WO2009065397A1 - Verfahren zum umschalten eines schiffsmotors von schweröl- auf dieselölbetrieb - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a method for switching a marine engine from diesel oil to heavy oil operation.
  • HFO heavy fuel oil
  • DD 66 529 discloses a mixing device with which a marine engine switches from heavy oil to diesel operation and thus as required and depending on the traffic area Heavy oil or can be operated with diesel oil.
  • the object of the invention is therefore to provide a method for switching a marine engine from diesel oil to heavy oil operation, which excludes damage to the engine during the transition from heavy oil to diesel operation.
  • the basic idea of the invention is initially to operate the ship's engine with only one type of fuel, eg diesel oil. If the ship's engine is to be switched over from diesel oil to heavy oil operation, this can be initiated manually, remotely or automatically when a predetermined geographic position is reached. First, a predetermined amount of heavy oil is added to the diesel oil and preferably kept in a separate chamber from the direct fuel supply or a separate circuit, first the viscosity of the diesel oil / heavy oil mixture is measured and this diesel oil / heavy oil mixture is brought to a temperature for the supply to the injectors of the Marine engine is suitable. Only after reaching this temperature, the diesel oil / heavy oil mixture is supplied to the marine engine and operated the marine engine with this diesel / heavy oil mixture.
  • a predetermined amount of heavy oil is added to the diesel oil and preferably kept in a separate chamber from the direct fuel supply or a separate circuit, first the viscosity of the diesel oil / heavy oil mixture is measured and this diesel oil / heavy oil mixture is brought to a temperature for the supply
  • the heavy oil content in the diesel oil / heavy oil mixture is increased, whereupon in turn the viscosity is measured, the temperature correspondingly increased to achieve the viscosity value specified by the injection nozzles and the further diesel oil / heavy oil mixture is fed to the marine engine for combustion.
  • the marine engine system is preferably designed for the method according to the invention such that sufficient fuel is available in the respective diesel oil / heavy oil ratio without bottlenecks in the fuel supply. This is particularly important when, according to a preferred embodiment of the invention, the process aborted and the marine engine to be operated with the last set diesel / heavy oil mixture. This is important if the measured temperature in relation to the measured viscosity of the diesel oil / heavy oil mixture of a predetermined temperature / viscosity ratio for a corresponding diesel oil / heavy oil mixture ratio particularly preferably deviates by a predetermined amount and threaten any engine damage.
  • the ship engine is stopped when the measured temperature in relation to the measured viscosity of the diesel oil / heavy oil mixture of a predetermined temperature / viscosity ratio for a corresponding diesel oil / heavy oil mixture ratio preferably by a predetermined Deviates measure.
  • an alarm to be issued which may be an optical, audible or other alarm which indicates the malfunction of the personnel on board the ship.
  • the method can be particularly preferably designed such that the change in the composition of the diesel oil / heavy oil mixture takes place by means of a programmable ramp function, wherein, for example, in this ramp function the empirical values relating to the period of time for adjusting the temperature of the diesel oil / heavy oil mixture in FIG their respective composition.
  • the tempering performance is controlled as a function of the change in viscosity of the diesel oil / heavy oil mixture measured within a predetermined period of time. This means that, for example, when a large change in viscosity occurs during the conversion from diesel oil to heavy oil, the power of the corresponding elements provided for controlling the temperature of the diesel oil / heavy oil mixture is so regulated that the temperature of the diesel oil / heavy oil mixture is adjusted as quickly as possible so that the Marine engine sufficient fuel with engine compatible viscosity can be provided.

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Abstract

Verfahren zum Umschalten eines Schiffsmotors von Dieselöl- auf Schwerölbetrieb, gekennzeichnet durch die Schritte: a) Betreiben des Schiffsmotors mit Dieselöl, b) Beimengen von Schweröl zum Dieselöl, c) Messen der Viskosität des Dieselöl/Schweröl-Gemischs und Temperieren des Dieselöl/Schweröl-Gemischs auf eine Temperatur, die eine an die Einspritzdüsen des Schiffsmotors angepasste Viskosität des Dieselöl/Schweröl-Gemischs erzeugt, bevor das Dieselöl/Schweröl-Gemisch den Einspritzdüsen zugeführt wird, d) Betreiben des Schiffsmotors mit dem temperierten Dieselöl/Schweröl-Gemisch, e) Erhöhen des Schwerölanteils im Dieselöl/Schweröl-Gemisch und f) Wiederholen der Schritte c) bis e) bis der Schiffsmotor ausschließlich mit Schweröl betrieben wird.

