dia 3_9.30 josu goiogana
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JOSU GOIOGANA
GENERAL SALES MANAGER
Wrtsil Ship Power
Alternativas energticas para un mundo en crisis
Fundacin Gas Natural Fenosa
Els Juliols Universitat de Barcelona
Julio 2013 Sabadell (Barcelona)
El uso del gas natural en el transporte
martimo
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Transporte Martimo
La Organizacin Martima Internacional (OMI) calcula que aproximadamente el 90% del volumen del comercio mundial de mercancas se transporta por mar.
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Objetivos de la industria naviera
Fiabilidad de la maquinaria y Seguridad de operacin
Sostenibilidad medioambiental
Eficiencia Energtica
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Es limpio el transporte martimo?
8
Los 16 buques ms grandes lanzan tantas emisiones como 800 millones de coches Un nico buque puede llegar a emitir 500 toneladas de azufre al ao (Fuente: The Guardian)
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El transporte martimo es el ms limpio por kg/km!!
0 100 200 300 400 500 600
Air (Boeing 747-400)
Truck
Rail / Diesel
Rail Electric (Global average)
Ocean (Avg. ML-owned vessels)
18
21
47
560
Grams of CO2 emitted per 1 ton goods per 1 km
8
Basado en datos de The Network for Transport and Environment, Sweden
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Emisiones retos del futuro... y del presente
NOx Lluvia cida
Tier II (2011) Tier III (2016)
SOx Lluvia cida
3.5% (2012) ECA 0.1% (2015)
CO2 Gases efecto
Invernadero
En estudio por la OMI
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Emission Control Areas (ECA)
existing ECAs: Baltic Sea, North Sea
planned ECAs: Coasts of USA, Hawaii and Canada
discussed ECAs: Coasts of Mexico, Coasts of Alaska and Great Lakes, Singapore, Hong Kong, Korea, Australia, Black Sea, Mediterranean Sea (2014), Tokyo Bay (in 2015)
Most used trading routes
Se prev la proliferacin de areas ECA en el futuro prximo
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Reto medioambiental
0,1%
4,5%
3,5%
1,5%
1,0%
0,5%
20
08
20
09
2010
2011
2012
20
13
20
14
2015
20
16
20
17
20
18
20
19
2020
20
21
20
22
World
EU in ports
ECA
4,5 4,5 3,5 3,5 3,5 1,5 1,0 1,0 0,5 0,1
67% 78% 71% 86% 97%
97% 78%
De aplicacin a buques nuevos y existentes!
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Como podemos cumplir con la reglamentacin?
Hay distintas alternativas:
Cambiar a low-sulphur distillate fuels
Aplicar tecnologa de lavado de gase
de escape Cambio a LNG
1 2 3
No cumple con los
lmites de NOX!
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Decisin estratgica de las autoridades noruegas
Nringslivets Hovedorganisasjon (Confederacin de Comercio e Industria de Noruega)
Las ayudas para soluciones con SCR van a disminuir o desparecer.
Las ayudas al uso de LNG se incrementarn hasta los 350 NOK/kg NOx desde 150 NOK. El nuevo tope ser del 80% de costes adicionales (ahora de 75%)
Las ayudas a las conversiones de motores para el uso de LNG pasarn de 100 NOK a 225 NOK/kg NOx from. El tope de ayudas tambin pasa del 75% al 80%
Urea CH4N2O 233 %
PARA NUEVAS CONSTRUCCIONES
225 % PARA
CONVERSIONES
-
0
4
6
10
12
16
14
8
2
18
250 500 1000 1500 2000 0
NO
x [g
/kW
h]
Rated engine speed [rpm]
50DF Engine (in diesel mode)
Reto medioambiental
IMO NOx emissions regulations
IMO Tier I - New ships 2000
IMO Tier II - New ships 2011
IMO Tier III - New ships 2016 in designated areas
50DF Engine (in gas mode)
-
Gas Natural como combustible marino
CO2
NOx
SOx
Particulates Dual-Fuel engine
in gas mode
Diesel engine
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Emission values [%]
-25%
-85%
-100%
-100%
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Gas Natural como combustible marino
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GAS?
