Įvadas
Pastaraisiais metais, kai laivybos pramonėje taikomi vis griežtesni pasauliniai anglies dvideginio išmetimo reglamentai, metanolis, kaip švarus, mažai anglies dioksido į aplinką išskiriantis ir atsinaujinantis alternatyvus kuras, vis spartėja laivų varymo sistemose.
Ypač didelės apimties -metanolio dvigubo-kuro sistema, kuri gali lanksčiai keisti tradicinį kurą ir metanolinį kurą, tapo svarbia ateities ekologiškos laivybos technine kryptimi.
Tačiau metanolio dvigubo kuro Pradedant eksploatuoti, tai apima koordinuotą kelių posistemių, tokių kaip kuro tiekimas, valdymo sistemos, galia ir saugos blokatoriai, veikimą. Ši sistema yra techniškai sudėtinga, kelia didelį pavojų saugai ir jai trūksta brandžios patirties.
Šiame straipsnyje dėmesys sutelkiamas į metanolio{0}}dviejų kuro sistemų paleidimo etapą, sistemingai analizuojama esama padėtis ir esamos problemos bei siūlomos praktinės techninės optimizavimo priemonės, kuriomis siekiama suteikti pramonei technines nuorodas ir skatinti saugų ir efektyvų metanolio kuro naudojimą laivybos sektoriuje.
I. Derinimo technologijos dabartinė padėtis ir plėtros tendencijos
Nuolat plečiant metanolio kuro panaudojimo mastą laivų energijos srityje, pamažu buvo kuriama techninė didelės apimties-laivų metanolio-dvejojo kuro sistemų paleidimo sistema, formuojant gana sistemingą techninį procesą ir eksploatavimo normas. Šiuo metu daugiausia dėmesio skiriama pagrindiniams moduliams, tokiems kaip degalų tiekimo sistema, maitinimo sistema, saugos blokavimo sistema, stebėjimo ir signalizacijos sistema. Jame naudojamos techninės priemonės, pvz., modulinis integruotas dizainas, dinaminis modeliavimo patikrinimas ir laipsniškas -po{5}}žingsnis paleidimas, kad būtų užtikrintas bendras koordinavimas ir stabilus sistemos veikimas. Kalbant apie techninius metodus, paleidimo procese paprastai laikomasi vienos sistemos, posistemio ir visos sistemos paleidimo-po-principo, o atliekant statinę patikrą, dinaminį paleidimą, apkrovos testavimą ir kuro perjungimo bandymus, sistemos funkcijos ir veikimas yra visapusiškai patikrinami. Šiuo metu metanolio dviejų degalų sistemos paleidimo eksploatuoti technologiją, skirtą laivams šalyje ir užsienyje, vystymas rodo šias tendencijas: pirma, techninės priemonės nuolat tobulėjamos, į paleidimo etapą palaipsniui įdiegiamos virtualios paleidimo ir skaitmeninės dvigubos technologijos, o tai pagerina paleidimo efektyvumą ir rizikos numatymo galimybes; antra, sistemos integravimo laipsnis ir toliau didėja, o modulinės ir integruotos projektavimo koncepcijos spartina jų taikymą, supaprastindamos paleidimo procesą; trečia, paleidimo standartai ir techninių specifikacijų sistema vis tobulėja, o kai kurios pagrindinės klasifikacinės bendrovės išleido atitinkamas technines gaires, kuriose pateikiamos gairės, kaip pradėti eksploatuoti. Tačiau, žvelgiant iš faktinių inžinerinių pritaikymų, vis dar yra problemų, tokių kaip aukšti techniniai barjerai, nepakankamos patirties kaupimas ir rizikos valdymo sunkumai dabartinės sistemos paleidimo metu, ypač dėl kuro perjungimo sklandumo, saugos blokatorių reagavimo ir prisitaikymo prie aplinkos, kai pastebimi techniniai trūkumai, o sistemingas problemų nustatymas ir tikslingas techninis optimizavimas.
II. Pagrindinės techninės paleidimo problemos
1. Kuro tiekimo sistemos paleidimo klausimai
Pradedant eksploatuoti kuro tiekimo sistemą, dažniausiai pagrindinis rūpestis yra vamzdynų sandarumas.
Viena vertus, pradiniame sistemos eksploatavimo etape dėl gana griežtos kai kurių sąsajų konstrukcijos ir nestabilios suvirinimo kokybės bei nemoksliškai parinktos sandarinimo medžiagos gaminant įrangą, gali atsirasti nedidelis arba mikroskopinis nuotėkis. Susidarius tokioms situacijoms, uždarose patalpose susikaupusios degiosios dujos, susidarančios garuojant metanoliui, padidina saugos pavojų.
