Проект по развитию европейского морского двигателестроения HERCULES

Администратор
Андрей Столяров
Медаль
Сообщений: 214
Санкт-Петербург
4 дня назад
Проект HERCULES был задуман в 2002 году в качестве долгосрочной программы разработок новых технологий для судовых двигателей.

Ссылки:
HERCULES-A (2004-2007)
HERCULES-B (2008-2011)
HERCULES-C (2012-2014)
HERCULES-2 (2014-2018)


Цели проекта:
Повышение эффективности двигателя, чтобы снизить расход топлива и выбросы CO2.
Уменьшение выбросов газов и твердых частиц .
Повышение надежности двигателей.

Программа HERCULES является результатом совместного видения двух основных европейских производителей двигателей, групп MAN & Wärtsilä, которые вместе контролируют 90% мирового рынка морских двигателей. Впервые эти две группы вместе участвовали в проекте по разработке широко определенных научных направлений.

Три последовательных проектов, а именно HERCULES - A, -B, -C охватывали 2004-2014 годы с общим бюджетом 80 млн. евро и, в общей сложности, более 70 партнеров. Более 500 ученых и инженеров работали в 155 подпроектах над повышением КПД двигателя, снижением расхода топлива, выбросов, газообразных и твердых частиц и повышением надежности. Эти три проекта показали исключительные результаты и получили всемирное признание. Уже несколько результатов исследований HERCULES -A, -B предлагаются в качестве коммерческих продуктов в новых двигателях для судов. Более 30 патентов связаны с этими прошлыми проектами. Программа HERCULES показала, что коммерческая конкуренция между партнерами по научным исследованиям не исключает возможности совместного использования целей научно-технического сотрудничества, в целях решения вопросов мирового значения таких, как охрана окружающей среды.

Первый этап программы HERCULES материализовался как объединенный проект FP6 "HERCULES", совместно финансируемый ЕС и правительством Швейцарии, как показано на рисунке ниже.

""


Структура работы проекта HERCULES (A) состоит 54 подпроектов, сгруппированных в 18 Задач и 9 рабочих пакетов, охватывающих практически полный спектр технологий морских двигателей. Продолжительность проекта HERCULES (А) была 43 месяцев, до сентября 2007. Консорциум проекта HERCULES (А) имел 42 партнера (организаций-участников) с общим бюджетом в 33 млн. €.
HERCULES-B был вторым этапом первоначальной концепции программы. Проект HERCULES-B проходил с сентября 2008 года до декабря 2011 года с 32 партнерами и 26 млн. € . Бюджет частично финансировался за счет 15М € ЕС в рамках Рамочной программы R&D FP7. Общие цели в отношении выбросов и расхода топлива в HERCULES-B были сохранены. Тем не менее, на основе разработанных в ходе HERCULES (А) ноу-хау и результатов, можно было сузить область поиска, чтобы сосредоточиться на исследованиях потенциального прорыва и дальнейшего развития наиболее перспективных методов для снижения удельного расхода топлива (и выбросов CO2) и ультра-низких выбросов газов и твердых частиц .
Технологические темами инициативы HERCULES с момента ее создания в 2002 году, были: более высокая эффективность, сокращение выбросов, а также повышение надежности для судовых двигателей. Тем не менее, для шага вперед в области технологий морских двигателей в направлении повышения устойчивости производства энергии и общей экономии энергии, требуется обширная интеграция множества новых технологий, выявленных в рамках Фазы I и Фазы II.
Проект HERCULES-C был III фазой программы HERCULES и решал эту проблему путем применения комбинаторного подхода к оптимизации тепловых процессов двигателя, системной интеграции, а также надежности и ресурсу двигателей. Таким образом, HERCULES-C предназначен для судовых двигателей, которые способны рентабельно производить требуемую мощность для приведения в движение судов на протяжении всего их жизненного цикла, с ответственным использованием природных ресурсов, а также уважением к окружающей среде. Проект имел бюджет 17 млн. евро, причём 9 млн. € финансировались E.U. в рамках FP7.
HERCULES-2 является следующей фазой R & D программы HERCULES развития технологий двигателестроения. Проект HERCULES-2 ориентирован на многотопливный большой морской двигатель, который оптимально адаптируется к его рабочим условиям. Из всех судов по всему миру, 99% в диапазоне мощностей от 1.000 кВт до 85.000 кВт имеют дизельные двигатели. Дизайн и разработка двигателя является многопрофильной деятельностью, связанной с вопросами теплопередачи, механики жидкости и газа, горения, механики, материалов, динамики и управления. Основные вопросы в проектировании и эксплуатации морских дизельных двигателей всегда надежность, экономия топлива и (с 2000 г.) выбросы. С текущими усилиями R & D, проблема выбросов будет смягчена в ближайшие годы благодаря использованию комбинации обработки выхлопных газов, передовых технологии сгорания, новых видов топлива и систем управления. Улучшенная производительность двигателя, оперативная оптимизация, мониторинг состояния и адаптивного управления в течение срока службы силовой установки - дальнейшие вопросы R&D, чтобы обеспечить пожизненную надежность и экономичность.
Редактировалось: 3 раза (Последний: 12 ноября 2016 в 21:35)
Администратор
Андрей Столяров
Медаль
Сообщений: 214
Санкт-Петербург
4 дня назад

Отчёты по программе HERCULES-2 на конгрессе CIMAC в Хельсинки в июне 2016 г.

