아래 내용은 DAUM 지식에 있는 "바다철하" 라는 분의 글을 스크랩 한 것입니다.
아래 자료는 선박 엔진에 대하여 Q&A을 정리 했습니다.
기술 습득에 좋은 자료가 되길 바랍니다.
질문>
B&W 타입 엔진과 SULZER 엔진 타입의 차이점에 대하여 알고 싶습니다.
1) 형태
2) 기능
3) 제작공정
4) 기타 등등
답변>
양사 모두 Uniflow 소기 방식을 적용하며 근본원리가 같기 때문에 큰 차이는 없으며 구성 Component에 대한 Concept의 차이가 있으며 그 주요항목은 아래와 같이 정리할 수 있습니다.
1. 형태
1) Camshaft 구동방식
- B&W (Chain) / Sulzer (Gear)
2) 연료분사장치
- B&W : Bosch Type Pump (1Set/1Cyl.)
- Sulzer : Valve Block Type Pump (1Set/2Cyl.)
3) Piston Cooling Oil Supply
- B&W : Telescopic Pipe / Sulzer : Swing Arm
4) Lubricator 구동
- B&W : Camshaft / Sulzer : Hyd./Electric Motor
5) Reversing
- B&W : By Air Cylinder / Sulzer : By Lub. Oil
2. 기능
1) Engine Type : 선종에 따라 Cylinder Bore, Stroke등을 구분하여 표기하고 있습니다.
- B&W : K/L/S-MC(-C/S) / Sulzer : RTA-C/U/T
2) Governor System
- B&W : Hyd./Electric Gov. / Sulzer : Electric Gov.
3) VIT : Variable Injection Timing 의 약자로 운전중 엔진정지 없이 Fuel Injection Timing을 변경하여 Part Load에서 연비 개선효과를 얻기 위해 적용된 System입니다.
- B&W : Mech./Elctric / Sulzer : Electirc.
3. 제작공정 : Component제작에는 Design 차이에 따른 제작공정 차이가 있으나 전체적인 제작공정은 차이가 없습니다. (엔진스쿨내 제작공정을 참조하여 주십시오)
4. 기타 : 상기 이외에 각 Component마다 근소한 차이가 있으나 근본적인 원리는 동일하며 Operationg & Maintenance상 장단점이 있어 현재의 Design Concept을 유지하고 있습니다. 외형비교는 홈페이지내에 Business 부문을 참조하여 주십시오.
적절한 답변이 되었으면 합니다. 혹, 좀더 상세한 내용이 알고 싶으시면 아래전화로 연락바랍니다.
질문>
전자제어 엔진은 무슨 뜻인가요?
답변>
전자제어 엔진에 대하여 설명해 드리겠습니다.
1. 도입 배경
전자제어 엔진(ME 엔진)은 독일에 본사가 있는 당사의 기술도입선인
MAN B&W社는 선박의 주 추진기관인 2행정 박용기관 MC/MC-C엔진의
전문기술사 이며,경제성, 효율성 및 편리성을 증대 시키기 위하여 끊임없는 연구와 개발이 지속된 이래, 1991년 부터 2003년까지 약 13년여에 걸친 연구 및 테스트 결과, 마침내 전자 제어엔진 (ME/ME-C)을 2003년 2월 덴마크에서 첫 상업 운전 에 성공하였다.
ME엔진은 기존의 캠 구동 기계식 디젤기관을 대체할 새로운 기술
사양임. 즉, 기계, 유압,전자, 소재, 가공 및 조립분양의 선진 고도
기술이 종합 접목되어 13년의 연구개발과 실험을 통해 개발된 엔진
입니다.
2.전자 제어 엔진의 기본원리
기존의 캠 구동 엔진에서는 100%부하 혹은 90%부하 등의 지정된
한 부하에서만 연소가 최적화 되던 것이 전자제어(ME) 엔진에서는
각 부분 부하에 적합한 연료 분사 및 배기변 개폐 시점을 컴퓨터
프로그램에 의해 정확히 제어 해줌으로 부분 부하에서도 최적의
연소가 일어나게 하는 원리입니다.
ME엔진은 MAN B&W사의 엔진 생산 1세기 동안에 축적된 모든 경험과
기술이 반영된 컴퓨터 프로그램에 의해 정밀 수치제어가 되는 NC
(Numerical Control) 밸브를 통하여 200 bar의 오일이 캠 대신에
연료 분사 펌프와 배기변 작동기를 원하는 방식으로 필요한때에 쳐주는원리입니다.
여기에 사용되는 200 bar의 오일은 엔진 주베어링 윤활용으로사용되
는 시스템 오일에서 일부를 분리하여 10 마이크론 필터로 여과한 후 엔진구동펌프에 의해 200 bar로 가압 되어 사용됩니다.
질문>
ME-ENGINE 과 이전의 엔진 의 차이점이 궁금하여 문의를
드리며, 엔진(예12C98K-C)일 경우 "-C"의 의미를 모라 문의를
드립니다.
바쁘시더라도 답변 부탁드립니다
답변>
ME엔진은 연료계통을 기존의 기계식에서 전자제어식으로 바꾼 것으로100년 디젤엔진 역사에서 한 획을 긋는 진보기술로 평가되고 있다.
기존의 엔진은 크랭크샤프트에 연결된 캠 구동장치를 조정하여 연료분사를 시키고 출력을 조절하는 반면,ME엔진은 연료분사 및 밸브개폐를 전자유압제어방식(Electro-hydraulic servomechanism)으로 개별 실린더 별로 제어하는 최첨단의 연료분사 방식을 사용하고 있어 연료절감은 물론 저소음,저진동 및 배기가스 감소 등의 장점을 갖춘 환경친화형 엔진으로 알려져 있다.