-
Gas Natural
Cuando hablamos de gas normalmente nos referimos a Gas Natural El Gas Natural es una mezcla de gases hidrocarburos, esencialmente CH4 (Metano)
Componentes Principales: Methane [CH4] Ethane [C2H6] Propane [C3H8] Butane [C4H10] Pentane [C5H12] Hexane [C6H14] Heptane [C7H16]
Hidricarburos pesados
-
Gas Natural
El Metano tiene la mayor relacin hidrgeno / carbon.
Butane [C4H10]
10:4 (250%)
Propane [C3H8]
8:3 (267%)
Ethane [C2H6]
6:2 (300%)
Methane [CH4]
4:1 (400%)
-
Gas Natural
Cuando se usa como combustible hay que tener en cuenta dos propiedades:
1 - Low Heating Value: poder calorfico inferior cuanto mayor, mejor
2 - Methane Number: Nmero de Metano definido como "porcentaje de metano en volumen en una mezcla con hidrgeno que provoca el mismo knocking que el gas considerado". Se puede explicar como la no-capacidad de auto-ignicin de la mezcla de gas. Metano Puro: MN = 100 Hidrgeno Puro: MN = 0
nuevamente: cuanto mayor, mejor
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Formas en que se presenta el gas natural
Abreviaturas Comentario
NG Natural Gas Se encuentra en estado gaseoso a 1 bar de presin absoluta y a +15 C
CNG Compressed Natural Gas
Gas comprimido Normalmente almacenado a una presin entre 200 bar-250 bar Se puede enfriar (a -25C).
PNG Pressurized Natural Gas Es lo mismo que CNG
LNG (GNL)
Liquefied Natural Gas
Estado lquido. Fro, -161C. Normalmente almacenado a una presin entre 0 bar a10 bar
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Por qu nos dirigimos hacia el empleo de LNG?
LNG es Gas Natural Licuado (GNL)
- El LNG esta formado mayoritariamente por metano, ~90% - Al enfriar el gas natural a -161C pasa a fase lquida
Tras licuarlo el LNG ocupa 1/600 del volumen que ocupaba en fase gaseosa
- Hace que el transporte y el almacenamiento sean mucho ms eficaces
Licuar el gas natural posibilita que se pueda transportar gas natural a puntos a los que no se puede enviar un gasoducto
- Ejemplo: Nigeria -> Espaa
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Comparacin de volumen del gas en funcin del estado
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
NG 1 bar LNG 10bar CNG 200bar
600
Volumen relativo de gas con el mismo contenido de energa
-
LNG tecnologas de almacenaje
IMO Type C Membrane IMO Type A - B
-
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
HFO LNG (10 bar)
Volu
men r
ela
tivo a
MD
O e
n D
F
COMPARACIN DE VOLUMEN CON COMBUSTIBLES LQUIDOS
Fuel Tank Tank room
Almacenamiento del LNG
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VERTIENTE ECONMICA
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Estudio de mercado Ro-Pax ruta Turku - Estocolmo
Trfico continuo 24 horas/da parando 2 h en puerto
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Buque de referencia
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Buque de referencia
30 000 gt buque Ro-Pax
Eslora total 188.0 m Eslora entre pp 170.0 m Manga 28.7 m Calado de diseo 6.0 m Calado de escantillonado 6.3 m Puntal (D3) 9.0 m Peso muerto 7000 ton Velocidad 21.5 nudos
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Perfil operativo ruta Turku - Estocolmo
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
Port Manoeuvring 8 kn 12 kn 17 kn 21.5 kn
Op
era
ting
ho
urs
[%]
-
Configuraciones de maquinaria a analizar
Motores Diesel a Fuel-oil (HFO referencia) MMPP: 4 x Wrtsil 6L46B 4 x 5 800 kW MMAA: 3 x Wrtsil 8L20C 3 x 1 360 kW Potencia total instalada 27 280 kW
Motores Duales a Gas Natural (DF)
MMPP: 4 x Wrtsil 6L50DF 4 x 5 700 kW MMAA: 2 x Wrtsil 6R32DF 2 x 2 100 kW Potencia total instalada 27 000 kW
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Datos y precios del combustible considerados (*)
Low sulphur (LS) HFO (380cSt) 500 $/ton 13.1 $/mmbtu
MDO 860 $/ton 23.0 $/mmbtu
LNG 470 $/ton 10.0 $/mmbtu
Valores de poder calorfico : HFO = 40 600 kJ/kg MDO = 42 700 kJ/kg LNG = 49 200 kJ/kg 1 mmbtu = 1,0551 * 109J
- Diesel fuel prices March 2008, Rotterdam - LNG price estimated, - Note that LNG is not available at selected ports
(*) datos de 2008
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Eficiencia energtica con Gas?
