Dia 3_9.30 Josu Goiogana

JOSU GOIOGANA

GENERAL SALES MANAGER

Wrtsil Ship Power

Alternativas energticas para un mundo en crisis

Fundacin Gas Natural Fenosa

Els Juliols Universitat de Barcelona

Julio 2013 Sabadell (Barcelona)

El uso del gas natural en el transporte

martimo

Transporte Martimo

La Organizacin Martima Internacional (OMI) calcula que aproximadamente el 90% del volumen del comercio mundial de mercancas se transporta por mar.

Objetivos de la industria naviera

Fiabilidad de la maquinaria y Seguridad de operacin

Sostenibilidad medioambiental

Eficiencia Energtica

Es limpio el transporte martimo?

8

Los 16 buques ms grandes lanzan tantas emisiones como 800 millones de coches Un nico buque puede llegar a emitir 500 toneladas de azufre al ao (Fuente: The Guardian)

El transporte martimo es el ms limpio por kg/km!!

0 100 200 300 400 500 600

Air (Boeing 747-400)

Truck

Rail / Diesel

Rail Electric (Global average)

Ocean (Avg. ML-owned vessels)

18

21

47

560

Grams of CO2 emitted per 1 ton goods per 1 km

8

Basado en datos de The Network for Transport and Environment, Sweden

Emisiones retos del futuro... y del presente

NOx Lluvia cida

Tier II (2011) Tier III (2016)

SOx Lluvia cida

3.5% (2012) ECA 0.1% (2015)

CO2 Gases efecto

Invernadero

En estudio por la OMI

Emission Control Areas (ECA)

existing ECAs: Baltic Sea, North Sea

planned ECAs: Coasts of USA, Hawaii and Canada

discussed ECAs: Coasts of Mexico, Coasts of Alaska and Great Lakes, Singapore, Hong Kong, Korea, Australia, Black Sea, Mediterranean Sea (2014), Tokyo Bay (in 2015)

Most used trading routes

Se prev la proliferacin de areas ECA en el futuro prximo

Reto medioambiental

0,1%

4,5%

3,5%

1,5%

1,0%

0,5%

20

08

20

09

2010

2011

2012

20

13

20

14

2015

20

16

20

17

20

18

20

19

2020

20

21

20

22

World

EU in ports

ECA

4,5 4,5 3,5 3,5 3,5 1,5 1,0 1,0 0,5 0,1

67% 78% 71% 86% 97%

97% 78%

De aplicacin a buques nuevos y existentes!

Como podemos cumplir con la reglamentacin?

Hay distintas alternativas:

Cambiar a low-sulphur distillate fuels

Aplicar tecnologa de lavado de gase

de escape Cambio a LNG

1 2 3

No cumple con los

lmites de NOX!

Decisin estratgica de las autoridades noruegas

Nringslivets Hovedorganisasjon (Confederacin de Comercio e Industria de Noruega)

Las ayudas para soluciones con SCR van a disminuir o desparecer.

Las ayudas al uso de LNG se incrementarn hasta los 350 NOK/kg NOx desde 150 NOK. El nuevo tope ser del 80% de costes adicionales (ahora de 75%)

Las ayudas a las conversiones de motores para el uso de LNG pasarn de 100 NOK a 225 NOK/kg NOx from. El tope de ayudas tambin pasa del 75% al 80%

Urea CH4N2O 233 %

PARA NUEVAS CONSTRUCCIONES

225 % PARA

CONVERSIONES

0

4

6

10

12

16

14

8

2

18

250 500 1000 1500 2000 0

NO

x [g

/kW

h]

Rated engine speed [rpm]

50DF Engine (in diesel mode)

Reto medioambiental

IMO NOx emissions regulations

IMO Tier I - New ships 2000

IMO Tier II - New ships 2011

IMO Tier III - New ships 2016 in designated areas

50DF Engine (in gas mode)

Gas Natural como combustible marino

CO2

NOx

SOx

Particulates Dual-Fuel engine

in gas mode

Diesel engine

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Emission values [%]

-25%

-85%

-100%

-100%

Gas Natural como combustible marino

Gas Natural

Cuando hablamos de gas normalmente nos referimos a Gas Natural El Gas Natural es una mezcla de gases hidrocarburos, esencialmente CH4 (Metano)

Componentes Principales: Methane [CH4] Ethane [C2H6] Propane [C3H8] Butane [C4H10] Pentane [C5H12] Hexane [C6H14] Heptane [C7H16]

Hidricarburos pesados

Gas Natural

El Metano tiene la mayor relacin hidrgeno / carbon.

