ГАЗОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ НА АВТОМОБИЛЬ: ГБО НА АВТО ОПТОМ
Исполинский паром на сжиженном природном газе
Согласно подсчетам, 15 самых больших кораблей в мире выбрасывают в атмосферу примерно столько же вредных веществ, сколько в совокупности все автомобили в мире. Вот почему все большее и большее количество судов переводят с дизельного топлива на СПГ (сжиженный природный газ). Среди таких судов – «Мегастар» (“Megastar”) совершающий рейсы в Балтийском море.
Хотя, в данном случае не верно говорить о переводе с солярки на СПГ, т.к. «Мегастар» с первого своего дня работает на газе. А именно - с начала 2017 когда он стал совершать рейсы Таллин – Хельсинки. На самом деле по своей конструкции, двигатели судна – дизельные и не могут работать совсем без дизельного топлива (двигатель запускается по дизельному типу – от сжатия топливной смеси), но инженеры компании Вя́ртсиля (Wärtsilä) сумели сократить объем необходимой солярки до 1% от общего объема используемого топлива. Тем не менее, при необходимости двигатели могут работать полностью на дизельном топливе, но мы вернемся к этому позже.
Пока же давайте обратим внимание на технические параметры. Ожидаемо все аспекты судна в той или иной степени – «мега», включая непосредственно его размеры. 212м в длину, 30 м в ширину – «Мегастар» выглядит более, чем внушительно. Такому гиганту лучше не попадаться на пути. Прежде, чем мы перейдем к двигателям, стоит сказать, что они напрямую не приводят в движение винты этого гиганта. Вместо этого они генерируют электричество для электродвигателей. Каждый из которых имеет мощность 20,3 МВт (27222,5 л.с.). СПГ храниться в двух криогенных баллонах (по одному на каждую сторону), каждый по 300 м. куб. Вместе они вмещают 600 тыс. литров сжиженного метана, охлажденного до -162 о С. Довольно впечатляющее количество.
Хранение и транспортировка такого объема топлива подразумевает огромное количество строгих процедур безопасности. Например: доступ в машинное отделение возможен только через шлюз с газонепроницаемыми дверями. Чтобы открыть внутреннюю дверь, необходимо закрыть внешнюю, иначе сработает система безопасности и подача газа в двигатели будет прекращена, и они перейдут в дизельный режим. 2000 пассажиров никак этого не заметят, т.к. это происходит мгновенно и незаметно, а вот владелец судна наоборот – ощутит в полной мере, когда увидит счет за обслуживание двигателей и заправку. Так, что за соблюдением мер безопасности следят очень строго. Дизельное топливо также являетя резервным и хранится на случай выхода из строя газовой системы. Но такого еще не происходило.
Сжиженный метан для заправки доставляется из терминала Пори (Финляндия) и из Пскова. Из эти двух мест СПГ транспортируют тягачами с криогенными цистернами в порт Хельсинки. Заправка осуществляется напрямую из этих цистерн, припаркованным на пирсе, с использованием роботизированных заправочных рукавов, присоединяемых к заправочным клапанам по обоим сторонам судна. Скорость заправки составляет 120 м.куб/ч (при заправке из двух цистерн одновременно). Владелец судна, компания Таллинк (Tallink) для заправки иногда использует стационарную цистерну объемом в 500 м.куб, расположенную тут же на пирсе. Это позволяет уменьшить зависимость от поставок газа автотранспортом и делать запасы топлива на месте. В будущем это позволит заправлять судно раз в 3-4 дня, а не каждый день, как сейчас, а также использовать заправочное судно.
Эффективность работы двигателей внутреннего сгорания сильно зависит от качества топлива. К примеру, доля метана в смеси, подаваемой в камеры сгорания, не должна быть меньше 80%. Также нежелательны примеси вроде пропана, бутана, масляные углеводородные фракции и двуокись углерода, которые могут засорить фильтры и затруднить процесс заправки. Не говоря уже о том, что они могут вызвать падение производительности двигателя и переключение его в режим дизеля.
СПГ переходит из жидкой в газовую фазу в теплообменнике при участии системы охлаждения двигателя. Метановые баллоны в свою очередь хорошо изолированы (с помощью вакуума и перлитового порошка), чтобы избежать преждевременного испарения СПГ, что вызовет потерю топлива, т.к. начавший испаряться в баллонах СПГ удаляется наружу, чтобы избежать сильного нарастания давления. Баллоны имеют изоляцию между внутренней и внешней стенками по всей своей площади. Сами стенки баллонов выполнены из нержавеющей стали. Баллоны такого типа (с изоляцией вакуумом и перлитовым порошком) имеют свои ограничения по вместительности. Но могут быть использованы для хранения объемов вплоть до 1000 м куб., то есть технологически, баллоны на «Мегастар» еще далеки от своих предельных возможностей. К тому же, по сравнению с баллонами с полиуретановой изоляцией – вакуумно-перлитовый выдерживают большее давление и реже нуждаются в обслуживании.
«Мегастар» это, по сути, собрание достижений современных инженеров. Он передовой, комфортабельный, экологически безопасный, и экономически выгодный в эксплуатации. Если СПГ-инфраструктура и технология его хранения и заправки по всему миру будет развиваться в таком же темпе, то в ближайшем будущем стоит ожидать появление судов подобных «Мегастар».