Si el ciclo Diesel es ms eficaz que el Otto en los coches por qu no va a serlo tambin aqu?
Engine (Tier II) SFOC
46B, Tier II 176 g/kWh
46F 173 g/kWh
50DF, diesel 189 g/kWh
50DF, gas 7295 kJ/kWh ?
Fuente: 46, 46F, 50DF Marine Product Guides
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Como calculamos el consumo?
El poder calorfico del HFO es 42700 kJ/kg por lo que Caso 1: 46C: 176 g / kWh * 42700 kJ / 1000 g = 176 * 42700 g kJ 1000 g kWh 7515,2 kJ/kWh
=
-
El motor tiene mejor rendimiento cuando consume LNG
Engine (Tier II) SFOC
46C 7515 kJ/kWh
46F 7387 kJ/kWh
50DF, diesel 8070 kJ/kWh
50DF, gas 7295 kJ/kWh
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Eficiencia total del buque Energa anual consumida
0
20 000
40 000
60 000
80 000
100 000
120 000
140 000
160 000
180 000
200 000
Ref DF
MWh
- 5 %
-
Eficiencia total del buque Coste anual de combustible
0
1 000 000
2 000 000
3 000 000
4 000 000
5 000 000
6 000 000
REF with LSHFO DF with LNG
An
nu
al f
ue
l co
st [
]
- 1 100 000
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Nueva generacin de buques - Ferry VIKING GRACE
Propulsin basada en LNG Cortos perodos en puerto: carga/descarga
Cuatro motores Wrtsil 8L50DF (DE) Potencia instalada: 4x7600kW=30,400kW
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TECNOLOGA
MOTORES DUAL-FUEL
-
Desarrollo de motores a gas natural: Diesel vs Otto
SPARK-IGNITION GAS (SG)
DUAL FUEL (DF) GAS-DIESEL (GD)
1987 1992 1995 2011
2-TIEMPOS GAS
-
Seleccionar la tecnologa ms adecuada
* * * * * * * * * * *
* * * * * * * * * * *
*********
* *
GAS INJECTION
GAS INJECTION
GAS INJECTION
DUAL-FUEL (DF) Cumple IMO Tier III
ENCENDIDO A BUJIA (SG) Cumple IMO Tier III
No puede usar combustible lquido No hay redundancia de combustible
GAS-DIESEL (GD) NO cumple IMO Tier III
Gas a alta presin
Puede usar tambin combustible lquido
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Ciclo Otto o Diesel: efecto sobre la formacin del NOX
Gran diferencia de temperaturas
Formacin de NOx!
Otto, max temp. (motores DF, SG)
Diesel, max temp. (motores GD)
Rudolph Diesel
Nikolaus Otto
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La eleccin de Wartsila para la propulsin marina
* * * * * * * * * * *
GAS INJECTION
MOTOR DUAL-FUEL (DF)
1 Cumple IMO Tier III
2 Flexibilidad con los combustible: GAS, MDO y HFO
El buque se puede desplazar a trabajar, o se puede
vender, a zonas donde no haya gas natural disponible
3 NO necesita la instalacin de gas a ALTA PRESIN
imprescindible en el ciclo diesel
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Ventajas del Dual-Fuel frente a motores PURE GAS
Los motores llamados PURE GAS tienen encendido a buja:
REDUNDANCIA. Cambio de combustible sin interrupciones en potencia o velocidad.
Capacidad para operar en combustibles lquidos fuera de zonas ECA (incluso en HFO)
Se puede cambiar de ruta (flete) a un buque puesto que el suministro de gas no es problema. Puede funcionar con HFO.
SEGURIDAD. No hace falta un sistema PTI/take me home o duplicar los circuitos y sistemas de alimentacin de gas.