Butane [C4H10]

10:4 (250%)

Propane [C3H8]

8:3 (267%)

Ethane [C2H6]

6:2 (300%)

Methane [CH4]

4:1 (400%)

Gas Natural

Cuando se usa como combustible hay que tener en cuenta dos propiedades:

1 - Low Heating Value: poder calorfico inferior cuanto mayor, mejor

2 - Methane Number: Nmero de Metano definido como "porcentaje de metano en volumen en una mezcla con hidrgeno que provoca el mismo knocking que el gas considerado". Se puede explicar como la no-capacidad de auto-ignicin de la mezcla de gas. Metano Puro: MN = 100 Hidrgeno Puro: MN = 0

nuevamente: cuanto mayor, mejor

Formas en que se presenta el gas natural

Abreviaturas Comentario

NG Natural Gas Se encuentra en estado gaseoso a 1 bar de presin absoluta y a +15 C

CNG Compressed Natural Gas

Gas comprimido Normalmente almacenado a una presin entre 200 bar-250 bar Se puede enfriar (a -25C).

PNG Pressurized Natural Gas Es lo mismo que CNG

LNG (GNL)

Liquefied Natural Gas

Estado lquido. Fro, -161C. Normalmente almacenado a una presin entre 0 bar a10 bar

Por qu nos dirigimos hacia el empleo de LNG?

LNG es Gas Natural Licuado (GNL)

- El LNG esta formado mayoritariamente por metano, ~90% - Al enfriar el gas natural a -161C pasa a fase lquida

Tras licuarlo el LNG ocupa 1/600 del volumen que ocupaba en fase gaseosa

- Hace que el transporte y el almacenamiento sean mucho ms eficaces

Licuar el gas natural posibilita que se pueda transportar gas natural a puntos a los que no se puede enviar un gasoducto

- Ejemplo: Nigeria -> Espaa

Comparacin de volumen del gas en funcin del estado

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

NG 1 bar LNG 10bar CNG 200bar

600

Volumen relativo de gas con el mismo contenido de energa

LNG tecnologas de almacenaje

IMO Type C Membrane IMO Type A - B

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

HFO LNG (10 bar)

Volu

men r

ela

tivo a

MD

O e

n D

F

COMPARACIN DE VOLUMEN CON COMBUSTIBLES LQUIDOS

Fuel Tank Tank room

Almacenamiento del LNG

VERTIENTE ECONMICA

Estudio de mercado Ro-Pax ruta Turku - Estocolmo

Trfico continuo 24 horas/da parando 2 h en puerto

Buque de referencia

Buque de referencia

30 000 gt buque Ro-Pax

Eslora total 188.0 m Eslora entre pp 170.0 m Manga 28.7 m Calado de diseo 6.0 m Calado de escantillonado 6.3 m Puntal (D3) 9.0 m Peso muerto 7000 ton Velocidad 21.5 nudos

Perfil operativo ruta Turku - Estocolmo

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

Port Manoeuvring 8 kn 12 kn 17 kn 21.5 kn

Op

era

ting

ho

urs

[%]

Configuraciones de maquinaria a analizar

Motores Diesel a Fuel-oil (HFO referencia) MMPP: 4 x Wrtsil 6L46B 4 x 5 800 kW MMAA: 3 x Wrtsil 8L20C 3 x 1 360 kW Potencia total instalada 27 280 kW

Motores Duales a Gas Natural (DF)

MMPP: 4 x Wrtsil 6L50DF 4 x 5 700 kW MMAA: 2 x Wrtsil 6R32DF 2 x 2 100 kW Potencia total instalada 27 000 kW

Datos y precios del combustible considerados (*)

Low sulphur (LS) HFO (380cSt) 500 $/ton 13.1 $/mmbtu

MDO 860 $/ton 23.0 $/mmbtu

LNG 470 $/ton 10.0 $/mmbtu

Valores de poder calorfico : HFO = 40 600 kJ/kg MDO = 42 700 kJ/kg LNG = 49 200 kJ/kg 1 mmbtu = 1,0551 * 109J

- Diesel fuel prices March 2008, Rotterdam - LNG price estimated, - Note that LNG is not available at selected ports

(*) datos de 2008

Eficiencia energtica con Gas?

