Sfruttare al meglio BOG

Di Jack Burke01 novembre 2017

Da quando MAN Diesel & Turbo ha introdotto il suo concetto di doppia alimentazione con iniezione di gas (GI), l'azienda ha visto più di 200 motori ME-GI ordinati fino ad oggi. Il motore ME-GI a due tempi è installato per la propulsione su navi portacontainer di gas naturale liquefatto (GNL), navi portacontainer di gas di petrolio liquefatto (GPL) e navi portacontainer.

Con diversi tipi di navi, il motore ME-GI può essere esposto a diverse qualità di gas a seconda del fornitore del bunker e della posizione del bunkeraggio. Sulle navi metaniere, la qualità del gas combustibile varierà anche a seconda del momento specifico del viaggio della nave, ad esempio carica o zavorrata.

"Uno dei vantaggi della combustione di tipo diesel utilizzata nel ME-GI è la capacità del motore a due tempi di funzionare con quasi tutte le qualità di gas combustibile senza alcuna o limitata diminuzione dell'efficienza", ha affermato René Sejer Laursen, responsabile della promozione , motori dual-fuel ME-GI/LGI, MAN Diesel e Turbo. "Il motore ME-GI non è quindi vulnerabile alla qualità del gas o ai bassi livelli di metano e i colpi in testa non rappresentano un rischio."

Facendo funzionare il motore ME-GI in tre diverse modalità, viene fornito un elevato grado di flessibilità del carburante, ha affermato la società. La modalità dual-fuel massimizza l'uso del gas combustibile e riduce al minimo il consumo di olio pilota, mentre la modalità gas combustibile consente il funzionamento con quasi tutte le miscele di olio combustibile e gas. All'estremità opposta dello spettro c'è anche la modalità di solo olio combustibile puro.

La capacità dei motori di passare dal carburante gassoso all'olio combustibile pesante consente ai proprietari di passare da un carburante all'altro ogni volta che una nave entra in un porto o in una zona a emissioni limitate. Secondo l'azienda, i motori ME-GI possono mantenere un'elevata efficienza senza perdite di metano durante i cambi di carico o durante le variazioni delle condizioni dell'aria ambiente.

MAN Diesel & Turbo ha sviluppato una gamma di sistemi di alimentazione di gas combustibile (FGSS) per facilitare il funzionamento dei motori, con particolare attenzione all'affidabilità e alle soluzioni FGSS ottimizzate in termini di costi sia per le navi metaniere che per le navi alimentate a GNL. Con sia i motori ME-GI a due tempi che i motori ausiliari a quattro tempi a bordo, l'FGSS deve essere in grado di fornire pressioni di gas variabili per i motori. Il ME-GI richiede gas combustibile ad alta pressione (HP), ovvero 300 bar a 45ºC, mentre un gruppo elettrogeno a quattro tempi DF di MAN Holeby richiede gas combustibile a bassa pressione (LP) a ca. 6 bar da 0° a 60°C.

Le navi metaniere in genere dispongono di un'abbondanza di gas di evaporazione (BOG) e l'ultima soluzione di MAN Diesel & Turbo si concentra sull'utilizzo e il bilanciamento della quantità di BOG nel modo più economico, sia dal punto di vista delle spese di capitale che di quelle operative. Per una nave alimentata a GNL è installato un serbatoio di carburante GNL adeguato al consumo di carburante del motore principale e dei motori ausiliari.

Considerando l'FGSS per una nave metaniera, le modifiche al BOG sono di grande importanza per la progettazione del sistema. MAN Diesel & Turbo ha sviluppato di serie FGSS una soluzione combinata, dove come prima variante un compressore a cinque stadi fornisce gas ad alta pressione al motore ME-GI e gas combustibile a bassa pressione ai motori DF. Il gas a bassa pressione viene prelevato dal secondo stadio dei compressori.

Un secondo componente principale di questo sistema è il sistema PVU (pompa vaporizzatore) recentemente introdotto dall'azienda, in grado di fornire gas ad alta pressione al motore ME-GI. I componenti principali del modulo PVU a sollevamento singolo sono tre pompe GNL ad alta pressione azionate idraulicamente, un sistema di vaporizzazione compatto a base di glicole, valvole di sicurezza, strumentazione e filtri per il GNL e per il glicole. È incluso anche un sistema di controllo preparato per l'integrazione del PVU nei motori ME-GI.

Un terzo sistema incluso nel FGSS per le navi metaniere è un sistema di riliquefazione parziale. I componenti principali del processo di riliquefazione sono una scatola fredda che riceve il gas ad alta pressione dopo il compressore a cinque stadi e un tamburo flash da cui circa il 70% del GNL viene restituito al serbatoio del GNL. La quantità rimanente viene restituita dalla cella frigorifera sotto forma di flusso di gas da 1 bar al primo stadio del compressore. La scatola fredda è in linea di principio uno scambiatore di calore, dove il gas combustibile caldo in eccesso a 300 bar viene raffreddato ed espanso tramite due valvole Joule-Thomson in gas a 1 bar.