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Ventajas del Dual-Fuel frente a motores de buja (SG)
Un buque de gas unicamente se puede hacer con seguridad empleando motores DF
En un buque con motores PURE GAS (buja) necesitaramos un sistema PTI / take-me-home con generadores diesel!!
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Motores DUAL-FUEL de VELOCIDAD MEDIA
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Caractersticas principales del motor Wrtsil DF
Control de la Combustion
Ajuste INDIVIDUAL de alimentacin de gas e
inyeccin en cada cilindro.
Sensor de combustion en cada cilindro.
En caso de knocking, solo se ajusta el cilindro afectado.
Sensor Knocking
Vvula de Inyeccin Dual-fuel
(UNIC C3) Engine Control System
Input: Power Speed Air / fuel ratio Etc.
Vlvula principal de gas
Sensor de Presin de
Combustin del cilindro
-
Ventana de operacin
Operating window
Th
erm
al e
ffic
ien
cy [
% ]
NO
x em
issi
on
s [
g /
kW h
]
Relacin mezcla Aire / Fuel
Knocking
Mis
firin
g
Funcionamiento ptimo para todos y cada uno
de los cilindros BMEP [ bar ]
-
Modos de operacin
% C
arg
a
100
0
Modo Diesel Modo Gas
80
Modo Gas Se funciona en GAS en ciclo Otto con
inyeccin piloto de MDO (1%). El paso a modo diesel es automatico e
instantaneo en situaciones de alarma y sin prdida de potencia ni velocidad.
Modo Diesel
Se funciona en HFO o MDO con inyeccin piloto de MDO. El paso a gas es voluntario y se efecta a una carga no superior al 80% sin prdida de potencia ni velocidad.
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Paso de GAS a MDO al 100% de carga
Speed
Load
Receiver pressure
Gas pressure
Pilot fuel pressure
Diesel actuator
-
Paso de MDO a GAS al 80% de carga
Speed
Load
Receiver pressure
Gas pressure
Pilot fuel pressure
Diesel actuator
-
Portfolio de Motores Dual-Fuel para aplicaciones marinas
0 5 10 15
34DF
20V34DF
12V34DF
9L34DF
6L34DF
16V34DF
18V50DF 17.55 MW
16V50DF
12V50DF
9L50DF
8L50DF
6L50DF 50DF
20DF
9L20DF
8L20DF
6L20DF 1.0 MW
Aplicaciones
Electricas & Mecnicas
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MOTORES LENTOS (2 tiempos)
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Motores de gas de 2-tiempos seleccin de tecnologa
Requisitos del mercado para la seleccin de la tecnologa de gas ms adecuada: 1. Cumplir con los requisitos de emisiones de
NOx del IMO Tier III SIN post-tratamiento de los gases de escape
2. Empleo de gas a BAJA presin (< 10 bar)
para evitar el uso de compresores o bombas criognicas CAPEX y OPEX ms bajos Mejor rendimiento
3. Capacidad de ser Dual Fuel
operar tanto en gas como en HFO
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Motores de gas de 2-tiempos Gas Diesel GD (GI)
Caractersticas:
Motor 2-S ciclo diesel Necesita gas a 300 bar de presin Consumo de combustible piloto es el 5%. Solo puede ir a gas por encima de 10-15%
de carga del motor
Necesita de post-tratamiento de los gases de escape para cumplir IMO Tier III
Necesita SCR/EGR para rebajar las emisiones de NOx en un 20% en modo gas y cumplir IMO Tier III
Necesita Low sulphur fuel o scrubber para eliminar el SOx en zonas ECA
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Motores de gas de 2-tiempos Gas Diesel GD (GI)
Pros: Tecnologa muy conocida y
veterana en Wrtsil (4-S) Tiene capacidad Dual-Fuel No se compromete el modo
diesel Entrega la misma potencia
en gas que en diesel Contras: Necesita de un sistema de
gas a alta presin con compresor o con una bomba criognica
NO cumple con los niveles de NOx del IMO Tier III sin post-tratamiento de los gases de escape (SCR o EGR)
Inyeccin Directa, difusion combustion
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Compatibilidad del GD con los requerimientos del mercado
Gas Diesel
1. Cumple con los requsitos de NOx del IMO Tier III SIN post-tratamiento de los gases de escape
2. Sistema de baja presin de gas
(< 10 bar) evitando compresor o bomba criognica CAPEX y OPEX bajos Mejor rendimento que diesel
3. Capacidad Dual Fuel
operacion tanto en gas como HFO