Si el ciclo Diesel es ms eficaz que el Otto en los coches por qu no va a serlo tambin aqu?

Engine (Tier II) SFOC

46B, Tier II 176 g/kWh

46F 173 g/kWh

50DF, diesel 189 g/kWh

50DF, gas 7295 kJ/kWh ?

Fuente: 46, 46F, 50DF Marine Product Guides

Como calculamos el consumo?

El poder calorfico del HFO es 42700 kJ/kg por lo que Caso 1: 46C: 176 g / kWh * 42700 kJ / 1000 g = 176 * 42700 g kJ 1000 g kWh 7515,2 kJ/kWh

=

El motor tiene mejor rendimiento cuando consume LNG

Engine (Tier II) SFOC

46C 7515 kJ/kWh

46F 7387 kJ/kWh

50DF, diesel 8070 kJ/kWh

50DF, gas 7295 kJ/kWh

Eficiencia total del buque Energa anual consumida

0

20 000

40 000

60 000

80 000

100 000

120 000

140 000

160 000

180 000

200 000

Ref DF

MWh

- 5 %

Eficiencia total del buque Coste anual de combustible

0

1 000 000

2 000 000

3 000 000

4 000 000

5 000 000

6 000 000

REF with LSHFO DF with LNG

An

nu

al f

ue

l co

st [

]

- 1 100 000

Nueva generacin de buques - Ferry VIKING GRACE

Propulsin basada en LNG Cortos perodos en puerto: carga/descarga

Cuatro motores Wrtsil 8L50DF (DE) Potencia instalada: 4x7600kW=30,400kW

TECNOLOGA

MOTORES DUAL-FUEL

Desarrollo de motores a gas natural: Diesel vs Otto

SPARK-IGNITION GAS (SG)

DUAL FUEL (DF) GAS-DIESEL (GD)

1987 1992 1995 2011

2-TIEMPOS GAS

Seleccionar la tecnologa ms adecuada

* * * * * * * * * * *

* * * * * * * * * * *

*********

* *

GAS INJECTION

GAS INJECTION

GAS INJECTION

DUAL-FUEL (DF) Cumple IMO Tier III

ENCENDIDO A BUJIA (SG) Cumple IMO Tier III

No puede usar combustible lquido No hay redundancia de combustible

GAS-DIESEL (GD) NO cumple IMO Tier III

Gas a alta presin

Puede usar tambin combustible lquido

Ciclo Otto o Diesel: efecto sobre la formacin del NOX

Gran diferencia de temperaturas

Formacin de NOx!

Otto, max temp. (motores DF, SG)

Diesel, max temp. (motores GD)

Rudolph Diesel

Nikolaus Otto

La eleccin de Wartsila para la propulsin marina

* * * * * * * * * * *

GAS INJECTION

MOTOR DUAL-FUEL (DF)

1 Cumple IMO Tier III

2 Flexibilidad con los combustible: GAS, MDO y HFO

El buque se puede desplazar a trabajar, o se puede

vender, a zonas donde no haya gas natural disponible

3 NO necesita la instalacin de gas a ALTA PRESIN

imprescindible en el ciclo diesel

Ventajas del Dual-Fuel frente a motores PURE GAS

Los motores llamados PURE GAS tienen encendido a buja:

REDUNDANCIA. Cambio de combustible sin interrupciones en potencia o velocidad.

Capacidad para operar en combustibles lquidos fuera de zonas ECA (incluso en HFO)

Se puede cambiar de ruta (flete) a un buque puesto que el suministro de gas no es problema. Puede funcionar con HFO.

