 2, 3 vom Vorlauf 22 des Booster-Kraftstoffkreislaufs 5 abgekoppelt ist, kann derjenige Kraftstoff, der nicht über die abgekoppelte Schiffsdieselbrennkraftmaschine 2, 3 gefördert werden kann, an der anderen Schiffsdieselbrennkraftmaschine 3, 2 über eine Bypassleitung 31 vorbeigeführt werden, wobei dann ein in diese Bypassleitung 31 integriertes Bypassventil 32 geöffnet ist.
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Kraftstoff, der über den Rücklauf 23 des Booster-Kraftstoffkreislaufs 5 in Richtung auf den Mischtank 14 zurückgefördert werden kann, kann abhängig von der Stellung eines in den Rücklauf 23 integrierten Ventils 33 entweder über eine Kühleinrichtung 34 oder über eine Bypassleitung 35 geführt werden.
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Dann, wenn in der oder jeder Schiffsdieselbrennkraftmaschine 2, 3 als Kraftstoff ein Schwerölkraftstoff verbrannt wird, wird überschüssiger, nicht verbrannter Schwerölkraftstoff über die Bypassleitung 35 an der Kühleinrichtung 34 vorbeigeführt. Dann, wenn in der oder jeder Schiffsdieselbrennkraftmaschine 2, 3 als Kraftstoff ein Destillatkraftstoff verbrannt wird, kann überschüssiger, nicht verbrannter Destillatkraftstoff, abhängig von dessen Temperatur, über die Kühleinrichtung 34 geführt werden.
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Gemäß 1 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel jeder Brennkraftmaschine 2, 3 stromabwärts des jeweiligen Ventils 29, 30 ein Grobfilter 36, 37 vorgelagert, um aus dem im Booster-Kraftstoffkreislauf 5 geförderten Kraftstoff grobe Verunreinigungen herauszufiltern und so die oder jede Schiffsdieselbrennkraftmaschine 2, 3 vor Beschädigungen zu schützen.
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Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird nun vorgeschlagen, die erste Pumpeinrichtung 6 des Feeder-Kraftstoffkreislaufs 4 derart auszulegen, das dieselbe in einem Umschaltbetriebsmodus, in welchem für den Betrieb der oder jeder Schiffsdieselbrennkraftmaschine 2, 3 vom ersten Kraftstoff, also vom Schwerölkraftstoff, auf den zweiten Kraftstoff, also auf den Destillatkraftstoff, gewechselt wird, den zweiten Kraftstoff ausgehend vom zweiten Kraftstofftank 13 nicht mehr mit dem ersten Fördervolumenstrom anzusaugen, sondern vielmehr mit einem dritten Fördervolumenstrom, der größer als der erste Fördervolumenstrom ist.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die erste Pumpeinrichtung 6 des Feeder-Kraftstoffkreislaufs 4 derart ausgelegt ist, dass dieselbe im Umschaltbetriebsmodus den zweiten Kraftstoff mit einem solchen dritten Fördervolumenstrom aus dem zweiten Kraftstofftank 13 ansaugt, dass der in Richtung auf den Mischtank 14 geförderte erste Teilfördervolumenstrom des dritten Fördervolumenstroms verglichen mit dem zweiten Fördervolumenstrom des Booster-Kraftstoffkreislaufs 5, also dem Fördervolumenstrom der zweiten Pumpeinrichtung 21 des Booster-Kraftstoffkreislaufs, größer oder gleich ist.
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In einem konkreten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass im Umschaltbetriebsmodus der erste Teilfördervolumenstrom des dritten Fördervolumenstroms, der ausgehend von der Pumpeinrichtung 6 des Feeder-Kraftstoffkreislaufs 4 in Richtung auf den Mischtank 14 gefördert wird, 300% beträgt, also dem zweiten Fördervolumenstrom des Booster-Kraftstoffkreislaufs 5 entspricht.
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Hierbei kann vorgesehen sein, über jede der beiden Pumpen 7, 8 der Pumpeinrichtung 6 Feeder-Kraftstoffkreislaufs 4 jeweils 160% an zweitem Kraftstoff aus dem zweiten Kraftstofftank 13 anzusaugen, um 300% dem Mischtank 14 zuzuführen und um die verbleibenden 20% über die Umwälzleitung 15 im Feeder-Kraftstoffkreislauf 4 umzuwälzen.