Description

Verfahren zum Umschalten eines Schiffsmotors von Schweröl- auf Dieselölbetrieb
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umschalten eines Schiffsmotors von Dieselöl- auf Schwerölbetrieb.
Derzeit verwenden ungefähr 80 % der Welthandelsschiffe Schweröl (heavy fuel oil; HFO) als Kraftstoff zum Betrieb ihrer Schiffsmotoren. Die Verwendung von Schweröl ist jedoch öko- logisch bedenklich, da dieses einen hohen Schwefelgehalt aufweist und die Verbrennung von Schweröl in Schiffsmotoren damit zu einer hohen SOx-Emission führt.
Daher werden zunehmend Sondergebiete ausgezeichnet (z.B. die Ostsee) in denen im Schiffsbetrieb nur Kraftstoffe mit geringem Schwefelgehalt eingesetzt werden dürfen (max. 1,5 Gew.-% Schwefel). Damit sind viele Reeder gezwungen ihre Schiffe von Schweröl auf Dieselöl (marine diesel oil; MDO) umzustellen, das einen Schwefelgehalt von lediglich ca. 0,1 Gew.-% oder weniger aufweist.
Die Umstellung des Schiffsmotorbetriebs von Schweröl auf Dieselöl kann einerseits vollstän- dig erfolgen, andererseits ist aber auch aus der DD 66 529 eine Mischeinrichtung bekannt, mit der ein Schiffsmotor von Schweröl- auf Dieselbetrieb umgeschaltet und so nach Bedarf und in Abhängigkeit von dem befahrenen Gebiet mit Schweröl oder mit Dieselöl betrieben werden kann.
Bei der Umstellung von Schweröl- auf Dieselölbetrieb oder umgekehrt besteht jedoch das Problem, dass Schweröl gegenüber Dieselöl eine höhere Viskosität aufweist, sodass besondere Maßnahmen bei der Umschaltung in der Kraftstoffversorgung ergriffen werden müssen. Insbesondere wurde daher bereits vorgeschlagen, die Zuleitung des Kraftstoffs von einem ersten Dieselöl enthaltenden Tank auf einen zweiten Schweröl enthaltenden Tank vollständig umzuschalten und die Viskositätsänderung des Kraftstoffs durch Temperaturanpassung zu kompensieren. Dabei ist vorgesehen, dass das Schweröl bei einer Umschaltung von Dieselöl auf Schweröl derart temperiert wird, dass das Schweröl eine Viskosität aufweist, die an die Einspritzdüsen des Schiffsmotors angepasst ist. Bei einer Umschaltung von Schweröl auf Dieselöl hingegen wird regelmäßig keine Temperierung des Dieselöls notwenig sein, wenn die Einspritzdüsen für die Viskosität von Dieselöl eingerichtet sind.
Das Umschalten von Dieselöl auf viskoseres Schweröl mit der bekannten Mischvorrichtung hat sich jedoch in der Praxis aufgrund unzureichender Viskositätsanpassung und den dadurch" verursachten Maschinenschäden als nachteilig erwiesen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher ein Verfahren zum Umschalten eines Schiffsmotors von Dieselöl- auf Schwerölbetrieb zu schaffen, das eine Schädigung des Motors bei der Umstellung von Schweröl- auf Dieselbetrieb ausschließt.
Die Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 bzw. durch das Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 2 gelöst. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wieder.
Die Erfindung wird anhand des Umschaltvorgangs von Dieselöl auf Schweröl erklärt, wobei es sich versteht, dass der Umschaltvorgang auch in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt werden kann.