ME엔진이 기존 엔진보다 배기가스를 절반까지 감소시킬 뿐만 아니라 연료도 절감하는 첨단엔진으로 환경문제 및 에너지문제에 적극 대응할 수 있기 때문에 향후 선박엔진 시장을 주도하게 될 것으로 보고 있다.
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▶ 12 K 90 MC - C Mk6(MAN B&W Type)
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12 : Cylinder 수 : 4 ~ 12 Cylinder
K : Stroke/Cylinder Bore Ratio
S:Super Long Stroke(Ratio:약 4.0)
L:Long Stroke (Ratio : 약3.2)
K:Short Stroke (Ratio : 약2.8)
90: Piston 직경(단위 : cm) : 26cm ~ 98cm
MC : Engine Program
C : Design Type
C : Compact Engines
S : Stationary Plants
Mk6: Engine Version
Mk5, Mk6, Mk7
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* 12K90MC-C일반사항
마 력 : 74,520BHP
엔진높이 : 약 13m
엔진길이 : 약 23m
중 량 : 약 1,830 Ton
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▶ 12 RTA 96 C (SULZER Type)
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12 : Cylinder 수 : 4 ~ 12 Cylinder
RTA: Engine Program
96 : Piston 직경(단위 : cm) : 48cm ~ 96cm
C : 적용 선박 종류
C : Container선
T : Tanker선
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* 12RTA96C일반사항
마 력 : 89,640BHP
엔진높이 : 약 13m
엔진길이 : 약 24m
중 량 : 약 2,030 Ton
질문>
일부 상선의 기관에서는 마모 한도를 초과한 실린더 라이너에 크롬도
금으로 재사용을 하고 있는데 이런한 방법은 기관에 어떤 문제를 일으
킬 수 있는지 그리고 신품 라이너와 비교하여 수명은 어느 정도인지
궁금합니다. 답변 부탁드리겠습니다
답변>
Cylinder Liner크롬도금에 대한 답변입니다.
일부 상선의 엔진들이 마모 한도를 초과한 실린더 라이너를 크롬도금을 통해 재사용하고 있다고 하시는데, 당사가 제작하고 있는 저속엔진에 사용되고 있는 Cylinder Liner의 경우에는 Bore Size가 500mm이상으로 대형이며 마모가 Maximum 편측 2.5mm까지 통상 허용하고 있고 또한, Cylinder Liner에 크롬도금을 하면 주철에 비해 Piston윤활에 문제가 발생하기 때문에 일반적으로 Cylinder Liner가 마모 한도를 초과하면 재생을 하지않고 신품으로 교체하고 있습니다
질문>
선박용 흡배기 밸브의 제작 동향과 밸브의 재질에 대해 알고 싶습니다..밸브를 구체적으로 무슨 재질로 만드는지 그리고 밸브가 어떠어떠한 과정을 거쳐왔는지에 대해서요 너무 많은 양의 질문을 했나요? 부탁드립니다
답변>
1) 먼저 저속엔진 배기밸브에 대한 답변입니다.
저속엔진은 Cyl.cover에 배기밸브만 설치되며 흡기밸브는 없습니다.
흡기밸브의 기능은 Cyl. liner 하부의 소기 Port에서 대체됩니다.
참고로 중속엔진은 Cylinder head에 흡+배기밸브가 설치됩니다.
저속배기밸브의 제작동향은 밸브봉 소재를 제외하고는 국내 제작 가능하며 밸브봉 소재(NIMONIC)는 수입하고 있습니다. 수입선은 일본과 오스트리아 등 입니다.
저속배기밸브의 재질은 외형 Housing은 주철(Cast iron) 이고 Valve seat는 Cr-Mo steel 그리고 밸브봉(Valve spindle)은 니켈기 초합급 NIMONIC 입니다.
2) 중속엔진의 흡배기 밸브의 재질은 기본적으로 엔진의 출력(실린더의 부하), 사용연료의 종류, 실린더의 온도등의 조건을 토대로 선택되어집니다.
흡배기 밸브용으로 가장보편적으로 사용되어지는 재질은 SUH3이며, SUH3는 내열강도가 높고 구매가 용이하여 국내의 경우 실린더의 Pmax가 140BAR미만의 경유 및 중유를 사용하는 중소형 엔진에 적용가능합니다. SEAT면은 고온경도의 보강을 위해 COBALT BASE의 STELLITE #6, #12 및 NIKEL BASE의 COLMONOY 56등의 ARMOURING을 적용합니다.
흡기밸브에 대해서는 제작사의 DESIGN개념에 따라 사용재질이 매우다양합니다. 기본적으로 내열성을 필요치않기 때문에 S45C, SNCRW, SHU35, SUH37등이 사용되며, 전술한 바와 같이 SUH3를 사용하여 배기밸브와의 호환성을 도모하는 경우도 많습니다.
배기밸브는 SUH3가 기본적으로 사용되나, 부하의 증가, 저질연료의 사용등에 따라 사용수명을 증가시킬 목적으로 NICKEL BASE의 초내열합금인 NIMONIC81 또는 NIMONIC80A에 STELLITE #6, #12 및 COLMONOY56 ARMOURING WELDING을 적용하는 경우가 있습니다.
