Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Cet article traite des moteurs 2 temps lourds en application marine, et plus particulièrement des systèmes auxiliaires nécessaires au fonctionnement des moteurs, systèmes qui sont mis en œuvre par les installateurs de ces moteurs dans les navires. L’ensemble des circuits de fluides est ainsi passé en revue, incluant les imposants systèmes de dépollution. L’article conclut par l’évolution qui sera donné à ces systèmes, tous acteurs de la transition énergétique.
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This article deals with heavy-duty 2-stroke engines in marine applications, and more specifically with the auxiliary systems required to operate the engines, systems which are implemented by the installers of these engines in ships. The entire fluids systems are reviewed, including the large pollution control systems. The article concludes with the evolution that will be given to these systems, all actors of the energy change.
Auteur(s)
-
Patrice FLOT : Président - TAMRIS études et conseils, Cabriès, France
INTRODUCTION
Un moteur à combustion interne est une machine qui transforme un carburant et l’air comburant en énergie mécanique. Ces deux fluides doivent être conditionnés pour entrer dans les cylindres. En outre, pour fonctionner, cette machine doit pouvoir être démarrée, lubrifiée, refroidie, dépolluée, maintenue, ce qui nécessite d’adjoindre différents systèmes qui se matérialisent par des circuits spécifiques et leurs équipements.
L’article dresse une revue des circuits auxiliaires de fluides liquides et gazeux, qui sont indispensables au fonctionnement du moteur 2 temps lourd, dit aussi moteur lent, en application maritime et qui sont disposés en salle des machines à proximité de celui-ci. Ils sont remarquablement plus nombreux et plus complexes que les circuits d’une voiture ! Contrairement à ces derniers, il y a plusieurs circuits d’huile, plusieurs circuits d’eau et plusieurs circuits d’air ou de gaz qui ont chacun leurs fonctions propres.
Les schémas fluides de principe sont donnés, ainsi qu’une description des principaux équipements que l’on trouve habituellement sur ces circuits. Une partie de ceux-ci sont déjà bien connus des exploitants de moteurs semi- rapides, du fait de l’emploi des mêmes carburants, dans le même environnement (HFO, marine). Le dernier chapitre aborde les systèmes de dépollution des gaz d’échappement ainsi que la récupération d’énergie qui peut être effectuée essentiellement à partir de la chaleur de ces gaz.
L’article [BM 2 653] présente des éléments sur le marché et les volumes de marché de ces moteurs, ainsi qu’une description détaillée de leur constitution mécanique.
Le lecteur trouvera en fin d’article un glossaire des termes, des sigles et des expressions importants de l’article.
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KEYWORDS
2-stroke engine | marine | crosshead | fuel | Otto | Diesel
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Conclusions : tendances à venir des systèmes auxiliaires7. Circuit des gaz d’échappement
Le circuit des gaz d’échappement du moteur s’étend de la sortie des culasses à l’extrémité de la cheminée du navire, ce qui englobe les turbines de turbo-compresseur, la chaudière (échangeur gaz brûlés/vapeurs d’eau), le silencieux d’échappement, le dispositif de dépollution des gaz d’échappement, et une éventuelle récupération de l’énergie résiduelle des gaz d’échappement. Les turbo-compresseurs, généralement situés sur le moteur, sont décrits dans l’article ([BM 2 653] (§ 3.7)). La chaudière a été décrite au paragraphe 1.2, les autres équipements sont décrits dans les paragraphes suivants.
Les systèmes de dépollution répondent aux obligations édictées par l’IMO ((International Maritime Organisation) dans la convention MARPOL (International Convention on the Prevention of Pollution from ships) et plus particulièrement son annexe 6, dédiée à la pollution de l’air.
7.1 Dépollution des oxydes de soufre SOx
Seuls les moteurs fonctionnant avec des carburants soufrés, tel le HFO, justifient d’une dépollution des oxydes de soufre.
Sur les moteurs dual fuel, cette dépollution est réduite en taille, voire inexistante, puisque le gaz naturel ne contient pas de soufre et qu’il ne faut traiter, le cas échéant, que la partie de gaz d’échappement issue de la combustion des carburants liquides soufrés.
La réduction des oxydes de soufre SOX dans les gaz d’échappement est opérée par un scrubber, appareil de lavage des gaz par une solution d’eau, qui va générer...
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Circuit des gaz d’échappement
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - JACOBSEN (D.M.S.), PEDERSEN (J.M.), SVENSSON (J.), MAYER (S.) - Cylinder Lube Oil Experiences and New Development for the MAN B&W Two-stroke Engines. - Article n° 73 congrès CIMAC d'Helsinki (2016).
-
(2) - SVEISTRUP JACOBSEN (D.M.), SVENSSON (J.), SJÖHOLM (J.), AABO (K.), ANDERSSON (H.) - Fuel 2020 – Are You Ready for the 0,50 % Sulfur Fuel Cap ? - Article n° 374 congrès CIMAC de Vancouver (2019).
-
(3) - FLOT (P.), MESLATI (A.), DIGNETON (M.) - Improving Efficiency and Emissions of Otto Gas Engines, by continuously monitoring Fuel Gas Quality. - Article n° 26 congrès CIMAC de Vancouver (2019).
-
(4) - HANSEN (J.P.), KALTOFT (J.), BAK (F.), GORTZ (J.), PEDERSEN (M.), UNDERWOOD (C.) - Reduction of SO2, NOx, and Particulate Matter from Ships with Diesel Engine. - Danish Environmental Protection Agency, Edition Miljostyrelsen (2014).
-
(5) - CONFUORTO (N.), GREGORY (D.) - A pratical guide to exhaust gas cleaning systems for the maritime industry. - EGCSA...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Moteur 2 temps léger – Caractères spécifiques et domaines d'application.
-
Moteur 2 temps lourd – Domaines d'application et caractères spécifiques structurels.
-
Moteurs à gaz pour les transports. Véhicules routiers, engins et bateaux.
NORMES
-
Produits pétroliers – Combustibles (classe F) – Spécifications des combustibles pour la marine. - ISO 8217-2017 - 2017
ANNEXES
Annexe VI de MARPOL et code NOx 2008 et directives d'application (IMO réf. KC664F, édition 2017).
IGC Code, recueil international de règles relatives à la construction et à l’équipement de navires transportant des gaz liquéfiés en vrac (IMO réf. EA104F, édition 2016).
IGF Code, recueil international de règles relatives à la sécurité aux navires qui utilisent des gaz ou d’autres combustibles à faible point d’éclair (IMO réf. E109F, édition 2016).
Rule Note NR529 DT R03 E – Gas Fuelled Ships (Bureau Veritas, January 2020).
HAUT DE PAGE2.1 Concepteurs de moteurs lents
J-ENG , Japan Engine Corporation
MAN Energy Solutions
WinGD, Winterthur Gas Diesel
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