Veselov, Gennady Vasilievich - Cálculo de la eficiencia del uso de combustibles alternativos en los buques: directrices. Uso de combustibles alternativos Uso de combustibles alternativos en buques

Las perspectivas de los combustibles alternativos son tales que incluso hoy en día los fabricantes de automóviles del mundo hablan de la introducción para 2010 de unos 50 modelos diferentes que funcionan con combustibles alternativos. En Europa, Mercedes-Benz, BMW, MAN son especialmente activos en esta área. Y para 2020, de acuerdo con la resolución de la ONU, que instruyó a los países de Europa a cambiar los automóviles a tipos alternativos de combustible de motor, se espera aumentar el vehículo con tipos alternativos de combustible al 23% de toda la flota, de la cual el 10%. (alrededor de 23,5 millones de unidades) - en gas natural.

Vehículos con biocombustible

Biocombustibles: el uso de biocombustibles, como el etanol (alcohol etílico) o el combustible diésel (biodiésel), obtenidos de plantas especialmente cultivadas, generalmente se considera como paso importante para reducir las emisiones de dióxido de carbono (CO2) a la atmósfera. Por supuesto, cuando se queman biocombustibles, el dióxido de carbono ingresa a la atmósfera exactamente de la misma manera que cuando se queman combustibles fósiles (petróleo, carbón, gas). La diferencia es que la formación de la masa vegetal de la que se obtuvo el biocombustible se debió a la fotosíntesis, es decir, el proceso asociado al consumo de CO2. En consecuencia, el uso de biocombustibles se considera una “tecnología neutra en carbono”: primero, el carbono atmosférico (en forma de CO2) es fijado por las plantas y luego liberado cuando se queman las sustancias derivadas de estas plantas. Sin embargo, la rápida expansión de la producción de biocombustibles en muchos lugares (principalmente en los trópicos) está provocando la destrucción de los ecosistemas naturales y la pérdida de la diversidad biológica.

Los motores de biocombustibles utilizan la energía de la luz solar almacenada por las plantas. La energía de los combustibles fósiles es la energía ligada de la luz solar, y el dióxido de carbono que se libera cuando se queman los combustibles fósiles alguna vez fue eliminado de la atmósfera por las plantas y las cianobacterias. Los biocombustibles no son diferentes de los combustibles fósiles convencionales. Pero hay una diferencia, y está determinada por el tiempo de retraso entre la unión del CO2 durante la fotosíntesis y su liberación durante la combustión de las sustancias carbonosas. Además, si la unión del dióxido de carbono se produjo durante mucho tiempo, la liberación se produce muy rápidamente. En el caso del uso de biocombustibles, el lapso de tiempo es bastante pequeño: meses, años, para plantas leñosas, décadas.

Con todas las ventajas del uso de biocombustibles, el rápido aumento de su producción está plagado de graves peligros para la conservación de la vida silvestre, especialmente en los trópicos. V último edicion Conservation Biology publicó un artículo de revisión sobre los efectos nocivos de los biocombustibles. Sus autoras, (Martha A. Groom), trabajando en el marco del Programa Interdisciplinario de Ciencias y Artes de la Universidad de Washington en Bothell (EE. UU.), y sus colegas Elizabeth Gray y Patricia Townsend, luego de analizar una gran cantidad de literatura, ofrecieron una serie de recomendaciones sobre cómo combinar la producción de biocombustibles minimizando el impacto negativo sobre el medio ambiente, preservando la biodiversidad de los ecosistemas naturales circundantes.

Por lo tanto, según Groom y sus colegas, la práctica de usar maíz como materia prima para la producción de etanol, adoptada en muchos países, y principalmente en los EE. UU., difícilmente merece aprobación. El cultivo del maíz en sí requiere un número grande agua, fertilizantes y pesticidas. Como resultado, si se tienen en cuenta todos los costos de cultivar maíz y producir etanol a partir de él, resulta que en total la cantidad de CO2 liberada durante la fabricación y el uso de dichos biocombustibles es casi la misma que cuando se usan combustibles fósiles tradicionales. . Para el etanol de maíz, el coeficiente que estima las emisiones de gases de efecto invernadero por rendimiento energético dado es 81-85. A modo de comparación, la cifra correspondiente para la gasolina (de combustibles fósiles) es 94 y para el diésel convencional: 83. Cuando se usa caña de azúcar, el resultado ya es significativamente mejor: 4-12 kg CO2 / MJ.

Se observa un salto realmente positivo en la transición al uso de pastos perennes, por ejemplo, uno de los tipos de mijo silvestre, el llamado switchgrass, una planta común de los pastos altos de las praderas de América del Norte. Debido a que una parte significativa del carbono fijado es almacenado por las gramíneas perennes en sus órganos subterráneos, así como acumulado en la materia orgánica del suelo, los territorios ocupados por estas gramíneas altas funcionan como lugares de fijación del CO2 atmosférico. El indicador de emisiones de gases de efecto invernadero cuando se produce biocombustible a partir de mijo se caracteriza por un valor negativo:

24 kg CO2/MJ (es decir, el CO2 se reduce en la atmósfera).