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In den Rücklauf 23 des Booster-Kraftstoffkreislaufs 5 ist stromaufwärts des Mischtanks 14 ein erstes Absperrventil 38 geschaltet, welches im Normalbetriebsmodus geöffnet und im Umschaltbetriebsmodus geschlossen ist. Stromaufwärts dieses ersten Absperrventils 38 zweigt vom Rücklauf 23 des Booster-Kraftstoffkreislaufs 5 eine Kraftstoffabführleitung 39 ab, die im gezeigten Ausführungsbeispiel in den ersten Kraftstofftank 12 für den Schwerölkraftstoff mündet. In diese Kraftstoffabführleitung 39 ist ein zweites Absperrventil 40 geschaltet, welches im Normalbetriebsmodus geschlossen und im Umschaltbetriebsmodus geöffnet ist.
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Mit Hilfe der Erfindung ist es demnach möglich, bei Umschaltung der Kraftstoffversorgung von einem Schwerölkraftstoff auf einen Destillatkraftstoff die Förderleistung der ersten Pumpeinrichtung 6 des Feeder-Kraftstoffkreislaufs 4 zu erhöhen, um hierdurch den noch im Booster-Kraftstoffkreislauf 5 befindlichen Schwerölkraftstoff schnell aus demselben zu entfernen und denselben schnell durch Destillatkraftstoff auszutauschen. Nach Erhöhung der Förderleistung der ersten Pumpeinrichtung 6 des Feeder-Kraftstoffkreislaufs 4 wird hierzu zunächst das zweite Absperrventil 40 geöffnet und dann das erste Absperrventil 38 geschlossen.
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Nach dem Wechsel in den Umschaltbetriebsmodus wird die erste Pumpeinrichtung 6 des Feeder-Kraftstoffkreislaufs 4 vorzugsweise für eine definierte Zeitspanne oder einen definierten Volumenstrom mit der erhöhten Förderleistung betrieben, sodass demnach der Umschaltbetriebsmodus für eine definierte Zeitspanne oder für einen definierten Volumenstrom aktiv bleibt.
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Nach Ablauf dieser Zeitspanne oder nach Erreichen dieses Volumenstroms wird in den Normalbetriebsmodus zurückgewechselt, wobei hierzu zunächst die beiden Absperrventile 38 und 40 angesteuert werden, nämlich das erste Absperrventil 38 geöffnet und das zweite Absperrventil 40 geschlossen wird, um nachfolgend die Förderleistung der ersten Pumpeinrichtung 6 des Feeder-Kraftstoffkreislaufs 4 zu reduzieren, nämlich vom dritten Fördervolumenstrom auf den ersten Fördervolumenstrom zu verringern, der im Normalbetriebsmodus von der ersten Pumpeinrichtung 6 aus dem jeweiligen Kraftstofftank 12, 13 angesaugt wird.
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Mit Hilfe der Erfindung kann demnach beim Wechsel von einer Schwerölkraftstoffversorgung auf eine Destillatkraftstoffversorgung der im Booster-Kraftstoffkreislauf 5 befindliche Schwerölkraftstoff schnell aus demselben entfernt und schnell durch Destillatkraftstoff ausgetauscht werden, sodass innerhalb kurzer Zeit nach Umschaltung der Kraftstoffversorgung auf eine Destillatkraftstoffversorgung ein Schiff in eine SECA-Zone einfahren kann.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist zum zweiten Absperrventil 40 ein Regelventil 41 parallel geschaltet. Dieses Regelventil 41 ist abhängig von einem Messsignal der Durchflussmesseinrichtung 17 ansteuerbar. Mit diesem Regelventil 41 ist es möglich, dann, wenn die oder jede Schiffsdieselbrennkraftmaschine 2, 3 relativ wenig Kraftstoff verbrennt und demnach vom Feeder-Kraftstoffkreis 4 relativ wenig Kraftstoff in den Mischtank 14 nachgefördert wird, durch entsprechendes Öffnen des Regelventils 41 Kraftstoff vom Rücklauf 23 in Richtung auf die Kraftstoffabführleitung 39 abzuführen, um so im Booster-Kraftstoffkreislauf 5 unabhängig vom tatsächlichen Kraftstoffverbrauch der oder jeder Schiffsdieselbrennkraftmaschine 2, 3 einen konstanten Verbrauch im Booster-Kraftstoffkreislauf 5 einzustellen, um so über den Feeder-Kraftstoffkreislauf 4 eine konstante Kraftstoffmenge in den Mischtank 14 nachzuführen.
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Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn bei einem Wechsel vom Normalbetriebsmodus in den Umschaltbetriebsmodus vor dem Erhöhen der Förderleistung der ersten Pumpeinrichtung 6 des Feeder-Kraftstoffkreislaufs 4 die Temperatur im Booster-Kraftstoffkreislauf 5 der Kraftstoffversorgungsanlage 1 reduziert werden soll.
