»Langsamer fahren« galt in den letzten Jahren als eine brauchbare Maßnahme um Kraftstoff zu sparen. Schnell wurde jedoch klar, dass allein mit einer verringerten Schiffsgeschwindigkeit keine optimalen Betriebsbedingungen erreicht werden konnten. Um zumindest den Motorbetrieb für einen anderen Betriebspunkt als die ursprüngliche Auslegung zu optimieren, ließen sich die Motorenhersteller einiges einfallen und boten Umbausätze für die neuen Betriebsbedingungen an. Das größte Problem bot dabei die Anpassung der Abgasturbolader, die zwangsläufig nur für einen Betriebspunkt optimal ausgelegt werden können.
ABB Turbo Systems hat jetzt für langsamlaufende Zweitaktmotoren ein System vorgestellt, mit dem die Dieselmotoren an zwei Betriebspunkten optimal arbeiten[ds_preview] können. Damit lässt sich weit mehr Kraftstoff sparen als mit reduzierter Drehzahl bei unverändertem Motor. Ausgangspunkt für diese Lösung war die Forderung einer in Singapur ansässigen Containerschiff-Reederei nach zwei optimierten Betriebspunkten, einen für die Nennleistung des Motors und einen für eine reduzierte Leistung, um langsam ebenfalls optimiert fahren zu können.
Die Reederei hat zehn Containerschiffe mit langsamlaufenden Zweitaktmotoren mit einer Bohrung von 980 mm als Antrieb bestellt. Als Dauerleistung werden 72.240 bzw. 54.120 kW bei zugehörigen Drehzahlen von 104 bzw. 97 min–1 genannt. Dafür hat ABB die für eine optimale Aufladung bei Nennleistung erforderliche Turboladerleistung auf vier Abgasturbolader aufgeteilt, von denen einer bei verringerter Leistungsanforderung abgeschaltet werden kann. Mit dieser Technik können die Schiffe jederzeit mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten optimal gefahren werden, ohne die Turbolader auswechseln zu müssen oder von vornherein Turbolader mit variabler Geometrie vorzusehen.
Um den Abgasstrom zum schaltbaren Turbolader zu unterbrechen bzw. wieder freizugeben, soll entweder ein Ventil mit Motorantrieb oder eine einfache Klappe, wie diese aus den Turboladerschaltungen anderer Hersteller bekannt sind, verwendet werden. Bei verringerter Motorleistung reicht dann der entsprechend kleinere Abgasstrom für die verbleibenden drei Turbolader völlig aus, um den für diesen Betriebspunkt erforderlichen Spülluftstrom und das für eine optimale Füllung des Dieselmotors benötigte Volumen aufzubereiten. Diese Lösung, der Auslegung der Abgasturboaufladung auf zwei Betriebspunkte, bietet nach Aussage von ABB mit einem minimalen Aufwand in kürzester Zeit optimale Anpassungen an unterschiedliche Leistungsanforderungen.
Zur Anwendung kommen bei den Motoren der georderten Containerschiffe Abgasturbolader vom Typ A 190 L mit einem maximalen Druckverhältnis von 4,7. Mit diesen Turboladern konnte kürzlich ein neuer Wirkungsgradrekord erzielt werden. Wie verlautet, brachten die abschließenden Tests mit diesem Typ, trotz eines höheren Druckverhältnisses im Vergleich zum Vorläufermodell, einen deutlich höheren Wirkungsgrad von 75,8 %.
Autor: Dipl.-Ing. Hans-Jürgen Reuß
Freier Journalist; E-Mail: mail@pr-reuss.de
Dipl.-Ing. Hans-Jürgen Reuß
