Weltweite Premiere der Dual-Fuel-Umrüstung eines Schiffsantriebsmotors

Der auf Dual-Fuel umgerüstete CAT 3618 Motor beim Prüfstandslauf

Pressemitteilung (Februar 2017)

Für die weltweit erste Dual-Fuel-Umrüstung eines Schiffsantriebsmotors wurden die Prüfstandsläufe mit einem CATERPILLAR 3618 Motor erfolgreich abgeschlossen. Am Projekt der norwegischen Reederei Fred. Olsen S.A. ist HEINZMANN als kompetenter und innovativer Lieferant von Dual-Fuel Systemen beteiligt. Als zusätzlicher Partner für die Motoranpassung, Simulation und Prüfstandsplanung sowie Optimierung des Betriebsverhaltens und der Emissionen konnte AVL, ein Spezialist für die Entwicklung kompletter Systeme für den Antriebsstrang, gewonnen werden. Im Rahmen des GAINN4SHIP INNOVATION Programmes wird das Projekt durch die Europäische Kommission mitfinanziert.

LNG kommt für den Betrieb von Schiffsmotoren immer häufiger zum Einsatz. Die Verwendung von Gas als Kraftstoff bietet großes Potenzial hinsichtlich der Verringerung von Betriebskosten und Schadstoffemissionen. Auf Dual-Fuel Betrieb umgerüstete Dieselmotoren mit hoher Konversionsrate weisen deutlich reduzierte Abgaswerte auf. Je nach geforderten Grenzwerten können teure und aufwändige Abgasnachbehandlungssysteme entfallen oder wesentlich kostengünstiger ausgeführt werden. Das Betriebsverhalten von Dual-Fuel Motoren ist mit Gasmotoren vergleichbar. Vor diesem Hintergrund entschied sich die norwegische Reederei Fred. Olsen S.A. für die Umrüstung ihrer Fähre Bencomo Express auf Basis von HEINZMANNs Retrofit Lösungen für Schiffsantriebe.

Auf dem Prüfstand wurden umfassende Leistungs-, Emissions- und Zuverlässigkeitstests durch AVL ausgeführt, gefolgt von Zulassungsprüfungen durch DNV-GL. Der Kraftstoffverbrauch wurde durch den höheren Wirkungsgrad des Motors im Dual-Fuel-Betrieb deutlich reduziert. Die Emissionen konnten um 30 % CO2, 50 % NOx und 90 % SOx bei einer Konversionsrate von 90 % LNG und 10 % MGO verringert werden.

MEGASOL 200 II Gaseinblasventil am CAT 3618 MotorBei der Dual-Fuel-Umrüstung wurde die Dieseleinspritzanlage nicht geändert. Bei Bedarf ermöglicht dies jederzeit den uneingeschränkten Dieselbetrieb. Das präzise Mehrpunkt-Gaseinblassystem wird als kostengünstige Add-On-Lösung installiert. Es basiert auf Komponenten, die über eine Typenzulassung in einer doppelwandigen Konfiguration verfügen.

Beim Dual-Fuel System kommt die neueste Generation von HEINZMANN Dual-Fuel Komponenten zum Einsatz: Der MVC 01-24 EFI-Regler zur Ansteuerung der eigens entwickelten, doppelwandigen MEGASOL 200 II Gaseinblasventile. Dies ermöglicht eine sehr flexible Systemkonfiguration, um die bestmögliche Anpassung für jede Anwendung zu erzielen. Gemeinsam mit einem intelligenten Luftpfadmanagement, das mit dem Wastegate-Ventil WG 70 von HEINZMANN gesteuert wird, konnte der Motor mit einer Konversionsrate von bis zu 90 % Gas betrieben werden. Damit wurden die Berechnungsergebnisse aus den umfassenden Simulationsarbeiten von AVL genau erreicht. Das zuverlässige HEINZMANN Klopfregelsystem ARIADNE wurde installiert, um den umgerüsteten Motors bei maximalem Wirkungsgrad betreiben zu können.
Besonderes Augenmerk wurde auf das Lastwechselverhalten des Motors gelegt. Auch das Umschalten von Diesel zu Gas und zurück erfolgt reibungslos und schnell. Bei einem Ausfall des Gassystems kehrt das System sofort zum reinen Dieselbetrieb zurück.

Der umgerüstete Motor ist jetzt für den Feldeinsatz bereit. Es wird erwartet, dass Anfang 2018 alle vier Antriebsmotoren der Bencomo Express auf LNG umgerüstet werden. Weitere Schiffe sollen folgen.