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Valencia. 11-Noviembre-2.014 Fundación Valenciaport
Colegio Oficial de Ingenieros Navales y Oceánicos
Fernando Marcos +34 670 416 409
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Disclaimer
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Wolkswagen Group MAN Group
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50% of World Trade is powered by MAN Diesel Engines!
MAN Diesel & Turbo in World Trade
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Worldwide No. 1 Supplier of Two-stroke Diesel Engines
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Resistencia al avance
Resistencia al avance : Velocidad Desplazamiento Formas
Cuatro tipos:
Fricción. Formación de olas. Formación de torbellinos. Aire.
Ley de Bernoulli: ½ x ρ x V2
CF x ½ x ρ x V2 CW x ½ x ρ x V2
CT x ½ x ρ x V2 CA x ½ x ρa x V2
Resistencia Total = CF x ½ x ρ x V2 + CW x ½ x ρ x V2 + CT x ½ x ρ x V2 + CA x ½ x ρa x V2
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Resistencia al avance
% Resistencia Total
Tipo de resistencia Alta (*) Velocidad
Baja (**) Velocidad
Fricción. 45 90
Formación de olas. 40 5
Formación de torbellinos. 5 3
Aire 10 2
(*) Cruceros y Ferry - (**) Petroleros y Bulkcarriers
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Low Steaming
Qué hay detrás del “Low Steaming”: Ahorros de combustible Regulación medioambiental de CO2 (EEDI)
Ejemplo: Una reducción de 4 nudos supone el
50% de la potencia Tres opciones:
Especificar el motor para velocidad máxima y operar a baja velocidad. Especificar un motor más pequeño Especificar el motor para velocidad máxima
pero con consumo optimizado a baja carga.
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Optimización (Tuning) del motor de 2T
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Propulsor
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Hélice CPP de MAN Diesel & Turbo
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Potencia propulsiva
Recordemos…. Resistencia Total = CF x ½ x ρ x V2 + CW x ½ x ρ x V2 + CT x ½ x ρ x V2 + CA x ½ x ρa x V2
Resistencia total es proporcional al cuadrado de la velocidad Potencia es Fuerza x Velocidad Potencia propulsiva será proporcional al cubo de la velocidad En buques con hélice de paso fijo revoluciones del motor y velocidad del buque
son proporcionales. Potencia Propulsiva = coef. x revoluciones 3
Portacontenedores Feeder, RoRo Tanker, Bulker
P = coef. x V4 P = coef. x V3,5 P = coef. x V3,2
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Selección del motor propulsor
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Nomenclatura
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Selección del motor propulsor
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Selección del motor propulsor
Desplazamientos en vertical descendentes implican una mejora del rendimiento del motor y por lo tanto un menor consumo. Conclusión: Un motor cuya SMCR esté sobre la línea L4-L2 tienen el menor consumo que el mismo motor con una SMCR en cualquier otro punto del "Layout Diagram"
Desplazamientos en horizontal hacia la izquierda implican una mejora del rendimiento del propulsor: menores revoluciones permitirán utilizar mayores diámetros de propulsor. Conclusión: Un motor cuya SMCR esté sobre la línea L3-L4 tendrá las mínimas revoluciones, pudiendo proporcionar una mayor eficiencia propulsiva.
Power Derating Speed Derating
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Motores altamente “de-rateados“
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Órdernes de magnitud
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Condicionantes
Condicionantes
Eficiencia M. Ambiente
Estrategia
Motores Reducción Emisiones
Combustibles Alternativos
Motores
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Motores MAN tipo “G“ Green
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Sistema de recuperación de gases de escape y reducción de CO2
Main engine 27 - 80 MWmech
Steam turbine 1.5 - 5.5 MWel Power turbine 1.5 - 2.5 MWel Total power generation 2.0 - 9.0 MWel
Exhaust Gas Receiver
Dual pressure exhaust gas
boiler
HP steam
LP steam
main engine - 80 MWmech
PTI/PTO
Generator
Steam Turbine Power Turbine
Main Engine
Turbochargers
Auxiliary Diesel Engines
WHR boosting cycle efficiency from 49,3%to approx. 55,0%
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“Cold Ironing“
Lower emissions
Less pollutants, noise and vibrations for local community
Better onboard comfort while in port
Meeting local and international environmental regulations
Green profiling for ship owners and customers
Reduced lifecycle cost by reduced fuel consumption and maintenance cost
Cortesia de ABB
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Condicionantes
Condicionantes
Eficiencia M. Ambiente
Estrategia
Motores Reducción Emisiones
Combustibles Alternativos
Reducción Emisiones
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Only US/Caribbean
All vessels (old and new)
Only newbuildings
… and local regulations. ie: SOx emissions in European ports.
EEDI – CO2 (g/t.nm) Global
Límites de emisiones de NOx y SOx
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Augsburg
N-ECA 2016 Possible N-ECA bevor 2021
Augsburg
S-ECA Possible S-ECA
Tier III Nox ECAs after 01/2016 (keel laying) US Coast + Caribbean Sea Possible ECAs …migth be designated in the future… (Baltic Sea, North Sea, Japan Coast) Source: 66th MEPC session, 31 March to 4 April 2014, London
SOx-ECA NOx-ECA
Zonas ECA
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Wet scrubber Open Loop
SOx-Reduction by sea water
Reduction rate over 98% No auxilliary materials needed
No water cleaning, just monitoring
required
Wet Scrubber Closed Loop
SOx-Reduction by fresh water and caustic soda
Reduction rate over 99% No discharge of poluted water
Ability to cope with low alkalinity water
Wet Scrubber Hybrid System
Combination of open and closed system
Running on sea water when possible (lowest costs)
No waste water discharge whenever required
Maximum flexibility
Reducción de SOx
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EGR Exhaust Gas Recirculation
SCR Selective Catalytic Reduction
Reducción de NOx
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Reducción de NOx
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EGR is a standar in the car industry since 2.006 (Audi, Mercedes, Volvo, MAN, etc.)
