Assessment of turbine engines exhaust emissions from vessels propulsion systems

• Autorzy: Wirkowski Paweł

Identyfikatory

DOI

10.29354/diag/109447

Warianty tytułu

PL

Ocena emisji związków szkodliwych w spalinach silników turbinowych układów napędowych jednostek pływających

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The issue taken in the article concerns vessels using gas turbine engines as part of propulsion systems and is an addition to previously conducted research in the field of vessels impact on the environment. The author's purpose was to determine the impact on the natural environment of the frigate's operation, in the aspect of ecological indicators. As part of research, measurements of harmful compounds concentration in the engine exhaust during frigate's cruise with simultaneous registration of engine operation parameters were carried out. The obtained results from the conducted measurements were the subject of a comparative analysis with the engine load values. The comparison of the obtained data made it possible to assign concentration values of particular harmful exhaust compounds to the appropriate engine load conditions during the cruise. On the basis of the analyzes carried out, emission factors for harmful exhaust emissions were determined. These factors allow determining the mass of harmful compounds emitted to the atmosphere from marine gas turbine engines during the operation of the Oliver Hazard Perry frigate.

PL

Zagadnienie podjęte w artykule dotyczy oceny wpływu jednostek pływających wykorzystujących w układach napędowych turbinowe silniki spalinowe na środowisko. Celem jest określenie oddziaływania na środowisko naturalne człowieka eksploatacji okrętu klasy fregata, w aspekcie wskaźników ekologicznych. W ramach badań przeprowadzono pomiary stężenia związków szkodliwych zawartych w spalinach silników podczas rejsu okrętu z jednoczesną rejestracją parametrów pracy silników. Uzyskane wyniki z przeprowadzonych pomiarów poddano analizie porównawczej z wartościami obciążenia silników. Wspólne zestawienie uzyskanych danych umożliwiło przypisanie wartości stężenia poszczególnych związków szkodliwych spalin odpowiednim stanom obciążenia silnika w trakcie rejsu. Na podstawie przeprowadzonych analiz wyznaczono wskaźniki emisji związków szkodliwych spalin. Wskaźniki te umożliwiają wyznaczenie masy emitowanych do atmosfery związków szkodliwych zawartych w spalinach okrętowych silników turbinowych podczas eksploatacji okrętu typu Oliver Hazard Perry.

Słowa kluczowe

EN

gasturbine; ship; emission; pollution

PL

silnik turbinowy; okręt; emisja; związki szkodliwe

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Diagnostyki Technicznej
• Czasopismo: Diagnostyka
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 20, No. 2
• Strony: 97--103
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Wirkowski Paweł

• Polish Naval Academy, Faculty of Mechanical and Electrical Engineering

Bibliografia

• 1. Ammar N, Farag A. CFD Modeling of Syngas Combustion and Emissions for Marine Gas Turbine Applications. Polish Maritime Research 2016; 23: 39-49. https://doi.org/10.1515/pomr-2016-0030
• 2. Biagioli F, Güthe F. Effect of pressure and fuel-air unmixedness on NOx emissions from industrial gas turbine burners. Combustion and Flame 2007; 1511- 2: 274-288. https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2007.04.007
• 3. Cooper A. Exhaust emissions from high speed passenger ferries. Atmospheric Environment 2001; 35: 4189-4200. https://doi.org/10.1016/S1352- 2310(01)00192-3
• 4. Herdzik J. Emissions from marine engines versus IMO certification and requirements of Tier 3. Journal of KONES Powertrain and Transport 2011; 18 No 2: 161-167.
• 5. Hunicz J, Krzaczek P. Detailed speciation of emissions from low-temperature combustion in a gasoline HCCI engine. Polish Journal of Environmental Studies 2016; 25 (2016): 137-145. https://doi.org/10.15244/pjoes/60082
• 6. Hunicz J, Medina A. Experimental study on detailed emissions speciation of an HCCI engine equipped with a three-way catalytic converter. Energy 2016; 117 (2016): 388-397. https://doi.org/10.1016/j.energy.2016.06.049
• 7. Kniaziewicz T. Process modeling of ship emissions of internal combustion engines for main propulsion under real operating conditions. Polish Naval Academy Press 2013; 193A. Polish.
• 8. Komar I, BrankoL. Current Air Quality Issues. Sea Transport Air Pollution InTech Open Science 2015; 165–202. http://dx.doi.org/10.5772/59720
• 9. Kowalewicz A. Fundamentals of combustion processes. Publisher Scientific-Technical 2000. Polish.
• 10. Markowski J, Olejniczak D, Wirkowski P. Evaluation of turbine microjet engine operating parameters in conditions conducive to inlet freezing. MATEC Web of Conferences 2017; 118: 1-5. https://doi.org/10.1051/matecconf/201711800031
• 11. Merkisz J, Piaseczny L, Kniaziewicz T. Issues emissions of marine engines. Poznan University of Technology Press 2016. Polish.
• 12. Nowacki M, Olejniczak D. Analysis of Boeing 737 MAX 8 Flight in Terms of the Exhaust Emission for Selected Flight. Transportation Research Procedia 2018; 35: 158-165. https://doi.org/10.1016/j.trpro.2018.12.033
• 13. Wirkowski P, Kniaziewicz T. Evaluation of marine gas turbine engine parameters in terms of issue of emissions of exhaust toxic fumes. Combustion Engines 2017; 171(4): 87-91. http://dx.doi.org/10.19206/ce-2017-415
• 14. Wirkowski P, Markowski J, Kniaziewicz T. Initial tests of emissions of harmful compounds in the exhaust of a marine gas turbine engine in operating conditions. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 2018; 421 042079: 1-10. https://doi.org/10.1088/1757-899X/421/4/042079
• 15. Zadrąg R, Kniaziewicz T. Ranking of toxic compound concentrations as diagnostic parameters of marine internal combustion engine. Polish Maritime Research 2018; 25: 234-242. https://doi.org/10.2478/pomr-2018-0047
• 16. https://www.google.pl/search?q=fregata+273
• 17. https://www.centerfieldinc.com/lm2500

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).