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Wie oben dargelegt, beträgt das Temperaturniveau im Booster-Kraftstoffkreislauf 5 im Schwerölkraftstoffbetrieb in etwa 140°C. Vor einem Wechsel auf einen Destillatkraftstoffbetrieb soll aber das Temperaturniveau im Booster-Kraftstoffkreislauf 5 auf in etwa 45°C abgesenkt werden.
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Eine Zeitdauer, die für einen derartigen Abkühlvorgang benötigt wird, ist nach der Praxis vom tatsächlichen Kraftstoffverbrauch der oder jeder Schiffsdieselbrennkraftmaschine 2, 3 abhängig. Durch die Ansteuerung des Regelventils 41 abhängig vom Messsignal der Durchflussmesseinrichtung 17 kann der Abkühlvorgang unabhängig vom tatsächlichen Verbrauch der oder jeder Schiffsdieselbrennkraftmaschine 2, 3 gestaltet werden. Damit ist auch der Zeitpunkt, bei welchem auf den Destillatkraftstoffbetrieb umgeschaltet werden, unabhängig vom tatsächlichen Verbrauch der oder jeder Schiffsdieselbrennkraftmaschine 2, 3.
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Durch Öffnung des Regelventils 41 kann ein konstant hoher Kraftstoffverbrauch der oder jeder Schiffsdieselbrennkraftmaschine 2, 3 simuliert werden, um über die Pumpeinrichtung 6 ein konstantes Fördervolumen in den Mischtank 14 zu fördern. Dann, wenn also das Messsignal der Durchflussmesseinrichtung 17 einen relativ geringen Verbrauch der oder jeder Schiffsdieselbrennkraftmaschine 2, 3 anzeigt, wird das Regelventil 41 weiter geöffnet, wohingegen dann, wenn das Messsignal der Durchflussmesseinrichtung 17 einen relativ hohen Verbrauch der oder jeder Schiffsdieselbrennkraftmaschine 2, 3 anzeigt, das Regelventil 41 weiter geschlossen wird.
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Vorzugsweise erfolgt die Ansteuerung des Regelventils 41 abhängig vom Messsignal der Durchflussmesseinrichtung 17 derart, dass das Messsignal der Durchflussmesseinrichtung 17 mit einem Sollwert verglichen wird. Ist das Messsignal der Durchflussmesseinrichtung 17 größer als der Sollwert oder entspricht demselben, ist also der tatsächliche Verbrauch der oder jeder Schiffsdieselbrennkraftmaschine 2, 3 entsprechend hoch, so wird das Regelventil 41 geschlossen. Ist hingegen das Messsignal der Durchflussmesseinrichtung 17 kleiner als der Sollwert, ist also der tatsächliche Verbrauch der oder jeder Schiffsdieselbrennkraftmaschine 2, 3 geringer, so wird das Regelventil 41 abhängig von der Abweichung zwischen dem Sollwert und dem Istwert des Messsignals geöffnet, um einen konstanten Verbrauch zu simulieren und über den Feeder-Kraftstoffkreislauf 4 einen konstanten Kraftstoffvolumenstrom in den Mischtank 14 zu fördern. Dies bewirkt eine schnelle, lastunabhängige Absenkung des Temperaturniveaus im Booster-Kraftstoffkreislauf 5.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Feeder-Kraftstoffkreislauf
- 2
- Schiffsdieselbrennkraftmaschine
- 3
- Schiffsdieselbrennkraftmaschine
- 4
- Feeder-Kraftstoffkreislauf
- 5
- Booster-Kraftstoffkreislauf
- 6
- Pumpeinrichtung
- 7
- Kraftstoffpumpe
- 8
- Kraftstoffpumpe
- 9
- Absperrventil
- 10
- Absperrventil
- 11
- Ventil
- 12
- Kraftstofftank Schweröl
- 13
- Kraftstofftank Destillat
- 14
- Mischtank
- 15
- Umwälzleitung
- 16
- Druckbegrenzungsventil
- 17
- Durchflussmesseinrichtung
- 18
- Ventil
- 19
- Bypassleitung
- 20
- Ventil
- 21
- Pumpeinrichtung
- 22
- Vorlauf
- 23
- Rücklauf
- 24
- Vorwärmeinrichtung
- 25
- Ventil
- 26
- Bypassleitung
- 27
- Ventil
- 28
- Viskositätsmesseinrichtung
- 29
- Ventil
- 30
- Ventil
- 31
- Bypassleitung
- 32
- Bypassventil
- 33
- Ventil
- 34
- Kühleinrichtung
- 35
- Bypassleitung
- 36
- Grobfilter
- 37
- Grobfilter
- 38
- Absperrventilventil
- 39
- Kraftstoffsabführleitung
- 40
- Absperrventilventil
- 41
- Regelventil