또한, NITTAN VALVE(사)등에서는 상기초내열합금의 수명을 더욱 개선시킬목적으로 SEAT면의 ARMOURING용접을 삭제하고, 냉간단조에 의해 HRC45이상의 표면경도를 얻는 방법이 개발되어, 일본시장에서 실용화 되어 있습니다
밸브가 어떠어떠한 과정을 거쳐왔는지에 대한 질문은 변천사를 알고싶어하시는것 같은데 이 부분은 저 역시 많은 것을 알고 있지는 못하지만 참고바랍니다.
밸브의 변화는 재질의 변화 및 제작방식의 변화와 매우 밀접한 관련이 있습니다. 초기엔진의 경우 출력이 낮고, 경유를 사용하는 경우가 많아 탄소강 및 내열합금으로 충분히 소화할 수 있었으나, 엔진의 발전에 따라 재질은 더욱더 고급화 되고 있는 추세입니다.
재질의 변화는 탄소강 -> 내열강 -> 초내열합금의 과정을 거쳐왔으며, 근래에는 초내열합금의 사용수명을 더욱더 늘이는 연구가 진행되고 있습니다.
밸브의 수명에 밀접한 관련이 있는 VALVE SEAT면 용접(ARMOURING)은 ARC용접 -> TIG용접 -> PLASMA 용접으로 발전해왔으며, 기존 수동용접방법은 자동용접으로 변화되고 있습니다.
VALVE의 단조방법도 지속적인 발전을 거듭하여, 종래의 자유단조에서 UPSET단조라는 새로운 개념이 도입되어, 생산성에 큰 변화를 일으키고 있습니다.
또한 전술한 바와 같이 NIMONIC80A와 같은 초내열합금을 냉간단조하여 SEAT면 경도를 경화 용접이 없이도 소요값 이상으로 얻는 새로운 제작방법이 실용화 되어있습니다
질문>
표제건 관련, Main Engine 의 Exh. Valve Spindle Washing 방법에는 어떠한 방법들이 있는지 궁금합니다.
답변>
운항 중인 엔진의 Valve spindle은 주기적으로 검사와 보수를 수행하고 있습니다.
검사와 보수가 필요한 Spindle 부위는 Seat면으로, 먼저 거친사포(Coarse emery closth)로 이물질을 세척(제거)하고, 추가적인 보수한 필요하다고 판단되면 숫돌로 연마하여 깨끗한 표면을 얻게 됩니다
Valve spindle의 cleaning을 위해 water washing을 수행하는 것은 극히 위험한 방법입니다. Valve 발청, 특히 Valve 습동부의 발청은 Valve의 고착이나, 운전중 문제를 일으킬 수 있는 사항으로 물세척은 금물 입니다.
Exhaust valve의 재질은 엔진의 종류에 따라 다르나, 대부분의 경우 Steel base의 내열강이거나, Super alloy인 경우라도 Fe를 함유하고 있어, 발청과 부식으로부터 자유로울 수 없습니다.
Valve에 끼인 Carbon등의 이물질의 제거를 위해서는 섬유계(녹색의 식기세척용) 수세미와 세척유(솔벤트등)를 사용하여 이물질을 제거하는 방안을 고려해볼수 있습니다.
단, Valve stem부는 통상 Cr or HVOF-coating 또는 질화처리 되어 있는 부위로, Valve guide에서 sliding 되는 습동부위이므로 흠이나 Scratch를 발생시켜서는 않되는 부위입니다.
이러한 부위는 부드러운 천에 세척유나 경유등을 뭍혀 닦아 내는 방법을 추천드리고 싶습니다.
질문>
PISTON RING의 제조사별(EX DAROS. NPR)로 어떠한 차이점이 있는지
궁금합니다.
적용호선의 구분은 어떻게 하는지도 ....그리고 만일 PISTON RING 이
바뀌어서 장착되어도 무관한지 가르쳐주세요
답변>
저속 엔진인 경우 MBD MC/MC-C/ME-C 와 Warstila RTA/RT-Flex Type 엔진에 따라 Piston ring 승인 maker가 틀리며
■ MBD Type : DAROS,NPR
■ Warstila Type : DAROS,Goetze,RIKEN
Maker에 따라 Piston ring base metal 재질 및 Coating 사양, 가공 사양이 Licenor 원도 기준 alternative한 사양으로 maker standard로 관리 되고 있습니다.
제작사별 제작 사양은 업체의 제작 설비 및 소재 관리 측면에서 고유 know how로 제작되고 있어 차이점을 논하기는 어려우며 제품의 기능 및 품질은 Licensor 및 엔진 maker로 부터 test를 통해 검증 되었습니다.
적용 기준은 선주의 special 요청이 없으면 상기 엔진 Type에 따라 maker 선정하여 적용하고 있습니다.
Piston ring 구분은 Top ring, 2nd,3rd,4th Piston ring으로 구분되며 Top ring과 2nd -4th ring design은 상이하며 2nd-4th ring은 design 사양 동일합니다.
Top ring은 엔진 운전시 부하가(온도,압력) 2nd-4th ring에 비해 높아 base metal 재질 및 coating 사양, 형상등이 고부하에 견딜수 있도록 설계되어 있음으로 Top ring이 2nd-4th ring과 바뀌어 조립시 Piston ring broken 및 과대 마모, Scuffing 등의 문제가 발생될 수 있습니다.
Maker별 혼용 적용은 도면에 준하여 Piston ring 제작 및 조립이 되었다면 기능상 문제 없는 것으로 적용 경험을 통해 검증되고 있습니다.
질문>
1. 엔진 실린더 내부의 연소상태 파악에 관하여 문의 드립니다.