La cubierta vegetal de múltiples especies de las praderas es aún mejor para retener el carbono. El indicador de emisiones de gases de efecto invernadero en este caso también es negativo:

88 kg CO2/MJ. Es cierto que la productividad de tales pastos perennes es relativamente baja. Por tanto, la cantidad de combustible que se puede obtener de la pradera natural es sólo de unos 940 l/ha. Para el mijo, este valor ya alcanza 2750-5000, para el maíz - 1135-1900 y para la caña de azúcar - 5300-6500 l/ha.

Obviamente, al reemplazar los combustibles fósiles y, por lo tanto, reducir el crecimiento de CO2 en la atmósfera, los biocombustibles pueden amenazar muchos ecosistemas naturales, principalmente los tropicales. El punto, por supuesto, no está en el biocombustible en sí mismo, sino en la política irrazonable de su producción. En la destrucción de ecosistemas naturales ricos en especies y su reemplazo por ecosistemas de tierras de cultivo altamente simplificados. Los desarrolladores depositan grandes esperanzas en el uso de una masa de algas planctónicas microscópicas como materia prima para biocombustibles, que se pueden cultivar en biorreactores especiales. En este caso, el rendimiento de productos útiles por unidad de superficie es mucho mayor que en el caso de la vegetación terrestre.

En cualquier caso, es necesario evaluar el riesgo que se presenta para los ecosistemas naturales al cultivar plantas utilizadas como materia prima para biocombustibles.

UDC 629.735;

ANÁLISIS DE LA EXPERIENCIA EN LA APLICACIÓN DE COMBUSTIBLES ALTERNATIVOS EN AERONAVES

DR.SARGSYAN

Artículo enviado por el Dr. ciencias tecnicas, Profesor Zubkov B.V.

El artículo analiza la experiencia del uso de combustibles alternativos en aeronaves, tipos y características de los combustibles. Describe los requisitos para el suministro de GNL y BP.

Palabras clave: combustible alternativo, tipos de combustibles alternativos, gas natural licuado (GNL), seguridad de vuelo (BP).

Introducción

Creciente demanda de viajes aéreos últimos años El desarrollo de la economía, así como de la ingeniería y la tecnología, ha provocado una gran necesidad de recursos combustibles. Como resultado, los ingenieros de muchas de las principales empresas de fabricación de aeronaves en diferentes países, incluida Rusia, comenzaron el desarrollo para proporcionar a la aviación un nuevo tipo de combustible. Bajo consideración gran cantidad alternativas al queroseno: biocombustibles, aceite sintético, gas natural licuado (GNL), hidrógeno. Toda la experiencia acumulada desde el primer vuelo mundial con combustible alternativo (avión Tu-155 en 1988) demuestra la eficacia, la eficiencia y el respeto por el medio ambiente de los desarrollos en esta dirección.

V aviación rusa se está considerando la posibilidad de utilizar GNL, en particular, debido a las reservas de gas natural, así como los gases asociados a la producción de petróleo, que se queman en las antorchas de los campos durante la producción de petróleo. Sobre el este escenario desarrollo aviación Civil Los proyectos de helicópteros y aeronaves que utilizan gases licuados asociados obtenidos durante la producción de petróleo (propano y butano) como combustible son los que están más cerca de implementarse.

reforma aeronave requiere costos mínimos: solo alteraciones de los tanques de combustible y los sistemas de suministro de combustible a los motores. También se requiere dotar a los aeropuertos de estaciones de servicio criogénico, almacenamiento de combustible e infraestructura de entrega de GNL a las instalaciones de almacenamiento. En esta etapa, no solo se requiere la participación del complejo de la industria de la aviación, sino también la participación de las empresas productoras de gas para crear la infraestructura adecuada.

experiencia de aplicación

A mediados del siglo XX se comenzó a buscar una alternativa al combustible para aviones. Historia del trabajo en OKB A.N. Tupolev sobre combustibles alternativos se remonta a los años 60. - ya se consideró la posibilidad de transferencia plantas de energía diseñado en OKB A.N. Aviones Tupolev sobre hidrógeno líquido.

A mediados de los 70. La Academia de Ciencias de la URSS, junto con varios institutos de investigación y oficinas de diseño, desarrolló un programa de trabajo de investigación y desarrollo para la introducción generalizada de especies alternativas combustible en economía nacional. Entonces, el 15 de abril de 1988, el primer Tu-155 despegó con un motor de combustible criogénico NK-88 experimental, que realizó casi 100 vuelos con GNL e hidrógeno. En octubre de 1989, esta aeronave realizó un vuelo de demostración en la ruta Moscú-Bratislava-Niza (Francia) al 9º Congreso Internacional de Gas Natural. En julio de 1991, la aeronave voló en la ruta Moscú-Berlín para participar en el Congreso Internacional de Gas Natural.