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Programa Wrtsil de motores lentos Dual-Fuel
Se inici el programa en Febrero 2011 Se inform del xito de las primeras pruebas
en Septiembre 2011
Capacidad Dual Fuel Cantidad de MDO Piloto al 100% carga es de ~1% LNG MDO HFO
Se alimenta con gas a Baja Presin Se trabaja con una presin de gas inferior a 10 bar en
cualquier carga y condicin
El sistema de almacenaje y tratamiento del gas no precisa de equipos separados para alimentar al motor
No necesitamos equipos secundarios para cumplir con los lmites IMO Tier III
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Programa Wrtsil de motores lentos Dual-Fuel
Caractersticas:
El motor trabaja segn el Ciclo Otto
Se inyecta el gas a media carrera. Con inyectar Gas a baja presin es suficiente (
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Motores de gas de 2-tiempos LP Dual Fuel DF
Pros: Gas a baja presin (LP)
diesel) Tecnologa de xito
comprobado en los motores de 4- tiempos de Wrtsil
Contras: Tecnologa no aplicada
antes en 2-tiempos
Combustion lean-burn de Pre-mezcla
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Compatibilidad del DF con los requerimientos del mercado
Dual Fuel
1. Cumple con los requsitos de NOx del IMO Tier III SIN post-tratamiento de los gases de escape
2. Sistema de baja presin de gas
(< 10 bar) evitando compresor o bomba criognica CAPEX y OPEX bajos Mejor rendimento que diesel
3. Capacidad Dual Fuel
operacion tanto en gas como HFO
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HP pumps HP evaporators
Expensive piping & installation ?
Programa de motores Wrtsil Dual-Fuel de dos tiempos
Scrubber + Caustic soda?
Exhaust Gas Recirculation?
SCR + Urea?
300 bar gas pressure onboard?
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Motor de Test Wrtsil RT-flex50
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Motor de Test Wrtsil RT-flex50
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Dual-Fuel engines - References
> 2000 engines > 7000000 running hours
Power Plants
DF Power Plant 51 installations 186 engines Online since1997
Merchant
LNGC 108 vessels 429 engines Conversion 1 Chem. Tanker 2 engines conv. Complete gas train
Complete design
Offshore
PSVs/FPSOs 20 vessels 93 engines Online from 1994 New orders:
Harvey Gulf; the first 4 LNG-PSV to be operated in the Gulf of Mexico!
Cruise and Ferry
LNG ferries 1+1 vessels 4 engines per vessels
Complete gas train
2800 passengers In service in 2013
Navy
Coastal Patrol New in March
NEWS: 2xWrtsil 6L20DF for Dutch Inland Water Way, Mechanical propulsion
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SOLUCIONES INTEGRALES
LNGPac y SHIP DESIGN
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C. MP Dual-Fuel
A. Tanques de almacn
B. Evaporadores (cold box)
Sin necesidad de bombas o partes mviles
C B
A
D. MMAA Dual-Fuel
D
E. Equipo de toma de gas
F. Automacin & control
E
F
La solucin a bordo debe ser completa e integral: LNGPac
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Wrtsil LNGPac - colocacin a bordo
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Wrtsil LNGPac - Container feeder
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Wrtsil LNGPac - Offshore supply vessel
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Wrtsil LNGPac - Buque de pasaje
Wrtsil Ship Design analiza el mejor encaje del LNGPac
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Wrtsil LNGPac Buque de pasaje
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SOLUCIONES PARA ZONAS ECA
PROPULSION CON LNG
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Tomemos un buque
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y una ruta que entre en zonas ECA
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Zona ECA
ECA limit
24 hours port call
24 hours port call
34 hours port call
24 hours port call
320 nm
505 nm
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Como cumplir con la reglamentacin de emisiones hoy?