SEGURIDAD. No hace falta un sistema PTI/take me home o duplicar los circuitos y sistemas de alimentacin de gas.

Ventajas del Dual-Fuel frente a motores de buja (SG)

Un buque de gas unicamente se puede hacer con seguridad empleando motores DF

En un buque con motores PURE GAS (buja) necesitaramos un sistema PTI / take-me-home con generadores diesel!!

Motores DUAL-FUEL de VELOCIDAD MEDIA

Caractersticas principales del motor Wrtsil DF

Control de la Combustion

Ajuste INDIVIDUAL de alimentacin de gas e

inyeccin en cada cilindro.

Sensor de combustion en cada cilindro.

En caso de knocking, solo se ajusta el cilindro afectado.

Sensor Knocking

Vvula de Inyeccin Dual-fuel

(UNIC C3) Engine Control System

Input: Power Speed Air / fuel ratio Etc.

Vlvula principal de gas

Sensor de Presin de

Combustin del cilindro

Ventana de operacin

Operating window

Th

erm

al e

ffic

ien

cy [

% ]

NO

x em

issi

on

s [

g /

kW h

]

Relacin mezcla Aire / Fuel

Knocking

Mis

firin

g

Funcionamiento ptimo para todos y cada uno

de los cilindros BMEP [ bar ]

Modos de operacin

% C

arg

a

100

0

Modo Diesel Modo Gas

80

Modo Gas Se funciona en GAS en ciclo Otto con

inyeccin piloto de MDO (1%). El paso a modo diesel es automatico e

instantaneo en situaciones de alarma y sin prdida de potencia ni velocidad.

Modo Diesel

Se funciona en HFO o MDO con inyeccin piloto de MDO. El paso a gas es voluntario y se efecta a una carga no superior al 80% sin prdida de potencia ni velocidad.

Paso de GAS a MDO al 100% de carga

Speed

Load

Receiver pressure

Gas pressure

Pilot fuel pressure

Diesel actuator

Paso de MDO a GAS al 80% de carga

Speed

Load

Receiver pressure

Gas pressure

Pilot fuel pressure

Diesel actuator

Portfolio de Motores Dual-Fuel para aplicaciones marinas

0 5 10 15

34DF

20V34DF

12V34DF

9L34DF

6L34DF

16V34DF

18V50DF 17.55 MW

16V50DF

12V50DF

9L50DF

8L50DF

6L50DF 50DF

20DF

9L20DF

8L20DF

6L20DF 1.0 MW

Aplicaciones

Electricas & Mecnicas

MOTORES LENTOS (2 tiempos)

Motores de gas de 2-tiempos seleccin de tecnologa

Requisitos del mercado para la seleccin de la tecnologa de gas ms adecuada: 1. Cumplir con los requisitos de emisiones de

NOx del IMO Tier III SIN post-tratamiento de los gases de escape

2. Empleo de gas a BAJA presin (< 10 bar)

para evitar el uso de compresores o bombas criognicas CAPEX y OPEX ms bajos Mejor rendimiento

3. Capacidad de ser Dual Fuel

operar tanto en gas como en HFO

Motores de gas de 2-tiempos Gas Diesel GD (GI)

Caractersticas:

Motor 2-S ciclo diesel Necesita gas a 300 bar de presin Consumo de combustible piloto es el 5%. Solo puede ir a gas por encima de 10-15%

de carga del motor

Necesita de post-tratamiento de los gases de escape para cumplir IMO Tier III

Necesita SCR/EGR para rebajar las emisiones de NOx en un 20% en modo gas y cumplir IMO Tier III

Necesita Low sulphur fuel o scrubber para eliminar el SOx en zonas ECA

Motores de gas de 2-tiempos Gas Diesel GD (GI)

Pros: Tecnologa muy conocida y

veterana en Wrtsil (4-S) Tiene capacidad Dual-Fuel No se compromete el modo

diesel Entrega la misma potencia

en gas que en diesel Contras: Necesita de un sistema de

gas a alta presin con compresor o con una bomba criognica

NO cumple con los niveles de NOx del IMO Tier III sin post-tratamiento de los gases de escape (SCR o EGR)