Новость по материалам статьи https://www.wingd.com/en/media/papers/scr-under-pressure-cimac/

На конгрессе CIMAC в Хельсинки в июне 2016 года фирма Winterthur Gas & Diesel (WinGD, Швейцария) представила доклад о характеристиках системы селективной каталитической нейтрализации отработавших газов (SCR) для судовых малооборотных двигателей, позволяющей выполнить требования стандарта экологической безопасности Tier III.
Согласно докладу Kristoffer Sandelin (WinGD), “тщательный контроль температуры выхлопных газов двухтактного двигателя позволяет использовать систему SCR как при работе на топливе с низким содержанием серы, а также на тяжёлых топливах, содержащих большое количество серы”. Работа выполнена в рамках проекта HERCULES-2.
Стандарт Tier III International Maritime Organization (IMO) вступил в силу с 1 января 2016 г. в зонах контроля выбросов отработавших газов у побережья США. В его требования входит снижение выбросов оксидов азота малооборотных двигателей в 4,2 раза с 14.4 г/кВт*ч (Tier II, 2011 г.) до 3,4 г/кВт*ч.
Фирма WinGD (Winterthur Gas & Diesel Ltd.) – один из ведущих разработчиков малооборотных судовых дизельных двигателей. Эти двигатели используются на морских судах для перевозки грузов, включая крупнейшие в мире. WinGD продолжает традиции фирмы New Sulzer Diesel, основанной в 1898 г. Компания имеет мощный научно-исследовательский и учебно-технологический центр.

Отчёты по программе HERCULES-2 на форуме в Хельсинки 5 октября 2016 года

Новость по материалам :
1) Видеозапись доклада Andreas Schmid и Kaj Portin по первому комплексу работ https://youtu.be/BYeq1x2bhUA
2) Презентация к докладу по первому комплексу работ “Системы для увеличения топливной гибкости”
http://www.hercules-2.com/sites/default/files/WP1-2016-10_upd.pdf
3) Презентация к докладу по второму комплексу работ “Многотопливное сгорание” http://www.hercules-2.com/sites/default/files/WP2-2016-10.pdf

На форуме по проекту HERCULES-2 в Хельсинки в октябре 2016 года сотрудники фирм WinGD (Швейцария) и Wärtsilä (Финляндия) представили результаты исследований процессов распыливания и самовоспламенения альтернативных топлив в судовых малооборотных двигателях. Исследование позволит увеличить топливную гибкость двигателей.

""
Изображение уменьшено. Щелкните, чтобы увидеть оригинал.

Кадр из видео доклада Andreas Schmid https://youtu.be/BYeq1x2bhUA


Полученные результаты будут использованы при конструировании аппаратуры впрыска топлива судовых двигателей, которая позволит расширить диапазон применяемых топлив.
Руководитель комплекса работ по многотопливным двигателям Andreas Schmid (WinGD): «Мы хотим развивать любые двигатели, которые могут переключаться от классического топлива, такого как тяжёлое топливо, на любые доступные современные или альтернативные виды топлив экономически эффективным способом. И при этом таким образом, что мы сможем выполнить все действующие стандарты и применять как можно больше топлив, насколько это возможно».
Исследования проводились на нескольких стационарных установках, в которых были воспроизведены условия в камере сгорания дизеля в момент впрыска топлива. Использовались методы скоростной фотографии, в том числе с применением высокоскоростной шлирен-камеры. Исследовались такие топлива, как: керосин, гексан, пропан, этанол, дизельное биотопливо, древесное пиролизное масло. Получены основные параметры: дальнобойность и угол раскрытия факела, кривая разгонки, время самовоспламенения.
Особенные характеристики испарения и воспламенения биотоплива потребуют создания специальной аппаратуры впрыска. Для отработки законов управления впрыском в ходе дальнейших работ будут построены установки, имитирующие не только термодинамические условия в камере сгорания дизельного двигателя, но и форму камеры сгорания и движение поршня.

Был представлен проект "машины быстрого сжатия-расширения" Rapid Compression Expansion Machine (RCEM), которая имеет камеру сгорания, прозрачную во всех направлениях и гидравлически управляемый прозрачный поршень.

""
Изображение уменьшено. Щелкните, чтобы увидеть оригинал.

Машина быстрого сжатия-расширения Rapid Compression Expansion Machine (RCEM) - недостающее звено между камерой постоянного объема и двигателем. По материалам к докладу http://www.hercules-2.com/sites/default/files/WP1-2016-10-Poster.pdf

""
Изображение уменьшено. Щелкните, чтобы увидеть оригинал.

Стационарная установка для изучения впрыска топлива (предположительно, WinGD). Источник: презентация по первому комплексу работ “Системы для увеличения топливной гибкости” http://www.hercules-2.com/sites/default/files/WP1-2016-10_upd.pdf

""
Изображение уменьшено. Щелкните, чтобы увидеть оригинал.

Стационарная установка для изучения впрыска топлива с высокоскоростной шлирен-камерой (предположительно, Wärtsilä). Источник: презентация по второму комплексу работ “Многотопливное сгорание” http://www.hercules-2.com/sites/default/files/WP2-2016-10.pdf


""
Изображение уменьшено. Щелкните, чтобы увидеть оригинал.

Сканирование температурного поля в камере сгорания дизеля с помощью лазерно-индуцированной флуоресценции. Источник: презентация по второму комплексу работ “Многотопливное сгорание” http://www.hercules-2.com/sites/default/files/WP2-2016-10.pdf


""
Изображение уменьшено. Щелкните, чтобы увидеть оригинал.

Проектируемая установка для исследования процессов в камере сгорания дизеля методом лазерно-индуцированной флуоресценции. Источник: презентация по второму комплексу работ “Многотопливное сгорание” http://www.hercules-2.com/sites/default/files/WP2-2016-10.pdf
Редактировалось: 12 раз (Последний: 12 ноября 2016 в 23:04)
Перейти на форум:
Быстрый ответ
Чтобы писать на форуме, зарегистрируйтесь или авторизуйтесь.