DISTINTAS AlternativAs:
1. HFO Convencional + MGO en ECA 2. HFO Convencional + reduccin de emisiones 3. Solo con LNG (si es posible) 4. Hbrido con LNG
RT-flex
Gensets
FP propeller
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La maquinaria esta pensada para operar parcialmente en HFO y parcialmente en LNG
Fuera de la zona ECA, el MP entrega la potencia para la propulsin y genera 3000 kW con el alternador de cola.
Fuera de la zona ECA, los MMAA de tipo dual (DF) pueden consumir HFO.
Al entrar en la zona ECA se podra desconectar el MP. Se pasan los MMAA a funcionar con LNG y entregan la potencia suficiente tanto para la propulsin como para la carga de hotel
No se necesitara SCR o Scrubber para cumplir con la reglamentacin.
Propulsin hbrida
Shaft motor 6000kWe
Frequency control
Propeller shaft clutch
FP propeller
Gensets: 2 x 6L34DF + 2 x 9L34DF Total 13050 kW
10RT-flex96C-B MCR = 57200 kW ; 102 rpm
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Convencional vs Hbrido
VENTAJAS DEL HIbridO: 1. No requiere tratamiento de gases de
escape:
No Scrubber No SCR No soda caustica / urea No almacenaje adicional de residuos Ahorro en espacio y peso Menor inversin
2. Flexibilidad parcial de seleccin de combustible
3. Beneficios intrnsecos del LNG en cuanto a emisiones.
DESVENTAJAS DEL HIbridO: 1. Reduccin de la velocidad de navegacin
en zona ECA
2. Necesidad de toma de LNG
3. Inversin mayor (DF Aux + Clutch + PTO/PTI + LNGPac)
4. Posible prdida de espacio de carga: a evaluar en cada caso.
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CONVERSIN de MOTORES PARA GAS NATURAL
m/v BIT VIKING
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25,000dwt PRODUCT TANKER Bit Viking
Empresa Armadora: Tarbit Shipping AB Bandera: Suecia Tipo de barco: Oil/chemical tanker Ao de construccin: 2007 Astillero: Shanghai Edward Shipbuilding Co. Ltd. Eslora x Manga: 176 m X 25 m Desplazamiento: 24783 t IMO: 9309239
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Decisin estratgica de las autoridades noruegas
Nringslivets Hovedorganisasjon (Confederacin de Comercio e Industria de Noruega)
Las ayudas para soluciones con SCR van a disminuir o desparecer.
Las ayudas al uso de LNG se incrementarn hasta los 350 NOK/kg NOx desde 150 NOK. El nuevo tope ser del 80% de costes adicionales (antes 75%)
Las ayudas a las conversiones de motores para el uso de LNG pasarn de 100 NOK a 225 NOK/kg NOx. El tope de ayudas tambin pasa del 75% al 80%
Urea CH4N2O 233 %
PARA NUEVAS CONSTRUCCIONES
225 % PARA
CONVERSIONES
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Conversiones reto tecnolgico
La tecnologa para disear, construir y operar buques propulsados por motores de gas tiene ya ms de una dcada de antigedad, y ms de medio siglo si hablamos de buques metaneros La conversin de un buque para operar en GNL esta catalogada como Conversin Mayor y requiere considerables actividades de ingeniera. Uno de los aspectos ms importantes es la localizacin de los tanques, de modo que el sistema de combustible de GNL sea tan seguro como sea posible. La instalacin de nuevas tuberas, y en especial las tuberas de GNL, a bordo de un buque existente es difcil, y si es posible se debe minimizar
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25,000dwt PRODUCT TANKER Bit Viking
Los trabajos de diseo e ingeniera de trabajo se iniciaron en el verano de 2010
El buque fue programado para estar fuera de servicio durante un mes y medio, tiempo durante el cual, adems de la propia conversin, se iban a realizar tambin los trabajos programados de mantenimiento y reparacin
Se realiz un anlisis especfico de la seguridad del proyecto para el almacenamiento de gas y sistema de suministro conjuntamente con la sociedad de clasificacin Germanisher Lloyd, empleando el mtodo FMEA (Failure Mode and Effect Analysis method)
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Alcance de la conversin
ALCANCE DE SUMINISTRO: Diseo e ingeniera Conversin del motor Tanques LNGPac (2 x 500m3) Unidades de suministro de gas Medidor de par para medicin de potencia Sistema de bunkering Tubera de gas (simple y doble pared) Sistema de exhaustacin Actualizacin del sistema de lucha contra
incendios Sistema de deteccin de gas Sistemas de control ALCANCE ADICIONAL Medicin de NOx en pruebas de mar Formacin del personal en el LNGPac