Inyeccin Directa, difusion combustion

Compatibilidad del GD con los requerimientos del mercado

Gas Diesel

1. Cumple con los requsitos de NOx del IMO Tier III SIN post-tratamiento de los gases de escape

2. Sistema de baja presin de gas

(< 10 bar) evitando compresor o bomba criognica CAPEX y OPEX bajos Mejor rendimento que diesel

3. Capacidad Dual Fuel

operacion tanto en gas como HFO

Programa Wrtsil de motores lentos Dual-Fuel

Se inici el programa en Febrero 2011 Se inform del xito de las primeras pruebas

en Septiembre 2011

Capacidad Dual Fuel Cantidad de MDO Piloto al 100% carga es de ~1% LNG MDO HFO

Se alimenta con gas a Baja Presin Se trabaja con una presin de gas inferior a 10 bar en

cualquier carga y condicin

El sistema de almacenaje y tratamiento del gas no precisa de equipos separados para alimentar al motor

No necesitamos equipos secundarios para cumplir con los lmites IMO Tier III

Programa Wrtsil de motores lentos Dual-Fuel

Caractersticas:

El motor trabaja segn el Ciclo Otto

Se inyecta el gas a media carrera. Con inyectar Gas a baja presin es suficiente (

Motores de gas de 2-tiempos LP Dual Fuel DF

Pros: Gas a baja presin (LP)

diesel) Tecnologa de xito

comprobado en los motores de 4- tiempos de Wrtsil

Contras: Tecnologa no aplicada

antes en 2-tiempos

Combustion lean-burn de Pre-mezcla

Compatibilidad del DF con los requerimientos del mercado

Dual Fuel

1. Cumple con los requsitos de NOx del IMO Tier III SIN post-tratamiento de los gases de escape

2. Sistema de baja presin de gas

(< 10 bar) evitando compresor o bomba criognica CAPEX y OPEX bajos Mejor rendimento que diesel

3. Capacidad Dual Fuel

operacion tanto en gas como HFO

HP pumps HP evaporators

Expensive piping & installation ?

Programa de motores Wrtsil Dual-Fuel de dos tiempos

Scrubber + Caustic soda?

Exhaust Gas Recirculation?

SCR + Urea?

300 bar gas pressure onboard?

Motor de Test Wrtsil RT-flex50

Dual-Fuel engines - References

> 2000 engines > 7000000 running hours

Power Plants

DF Power Plant 51 installations 186 engines Online since1997

Merchant

LNGC 108 vessels 429 engines Conversion 1 Chem. Tanker 2 engines conv. Complete gas train

Complete design

Offshore

PSVs/FPSOs 20 vessels 93 engines Online from 1994 New orders:

Harvey Gulf; the first 4 LNG-PSV to be operated in the Gulf of Mexico!

Cruise and Ferry

LNG ferries 1+1 vessels 4 engines per vessels

Complete gas train

2800 passengers In service in 2013

Navy

Coastal Patrol New in March

NEWS: 2xWrtsil 6L20DF for Dutch Inland Water Way, Mechanical propulsion

SOLUCIONES INTEGRALES

LNGPac y SHIP DESIGN

C. MP Dual-Fuel

A. Tanques de almacn

B. Evaporadores (cold box)

Sin necesidad de bombas o partes mviles

C B

A

D. MMAA Dual-Fuel

D

E. Equipo de toma de gas

F. Automacin & control

E

F

La solucin a bordo debe ser completa e integral: LNGPac

Wrtsil LNGPac - colocacin a bordo

Wrtsil LNGPac - Container feeder

Wrtsil LNGPac - Offshore supply vessel

Wrtsil LNGPac - Buque de pasaje

Wrtsil Ship Design analiza el mejor encaje del LNGPac

Wrtsil LNGPac Buque de pasaje

SOLUCIONES PARA ZONAS ECA

PROPULSION CON LNG

Tomemos un buque

y una ruta que entre en zonas ECA

Zona ECA

ECA limit

24 hours port call

24 hours port call

34 hours port call

24 hours port call

320 nm

505 nm

Como cumplir con la reglamentacin de emisiones hoy?