현재 현장에 설치되었는 DMDS 및 KISTLER Engine Tester(Type 2507A)로 최고 폭발압력 및 압력 선도를 취득하여 엔진상태를 파악하고 있는데 이것으로는 엔진 크랭크 각도에 따른 연속선도, 약 스프링선도, 분사시기, 밸브 개폐시기등을 파악하기가 어려운것 같습니다. 또한 기계식 지압기는 낮은 숙련도로 인하여 사용이 곤란하고, DMDS 및 Tester 가 없는 타 발전소의 경우 기계식 지압기로서 실린더 압력을 비교 측정하고 있는 정도입니다.
귀사와 같은 엔진 메이커들이 사용하는 (위에 언급한 선도등을 파악할 수 있는)종합 테스터가 있는지 또 있다면 메이커들만의 독자적인 장비인지 아니면 구매할 수가 있는 것인지 또한 가격은 어느정도인지 궁금하여 문의 드립니다.
2. 테스터 상의 측정항목에 관하여 문의 드립니다.
Pcomp, dP/dT (b/ms),Psdev 가 무엇을 의미하는 지요?
답변>
1. 엔진 실린더 내부의 연소상태 파악 :
- 실린더내의 연소상태 분석은 Digital Pressure Indicator를 통하여 파악하실 수 있습니다. P-V 선도 (압력곡선) 및 행정곡선 등의 정보를 통해 연소상태 분석이 가능하리라 사료되고 보다 더 자세한 사항은 관련사 home page www.leuter.com를 통하여 확인바라며, 참고적으로 엔진 제작사에서는 Digital Pressure Indicator를 사용치 않고, 주로 Plant Owner (Ship Owner) 사에서 직접 구매하는 품으로 당사에서는 이의 가격정보를 알려 드리기가 힘듭니다. 따라서 금액관련은 직접 확인해 보시는 것이 합당하다고 사료됩니다.
- 울진 2발, 3발에 공급된 16PC2.5 (중속 엔진) 의 경우 당사에서 Pmax Indicator를 공급하였으며, 이를 통해 Pmax 측정이 가능합니다. Valve Cam Timing 이나 Injection Cam Timing은 엔진 정비Manual에 따라 확인 가능합니다. 저속 (200 rpm 이하) 엔진의 경우 Pmax Indicator 및 압력곡선 그리고 행정곡선 등을 표현할 수 있는 Tool을 엔진제작사에서 보유하고 있고 본 Tool을 이용하여 제작사에서 제작되는 저속엔진의 연소상태를 모두 파악하고 있으나, 중속/고속 엔진의 경우 압력곡선 및 행정곡선의 분석이 무의미하여 이를 특별히 관리하고 있지 않습니다. 타 엔진 제작사도 마찬가지일 겁니다.
2. 테스터 상의 측정항목
- Pcomp : Compression Pressure 이며 실린더 내부의 압축압력을 의미합니다. 흡입-압축-폭발-배기 과정 중 압축과정에서의 실린더 내의 압력을 의미 하는 것으로, 저속 엔진의 경우 Pcomp Data가 Code (선급)에서 요구하는 사항이나, 중속/고속엔진의 경우 이의 의미를 부여치 않고 Code (선급)요건이 없음.
- dP/dT : 압력 변화 (delta Pressure) / 온도변화 (delta Temperature) 일 것으로 사료됨. 이는 압력, 온도, 체적과의 함수관계에서 사용되는 것으로 자세한 내용은 보일-샤를의 법칙을 참고바랍니다. 간혹 dT가 delta time (시간변화)로 표현될 수 있으므로 dP/dT의 사용처에 따라 dT가 의미하는 바가 달라 질 수 있다는 의미 입니다.
- Psdev : Pressure Deviation을 의미하는것으로 보이며, 만약 Pressure Deviation 일 경우 물리적 의미는 Pmax - Pcomp 입니다. 즉 폭발행정시 실린더 내의 최대 압력과 압축행정시의 실린더 내의 최대압력과의 차를 말합니다. 엔진 연소의 적절성을 유지하기 위하여 저속엔진의 경우 Pmax - Pcomp의 수치를 규정하고 있고 이를 유지하도록 권장하고 있으나, 중/고속엔진의 경우 이를 나타 내지는 않습니다.
질문>
shop trial은 무엇인가요? 그냥 엔진 돌리고 잘돌아가나 보는건가요? 조금 상세하게 어디어디를 검사하고 왜 하는건지 가르쳐주세요
답변>
Shop test는 엔진이 조선소에 납품이 되기 전 엔진 Maker에서 최종적으로 엔진 test하는 것을 말합니다.
(참고로 shop trial 대신 shop test라는 용어를 사용합니다.)
그리고 Shop test는 길들이기 운전 및 Engine 성능이 조선소가 요구하는 Data 에 만족하는지 여부를 알아보기 위한것으로 다음과 같은 테스트를 실시하고 있습니다.
1.Starting and maneuvering test at no load
2.Astern test at no load
3.Load test
4.Governor test
5.Safety device confirmation test
6.Minimum revolution test (approx. 5 min.)
7.Exhaust gas NOx emission measurement test
8.Fuel consumption and fuel oil leakage amount measurement
at each test load.
그리고, shop test후 Main bearing, Cylinder liner, Crosshead bearing ,Crank pin bearing,Crosshead pin and guide shoe, Piston complete ,Camshaft cams 등과 같은 엔진 기능 품에 대한 Inspection도 실시합니다.