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Diseo e Ingeniera
La colocacin de los equipos principales era un punto de partida lgico, y la ubicacin de los tanques y estaciones de toma de combustible se decidi en una fase temprana del proyecto y se hizo conjuntamente con el cliente
La ubicacin de la estacin de bunkering fue un compromiso entre el espacio disponible, las limitaciones tcnicas de los posibles proveedores de GNL, y la legislacin medioambiental
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Es fundamental que el proveedor del tanque y los proyectistas del buques trabajen en estrecha comunicacin desde el principio
Localizacin de equipos
-
Localizacin de equipos
La zona alrededor de las bridas de conexin durante el bunkering de gas se convierte en una zona peligrosa y de riesgo potencial, y debe ser tenida en cuenta a la hora de colocar la estacin de bunkering
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Localizacin de equipos
GNL tanks
-
Localizacin de equipos
GNL tanks GNL pipes Water/Glycol
Cold Box
-
Localizacin de equipos
GVU
GNL
Ventilation
-
Localizacin de equipos
GVU
GVU
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Conversin del motor en DF
Conversiones de motores para consumir gas Las conversiones de motor se han llevado a cabo en ms de 40 motores diesel de plantas de generacin en tierra as como tambin en una instalacin marina, el Bit Viking Al convertir el motor, todos los componentes excepto el bloque del motor y el cigeal se sustituyen por nuevos componentes El bloque del motor tambin se mecaniza para crear un alojamiento mayor para las camisas de los motores DF Es posible convertir todos los motores W32, Vaasa 32 y W46 en motores DF
Nuestro siguiente paso: motores de 2 tiempos
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Conversin de motores principales
ANTES 2 x W6L46B
5850 kW each
WRTSIL 8L20 1200 kW
CPP
CPP
PTO 1500 kW
PTO 1500 kW
WRTSIL 8L20 1200 kW
DESPUES 2 x W6L50DF 5700 kW each
-
Conversin del motor en DF piezas a sustituir
Turbochargers modified
for DF operation
Camshaft pieces for
DF Miller- valve timing
Cylinder heads
Pistons & piston rings
Cylinder liner
& anti-
polishing ring
Connecting rods
(upper part)
Dual-needle
injection valve
UNIC control
system
-
Conversin del motor en DF componentes a aadir
Gas rail pipe
Gas admission valves
Exhaust gas waste gate
Pilot-fuel system:
- Pilot-fuel oil filter - Common rail piping - Pilot-fuel oil pump
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Instalacin del medidor de par para propulsin mecnica (DF)
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Gas Valve Unit
50DF unidad de la vlvula de gas orientado horizontalmente
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Produccin y transporte de los tanques del GNLPac
Los tanques de almacenamiento de combustible y las estaciones de toma de combustible fueron prefabricadas y probados antes de ser entregado al patio y se instalan en la nave
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Produccin y transporte de los tanques del GNLPac
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Instalacin a bordo del GNLPac
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Instalacin a bordo del GNLPac
Tanks
Tank room
Bunkering stations
Vent masts
Drip trays
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Tuberas de pared simple en cubierta exterior
1. Tubera de pared simple, aislamiento trmico, instalado en la cubierta de intemperie
2. El trabajo finaliz con proteccin contra daos
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Tuberas de pared doble
Inner pipe
Outer pipe
El espacio anular equipado con ventilacin mecnica bajo presin (capacidad de por lo menos
30 cambios de aire por hora).
TUBERIA DE PARED DOBLE TUBERIA DE PARED SIMPLE
Pipe en cubierta al aire con aislamiento trmico
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Un proyecto con muchos primeros
L N G GNLPac
First LNGPac delivered by Wrtsil
First Gas Valve Unit in enclosure
First Dual-Fuel engine in
Mechanical drive
application
First Dual-Fuel engine marine
conversion
First Dual-Fuel single main engine
approval
L N G GNLPac
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Hoy!