Kita vertus, metanolio cheminės savybės lemia, kad jis turi tam tikrą korozinį poveikį daugeliui įprastų medžiagų. Jei medžiagų parinkimas nėra diferencijuotas arba apsauginis apdorojimas yra nepakankamas, tai gali sukelti priešlaikinį vamzdynų nuovargį ir senėjimą, o tai labai paveikti ilgalaikį degalų tiekimo sistemos patikimumą.
Skirtingai nuo tradicinio kuro, metanolio tiekimo sistemai keliami aukštesni slėgio ir srauto stabilumo kontrolės reikalavimai. Faktinio paleidimo metu dėl kuro klampumo, garavimo temperatūros ir slėgio skirtumo svyravimų dujotiekio sistema dažnai patiria momentinius svyravimus skirtingomis navigacijos sąlygomis. Jei toks nestabilumas nebus nedelsiant sureguliuotas ir neįspėjamas, tai dar labiau sukels daugybę problemų, tokių kaip tiekimo nutraukimas ir siurblio tuščioji eiga.
2. Degalų keitimo ir variklio suderinamumo problemos
Navigacijos metu laivams dažnai reikia keisti kurą skirtingomis eksploatavimo sąlygomis. Tačiau metanolio ir tradicinio kuro degimo charakteristikos ir fizinės savybės labai skiriasi, todėl sunku išlaikyti nuolatinį ir stabilų perjungimo procesą.
Ypač mažos -apkrovos perjungimo operacijų metu, jei degalų valdymo sistema nepasiekia tikslaus reguliavimo, labai tikėtina, kad tai sukels laikiną degalų tiekimo disbalansą, pasireiškiantį cilindro slėgio svyravimais ir degimo sutrikimais.
Be to, degalų konversijos laikotarpiu dėl kaloringumo skirtumo ir nesugebėjimo dinamiškai pritaikyti degalų įpurškimo modelius sumažėja variklio galios reakcijos greitis, o vairavimo valdymo pojūtis tampa neaiškus, sukeliantis didelių nepatogumų vairininkui ir tiesiogiai veikiantis navigacijos stabilumą bei manevringumą.
Be to, kai kurie varikliai dar nėra visiškai pritaikyti dideliam{0}}metanolio degimo santykiui. Įjungus pagrindinį metanolio režimą, atskiruose cilindruose gali įvykti nepilnas degimas, o esant greitam išorinės apkrovos pasikeitimui, yra galimybė staigiai išjungti variklį.
Dėl šių galimų veiksnių sklandus dvigubo -kuro režimų integravimas tampa neišvengiamu techniniu iššūkiu ir kelia papildomus reikalavimus apkrovos identifikavimui ir atsako sinchronizavimo mechanizmo optimizavimui paleidžiant sistemą.
3. Saugos blokavimo ir signalizacijos sistemos problemos
Pradedant eksploatuoti, saugos blokavimo sistema dažnai atskleidžia nepakankamai ištobulintą projektavimo logiką. Kartais dėl jutiklių išdėstymo nukrypimų ar nepagrįsto programos parametrų nustatymo, signalizacijos sistema dažnai suaktyvina klaidingus pavojaus signalus, kurie turi įtakos operatoriaus sprendimui.
Kalbant rimčiau, kai kurie blokavimo moduliai neklasifikuoja ir nefiltruoja klaidingos aliarmo informacijos, todėl aliarmai praleidžiami ir sistemos veikimo būsena nėra visiškai suvokiama.
Pradedant eksploatuoti, įrangos automatinio išjungimo apsauga arba aliarmo susiejimo elgsena griežtai neatitinka tikrojo pavojaus lygio, o kai kurie įrenginiai sukelia išjungimo reakcijas įprastuose diapazonuose, todėl paleidimo eiga stringa ir padidėja darbo bei laiko sąnaudos.
Negana to, labai vėluoja duomenų sąveikos tarp sistemos modulių apdorojimas, o laiko skirtumas tarp blokavimo veiksmų suaktyvinimo ir susijusios įrangos paleidimo ar sustabdymo yra didelis, todėl reagavimo į nelaimes procesas stokoja tęstinumo.
