MAN_ES开发生物质燃料_薛颖.pdf

信息动态1MAN ES 开发生物质燃料随着最近海事业将 ISO 8217 燃料要求标准从加氢处理植物油和 7%脂肪酸甲酯混合物扩展到其他类型的生物燃料，MAN ES 预计生物燃料市场将迅速扩大。作为回应，MAN ES 最近向其现有客户发布了一套新的生物燃料使用指南（Guidelines for the Use of Biofuels），概述了其二冲程主机使用生物燃料的运行建议。发动机设计人员和制造商也对将生物燃料引入大缸径四冲程发动机市场提出了指导意见。简而言之，生物燃料市场将要迎来飞跃式发展。在大缸径四冲程发动机或二冲程发动机上使用生物燃料混合物运行的需求可能增加，这也会导致对可使用相同燃料混合物运行的发电机组的需求增加。MAN ES 小缸径部工程总监Fjeldhj 在 2022 年 9 月下旬的一次专访中告诉The Motorship，在将生物燃料混合物引入市场之前，MAN ES 在生物燃料混合物评估方面已拥有较长时间的经验。小缸径部还向固定市场供应使用各种不同燃料的发电机组。根据燃油类型和燃料混合情况，MAN ES 可以提供一系列服务以确保改造后的发动机能成功以新燃料运行。这些服务包括发动机部件升级、喷油正时修改，以及涡轮增压器升级等。然而，由于目前生物燃料市场缺乏标准化管理，不同燃料没有单一的改装服务包。MAN ES 目前正在逐一处理这些问题。生物燃料混合试验结果MAN ES 一直在进行试验，以评估生物燃料和极低硫燃料油混合物（其中生物燃料的质量分数高达 50%）的性能。其中一项试验采用了欧洲一家供应商的生物燃料，在 16/24 MAN 测试发动机上进行。该试验涵盖了 6 种质量分数高达 50%的不同生物燃料混合物，并对不同温室气体的排放监测，如NO、NOx、SOx、颗粒物和黑炭。测试得出许多有趣的结果，包括在极低硫燃料中添加生物燃料后，总的 NOx排放量没有增加。在极低硫燃料中添加生物燃料能使混合物更稳定。燃料范围Fjeldhj 称，自 1994 年以来，MAN ES 在固定发动机采用一系列生物燃料运行方面积累了大量的运行经验。尽管生物燃料被认为是针对小缸径发电机组业务的特定解决方案，但固定式发电机组已使用原棕油、脂肪酸甲酯、加氢处理植物油、棕榈油、硬脂、牛油（动物脂肪）和食用油等运行。虽然大多数装置的功率小于 3 800 kW，但一位比利时客户采用一套 8x14V 52/55 的植物油装置，输出功率达到 8 500 kW。另一位比利时客户用动物油脂运行的几套装置的输出功率高达 17 500 kW。水产养殖的鱼油Fjeldhj 指出，目前正在考虑以废鱼油作为生物燃料。应挪威渔船运营商的要求，正在对废鱼油进行评估。预计该试验将测试鱼油和极低硫燃料油混合物在鱼油质量分数为 25%30%或20%30%时的性能。该试验的初步结果将于 2023年夏季公布。The Motorships指出，该解决方案有望引起欧洲大型拖网渔船运营商的极大兴趣。木质素正在评估的另一种燃料是木质素和基于废物原料的热解燃料。与 MAN ES 在 20 世纪 90 年代评估的第一代植物基燃料不同，供应商正专注于第二代植物基燃料。Fjeldhj 指出：“须确保供应链的透明度，以确保植物基燃料的开发不会抢夺人类的粮食资源，特别是不能对国际粮食供应链造成负面影响。目前已有一些潜在的技术解决方案。”Fjeldhj 指出，在考虑木质素基生物燃料等新燃料时，须仔细评估木质素基燃料本身的性质，包括燃料中的灰分、挥发性物质和碳含量。经过理论研究后，还须进行实际评估，以确定燃料对发动机的性能、磨损和排放状况的影响。这些测试通常在MAN ES 公司位于 Frederikshavn 的 L21/31 测试台架上进行。