Durante el desarrollo de este avión, se creó una base experimental para probar crio-

Se ha desarrollado equipo genético y el único equipo del mundo de especialistas altamente calificados en el campo de la aviación criogénica. Como resultado de este trabajo, se determinaron las formas de crear sistemas y equipos criogénicos para aeronaves y aeródromos. Sin embargo, la Oficina de Diseño de Tupolev continuó trabajando en esta dirección, a nivel de propuestas técnicas, proyectos de aviones criogénicos modificados Tu-204 (Tu-204K), Tu-334 (Tu-334K), Tu-330 (Tu-330SPG) , nuevo avión regional Tu-136. Además, estas aeronaves podrán utilizar combustibles alternativos y turbosina al mismo tiempo, lo que las hará más versátiles y confiables. Las modificaciones del avión Tu-204 (Tu-204K) y el proyecto del nuevo avión regional Tu-136, que tiene en cuenta las características del combustible criogénico, se han elaborado con mayor profundidad (Fig. 1).

La eficiencia de combustible de los aviones Tu-334K y Tu-330SPG prácticamente no diferirá de los Tu-334 y Tu-330 básicos. Todos estos aviones se pueden convertir para usar GNL dentro de 3-4 años. Destaca el proyecto del avión criogénico regional de carga y pasajeros Tu-136 con dos motores turbohélice TV7-117SF, capaz de utilizar GNL, hidrógeno líquido y combustible propano-butano con modificaciones menores.

Tipos y características de los combustibles alternativos.

El gas natural licuado (GNL) es el combustible alternativo más utilizado. El gas pertenece a la categoría de combustibles criogénicos. Las características termofísicas y térmicas muestran una serie de ventajas de los combustibles condensados ​​de aviación (ACF) sobre el combustible para aviones TS-1 tradicional. También existen combustibles sintéticos derivados del carbón, gas, biomasa y aceite vegetal. Pero la síntesis de tales sustancias requiere costos adicionales para el procesamiento de carbón, biomasa y aceites vegetales, que es más costoso que el queroseno, y está acompañado por los mismos problemas ambientales y de recursos. Por lo tanto, difícilmente puede considerarse prometedor. Los alcoholes (etílico y metílico) y el amoníaco también pueden reemplazar al queroseno, pero son casi dos veces inferiores a él en términos de

calor de combustión, por tanto, su consumo específico será mayor. Además, los gases de escape de la combustión de estos combustibles contienen óxidos de nitrógeno y carbono nocivos.

Como alternativa al queroseno para la aviación, se puede considerar el combustible criogénico: hidrógeno líquido H2 e hidrocarburos ligeros desde metano CH4 hasta pentano C5H12.

A los beneficios del hidrógeno como Combustible de aviación puede incluir lo siguiente:

En primer lugar, el mayor poder calorífico por unidad de masa, lo que da un consumo específico de combustible unas tres veces menor que el del queroseno. Esto le permite mejorar significativamente el rendimiento de la aeronave;

En segundo lugar, el mayor recurso de enfriamiento por unidad de masa (12 a 15 veces más que el queroseno), que se puede usar de manera efectiva para enfriar piezas calientes de motores y aeronaves;

En tercer lugar, una mayor temperatura de autoignición y una menor emisividad, lo que afectará positivamente el funcionamiento de la cámara de combustión.

Sin embargo, el combustible de hidrógeno tiene desventajas inherentes que requieren la solución de problemas técnicos complejos. El hidrógeno líquido es muy inferior al combustible para aviones estándar en términos de valor calorífico volumétrico debido a su baja densidad (casi 11 veces menor que la del queroseno), lo que empeora significativamente las características generales de peso de una aeronave cuando se cambia de combustible para aviones a hidrógeno.

Las ventajas de los hidrocarburos livianos también pertenecen a la categoría de ventajas del hidrógeno, pero difieren en disponibilidad y bajo costo de producción (Tabla 1).

tabla 1

Características termofísicas y termotécnicas del hidrógeno, componentes hidrocarbonados del ASCT y combustible de aviación TS-1

Índice H (hidrógeno) CH4 (metano) C2H6 (etano) C3H8 (propano) C4H10 (butano) C5H12 (pentano) TC-1