질문>
항상 자세한 답변에 수고 많으십니다.
그럼 바로 질문으로..
Sulzer 9RTA96CB 엔진의 MCR은 70,020bhp x 102 rpm입니다. 그리고
계약시 CSR은 MCR의 90% 즉 63,000 bhp x 98.5 rpm으로 계약된 엔진이 있습니다.
이 경우 현재 propeller margin이 9.44%라고 한다면 CSR condition을 test하고 싶을경우 propeller margin을 고려한다면
98.5 rpm x 1.0944 = 107.8 rpm이 되는데..
하지만 상기타입의 엔진은 crankshaft torsional vibration과 camshaft system torsional vibration을 고려해볼때 최대 rpm이 106.1 rpm이 최대이며 더이상 올리면 안된다고 WCH로 부터 확인받았는데요, 즉 CSR condition이 될경우 허용rpm을 초과하게 되는데요..이럴경우
1. propeller margin을 높게 잡은건 아닌지요?
2. 만약 propeller margin이 적당하다면 어떻게 CSR condition을 test할수 있나요?
저의 지식이 부족한바 한수(?) 가르쳐 주십시요..그럼 수고하십시요
답변>
문의하신 사항의 propeller margin설정치는 9.44%로써 높게 설정되어 있스며 설정치는 엔진의 speed limit를 초과 할 수 없습니다.
선박 초기 설계시 Propeller margin은 엔진의 speed limit(104 % of MCR speed_ WCH 엔진Type)를 고려하여 통상, Container선의 경우 약 5~7%, Tanker선의 경우 약 3~5%로 설정 하고 있습니다.
보다 상세한 이해를 위해 RTA96C의 Engine lay out field & load
range를 첨부하오니 참조 하시기 바랍니다
질문>
기관 운전시 저온 부식이란 말이 있떤데....
어떻게 발생되고 기관에 어떤 영향을 미치는지 궁금해요?
답변주시면 고맙겠습니다,
답변>
엔진 운전 시 에는 저온 부식, 고온 부식 2 가지 형태의 부식이 발생 할 수가 있습니다.
먼저 저온 부식(Corrosive Wear) 이란,
Cyl. Liner wall temp.가 이슬점 이하로 낮아짐으로써 소기 Air중의 수증기가 물방울로 되어 연료중의 유황성분과 화합, 강산인 황산이 생산되어 Liner 화학적으로 부식 시키고 여기서 떨어져 나온 미세 금속조각들이 Running면에 들어감으로써 Scuffing이 더욱 가속화가 됩니다. 화확 반응식은 다음과 같습니다.
S + O2 ---> SO2
2SO2 + O2 ---> 2SO3
2SO3 + H2O ---> H2SO4(황산)
고온 부식( Vanadium 부식) 이란,
중유에는 미량의 바나듐화합물이 함유되어 있으나 그것이 유기화합물로 용존하므로 제거하기 어려우며, V화합물이 연소하면 V2O5로 되고, V2O5는 융점이 낮고(685 ℃) 금속산화물과 공존하면 그 융점이 더욱 낮아집니다.
그러므로 V2O5는 연소실내의 고온 소재부에 융착 하였다가 다시 융점이 더 낮아지므로 승화해서 그 금속표면의
산화물 보호피막을 탈이 시키고 그 곳이 연소실의 산화성 분위기에서 다시 산화되므로 고온부의 금속표면의 침식이 가속된다. 이것을 바나듐 부식이라고 한다.
이러한 부식이 엔진에 미치는 영향은 Scuffing 이 발생 한다는 것입니다.scuffing 이란 실린더 라이너에 화학적인 부식이 일어나 미세 금속 조각들이 running 면에 들어감으로써 실린더 라이너 벽면에 이상마모가 발생하는 것을 이야기 합니다.
질문>
분석 결과 spec.이 기준(Max. 80)보다 높은 89.9로 나타나 있습니다. 이로인하여 위의 off-spec.된 F.O.를 사용하였을 때 Maine engine에 발생/초래될 수 있는 문제점이나 기타 의견에 대해 자문을 구하고자 합니다. 답변 기다리겠습니다
답변>
Cat fines(Aluminium + Silicon의 측정 item)이 규정치 보다 높은 F.O을 엔진에 사용하게 되면 실린더 라이너,피스톤 링,링 그루브(Ring grooves)에 과도한 마모가 발생함에 따라 ISO8217에서는 cat fines 을 80 PPM으로 규정하고 있습니다.따라서, 문의하신 F.O 는 엔진에 사용하는것을 권장하지 않습니다.
1. test item : Aluminium+silicon, mg/kg
2. test method : ASTM D5184
3. spec. : Max. 80
4. result : 89.9
상기의 내용이 질문에 대한 충분한 답변이 되었기를 바랍니다
질문>
선박(엔진)은 보통 1년에 몇시간 정도 운전하나요 ?
답변>
선박의 종류나 선사의 운항 일정에 따라 1년간 항해하는 선박의
시간은 달라질수가 있습니다. 예를 들자면, 호주 왕복 선박일 경우
1년간 운항하는 시간은 대략 6,000시간이며,미국을 왕복하는
선박일 경우는 대략 8,000시간이 됩니다.