DISTINTAS AlternativAs:

1. HFO Convencional + MGO en ECA 2. HFO Convencional + reduccin de emisiones 3. Solo con LNG (si es posible) 4. Hbrido con LNG

RT-flex

Gensets

FP propeller

La maquinaria esta pensada para operar parcialmente en HFO y parcialmente en LNG

Fuera de la zona ECA, el MP entrega la potencia para la propulsin y genera 3000 kW con el alternador de cola.

Fuera de la zona ECA, los MMAA de tipo dual (DF) pueden consumir HFO.

Al entrar en la zona ECA se podra desconectar el MP. Se pasan los MMAA a funcionar con LNG y entregan la potencia suficiente tanto para la propulsin como para la carga de hotel

No se necesitara SCR o Scrubber para cumplir con la reglamentacin.

Propulsin hbrida

Shaft motor 6000kWe

Frequency control

Propeller shaft clutch

FP propeller

Gensets: 2 x 6L34DF + 2 x 9L34DF Total 13050 kW

10RT-flex96C-B MCR = 57200 kW ; 102 rpm

Convencional vs Hbrido

VENTAJAS DEL HIbridO: 1. No requiere tratamiento de gases de

escape:

No Scrubber No SCR No soda caustica / urea No almacenaje adicional de residuos Ahorro en espacio y peso Menor inversin

2. Flexibilidad parcial de seleccin de combustible

3. Beneficios intrnsecos del LNG en cuanto a emisiones.

DESVENTAJAS DEL HIbridO: 1. Reduccin de la velocidad de navegacin

en zona ECA

2. Necesidad de toma de LNG

3. Inversin mayor (DF Aux + Clutch + PTO/PTI + LNGPac)

4. Posible prdida de espacio de carga: a evaluar en cada caso.

CONVERSIN de MOTORES PARA GAS NATURAL

m/v BIT VIKING

25,000dwt PRODUCT TANKER Bit Viking

Empresa Armadora: Tarbit Shipping AB Bandera: Suecia Tipo de barco: Oil/chemical tanker Ao de construccin: 2007 Astillero: Shanghai Edward Shipbuilding Co. Ltd. Eslora x Manga: 176 m X 25 m Desplazamiento: 24783 t IMO: 9309239

Decisin estratgica de las autoridades noruegas

Nringslivets Hovedorganisasjon (Confederacin de Comercio e Industria de Noruega)

Las ayudas para soluciones con SCR van a disminuir o desparecer.

Las ayudas al uso de LNG se incrementarn hasta los 350 NOK/kg NOx desde 150 NOK. El nuevo tope ser del 80% de costes adicionales (antes 75%)

Las ayudas a las conversiones de motores para el uso de LNG pasarn de 100 NOK a 225 NOK/kg NOx. El tope de ayudas tambin pasa del 75% al 80%

Urea CH4N2O 233 %

PARA NUEVAS CONSTRUCCIONES

225 % PARA

CONVERSIONES

Conversiones reto tecnolgico

La tecnologa para disear, construir y operar buques propulsados por motores de gas tiene ya ms de una dcada de antigedad, y ms de medio siglo si hablamos de buques metaneros La conversin de un buque para operar en GNL esta catalogada como Conversin Mayor y requiere considerables actividades de ingeniera. Uno de los aspectos ms importantes es la localizacin de los tanques, de modo que el sistema de combustible de GNL sea tan seguro como sea posible. La instalacin de nuevas tuberas, y en especial las tuberas de GNL, a bordo de un buque existente es difcil, y si es posible se debe minimizar

25,000dwt PRODUCT TANKER Bit Viking

Los trabajos de diseo e ingeniera de trabajo se iniciaron en el verano de 2010

El buque fue programado para estar fuera de servicio durante un mes y medio, tiempo durante el cual, adems de la propia conversin, se iban a realizar tambin los trabajos programados de mantenimiento y reparacin

Se realiz un anlisis especfico de la seguridad del proyecto para el almacenamiento de gas y sistema de suministro conjuntamente con la sociedad de clasificacin Germanisher Lloyd, empleando el mtodo FMEA (Failure Mode and Effect Analysis method)