H 2.016 16.04 3007 44.10 5812 7215 140

t cuadrada, C -259,21 -182,49 -183,27 -187,69 -138,33 -129,72 -60

С -252,78 -161,73 -88,63 -42,07 -0,50 36,07 180

t f.s., C 6.43 20.76 94.64 145.62 137.83 165.79 290

cuadrados kg/m 77,15 453,4 650,7 733,1 736,4 762,2 835

fardo, kg/m 71,05 422,4 546,4 582,0 601,5 610,5 665

Qn, kJ/kg 114480 50060 47520 46390 45740 45390 43290

Qv.pl, kJ/dm 8832 22700 30920 34010 33680 34550 36150

Qv, kip, kJ/dm 8136 21150 25970 27000 27530 27710 28900

Nisp, kJ/kg 455,1 511,2 485,7 424,0 385,5 3575 287

yo, C 510 542 518 470 405 284 -

^n, cm/s 267 33,8 40,1 39,0 37,9 38,5 39

Сн, % (vol) 4,1 5,3 3,0 2,2 1,9 - 1,2

Sv,% (vol) 75,0 15,0 12,5 9,5 8,5 - 7,1

Ro, J/(kg C) 4157,2 518,8 276,7 188,6 143,2 115,5 59,4

Lo, kgclavo/kgcombustible 34,5 17,19 16,05 15,65 15,42 15,29 -

GNL - (metano) su densidad (incluso en el punto de ebullición) es 1,7 veces mayor que la del queroseno, lo que lleva a la necesidad de aumentar el volumen de los tanques de combustible en más de 1,5 veces (con la misma intensidad energética). Además, el metano tiene un rango muy bajo de estar en fase líquida (-20 C), una temperatura crítica baja (-82,6 C). Esto requiere

creación de nuevas estructuras resistentes al frío para materiales de sellado de tanques, accesorios y comunicaciones de líneas de combustible, así como aislamiento térmico de alta calidad a baja temperatura que evita la rápida ebullición del metano y la formación de hielo en la estructura.

A diferencia del queroseno, el metano deberá suministrarse a la cámara de combustión del motor en forma gaseosa para excluir un estado de dos fases, lo que elimina por completo el uso de unidades de combustible estándar, comunicaciones, colectores e inyectores. Esto complica mucho el diseño del motor, y en algunos casos imposibilita modificarlo para que funcione con dos tipos de combustible.

Debido a las mismas propiedades del metano líquido, se requerirán medios terrestres muy voluminosos y costosos para su transporte, almacenamiento, recarga, etc., cercanos en sus parámetros a los del hidrógeno. El equipamiento adicional de la base de combustible criogénico del aeropuerto debe incluir instalaciones especiales de almacenamiento dotadas de protección térmica, medios para mantener el estado criogénico del combustible y dispositivos para evitar su pérdida, así como una red de dispositivos receptores, una flota de Vehículo con contenedores termoaislantes, etc.

Al mismo tiempo, el metano supera al queroseno en un 14 % en términos de calor de combustión másico, lo que garantizará la autonomía de vuelo y la carga útil. El metano licuado tiene una capacidad de enfriamiento 5 veces mayor que la del queroseno, lo que permite utilizar el recurso de enfriamiento para enfriar piezas y conjuntos de motores. La experiencia operativa de los motores de turbina de gas utilizados como sobrealimentadores en estaciones compresoras de gasoductos y que funcionan con gas natural ha demostrado que la vida útil de dichos motores aumenta en un 25%.

Seguridad de vuelo al utilizar GNL

Los principales tipos de peligros creados por propiedades específicas, la licuefacción de gases de hidrocarburos, incluido el GNL, así como las condiciones de su producción, almacenamiento, transporte y repostaje incluyen: inflamabilidad (peligro de incendio), explosividad, actividad química, exposición a bajas temperaturas, toxicidad. Las normas de seguridad para la producción, el almacenamiento y la distribución de gas natural licuado (GNL) en las estaciones de distribución de gas de los principales gasoductos (GDS MG) y las estaciones compresoras de llenado de gas para automóviles (GNC) contienen requisitos organizativos, técnicos y tecnológicos para la organización de la seguridad de la producción. , cuya implementación es obligatoria para todas las empresas productoras y transportadoras de GNL, en el diseño y operación de instalaciones para la producción, almacenamiento y entrega de GNL.

Para garantizar la operación segura de tales combustibles, es necesario contar con métodos cualitativos y cuantitativos para evaluar y comparar cada tipo de peligro. Evaluación cualitativa y cuantitativa, es decir, La determinación del tipo y grado de peligrosidad permite realizar un análisis comparativo del combustible condensado de acuerdo con los criterios de peligrosidad y, a largo plazo, formalizar la tarea de elegir los medios y métodos técnicos para la operación segura de los sistemas de combustible que utilizan GNL, así como su almacenamiento y transporte.

Los requisitos para los candidatos a obtener un Certificado de Aptitud Técnica para el Mantenimiento de Aeronaves se presentan en términos de aquellas características que afectan directamente la provisión de seguridad de vuelo y el cumplimiento de las tareas de producción a tiempo.

Éstas incluyen:

A - edad;

B - capacidad psicofísica para realizar el próximo trabajo;

B - formación básica (universidad, colegio, escuela técnica, escuela vocacional, etc.);

G - entrenamiento especial para trabajar en un tipo dado de aeronave o AT, conocimiento del equipo de aviación específico, su propósito y contenido Mantenimiento, tecnología para realizar y controlar la calidad del trabajo en él, el equipo utilizado;

D - la capacidad para realizar el trabajo previsto por las funciones, el derecho a realizar que está representado por el Certificado solicitado;

E - experiencia general en tecnología de aviación.