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BIT VIKING Experiencia en operacin
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Primer bunkering de GNL del Bit Viking
El buque fue trasladado a Risavika en Noruega para la finalizacin de las pruebas del sistema instalado, enfriar los tanques de almacenamiento de GNL, realizar la primera toma de combustible de GNL, y para llevar a cabo las pruebas con gas
Despus de la exitosa conversin del motor de diesel a funcionamiento a gas y de las pruebas en el muelle, se procedi al bunkering en la terminal Risavika GNL a una velocidad de 430m3/h
Tras esta primera toma de combustible, el buque fue entregado a los propietarios y comenz la operacin comercial regular
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Primer bunkering de GNL del Bit Viking 20.10.2011
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Propulsin mecnica DF Experiencia en operacin
Date 1.12.2011 Time 22:15 Vessel speed 14,3 knots Latitude N 5758 Longitude E 64' Heading 100 Wind speed 10,5 m/s Wind direction 290 Wave height (avg.) 4-5 m Draught 8 m
Measurements location
NORWAY
Waves direction 290
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Propulsin mecnica DF Experiencia en operacin
El buque puede funcionar de forma continuada en modo gas
El funcionamiento del motor nunca ha sido una limitacin para la operacin del buque
Se producen cambios de carga constantes debido al estado del mar en aguas de Noruega
Se dan variaciones de carga entre 37% y 83% MCR en 8 segundos
La carga media es de 65% MCR con un 79% de paso de la hlice
Se han llegado a dar velocidades mximas de viento de 25 m/s
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Propulsin mecnica DF Experiencia en operacin
83% 85%
37%
514 rpm
486 rpm
8 s
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Propulsin mecnica DF Experiencia en operacin
Se ha conseguido una disponibilidad de operacin comercial a gas superior al 99% del tiempo de funcionamiento
En febrero de 2012 ya se haban alcanzado ms de 3.000 horas de funcionamiento en modo gas: 1555 hrs en el motor de babor y 1516 hrs en el de estribor
Se procede a hacer bunkering de GNL cada dos semanas, ms o menos
Se ha convertido en un referente al conseguir una velocidad de bunkering de 430 m3/h
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RETOS DE FUTURO
BUNKERING
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El huevo y la gallina...
No voy a construir buques que funcionen empleando gas natural como combustible porque no hay infraestructuras de suministro de LNG
No voy a construir infraestructuras para suministro de LNG porque no hay buques que quemen gas natural
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LNG Container feeder LNG Remolcador LNG Ferry LNG Ro-Lo
Bunker de LNG
LNG Terminal
INFRAESTRUCTURAS DE SUMINISTRO DE LNG
La logstica del LNG es la clave para la introduccin del LNG como combustible marino
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Infrastructura de LNG en Europa
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Infrastructura de LNG en Europa
Proximas areas de bunkering Rotterdam Gateway 2011 Stockholm 2012 Oxelsund 2012 Gothenburg 2013 Lithuania 2013 Wilhelmshaven 2014 Swinoujscie 2014 Estonia 2014
Sumistradores de Gas en Noruega /Suecia Gasnor, Norgas / IM Skaugen, Nordic LNG Megalog (Marine Gas Fuel Logistic) Megalog es un proyecto de la UE con el propsito de desarrollar el LNG como combustible para las zonas del Mar del Norte y Mar Bltico
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Bunkering de LNG en camiones - los inicios
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Bunkering de LNG en camiones
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Almacenamiento de LNG en puertos
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Pequeas terminales portuarias de LNG
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Barcaza para bunkering de LNG
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Barcaza para bunkering de LNG
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Conclusiones
La tecnologa para el uso del GNL como combustible esta disponible sin ninguna duda
Se puede conseguir velocidades elevadas de bunkering de GNL a pesar de que ni el barco, antes de la conversin, ni el terminal estuviera destinado originalmente para llevar a cabo el abastecimiento de GNL
La estrecha cooperacin con los diseadores, armador, operadores, autoridades de bandera y portuarias y sociedades de clasificacin es fundamental para alcanzar la seguridad tcnica y requisitos operativos exigidos
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El gas natural es una alternativa competitiva real!