Naudojant kelių{0}}modulių sujungimą, apsaugos programos dar nepasiekė visiškai uždaros-kilpos valdymo, o dėl šios pusiau-sujungimo būsenos kai kurios blokavimo priemonės tampa neveiksmingos, todėl paleidimo metu atsiranda aklųjų zonų nelaimingų atsitikimų prevencijai.
Be to, blokavimo sistema mažai prisitaiko prie naujų tipų gedimų. Jo stabilumas esant įvairioms sąlygoms ar sudėtingiems scenarijams išlieka abejotinas.
4. Eksploatacijos pradžios proceso ir techninių metodų problemos Pradedant naudoti metanolio dviejų degalų sistemą, dėl sudėtingos struktūros, daugybės modulių ir susipynusios valdymo logikos, realiai vykdant paleidimo procedūras iškilo daug problemų.
1) Šiuo metu paleidimo darbams apskritai trūksta vieningų proceso standartų ir techninių specifikacijų. Ji dažnai pasikliauja individualiais įrangos tiekėjais ir laivų statyklomis, kad suformuluotų savo veiklos procedūras, todėl procesai suskaidomi ir sąsajos logika yra nenuosekli, todėl sunku sukurti uždaro ciklo mechanizmą sistemos{{3} lygmens paleidimui.
2) Nepakankamas pagrindinių eksploatavimo sąlygų, pvz., paleidimų aukšta-temperatūra ir didelė-drėgmė, klampos svyravimai esant žemai temperatūrai ir atsako bandymai staigiai pasikeitus pagrindinio variklio apkrovai, aprėptis į oficialius bandymo elementus nebuvo įtraukta į oficialius bandymo elementus, todėl susilpnėja paleidimo duomenų reprezentatyvumas ir išsamumas.
Taip pat dažnai skiriasi veikimo instrukcijų ir vykdymo veiksmų laikas paleidimo vietoje, nes pagrindinė valdymo sąsaja ir-svetainės atsakymai dažnai nesinchronizuojami, todėl padidėja netinkamo veikimo rizika.
Tuo pačiu metu pavedimo komandoje yra nesubalansuota profesinė struktūra, kai kurie nariai iš dalies supranta sistemą, o tarpdisciplininis bendradarbiavimas yra žemas{0}}, todėl galimi informacijos perdavimo sutrikimai.
3) Kai kuriuose projektuose metanolio terpė įvedama iš karto prieš visapusiškai patikrinus sistemą, nenustatant alternatyvių skysčių bandymo procedūrų, todėl sistema veikia didelės-rizikos kuro aplinkoje nekontroliuojamomis sąlygomis, o tai kelia rimtą pavojų saugai. Būtina skubiai sistemingai gerinti paleidimo proceso loginį griežtumą ir eksploatacinę saugą.
5. Aplinkos ir eksploatacinių sąlygų prisitaikymo klausimai
Kai pradedama eksploatuoti esant ne-standartinėms aplinkos sąlygoms, metanolio dvigubo-kuro sistema rodo didelį jautrumą išoriniams kintamiesiems.
Pavyzdžiui, kai labai skiriasi temperatūra ir drėgmės lygis salone, kuro purškimo būsena ir vamzdyno slėgio skirtumas svyruoja, todėl nukrypsta nuo tikrojo įpurškimo efekto ir numatomų lūkesčių.
Esant sudėtingoms jūros sąlygoms, dažni įrangos padėties kampų pokyčiai gali iškraipyti skysčio lygio jutimo sistemos duomenis, o tai gali sukelti klaidingą degalų tiekimo valdymo sistemos vertinimą.
Jei pradedant eksploatuoti staiga atsiranda žema{0}}temperatūra arba didelė-drėgmė, kai kurių elektroninių modulių reakcijos dažnis sumažėja, o tai turi įtakos signalo perdavimo greičiui, o sistemos delsa padidėja.
Realiai eksploatuojant, yra didelis atotrūkis tarp laivo eksploatavimo aplinkos ir paleidimo aplinkos. Pirmoji yra sudėtinga ir kintama, o antroji dažniausiai yra idealizuotos imituojamos sąlygos.
Dėl nesugebėjimo efektyviai suderinti realius scenarijus su paleidimo aplinka, paleidimo eksploatacijos rezultatai faktinėje navigacijoje išlieka labai neaiškūs, ypač esant mažam -greičiui, dreifavimui ar avarinėms sąlygoms, kai šis prisitaikymo skirtumas turės tiesioginės įtakos bendro sistemos veikimo valdomumui ir reakcijos tikslumui.