Como muestra el análisis de los requisitos para la operación segura de la aeronave Tu-154 durante el reabastecimiento y almacenamiento de combustible (GNL), el personal de ingeniería y técnico del IAS debe conocer las características del uso de este tipo de combustible.

LITERATURA

1. Tipos alternativos de combustible de aviación / Actas de la reunión sobre aviación internacional y el cambio climático. Documento OACI HLM-ENV/09-WP/9.- Montreal, 10.08.09.

2. www.tupolev.ru Tecnología criogénica.

3. Normas de seguridad para la producción, almacenamiento y distribución de gas natural licuado (GNL) en las estaciones de distribución de gas de los principales gasoductos (GDS MG) y estaciones compresoras de llenado de gas para automóviles (GNC) PB 08-342-00.

EXPERIENCIA DE ANÁLISIS DE COMBUSTIBLES ALTERNATIVOS EN AERONAVES

En el artículo se presenta la técnica de realización de apreciaciones de expertos de la actividad de la empresa de aviación de la aeronave civil dirigida al aumento del nivel de seguridad de los vuelos.

Palabras clave: aumento del nivel de seguridad de los vuelos, cuestionamiento, empresas aeronáuticas, estimaciones de expertos.

Sargsyan David R., nacido en 1982, graduado de MSTU GA (2010), estudiante de posgrado de MSTU GA, autor 2 trabajos cientificos, área de interés científico: seguridad de vuelo, combustible alternativo, reparación y modernización de aeronaves.

ASPECTOS AMBIENTALES DE LA APLICACIÓN DE COMBUSTIBLES ALTERNATIVOS EN LOS BUQUES DE LA FLOTA MARÍTIMA Y FLUVIAL

Sergeev Vyacheslav Sergeevich

Estudiante de quinto año, Facultad de Ingeniería Naval, Instituto de Transporte Acuático de Omsk (sucursal) FBOU HPE "Academia Estatal de Transporte Acuático de Novosibirsk", Omsk

MI-correo: plátano [correo electrónico protegido] bk . es

Dergacheva Irina Nikolaevna

supervisor científico, Ph.D. ped. Ciencias, Profesor Asociado, Titular. Departamento de ENiOPD del Instituto de Transporte Acuático de Omsk (sucursal) FBOU VPO "Academia Estatal de Transporte Acuático de Novosibirsk", Omsk

Actualmente, en Rusia se consumen anualmente alrededor de 100 millones de toneladas de combustibles para motores producidos a partir del petróleo. Al mismo tiempo, el transporte por carretera y marítimo se encuentran entre los principales consumidores de productos derivados del petróleo y seguirán siendo los principales consumidores de combustibles para motores durante el período hasta 2040-2050. A corto plazo, se espera un aumento en el consumo de derivados del petróleo con volúmenes aproximadamente constantes de su producción y una creciente escasez de combustibles para motores.

Estos factores han llevado a pertinente hasta la fecha, la reconstrucción del complejo de combustible y energía a través de una mayor refinación de petróleo, el uso de tecnologías de ahorro de energía, cambiando a combustibles menos costosos y amigables con el medio ambiente. Por tanto, una de las principales vías para mejorar los motores de combustión interna, que siguen siendo los principales consumidores de combustibles derivados del petróleo, es su adaptación para trabajar con combustibles alternativos.

El propósito de este artículo es la consideración de los aspectos ambientales del uso de combustibles alternativos en los buques de la flota marítima y fluvial.

El uso de varios combustibles alternativos en el transporte brinda una solución al problema de reemplazar los combustibles derivados del petróleo, amplía significativamente la base de materias primas para la producción de combustibles para motores y facilita la solución de problemas de suministro de combustible para vehículos e instalaciones estacionarias.

La posibilidad de obtener combustibles alternativos con las propiedades físicas y químicas requeridas permitirá mejorar intencionalmente los procesos de trabajo de los motores diesel y con ello mejorar su desempeño ambiental y económico.

Combustibles alternativos obtenido principalmente de materias primas de origen no petrolero, utilizado para reducir el consumo de petróleo utilizando (después de la reconstrucción) dispositivos que consumen energía que funcionan con combustible de petróleo.

Con base en el análisis de la literatura, hemos identificado los siguientes criterios para la aplicabilidad de fuentes alternativas de energía en los barcos de la flota marítima y fluvial:

· bajo costo de construcción y costo de operación;

· toda la vida;

· características de peso y tamaño dentro de las dimensiones del buque;

la disponibilidad de una fuente de energía.

En el curso de nuestro estudio, se determinaron los principales requisitos para los combustibles alternativos para uso en barcos, a saber:

atractivo económico y grandes stocks disponibles de materias primas para su producción;

· bajos costos de capital para la instalación de equipos adicionales en el buque;

presencia en el mercado, accesibilidad en los puertos, disponibilidad de la infraestructura necesaria o costos insignificantes para su creación;

seguridad, así como documentos normativos que rigen el uso seguro a bordo.