Grundgedanke der Erfindung ist es den Schiffsmotor zunächst nur mit einer Kraftstoffart, z.B. Dieselöl, zu betreiben. Soll der Schiffsmotor nun von Dieselöl- auf Schwerölbetrieb umgeschaltet werden, kann dieses manuell, ferngesteuert oder automatisch bei Erreichen einer vorbestimmten geografischen Position eingeleitet werden. Zunächst wird dem Dieselöl eine vorbestimmte Menge Schweröl beigemengt und bevorzugt in einer von der direkten Kraftstoffzuführung separaten Kammer oder einem separaten Kreislauf vorgehalten, wobei zunächst die Viskosität des Dieselöl/Schweröl-Gemischs gemessen wird und dieses Dieselöl/Schweröl- Gemisch auf eine Temperatur gebracht wird, die für die Zuleitung in die Einspritzdüsen des Schiffsmotors geeignet ist. Erst nach Erreichen dieser Temperatur wird das Dieselöl/Schweröl-Gemisch dem Schiffsmotor zugeführt und der Schiffsmotor mit diesem Dieselöl/Schweröl-Gemisch betrieben.
Darauf wird der Schwerölanteil im Dieselöl/Schweröl-Gemisch erhöht, woraufhin wiederum die Viskosität gemessen, die Temperatur zur Erreichung des von den Einspritzdüsen vorgegebenen Viskositätswerts entsprechend erhöht und das weitere Dieselöl/Schweröl-Gemisch dem Schiffsmotor zur Verbrennung zugeleitet wird.
Dieser Vorgang wird solange wiederholt bis der Anteil des Dieselöls im Dieselöl/Schweröl- Gemisch auf Null gesunken ist und der Schiffsmotor ausschließlich mit Schweröl, d.h. 0 % Dieselöl und 100 % Schweröl, betrieben wird.
Die Schiffsmotorenanlage ist für das erfϊndungsgemäße Verfahren bevorzugt derart auszule- gen, dass genügend Kraftstoff im jeweiligen Dieselöl/Schweröl-Verhältnis zur Verfügung steht ohne dass es zu Engpässen in der Kraftstoffversorgung kommt. Dieses ist insbesondere dann wichtig, wenn nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung das Verfahren abgebrochen und der Schiffsmotor mit dem zuletzt eingestellten Dieselöl/Schweröl- Gemisch betrieben werden soll. Dieses ist dann wichtig, wenn die gemessene Temperatur im Verhältnis zur gemessenen Viskosität des Dieselöl/Schweröl-Gemischs von einem vorbestimmten Temperatur/Viskositäts-Verhältnis für ein entsprechendes Dieselöl/Schweröl- Gemischverhältnis besonders bevorzugt um ein vorbestimmtes Maß abweicht und etwaige Motorschäden drohen.
Alternativ kann in diesem Fall auch vorgesehen sein, dass der Schiffsmotor gestoppt wird, wenn die gemessene Temperatur im Verhältnis zur gemessenen Viskosität des Dieselöl/Schweröl-Gemischs von einem vorbestimmten Temperatur/Viskositäts-Verhältnis für ein entsprechendes Dieselöl/Schweröl-Gemischverhältnis bevorzugt um ein vorbestimmtes Maß abweicht. - A -
In jedem der genannten Ausnahmefälle ist jedenfalls vorgesehen, dass ein Alarm ausgegeben wird, wobei es sich um einen optischen, akustischen oder sonstigen Alarm handeln kann, der das Personal an Bord des Schiffes auf die Fehlfunktion hinweist.
Besonders bevorzugt kann das Verfahren aufgrund entsprechender Vorversuche so ausgestaltet sein, dass die Veränderung der Zusammensetzung des Dieselöl/Schweröl-Gemischs mittels einer programmierbaren Rampenfunktion erfolgt, wobei beispielsweise in dieser Rampenfunktion die Erfahrungswerte in Bezug auf die Zeitdauer zur Temperaturanpassung des Die- selöl/Schwerölgemischs in ihrer jeweiligen Zusammensetzung berücksichtigt werden.