MAN Two Stroke Engine with EGR
EGR
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Owner A. P. Moller - Alexander Maersk Engine 1 x 7S50MC6 SMCR kW 8608 Ship type & capacity Container - 1068 teu Builder Hitachi Yard China Shipbuilding Corp Hull no. 673 IMO no. 9164237
Technology
Retrofit high pressure EGR: EGR1, max 50% NOx reduction Finalization of test: January 2014, equipment will be demounted
Owner A. P. Moller - Maersk Cardiff Engine 1 x 6S80ME-C9.2 SMCR kW 23000 Ship type & capacity Container - 4500 teu Builder HHI Yard Hyundai Heavy Ind. Hull no. 2358 IMO no. 9529255
Technology High pressure EGR: EGR2, Tier III + Tier II EGR low mode
RASA/ Dept LSP 01.10.2014
Referencias EGR
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Condicionantes
Condicionantes
Eficiencia M. Ambiente
Estrategia
Motores Reducción Emisiones
Combustibles Alternativos
Combustibles Alternativos
Reducción Emisiones
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Fuel Type MAN Engines SOx NOx NOx - Tier III GHG (*) Methane Slip
Methane-CH4 (LNG/NG) MAN DF Four Stroke Otto Cycle Ø Yes on Gas
Yes on fuel + SCR
ME-GI Two Stroke Diesel Cycle Ø
Yes on Gas & Fuel + EGR Yes on Gas & Fuel + SCR
Ethane-C2H6 (LEG) ME-GI Two Stroke Diesel Cycle Ø Propane-C3H8 (LPG) ME-LGI Two Stroke Diesel Cycle Ø Butane-C4H10 (LPG) ME-LGI Two Stroke Diesel Cycle Ø
Methanol-CH3OH (MeOH) ME-LGI Two Stroke Diesel Cycle Ø Ethanol-C2H5OH ME-LGI Two Stroke Diesel Cycle Ø
DME ME-LGI Two Stroke Diesel Cycle Ø Petrol/Gasoline-C8H18 ME-LGI Two Stroke Diesel Cycle =
Biofuel
Low sulphur-(0,1%S)
MAN Four Stroke Conventional = Yes with SCR
MAN Two Stroke Conventional = Yes with SCR Yes with EGR
(*) GHG: Green House Gases. Methane Slip. (Unburned methane or gas released in the exhaust gases)
Combustibles alternativos
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ME-GI Motor dual dos tiempos ciclo Diesel
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1. ME-GI is a Diesel Engine. It has lowest Gas and Fuel consumption. (10 – 20 g/kWh less than Low Pressure engines). 2. ME-GI - EGR is Tier III compliant in Gas and HFO (others only in Gas).
3. No Methane Slip.
4. ME-GI is invulnerable to quality of the gas (no methane number limitations).
4. ME-GI is invulnerable to ambient conditions (ambient temperature).
5. ME-GI is invulnerable to Knocking.
6. ME-GI does not need to be derated. (It is smaller compared with Low Pressure engines).
7. ME-GI does not need a load ramps (needed for Low Pressure engines to avoid Knoking).
8. ME-GI does not pose any risk of stability of combustion.
9. ME-GI does not pose any risk of unexpected self ignition by the cylinder oil.
ME-GI / ME-LGI
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TOTE MARITIME 2 + 3 x 3.100 teu Container Ship
MATSON NAVIGATION 2 + 3 x 3.600 teu Container Ship
BRODOSPLIT 2 + 2 x 1.431 teu Container Ship
CROWLEY 2 x ConRo 2.400 teu
WALLENIUS & NYK 2 x LNG PCTC
Container Vessels – ConRo – PCTC: 10 x ME-GI + 8 options
Motor ME-GI Referencias
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LNG Tankers: 24 x ME-GI + 10 options
TEEKAY 5 + 5 x 173.400 cbm LNG Tanker
NAKILAT Retrofit Two Stroke to ME-GI
KNUTSEN OAS 2 x 176.300 cbm LNG Tanker
ELCANO 2 x LNG Tanker
BW GROUP 2 x 173.400 cbm LNG Tanker
Motor ME-GI Referencias
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Ethane Tankers - Methanol Tankers - LPG Tankers:13 x ME-GI 9 x ME-LGI + 1 option
NAVIGATOR GAS 4 x LPG Tanker
HARTMANN & OCEAN YIELD 3 x Ethane Gas Carrier
(ME-GI running on Ethane)
MITSUI O.S.K. LINES MARINVEST
WESTFAL-LARSEN 9 + 1 x Methanol carrier
(ME-LGI running on Methanol)
RELIANCE GROUP 6 x 87.000cbm Ethane Gas Carrier
(Potential retrofit - ME-GI running on Ethane)
Motor ME-GI y ME-LGI Referencias
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