Según sea necesario Convención Internacional Para evitar la contaminación de los buques, existe un endurecimiento sistemático de los requisitos para el contenido de óxidos de azufre, nitrógeno y carbono, así como material particulado en las emisiones de los buques. Estas sustancias causan un gran daño. ambiente y son ajenos a cualquier parte de la biosfera.

Los requisitos más estrictos se presentan para las Áreas de Control de Emisiones (ECA). A saber:

Mares Báltico y del Norte

Aguas costeras de EE. UU. y Canadá

Mar Caribe

· Mar Mediterráneo

la costa de japon

Estrecho de Malaca, etc.

De este modo, el cambio de normativa para las emisiones de óxido de azufre de los buques en 2012 es del 0% y del 3,5% en zonas especiales y en todo el mundo, respectivamente. Y para 2020, las normas para las emisiones de óxido de azufre de los barcos en estas áreas serán igualmente del 0 %, y en todo el mundo ya disminuirán al 0,5 %. De ahí la necesidad de solucionar el problema de la reducción de las emisiones químicas a la atmósfera. sustancias nocivas centrales eléctricas de barcos.

En nuestra opinion, principales tipos de combustibles alternativos son: gases combustibles licuados y comprimidos; alcoholes; biocombustibles; emulsión de agua y combustible; hidrógeno.

A su vez, los siguientes tipos son de particular interés en el marco de nuestro artículo:

El biodiesel es un combustible fósil producido a partir de cultivos oleaginosos.

El precio del biodiésel de marca es aproximadamente el doble del precio del diésel convencional. Estudios realizados en 2001/2002 en EE.UU. demostraron que cuando el combustible contiene un 20% de biodiesel, el contenido de sustancias nocivas en los gases de escape aumenta un 11% y sólo el uso de biodiesel puro reduce las emisiones un 50%;

Los alcoholes son compuestos orgánicos que contienen uno o más enlaces hidroxilo directamente unidos al átomo de carbono. Los alcoholes están prohibidos como combustibles de bajo punto de inflamación;

El hidrógeno es el único tipo de combustible cuyo producto de combustión no es dióxido de carbono;

Se utiliza en motores de combustión interna en forma pura o como aditivo de combustibles líquidos. El peligro de almacenarlo en un barco y el costoso equipo para tal uso hacen esta especie combustible completamente no prometedor para barcos;

· la emulsión agua-combustible se produce a bordo del barco en una unidad especial - esto ahorra combustible, reduce las emisiones de óxido de nitrógeno (hasta un 30% dependiendo del contenido de agua en la emulsión), pero no tiene un efecto significativo sobre el óxido de azufre emisiones;

· Los gases combustibles licuados y comprimidos permiten eliminar por completo las emisiones de azufre y material particulado a la atmósfera, reducir radicalmente las emisiones de óxidos de nitrógeno en un 80% y reducir significativamente las emisiones de dióxido de carbono en un 30%.

De este modo, podemos afirmar que el único nuevo tipo de combustible, cuyo uso afecta significativamente el desempeño ambiental de los motores marinos, es gas natural.

Para confirmar este hecho, considere los datos sobre la cantidad de emisiones de la combustión de combustible diesel utilizado en barcos y gas comprimido o licuado como combustible alternativo, presentado en la Tabla 1.

Tabla 1.

La cantidad de emisiones de la quema de combustible

Se puede ver en la tabla que al final se puede argumentar que gas comprimido o licuado supera, en términos de seguridad ambiental, las fuentes de energía actualmente utilizadas en los barcos. En otras palabras, ¿cuál es el más prometedor hoy para su uso en el transporte marítimo y fluvial.

Por fin Cabe señalar que en la actualidad existe la necesidad de utilizar combustibles alternativos en los buques de la flota marítima y fluvial, lo cual se implementa teóricamente en este artículo.

Énfasis en las características valiosas para el medio ambiente combustibles alternativos para el transporte fluvial y marítimo, a saber: respetuoso con el medio ambiente y baja presencia de productos químicos nocivos.

Bibliografía:

1. Erofeev VL El uso de combustibles prometedores en centrales eléctricas de barcos: libro de texto. tolerancia. L.: Construcción naval, 1989. -80 s.
2. Sokirkin V. A., Shitarev V. S. Derecho marítimo internacional: libro de texto. tolerancia. METRO.: Relaciones Internacionales, 2009. - 384 págs.
3. Shurpyak VK Aplicación de tipos alternativos de energía y combustibles alternativos en embarcaciones marítimas [ recurso electrónico] - Modo de acceso. - URL: http://www.korabel.ru/filemanager (consultado el 15/11/2012)

PROYECTO DE UN BUQUE TRABAJANDO CON COMBUSTIBLE GAS

Moscú 2011 .