언제든지 궁금한점이 있으면 질문 바랍니다
질문>
최근에 한 선주로부터 M/E L.O. Tank를 제외하고 S/T L.O. Tank에 Shell Maker의 "MELINA S 30"를 기 적용한 상태에서 L.O. Maker를 Mobil 사로 바꾸어 M/E L.O. Tank에 Mobil 사의 "Mobilgard 300"를 적용하려고 합니다. 이렇게 할 경우, 귀사에서도 잘 아시는 바와 같이 M/E L.O.와 S/T L.O.는 동일한 Storage Tank를 사용하게 됨으로써 Shell Maker의 "MELINA S 30"와 Mobil 사의 "Mobilgard 300"가 섞이게 되는데 이러한 경우 문제가 없는지 귀사의 경험이 있으시면 알려주시기 바랍니다.
선주가 긴급하게 요청하는 사항으로 내일 중에 답글이 올려지기를 부탁드립니다.
(Mobil Korea 에 문의 결과 담당자로부터 "Mobilgard 300"와 "MELINA S 30"가 신유(New Oil)일 경우 처음부터 섞어 사용하는데는 문제가 없다는 답변을 들었으나 공식적인 Letter는 접수하지 못했습니다.
선박용 대형엔진 Licensor 인 MAN B&W 에 문의결과 Lub. Oil을 혼용하는 것을 추천하지는 않았으며, Oil Maker에 문의 하라는 답변을 받았습니다.)
답변>
본 사항은 매우 중요한 사항으로 당사의 경우에는 엔진 시운전시
사용하는 Oil Brand와 조선소에 납품 후 사용하는 Oil brand는 대부분 다르게 적용됩니다.
다만, 엔진 시운전 후에는 엔진의 Oil을 완전히 배출하고 출하하기
때문에 조선소에서 어떠한 Oil 종류를 사용하더라도 문제가 되지 않습니다.
이는 각 정유사 마다 주지되는 사항으로 동일 Oil 아닌 다른 Oil과
혼합해서 사용하는 것은 추천되지 않는 사항입니다.
따라서, 김영돈님 께서 문의하신 경우에는 Shell maker의 Oil은 완전히 배출하고, 새로이 선주가 요구하는 Mobil maker의 Oil을 사용해야
합니다. 그러나 만약 Mobil maker의 oil이 소량일 경우는 문제가
없을것으로 예상됩니다.
아울러, 당사에서는 이러한 사항에 대한 경험이 없으며,
참고로, 조선소에 동일사항이 있는지 확인한 결과, PJT 초기에
선주가 요구하는 Oil brand를 확인하여 적용하기 때문에 문의하신
사항과 같은 사례는 없다고 합니다.
질문>
선박용 엔진에 사용되는 Fuel oil은 특별히 규정하는 사양이 별도있는지 궁금합니다.
답변>
선박용 엔진에 사용되는 Fuel Oil은 H.F.O (Heavy Fuel Oil)로서
일반적으로 H.F.O 는 50℃에서 점도가 700cSt 이하가
(Marine diesel oil ISO 8217, Maximum acceptable grades:RMH 55 and K55) 되어야 하며 상세한 Specification 은 유첨을 참조 바랍니다.
질문>
선박은 선급 규정에 따라 제작되어야 하는 것으로 알고 있습니다.
선급의 종류에 대해 알려주세요.
답변>
먼저 선급이란 선박 건조 중 및 건조후에 정기적으로 검사를 실시하는 기관을 말하며, 건조 기준의 설정, 유지, 선박 및 장비의 유지를 도모하는 것이 목적이며, 검사에 합격한 선박에 대해 선급을
부여합니다.
대부분의 국가에서 선급의 취득은 의무는 아니지만 선급이 없으면,
선박보험,화물 보험의 부보, 용선, 매매선이 이루어지기 힘듦.
한편 각 선급협회는 선박의 건조연월, 건조지, 톤수, 규모, 갑판수,
엔진,보일러의 명세 등을 기재한 선명록을 발행 하고 있으며,
Major 선급에 대해서는 다음과 같이 알려드리오니 참조 바랍니다.
1.영국 선급 - LR [LOIYD’S REGISTER OF SHIPPING]
2.노르웨이 선급 - DNV [DET NORSKE VERITAS]
3.독일 선급 - GL [GERMANISHER LIOYD AG]
4.미국 선급 - ABS [AMERICAN BUREAU OF SHIPPING]
5.이태리 선급 - RINA [REGISTRO ITALIANO NAVALE GROUP]
6.일본해사 협회 - NK [NIPPON KAIJI KYOKAI]
7.한국선급 협회 - KR [KOREAN REGISTER OF SHIPPING]
질문>
엔진에서 발생하는 진동은 어떤 종류가 있는지 궁금합니다.
답변>
문의하신 엔진에서 발생하는 진동의 종류는 크게
1. Engine 본체진동
2. 축계진동
으로 구분할 수 있습니다. Engine 본체진동은 Crosshead 및 Guide shoe에
작용하는 측압, Crankshaft 끝 Journal Bearing에 발생하는 반력에 의한 기전
우력에 의해 발생되며 또한 축계진동은
1. 비틀림진동(Torsional vibration) : 엔진 기진력에 의한 축계의 비틀림으로
축계내에 발생하는 진동.
2. 종진동(Axial vibration) : 엔진 기진력에 의해 축계를 앞뒤(선수/선미)
방향으로 변형시킴으로써 축계내에 발생하는 진동.
3. 횡진동(Whirling vibration) : 주로 프로펠라에 의해 발생하는 진동으로
외팔보형식의 프로펠라가 수중에서 휘둘리면서 축계의 변형을 유발하는 진동.
으로 세분화됩니다.
질문>
T/V DAMPER의 역할과 기능에 대해서 간단하게 설명 바랍니다.
