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Dynamische Motoranpassung auf LNG-Schiffen

03. Sep 2021

Dynamische Motoranpassung auf LNG-Schiffen

Die Gasqualitätsüberwachung bei LNG-Schiffen kann die Effizienz deutlich steigern, Emissionen reduzieren und die Betriebssicherheit verbessern.

Gasbetriebene Motoren zeigen deutliche Vorteile in Bezug auf CO₂- und Schadstoffemissionen im Vergleich zu Motoren, die mit konventionellen Kraftstoffen laufen, wie z.B. Diesel oder Schweröl. Da die Zusammensetzung und folglich die Qualität von Erdgas abhängig von seiner Herkunft deutlich schwanken können, müssen zwei Hauptaspekte beim Betrieb eines Gasmotors berücksichtigt werden: Sicherheit und Effizienz.

Der Sicherheitsaspekt bezieht sich auf das gefährliche Klopfen des Motors. Dabei kommt es zu einer unkontrollierten Verbrennung im Zylinder, wodurch ein großer Motor innerhalb kürzester Zeit zerstört werden kann. Die gasQS-Technologie ermöglicht eine Früherkennung durch Überprüfung des zugeführten Gases auf seine Klopffestigkeit. Dies bedeutet, dass dem gefährlichen Klopfen entgegengewirkt werden kann, noch bevor es überhaupt auftritt. Der Parameter, der üblicherweise dafür verwendet wird, ist die Methanzahl, die einen bestimmten Mindestwert haben muss, um einen sicheren Betrieb des Gasmotors sicherzustellen.

Aber auch wenn sich ein Gasmotor im sicheren Betriebszustand befindet, können Veränderungen  der Gasqualität deutliche Auswirkungen auf den Wirkungsgrad haben. Dies lässt sich im Normalfall nur feststellen, wenn diese Veränderungen von Sensoren erfasst werden. Die gasQS-Technologie macht es möglich, nicht nur allgemeine Parameter wie Brennwert oder Wobbeindex zu bestimmen, sondern auch relevante, motorspezifische Parameter wie den optimalen Zündwinkel, so dass der Motor stets perfekt an die Gasqualität angepasst werden kann.

Die Abbildung zeigt am Beispiel unterschiedlichen Wasserstoffgehalts in Erdgas die Erhöhung des Wirkungsgrades durch Anpassung des Zündwinkels.

Effect of non-optimum ignition angles on fuel consumption
Effect of non-optimum ignition angles on fuel consumption
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