Alcance de la conversin

ALCANCE DE SUMINISTRO: Diseo e ingeniera Conversin del motor Tanques LNGPac (2 x 500m3) Unidades de suministro de gas Medidor de par para medicin de potencia Sistema de bunkering Tubera de gas (simple y doble pared) Sistema de exhaustacin Actualizacin del sistema de lucha contra

incendios Sistema de deteccin de gas Sistemas de control ALCANCE ADICIONAL Medicin de NOx en pruebas de mar Formacin del personal en el LNGPac

Diseo e Ingeniera

La colocacin de los equipos principales era un punto de partida lgico, y la ubicacin de los tanques y estaciones de toma de combustible se decidi en una fase temprana del proyecto y se hizo conjuntamente con el cliente

La ubicacin de la estacin de bunkering fue un compromiso entre el espacio disponible, las limitaciones tcnicas de los posibles proveedores de GNL, y la legislacin medioambiental

Es fundamental que el proveedor del tanque y los proyectistas del buques trabajen en estrecha comunicacin desde el principio

Localizacin de equipos


La zona alrededor de las bridas de conexin durante el bunkering de gas se convierte en una zona peligrosa y de riesgo potencial, y debe ser tenida en cuenta a la hora de colocar la estacin de bunkering


GNL tanks


GNL tanks GNL pipes Water/Glycol

Cold Box


GVU

GNL

Ventilation


GVU

GVU

Conversin del motor en DF

Conversiones de motores para consumir gas Las conversiones de motor se han llevado a cabo en ms de 40 motores diesel de plantas de generacin en tierra as como tambin en una instalacin marina, el Bit Viking Al convertir el motor, todos los componentes excepto el bloque del motor y el cigeal se sustituyen por nuevos componentes El bloque del motor tambin se mecaniza para crear un alojamiento mayor para las camisas de los motores DF Es posible convertir todos los motores W32, Vaasa 32 y W46 en motores DF

Nuestro siguiente paso: motores de 2 tiempos

Conversin de motores principales

ANTES 2 x W6L46B

5850 kW each

WRTSIL 8L20 1200 kW

CPP

CPP

PTO 1500 kW

PTO 1500 kW

WRTSIL 8L20 1200 kW

DESPUES 2 x W6L50DF 5700 kW each

Conversin del motor en DF piezas a sustituir

Turbochargers modified

for DF operation

Camshaft pieces for

DF Miller- valve timing

Cylinder heads

Pistons & piston rings

Cylinder liner

& anti-

polishing ring

Connecting rods

(upper part)

Dual-needle

injection valve

UNIC control

system

Conversin del motor en DF componentes a aadir

Gas rail pipe

Gas admission valves

Exhaust gas waste gate

Pilot-fuel system:

- Pilot-fuel oil filter - Common rail piping - Pilot-fuel oil pump

Instalacin del medidor de par para propulsin mecnica (DF)

Gas Valve Unit

50DF unidad de la vlvula de gas orientado horizontalmente

Produccin y transporte de los tanques del GNLPac

Los tanques de almacenamiento de combustible y las estaciones de toma de combustible fueron prefabricadas y probados antes de ser entregado al patio y se instalan en la nave

Produccin y transporte de los tanques del GNLPac

Instalacin a bordo del GNLPac

Instalacin a bordo del GNLPac

Tanks

Tank room

Bunkering stations

Vent masts

Drip trays

Tuberas de pared simple en cubierta exterior

1. Tubera de pared simple, aislamiento trmico, instalado en la cubierta de intemperie

2. El trabajo finaliz con proteccin contra daos

Tuberas de pared doble

Inner pipe

Outer pipe

El espacio anular equipado con ventilacin mecnica bajo presin (capacidad de por lo menos

30 cambios de aire por hora).