답변>
박용기관의 Crankshaft, Flywheel, Propeller등 탄성질량을 갖는
축계는 하나의 비틀림 진동계를 형성하고 축계의 탄성력과 실린더
내의 폭발압력에 의한 주기적 기전 토크를 만드는 강재 비틀림
진동을 유발하게 됩니다. 따라서 문의하신 T/V Damper는 Crankshaft
끝단부에 설치되며, 엔진에서 발생하는 축계진동의 한 종류인
비틀림 진동(Torsional Vibration)을 감쇄시키기 위한 장치입니다.
충분한 답변이 되었길 바라며 앞으로도 지속적인 관심 부탁드립니다
잘문>
지금 상용화 된 선박용 디젤엔진의 효율을 알고 싶습니다.
그리고 현재 개발된 엔진 중 가장 효율이 좋은 디젤엔진은 어떤 엔진이고 그 효율을 얼마정도 됩니까?
답변>
현재 상용화된 선박용 디젤 엔진 중 효율이 가장 좋은 디젤 엔진은
2-Strokes 엔진(Low speed diesel engine)으로서, 효율은 대략 50%
정도가 됩니다.
참고로, 4-Strokes (Medium speed diesel engine) 엔진, Gas turbine 및 Steam turbine 엔진의 효율을 유첨하오니 참고 바랍니다.
질문>
요즘 엔진에 대해 조금씩 공부를 하고 있는데, 어려운 점이 많네요.<br />
MAN B&W Marine Engine Programme 비교 List가 기술 자료실에 있던데.<br />
삭제가 된것 같아서요.. ㅠㅠ 혹시나 자료를 가지고 계시다면 <br />
부탁 드립니다
답변>
MAN B&W Marine Engine Programme 비교 List 는 삭제 되지 않았으며, 기술자료에서 More technical paper 를 클릭 하신후 No.7 을 보시면 됩니다.
참고로, MAN B&W Marine Engine Programme에 대한 자세한 정보는 MAN B&W 홒페이지에 엔진 Type 별로 상세하게 등록 되어있습니다. (http://www.manbw.com --> TOP 5 HITS 에서 two stroke engines 클릭 --> MC programme 이나 ME programme 클릭
질문>
마지막으로 MC와 ME의 차이가 무엇인지 궁금합니다
답변>
1.MAN B&W Programme 2nd edition 2005 판에는 K98MC/ME 엔진이
6실린더에서 14실린더 까지 (6~14K98MC/ME)적용이 가능합니다.
여기서 숫자 6~ 14는 실런더 수를 의미하며 각 실린더수만큼
출력은 증가합니다.
(예, 5,710 kW / cyl.,6 cyl. X 5,710 = 34,260 kW,6K98MC/ME)
2.MC와 ME의 주요 차이점은 MC 엔진은 camshaft controlled 엔진
이며, ME 엔진은 Electronically controlled 엔진 입니다.
추가 설명을 드리면 기존의 MC엔진의 연료분사 및 배기변 작동은
기계적 방식인 Chain drive, Camshaft 구동방식 이나 전자제어
엔진은 연료 분사 및 배기변 개폐 시점을 컴퓨터 프로그램에
의한 전자제어 방식으로 구동됩니다.
ME엔진의 연료 분사 및 배기변 개폐 시점을 컴퓨터 프로그램에
의한 전자제어 방식으로 구동하기 위해서는 ME엔진의 3대 주
구성품인 HCU(유압 구동장치), HPS(Engine driven 가압펌프),
ECS가 캠 구동 기계식 엔진인 MC의 체인구동 캠 샤프트
기능과 핵심기능인 Governor (연료조속기) 기능을 대체하고
있습니다. 즉, 기존의 MC엔진의 주요 구성품인 캠축, 체인휠,
캠, 기계식 배기펌프와 연료펌프,Governor 등 기계식 엔진 의
중추기능 장치들이 없어지고 대신 전자유압식으로 개발된
유압구동전자 조절 장치(HCU), 서보오일 가압펌프시스템(HPS),
엔진 전자제어통합장치 (ECS) 가 적용되었으며, 이들 주 부품의
특성에 맞추어 배관유압, 콘트롤, 연소/배기/성능 및 운전시스템
등 엔진의 시스템이 새로이 응용개발 되어 졌습니다
질문>
엔진의 재료가 되는 스틸의 종류에 대해 알고싶습니다.
답변>
초합금 재료는 섭씨 650도 이상의 고온에서도 장시간 그 형상을
바꾸지 않는 내열성이 높은 합금으로 미사일이나 제트엔진의
부품재료, 가스터빈의 회전날개등에 사용되는 재질입니다.
대형 선박 엔진에서는 Turbocharger rotor shaft 에 초합금 재료가
사용되며, 대형 선박엔진에 사용되는 스틸(Steel)의 종류 에는
Semi-kelled,cast steel, Cr-Ni-Mo steel, Forged steel, Forged carbon steel, Forged Cr-Mo steel, Carbon steel 이 사용되어지며
그외에도 여러종류의 스틸(steel)이 사용되고 있습니다
질문>
질문은 Bridge 에서 엔진을 control 하기 위한
시스템의 구성/작동 원리등에 대하여 설명 부탁드립니다
답변>
BMS(Bridge Maneuvering System) 이란 Main Engine을 Bridge로부터
원격 조종을 할 수 있는 일련의 System을 의미 합니다.
Bridge에서 Engine control을 하는 과정을 보면 다음과 같습니다.
