Impianti di propulsione navale

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1 I concetti e le raccomandazioni dei due principali costruttori di motori diesel 2T, Wärtsilä e MN &W, esposti in precedenza, sono applicati nella fase di progettazione di tutti gli impianti, con qualche piccola variazione; La curva di utilizzazione del motore è definita dal progettista navale ed inviata sempre all approvazione del fornitore del motore prima di essere inoltrata alla S, al fornitore del sistema di controllo della regolazione del passo dell elica, che generalmente è il fornitore dell elica, ed al fornitore dell automazione nave; titolo di esempio, sono illustrati due ipotetici impianti che rappresentano le due condizioni applicative più differenti come configurazione: Esempio 1: Motore 5RT62U, elica a pale fisse, alternatore asse sistemato sulla linea d alberi e sistema elettrico dotato di convertitore di frequenza; Esempio 2: Motore 8RT62U-, elica a passo variabile, alternatore asse sistemato sulla linea d alberi e sistema elettrico dotato di convertitore di frequenza; 1

2 Esempio 1: Vista laterale dell impianto lternatore asse 2

3 Esempio 1: Dati dell impianto Fincantieri - Direzione Navi Mercantili GM 23/2/07 ENGINE: 5RT62U Hull No.: NUMER OF YLINDERS 5 Project: SPE. YLINDER POWER 2285 kw Sister Hull No.: TOTL POWER - MR kw Yard: ENGINE SPEED 115 RPM P.T.O 1200 kw Esempio 1 FIXED PITH PROPEER I N P U T SE MRGIN 23,3% 1 LIGHT PROPEER URVE WITHOUT SE MRGIN ND WITH PTO 2 PROPEER URVE WITHOUT SE MRGIN ND P.T.O. 3

4 Esempio 1: urva di utilizzazione ENGINE: 5RT62U Direzione Navi Mercantili GM 23/02/07 MR: kw PROPULSIVE POWER-SPEED Proj. No.: Esempio 1 SPEED: 115 RPM HRTERIIS Hull No. : ENGINE LOD RNGE 23,3% SE MRGIN FIXED PITH PROPEER Engine Power [kw] 13000, , , , , , ,0 9500,0 9000,0 8500,0 8000,0 7500,0 7000,0 6500,0 6000,0 5500,0 5000,0 4500,0 4000,0 3500,0 3000,0 2500,0 2000,0 ontract Maximum ontinuous Rating ontinuous Service Rating LR: 7,2% without P.T.O. 3,3% with P.T.O Engine/Propeller Speed [RPM] T 1 2 OL OL Sea margin: 9,2% with P.T.O. 23,3% without T 1 2 LR Nominal Propeller curve Scavenging Limit Load Limit OL ontinuous Overspeed Limit (104%) OL Sea Trial Overspeed Limit (108%) onstant Torque (m.e.p. = constant) Range for continuous operation Range for temporarily operation only ontinuous overspeed range Sea Trial overspeed range Sea trial condition without Sea Margin and with PTO Sea trial condition without Sea Margin and PTO Light Running margin ontractual Maximum ontinuous Rating Point of contractual power and ship speed check during sea trial 4

5 Nel precedente grafico si nota che la curva di potenza totale del motore prevista alle prove mare senza Sea Margin e con PTO (1) è superiore alla curva nominale dell elica (), potenza massima erogabile dal motore, nel campo di velocità da circa 70 a 95 giri/min; L impianto in tali condizioni non può funzionare in modo continuo e pertanto occorre ridurre la potenza assorbita dell alternatore asse in tale campo di velocità; Normalmente tali alternatori funzionano come indicato nel grafico seguente (in nero): 100 Potenza [%] 50 Non eccitato Potenza ridotta Potenza nominale Potenza nominale Potenza ridotta % 75% 115 [giri/min] Per l applicazione in oggetto sarebbe pertanto necessario modificare la curva di potenza dell alternatore (in rosso) in modo da avere la curva della potenza totale del motore (1) a destra della curva nominale dell elica () in tutto il campo di funzionamento. In definitiva non si utilizza in pieno la potenzialità dell alternatore asse; 100% 5