Artistas:

Diseñador líder (nacido en 1984)

Ingeniero de diseño (n. 1984)

Técnico-diseñador (nacido en 1989)

Líder del tema:

Director de SPC "Rechport", Asoc. A. K. Tatarenkov

abstracto

El informe contiene 13 páginas de texto, 1 tabla, 5 figuras, 1 fuente

DISEÑO, CONSTRUCCIÓN, REEQUIPAMIENTO DE LA PLANTA ELÉCTRICA DE LA MOTORA NAVE PROYECTO R51, GAS NATURAL COMPRIMIDO Y LICUADO (METANO).

Objeto de desarrollo: embarcaciones de navegación interior con combustibles alternativos, es decir, la posibilidad de utilizar dos tipos de combustible gaseoso en los buques: gas natural comprimido o gas natural licuado.

Propósito del trabajo: Prometedor uso de gas combustible para embarcaciones fluviales de nueva generación.

Resultado obtenido: ante la perspectiva de uso en buques fluviales buque planta de energía(SPP) que operan con combustible de gas, en particular, una decisión fundamental sobre el diseño del equipo de gas en los barcos de clase "R" del proyecto R51.

El alto costo del combustible diesel obliga a los armadores a decidirse por la búsqueda de combustibles alternativos y trasladar a ellos algunos grupos de buques.

Debido a la tendencia de Moscú a convertirse en una ciudad respetuosa con el medio ambiente, no hay grandes masas de aire en el centro de transporte de Moscú para dispersar las emisiones nocivas. En este sentido, para aumentar la competitividad del transporte acuático en comparación con otros modos de transporte, es necesario determinar una dirección prioritaria asociada a una disminución de la toxicidad de los gases de escape.

Una de estas áreas es la conversión de plantas de energía de barcos para trabajar de combustible diesel a gas. Al mismo tiempo, es necesario destacar la posibilidad de utilizar dos tipos de combustible gaseoso en los buques: gas natural comprimido o gas natural licuado.

El proyecto propone convertir a gas combustible las embarcaciones de navegación interior existentes, así como la construcción de nuevas embarcaciones de gas combustible.

Se llevó a cabo un estudio de viabilidad sobre la eficiencia del uso de gas natural licuado y comprimido en embarcaciones fluviales de la cuenca hidrográfica de Moscú en VNIIGaz y en el Departamento de Centrales Eléctricas de Barcos de la Academia Estatal de Transporte Acuático de Moscú [Informe de investigación sobre el tema VI / 810 . M., MGAVT, 1997. Reequipamiento de la planta de energía de los barcos a motor fluviales de las líneas urbanas de la región de Moscú (en el ejemplo del barco a motor del proyecto R-51 "Moskva") para operar con gas natural comprimido] , que mostró la viabilidad del uso de gas en los barcos de la flota fluvial.

En 1998, la Academia Estatal de Transporte Acuático de Moscú reequipó la planta de energía del barco de motor de pasajeros "Uchebny-2" del proyecto R51E (del tipo "Moscú") para operar con gas comprimido. El reequipamiento se llevó a cabo de acuerdo con el proyecto del centro de construcción naval, desarrollado en relación con los buques de los proyectos P35 (Neva) y P51 (Moscú).

Los estudios experimentales han demostrado un beneficio económico directo del uso de gas. Al mismo tiempo, se identificó que era necesario instalar sensores de alarma adicionales que notifiquen una fuga de gas y, ante la presencia de una fuga, den una señal para cambiar automáticamente el sistema para que funcione con combustible diesel.

A pesar de muchos lados positivos Se debe tener en cuenta el uso de gas comprimido y licuado, la principal desventaja de tales sistemas. En primer lugar, esta es la pérdida de espacio utilizable en la cubierta de paseo (en m/v "Uchebny-2"

Se instalaron 32 cilindros de gas comprimido con un volumen de 50 litros cada uno) para embarcaciones que funcionan con gas comprimido, lo que indica la ventaja del gas licuado. La siguiente desventaja es la falta de requisitos de las Reglas del Registro Fluvial Ruso para barcos con instalaciones del tipo anterior y, por supuesto, la principal limitación es la falta de una red de estaciones de servicio de gas. y si por transporte por carretera Si esta red se está desarrollando, entonces para el transporte por agua, que se distingue por la presencia de grandes capacidades y la longitud de las líneas de transporte, este tema sigue siendo relevante.

Lo anterior, por supuesto, requerirá inversiones de capital, pero será posible lograr:

1. Mejorar la situación ambiental en las zonas de agua mediante la reducción de las emisiones tóxicas y el humo de los gases de escape motores diesel marinos en un 50%.

2. Reducir los costos de combustible en un 20-30%.

En este sentido, la conversión de buques a gas permite no solo tener beneficios económicos, sino que también conlleva una mejora en la situación ambiental (limpieza del espacio aéreo).