TUBERIA DE PARED DOBLE TUBERIA DE PARED SIMPLE

Pipe en cubierta al aire con aislamiento trmico

Un proyecto con muchos primeros

L N G GNLPac

First LNGPac delivered by Wrtsil

First Gas Valve Unit in enclosure

First Dual-Fuel engine in

Mechanical drive

application

First Dual-Fuel engine marine

conversion

First Dual-Fuel single main engine

approval

L N G GNLPac

BIT VIKING Experiencia en operacin

Primer bunkering de GNL del Bit Viking

El buque fue trasladado a Risavika en Noruega para la finalizacin de las pruebas del sistema instalado, enfriar los tanques de almacenamiento de GNL, realizar la primera toma de combustible de GNL, y para llevar a cabo las pruebas con gas

Despus de la exitosa conversin del motor de diesel a funcionamiento a gas y de las pruebas en el muelle, se procedi al bunkering en la terminal Risavika GNL a una velocidad de 430m3/h

Tras esta primera toma de combustible, el buque fue entregado a los propietarios y comenz la operacin comercial regular

Primer bunkering de GNL del Bit Viking 20.10.2011

Propulsin mecnica DF Experiencia en operacin

Date 1.12.2011 Time 22:15 Vessel speed 14,3 knots Latitude N 5758 Longitude E 64' Heading 100 Wind speed 10,5 m/s Wind direction 290 Wave height (avg.) 4-5 m Draught 8 m

Measurements location

NORWAY

Waves direction 290


El buque puede funcionar de forma continuada en modo gas

El funcionamiento del motor nunca ha sido una limitacin para la operacin del buque

Se producen cambios de carga constantes debido al estado del mar en aguas de Noruega

Se dan variaciones de carga entre 37% y 83% MCR en 8 segundos

La carga media es de 65% MCR con un 79% de paso de la hlice

Se han llegado a dar velocidades mximas de viento de 25 m/s


83% 85%

37%

514 rpm

486 rpm

8 s


Se ha conseguido una disponibilidad de operacin comercial a gas superior al 99% del tiempo de funcionamiento

En febrero de 2012 ya se haban alcanzado ms de 3.000 horas de funcionamiento en modo gas: 1555 hrs en el motor de babor y 1516 hrs en el de estribor

Se procede a hacer bunkering de GNL cada dos semanas, ms o menos

Se ha convertido en un referente al conseguir una velocidad de bunkering de 430 m3/h

RETOS DE FUTURO

BUNKERING

El huevo y la gallina...

No voy a construir buques que funcionen empleando gas natural como combustible porque no hay infraestructuras de suministro de LNG

No voy a construir infraestructuras para suministro de LNG porque no hay buques que quemen gas natural

LNG Container feeder LNG Remolcador LNG Ferry LNG Ro-Lo

Bunker de LNG

LNG Terminal

INFRAESTRUCTURAS DE SUMINISTRO DE LNG

La logstica del LNG es la clave para la introduccin del LNG como combustible marino

Infrastructura de LNG en Europa

Infrastructura de LNG en Europa

Proximas areas de bunkering Rotterdam Gateway 2011 Stockholm 2012 Oxelsund 2012 Gothenburg 2013 Lithuania 2013 Wilhelmshaven 2014 Swinoujscie 2014 Estonia 2014

Sumistradores de Gas en Noruega /Suecia Gasnor, Norgas / IM Skaugen, Nordic LNG Megalog (Marine Gas Fuel Logistic) Megalog es un proyecto de la UE con el propsito de desarrollar el LNG como combustible para las zonas del Mar del Norte y Mar Bltico

Bunkering de LNG en camiones - los inicios

Bunkering de LNG en camiones

Almacenamiento de LNG en puertos

Pequeas terminales portuarias de LNG

Barcaza para bunkering de LNG

Conclusiones

La tecnologa para el uso del GNL como combustible esta disponible sin ninguna duda

Se puede conseguir velocidades elevadas de bunkering de GNL a pesar de que ni el barco, antes de la conversin, ni el terminal estuviera destinado originalmente para llevar a cabo el abastecimiento de GNL

La estrecha cooperacin con los diseadores, armador, operadores, autoridades de bandera y portuarias y sociedades de clasificacin es fundamental para alcanzar la seguridad tcnica y requisitos operativos exigidos

El gas natural es una alternativa competitiva real!

Dia 3_9.30 Josu Goiogana

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