6 Esempio 1: urva di utilizzazione modificata ENGINE: 5RT62U Direzione Navi Mercantili GM 23/02/07 MR: kw PROPULSIVE POWER-SPEED Proj. No.: Esempio 1 SPEED: 115 RPM HRTERIIS Hull No. : ENGINE LOD RNGE 23,3% SE MRGIN FIXED PITH PROPEER Engine Power [kw] 13000, , , , , , ,0 9500,0 9000,0 8500,0 8000,0 7500,0 7000,0 6500,0 6000,0 5500,0 5000,0 4500,0 4000,0 3500,0 3000,0 2500,0 2000,0 ontract Maximum ontinuous Rating ontinuous Service Rating LR: 7,2% without P.T.O. 3,3% with P.T.O Engine/Propeller Speed [RPM] T 1 2 OL OL Sea margin: 9,2% with P.T.O. 23,3% without T 1 2 LR Nominal Propeller curve Scavenging Limit Load Limit OL ontinuous Overspeed Limit (104%) OL Sea Trial Overspeed Limit (108%) onstant Torque (m.e.p. = constant) Range for continuous operation Range for temporarily operation only ontinuous overspeed range Sea Trial overspeed range Sea trial condition without Sea Margin and with PTO Sea trial condition without Sea Margin and PTO Light Running margin ontractual Maximum ontinuous Rating Point of contractual power and ship speed check during sea trial 6

7 Esempio 2: Vista laterale dell impianto lternatore asse 7

8 Esempio 2: Dati dell impianto Fincantieri - Direzione Navi Mercantili GM 23/2/07 ENGINE: 8RT62U- Hull No.: NUMER OF YLINDERS 8 Project: SPE. YLINDER POWER 2285 kw Sister Hull No.: TOTL POWER - MR kw Yard: ENGINE SPEED 115 RPM P.T.O 1625 kw Esempio 2 ONTR. PITH PROPEER ( P P ) OPERTION I N P U T SE MRGIN 13,6% 1 PROPEER URVE WITHOUT SE MRGIN ND WITH PTO 2 PROPEER URVE WITHOUT SE MRGIN ND P.T.O. 8

9 Esempio 2: Dati dell impianto Fincantieri - Direzione Navi Mercantili GM 23/2/07 OMINTOR URVE WITH ND WITHOUT PTO DESIGN PROPO Telegraph Position Number Pitch [%] Power without shaft generator Speed [rpm] Engine Power [kw] Pitch [%] Power with shaft generator Speed [rpm] Generator Power [kw] Engine Power [kw] Dead , ,0 750,0 1475,0 Dead Slow Slow Half Full Navigatio n Full 1 26,5 66, ,5 66,0 1625,0 2625,0 2 50,4 73, ,4 73,0 1625,0 3575,0 3 66,0 81, ,0 81,0 1625,0 4925,0 4 76,2 88, ,2 88,0 1625,0 6725,0 5 85,2 94, ,2 94,8 1625,0 9275,0 6 89,3 98, ,3 98,3 1625, ,0 7 89,3 101, ,3 101,2 1625, ,0 8 89,3 109, ,3 109,7 1625, ,0 9 89,3 115, ,3 115,0 1625, , ,0 115,

10 Esempio 1: urva di utilizzazione ENGINE: 8RT62U- Direzione Navi Mercantili GM 23/02/2007 MR: kw PROPULSIVE POWER-SPEED Proj. No.: Esempio 2 SPEED: 115 RPM HRTERIIS Hull No. : ENGINE LOD RNGE Engine Power [kw] 20000, , , , , , , , , , ,0 9000,0 8000,0 7000,0 6000,0 5000,0 4000,0 3000,0 2000,0 1000,0 0,0 13,6% SE MRGIN ontract Maximum ontinuous Rating T PP Engine/Propeller Speed [RPM] Point of propeller pitch "Telegraph position n. 9" optimisation during sea trial Point of propeller contractual power and ship speed check during sea trial PR OL LR: 4.3% 1.0% OL Sea Margin: 13.6% 3.2% Pitch [%] T OL ontinuous Overspeed Limit (104%) OL Sea Trial Overspeed Limit (108%) PR 1 2 Nominal Propeller curve onstant Torque (m.e.p. = constant) Scavenging Limit Load Limit Range for continuous operation Range for temporarily operation only ontinuous overspeed range Sea Trial overspeed range Prohibited operation Range Propeller curve without SM and with PTO Propeller curve without SM and PTO ctual propeller curve without SM and with PTO ctual propeller curve without SM and PTO Propeller Pitch [%] ontractual Maximum ontinuous Rating MR during sea trial 10