除环境排放测试外，还包括最佳混合比以及燃料对部件的影响测试。信息动态2减少甲烷逃逸的技术将于 2023 年进行测试在 Mrsk Mc-Kinney Mller 零碳航运中心（MMMCZCS）的报告减少船舶上的甲烷排放发布后的网络研讨会上，MAN ES 强调了明年将发生的一些关键事件。MAN ES 废气后处理主管 Hans-Philipp Walther谈到 MAN 为减少四冲程发动机的甲烷逃逸所做的努力。作为 IMOKAT 项目的一部分，涡轮增压前甲烷催化剂的开发正在进行，预计明年将进行全面测试。该项目确定了一种不含贵金属的催化剂，随着时间的推移，这类催化剂对硫中毒的抵抗力会增强。Walther 说：“虽然一开始的转化率较低，但随着时间的推移这种材料一直是稳定的。”为优化甲烷的燃烧过程而采取的其他基于发动机的方法包括自适应燃烧控制和跳跃点火，其中一些气缸会在低负载下关闭。除此之外，发动机内部的设计也发生了变化，包括减少缝隙体积和关闭曲轴箱通风。MAN ES 借 调 至 MMMCZCS 的 Benjamin Attumaly 谈到了发动机制造商为减少二冲程发动机的甲烷逃逸所做的努力，并指出：通过减少燃烧室内的气穴和确保将气体注入发动机的顶部中心等举措，MAN 狄塞尔循环发动机的甲烷逃逸问题已得到解决。低压奥托循环发动机也消除了甲烷从气缸通过排气阀直接逃逸到大气中的现象。在空气稀薄或寒冷条件（如低负荷）下不完全燃烧导致的燃烧逃逸已通过采用废气再循环系统等措施解决，废气再循环系统可将甲烷逃逸减少至少 50%。Daphne 科技公司首席产品官 Thomas F.Werner表示，该公司计划今年在德国的一个试验站对一台700 kW 的燃气发动机进行无催化剂电气系统的陆基测试。明年将进行试点安装。技术考虑因素Fjeldhj 提到，燃料对一般部件的影响特别是对燃料喷嘴的影响可能因不同的燃料原料而不同。生物燃料混合物酸度的增加通常会对发动机部件产生影响，不同的燃料影响程度不尽相同。Fjeldhj 指出：“使用动物油作为发动机运行的燃料可使大修间隔时间延长到 24 000 h，这是一个有趣的现象”。Fjeldhj 还指出，缺乏生物燃料标准规范是船东面临的一个特殊挑战。这意味着每当船东想要将新燃料引入市场时，都须对燃料和发动机进行测试。“随着生物燃料逐步进入市场（例如壳牌在荷兰新成立了生物燃料炼制工厂），我们期望引入新的标准规范，一些规模较小的燃料供应商和初创企业可能仍需要帮助。”Fjeldhj 指出，除了单种生物燃料的一致性问题外，混合燃料组合后的性能将会引发更多的讨论。“我们曾亲历生物燃料混合物前一天还表现非常好，后一天因相互作用产生大量泡沫，造成测试发动机燃油泵严重损坏。”第二代与第三代生物燃料第二代生物燃料是基于木质纤维素、木材生物质、农业残留物、废弃植物油和公共废弃物制成的；第三代生物燃料来源于微藻养殖，但大多数利用藻类生产燃料的项目已经失败了。咨询服务机会Fjeldhj 强调，未来对燃料分析服务的需求可能会更大。船东主导了 MAN ES 的生物燃料咨询需求，即将推出的更多燃料可能会增加这方面的需求。特别是从小型供应商引进新的小规模燃料可能需要核查。由于船级社和监管机构的参与，将新燃料引入海运市场的成本可能会令人望而却步，但毫无疑问的是进入市场的生物燃料的数量和范围将迅速增加。正在研究的第二代生物燃料范围更广，因此这一情况会进一步加剧。Fjeldhj 表示：“例如，我们目前正在对基于废坚果壳的燃料进行测试。我们认为基于再生轮胎的热解燃料不会获得显著的市场份额，但展望未来，其他热解燃料，如甘蔗渣、棕榈仁饼和果壳热解生物油也有可能进入船海工程用生物燃料供应链。”