Schließlich ist auch bevorzugt vorgesehen, dass die Temperierungsleistung in Abhängigkeit von der innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums gemessenen Veränderung der Viskosität des Dieselöl/Schweröl-Gemischs geregelt wird. Das bedeutet, dass beispielsweise bei einer bei der Umstellung von Dieselöl zu Schweröl auftretenden großen Viskositätszunahme die Leistung der entsprechenden zur Temperierung des Dieselöl/Schweröl-Gemischs vorgesehen Elemente derart hochreguliert wird, dass eine möglichst schnelle Temperierung des Dieselöl/Schweröl-Gemischs erfolgt, damit dem Schiffsmotor ausreichend Kraftstoff mit motorenverträglicher Viskosität zur Verfügung gestellt werden kann.

Claims

ANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Umschalten eines Schiffsmotors von Dieselöl- auf Schwerölbetrieb,
gekennzeichnet durch die Schritte:
a) Betreiben des Schiffmotors mit Dieselöl,
b) Beimengen von Schweröl zum Dieselöl,
c) Messen der Viskosität des Dieselöl/Schweröl-Gemischs und Temperieren des Dieselöl/Schweröl-Gemischs auf eine Temperatur, die eine an die Einspritzdüsen des Schiffsmotors angepasste Viskosität des Dieselöl/Schweröl-Gemischs erzeugt, bevor das Dieselöl/Schweröl-Gemisch den Einspritzdüsen zugeführt wird,
d) Betreiben des Schiffsmotors mit dem temperierten Dieselöl/Schweröl- Gemisch,
e) Erhöhen des Schwerölanteils im Dieselöl/Schweröl-Gemisch und
f) Wiederholen der Schritte c) bis e) bis der Schiffsmotor ausschließlich mit Schweröl betrieben wird.
2. Verfahren zum Umschalten eines Schiffsmotors von Schweröl- auf Dieselölbetrieb,
gekennzeichnet durch die Schritte:
a) Betreiben des Schiffmotors mit Schweröl, b) Beimengen von Dieselöl zum Schweröl,
c) Messen der Viskosität des Dieselöl/Schweröl-Gemischs und Temperieren des Dieselöl/Schweröl-Gemischs auf eine Temperatur, die eine an die Einspritzdüsen des Schiffsmotors angepasste Viskosität des Dieselöl/Schweröl-Gemischs erzeugt, bevor das Dieselöl/Schweröl-Gemisch den Einspritzdüsen zugeführt wird,
d) Betreiben des Schiffsmotors mit dem temperierten Dieselöl/S chweröl- Gemisch,
e) Erhöhen des Dieselölanteils im Dieselöl/Schweröl-Gemisch und
f) Wiederholen der Schritte c) bis e) bis der Schiffsmotor ausschließlich mit Dieselöl betrieben wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren bei Abweichen der gemessenen Temperatur im Verhältnis zur gemes- senen Viskosität des Dieselöl/Schweröl-Gemischs von einem vorbestimmten Temperatur/Viskositäts-Verhältnis für ein entsprechendes Dieselöl/Schweröl- Gemischverhältnis beendet und der Schiffsmotor mit dem zuletzt eingestellten Dieselöl/Schweröl-Gemisch betrieben wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schiffsmotor bei Abweichen der gemessenen Temperatur im Verhältnis zur gemessenen Viskosität des Dieselöl/Schweröl-Gemischs von einem vorbestimmten Temperatur/Viskositäts- Verhältnis für ein entsprechendes Dieselöl/S chweröl- Gemischverhältnis gestoppt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Abweichen der gemessenen Temperatur im Verhältnis zur gemessenen Viskosität des Dieselöl/Schweröl-Gemischs von einem vorbestimmten Temperatur/Viskositäts- Verhältnis für ein entsprechendes Dieselöl/Schweröl-Gemischverhältnis ein Alarm ausgegeben wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderung der Zusammensetzung des Dieselöl/Schweröl-Gemischs mittels einer programmierbaren Rampenfunktion erfolgt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperierungsleistung in Abhängigkeit von der innerhalb eines vorbestimmten
Zeitraums gemessenen Veränderung der Viskosität des Dieselöl/Schweröl-Gemischs geregelt wird.
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