En los buques de transporte, lo más realista es el uso de gas licuado, que viene dictado por la alta potencia de las centrales eléctricas y la gran longitud de las líneas (se necesitan grandes volúmenes de gas con una pérdida mínima de superficie útil de las cubiertas superiores) . En este sentido, se requerirán barcos, gaseros, para áreas remotas. Por lo tanto, la idea principal debería ser crear tipos de recipientes que correspondan a las propiedades peligrosas de los productos, ya que cada producto puede tener una o más propiedades peligrosas, incluidas inflamabilidad, toxicidad, corrosividad y reactividad. Al transportar gases licuados (producto refrigerado o presurizado), pueden surgir peligros adicionales.

Las colisiones graves o las puestas a tierra pueden dañar el tanque de carga y provocar una fuga descontrolada del producto. Tal fuga puede conducir a la evaporación y dispersión del producto y, en algunos casos, a la fractura frágil del cuerpo del gas portador. Por lo tanto, dicho riesgo, en la medida de lo posible, sobre la base de los conocimientos modernos y el progreso científico y tecnológico, debe reducirse al mínimo. Estos problemas deben reflejarse, en primer lugar, en las Reglas del Registro del Río Ruso. Al mismo tiempo, los requisitos para los buques gaseros y, posiblemente, los buques quimiqueros deben basarse en principios fiables de construcción naval, ingeniería naval y en una comprensión moderna de las propiedades peligrosas de varios productos, ya que la tecnología para diseñar buques gaseros no solo es complejo, pero también de rápido desarrollo, y en este sentido, los requisitos no pueden permanecer sin cambios.

En relación con lo anterior, la cuestión de crear marco normativo aplicables a los buques propulsados ​​por combustible gaseoso y a los buques que lo transporten.

Con base en lo anterior, podemos concluir que con un aumento adicional en el mundo, y como resultado, los precios rusos del combustible diesel, los armadores se ven obligados a buscar formas alternativas para resolver el problema, una de las cuales es usar gas. No obstante, el uso de combustible gaseoso (tanto gas natural comprimido como licuado) en los buques de flota fluvial sólo es aconsejable si existe una red desarrollada de estaciones de servicio.

V condiciones modernas la construcción de estaciones de servicio específicas de la industria para combustible gaseoso es un desperdicio de fondos públicos, y es imposible encontrar otras fuentes de financiamiento para tales instalaciones. Por lo tanto, se convierte en una realidad la construcción de estaciones de servicio dentro de la ciudad y una serie de grandes asentamientos, que se utilizarían no solo para repostar barcos, sino también para repostar vehículos. Para la posibilidad de repostar barcos en áreas remotas, es posible utilizar gaseros, que es recomendable construir en empresas industriales. En este caso, la posibilidad de construir dichas instalaciones, además de agencias gubernamentales organizaciones como Gazprom, el Fondo Ecológico, el Gobierno de Moscú y otras empresas podrían estar interesadas.

La industria (por ejemplo, ENERGOGAZTEKHNOLOGIYA, etc.) produce motores de gas de pistón con encendido por chispa y productos basados ​​en ellos: unidades eléctricas, centrales eléctricas, motores-generadores (generadores de gas), etc. Todos los motores de gas con mezcla externa.

Diagrama esquemático y equipo para la operación de una central eléctrica de barco con combustible de gas.

El gas combustible se prepara para la combustión en la línea de gas (Fig. 1). Además, el gas combustible con una presión igual a la presión atmosférica ingresa al mezclador (Fig. 2), donde se mezcla con aire en la proporción requerida. La dosificación de la mezcla de gas y aire que ingresa al motor se realiza mediante una válvula de mariposa (Fig. 3) con accionamiento eléctrico.

El control de velocidad y chispas se lleva a cabo por el sistema de control del motor de gas. Este sistema realiza funciones de alarma. Motor de gas, abre y cierra la válvula solenoide de combustible en el momento adecuado al arrancar y parar el motor.

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Arroz. 2 Mezclador

Figura 3 Válvula de mariposa

SPC "Rechport" realizó una serie de estudios preliminares para el reequipamiento del m / v "Moskva" pr.R-51 en términos de ubicación de cilindros de gas (dimensiones de un cilindro: longitud - 2000 mm, Ø 401 mm , volumen 250 l.), cifras comparativas la eficiencia de conversión se muestra a continuación en la tabla 1 y los esquemas de diseño (opciones) - fig.4.

Este reequipamiento requiere un refuerzo adicional para garantizar la resistencia de la estructura de la tienda. El diseño preliminar del refuerzo se muestra en la Fig. 5.

tabla 1

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b) alimentación (12 cilindros)

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Arroz. 5 Diseño preliminar de refuerzo de toldo.

Lista de fuentes utilizadas

1. Informe de I+D sobre el tema VI/810. M., MGAVT, 1997. Reequipamiento de la planta de energía de los barcos fluviales a motor de las líneas urbanas de la región de Moscú (en el ejemplo del barco a motor del proyecto R-51 "Moscú") para operar con gas natural comprimido.

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