Estimation of the possibility of Stirling engine applications in LNG carrier power systems

• Autorzy: Zmuda A.

Warianty tytułu

PL

Ocena możliwości zastosowania silników Stirlinga w układach energetycznych gazowców LNG

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article presents a preliminary estimation of the possibility of using Stirling engines in power and waste heat utilization systems of LNG carriers. Flexibility of applying heat sources, very silent operation and very low exhaust gas emission are to the advantage of applying Stirling engines in marine power plants. Unquestionably, one strong point of Stirling engines is the fact that various heat sources can be used to feed them, including waste heat generated by the main and auxiliary engines and burning boil-off gas (evaporated cargo), which is especially important in the LNG carrier power systems. The discussed issues include gas demand by the main propulsion of LNG carriers together with the amount of boil-off, main propulsion power and electric power demand of LNG carriers of various sizes. Finally, an example system for waste heat utilization and reduction of toxic exhaust gases emission of the employing a Stirling engine is described.

PL

Artykuł przedstawia wstępną ocenę możliwości zastosowania silników Stirlinga w układach energetycznych i w systemach utylizacji ciepła odpadowego gazowców LNG. Elastyczność w możliwości zastosowania źródeł ciepła, bardzo cicha praca oraz bardzo niska emisja szkodliwych składników spalin stwarza duże możliwości zastosowania silników Stirlinga w elektrowniach okrętowych. Niewątpliwą zaletą silników Stirlinga jest fakt, że do ich zasilania można wykorzystać różnorodne źródła ciepła, w tym ciepło odpadowe generowane przez silniki główne i pomocnicze oraz spalanie odparowanego ładunku, co jest istotne szczególnie w układach energetycznych gazowców LNG. Przedstawiono m.in. zapotrzebowanie na ilość gazu do napędu głównego gazowców LNG na tle ilości odparowanego ładunku, moc napędu głównego i zapotrzebowanie na energię elektryczną dla różnej wielkości gazowców LNG oraz przykład systemu do utylizacji ciepła odpadowego i ograniczenia emisji składników toksycznych spalin wylotowych silników okrętowych z wykorzystaniem silnika Stirlinga.

Słowa kluczowe

EN

LNG carriers; propulsion system; waste heat utilization; Stirling engines; marine power

PL

gazowce LNG; układ napędowy; utylizacja ciepła odpadowego; silniki Stirlinga; siłownia okrętowa

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe Akademii Morskiej w Szczecinie
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe / Akademia Morska w Szczecinie
• Rocznik: 2010
• Tom: nr 21 (93)
• Strony: 98--104
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys.

Twórcy

autor

Zmuda A.

• Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Wydział Techniki Morskiej Katedra Maszyn Cieplnych i Siłowni Okrętowych 71-065 Szczecin, al. Piastów 41,

Bibliografia

• 1. WALKER G.: Stirling Engines. Clarendon Press, Oxford 1980, 56–58.
• 2. ŻMUDZKI S.: Silniki Stirlinga. WNT, Warszawa 1993, 42–44.
• 3. ŻMUDZKI S.: Perspektywy zastosowania silników Stirlinga w okrętownictwie i żegludze morskiej. XII Sympozjum Paliw Płynnych i Produktów Smarowych w Gospodarce Morskiej. Centrum Szkolenia EXPLONAFT, Warszawa–Szczyrk 1997, 7–14.
• 4. Two-stroke Propulsion Trends in LNG Carriers. MAN Diesel A/S, Copenhagen, Denmark 2007.
• 5. CHĄDZYŃSKI W.: Trendy rozwoju układów napędowych gazowców LNG. ZN AM w Szczecinie, Explo-Ship 2006, 10(82), 139–150.
• 6. JAMROŻ J.: Odparowany ładunek na zbiornikowcach jako alternatywne paliwo dla głównych silników napędowych. XXII Sympozjum Siłowni Okrętowych SymSO 2001. Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Szczecińskiej, Szczecin 2001, 131–140.
• 7. LNG Carriers with ME-GI Engine and High Pressure Gas Supply System. MAN Diesel A/S, Copenhagen, Denmark 2007.
• 8. MICHALSKI R.: Siłownie okrętowe. Obliczenia wstępne oraz ogólne zasady doboru mechanizmów i urządzeń pomocniczych instalacji siłowni motorowych. Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Szczecińskiej, Szczecin 1997, 29–30.
• 9. BALCERSKI A., ZIÓŁKOWSKI M.: Metoda określania zapotrzebowania na energię elektryczną w typowych stanach eksploatacji statków towarowych dla potrzeb wstępnego doboru siłowni. ZN WSM w Szczecinie, Explo-Ship 2002, 66, 53–60.
• 10. GIERNALCZYK M., GÓRSKI Z.: Metoda określania zapotrzebowania energii do napędu statku, energii elektrycznej i wydajności kotłów dla nowoczesnych zbiornikowców do przewozu ropy naftowej i jej produktów przy wykorzystaniu metod statystycznych. ZN AM w Szczecinie, Explo-Ship 2006, 10(82), 183–192.
• 11. ABRAMOWSKI T., ZMUDA A.: Modelowanie okrętowych układów napędowych z wykorzystaniem sztucznych sieci neuronowych. XXII Sympozjum Siłowni Okrętowych SymSO 2001, Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Szczecińskiej, Szczecin 2001, 5–12.
• 12. HERDZIK J.: Miara zapewnienia dostaw energii elektrycznej na statkach. ZN AMW w Gdyni, 2005, nr 162 K/2, XXVI Sympozjum Siłowni Okrętowych SymSO 2005, 99–108.
• 13. BEHRENDT C.: Problemy wyznaczania i wykorzystania zasobów ciepła odpadowego w okrętowych układach energetycznych. ZN AM w Szczecinie, Explo-Ship 2006, 10(82), 31–40.
• 14. BEHRENDT C., ADAMKIEWICZ A., KRAUSE P.: Turboprądnica utylizacyjna na parę nasyconą jako alternatywne źródło energii elektrycznej w systemie odzyskiwania energii wtórnej statku. Wybrane problemy projektowania i eksploatacji siłowni okrętowych, XXVII Sympozjum Siłowni Okrętowych SymSO 2006, Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Szczecińskiej, Szczecin 2006, 19–30.
• 15. Game Changer – STM Stirling Engine. Stirling Biopower Inc., Ann Arbor, USA 2003–2007.
• 16. LNG Carrier Propulsion by ME-GI Engines and / or Reli-quefaction. MAN Diesel A/S, Copenhagen, Denmark 2004.
• 17. ŻMUDZKI S., KOPER P.: Analiza energetyczna systemu utylizacji ciepła spalin wylotowych silników okrętowych w silniku Stirlinga. Prace Naukowe Politechniki Szczecińskiej nr 536: „Badania i rozwój konstrukcji silnika Stirlinga”. Wydawnictwo Uczelniane PS, Szczecin 2000, 83–96.
• 18. ABRAMOWSKI T., BORTNOWSKA M.: Analysis of Design Solutions and Operational Features of Natural Gas Carriers. Problemy Eksploatacji, 2008, 2 (69), 139–148.