1.Bridge내에 있는 Telegraph handle을 조작하면,
2.Telegraph handle내에 설치된 가변저항기(5K ohm)의 저항 값
변화가 BMS의 장비 중 하나인 Bridge panel에 입력되어 RPM
Command 로 변환됩니다.
3.변환된 RPM Command 는 Engine control room내의 governor
panel에 전달됩니다.
4.Governor panel에 입력된 전류 값이 RPM command로 변환되어
Actuator position을 결정하며, Digital Servo Unit으로
전달됩니다.
5.Digital Servo Unit 은 Actuator를 동작하게 하면서 연료의
양을 조절하게 됩니다.
6.Telegraph handle 조작은 Ahead or Astern 방향으로 Dead
slow에서 Full 까지 Step control이 가능하며 또한 RPM을
Fine adjust 할 수 있습니다.
질문>
선박에는 2-3대의 발전용 엔진을 설치하여 전기를 생산한다고 하는데
발전기 용량을 전기를 생산할수 있는량을 KW로 나타낸다고 했는데..
만약 발전기 1대의 용량이 100KW라고 했을때 몇% 이상 부하를 걸어야 되는지? 장시간 저부하로 운전 하였을때 발전에(디젤엔진)에 미치는 영향은 어떤지 궁금합니다
답변>
첫째, 중속 엔진의 Permissible low load는 얼마 인가?
-->중속엔진은 기술사에 따라 약간 차이는 있지만 Min. permissible low load는 20%입니다.
둘째, 중속 엔진을 장시간 저부하로 운전하였을 때 엔진에 미치는
영향은 무엇인가?
-->중속 엔진은 20% Load이하에 대해서는 1시간 이내 운전제한을
하므로 특별한 경우를 제외하고는 운전하지 않은 load이며, 만약
장시간 운전을 하면 불완전연소에 의한 매연 (Smoke량 과다) 증대
및 연소부품에 Carbon 침식이 과다하게 증가하여 TBO를 단축하게
되므로 엔진에는 악영향을 미치게 됩니다. 여기서 TBO는 Time between overhaul 이며, 부품 교환 주기를 뜻합니다.
좋은 하루 되세요.
질문>
MAN B&W 사의 14K98ME,14K98MC 엔진 Type 이고
출력은 87,220 kW 이며, WCH 사의 14RT-flex96C,
14RT96C 엔진 Type 이며 출력이 80,080 kW로
가장 높습니다.
최대엔진 출력에 대한 답변 감사드립니다.
그러면 외형 크기는 얼마나 되는지 ?
답변>
질문하신 엔진Type의 외형 크기는 대략 다음과 같습니다.
1) MAN B&W 사의 14K98ME
폭:9,360mm 넓이:28,105mm 높이:12,154mm
2) WCH사의 14RT-flex96C
폭:7,472mm 넓이:27,214mm 높이:13,519mm
상기 엔진 Type의 외형크기는 단지 참고용임을 주지 바랍니다
질문>
지금 현존하는 가장 출력이 높은엔진은 어떤type인지, 그리고 출력은 얼마나 되는지 궁금하네요. 정보좀 알려주세요
답변>
지금 현존하는 엔진중 가장 출력이 높은 엔진은
MAN B&W 사의 14K98ME,14K98MC 엔진 Type 이고
출력은 87,220 kW 이며, WCH 사의 14RT-flex96C,
14RT96C 엔진 Type 이며 출력이 80,080 kW로
가장 높습니다.
참고로,MAN B&W사의 108ME-C Type 엔진은 출력이
97,300 kW 으로 소개 되었으나, 현재 생산된
실적은 없습니다.
질문>
선박용엔진의 연료소모량에 직접적인 영향을 주는 인자는 어떤것이
있으며 선박의 속도와 연료소모량과의 관계는 어떻게 되는지요.
일반적으로 선박용엔진의 연료소모량을 구하는 공식에 대하여서도
알고 싶습니다. 관련하여 자세한 설명 부탁드립니다
답변>
다음 세(3)가지로 나누어서 답변을 드리겠습니다.
1.연료 소비율은 선주가 엔진을 선택할 때 매우 중요한 요소로
생각하는 사항중 하나 입니다. 선박 운항에 필요한 비용의 대
부분이 연료비가 차지 하기 때문입니다.
또한, 대형 선박에 사용 되는 엔진은 엔진 Type에 따라 연료
소비율이 정해져 있습니다만, 다음과 같은 인자들은 연료
소비율에 직접적인 영향을 줍니다.
1)소기 냉각수의 온도 – 10’C 상승할때, 0.6% 연료 소비율 증가
2)소기 온도 - 10’C 상승할때, 0.2% 연료 소비율 증가
3)소기 압력 – 10mbar 상승시, 0.02% 연료 소비율 감소
4)연료 발열량 – 1 % 상승시(42,707 kJ/kg 기준), 1.0% 연료
소비 율 감소
2.선박의 속도와 연료 소모량의 관계는 유첨 8K80MC-C 엔진
Type의 Performance curve 참조 바랍니다.
3.연료 소모량을 계산 하려면 일정기간 동안의 엔진 마력과
소모된 연료유의 총량을측정해야 합니다.
연료유의 총량을 계산할때의 측정량이 체적 단위이므로
중량단위로 바꿔야 하는데 이를 위해서는 연료의 밀도를
알아야 합니다. 밀도는 측정장소의 온도에 따라 다르므로,
119’c를 기준으로 합니다.
6L60MC 엔진 Type 의 엔진의 연료 소비율을 구하면
1)유효 마력, Pe : 15,600 bhp
2)소모량, Co : 3 시간마다 7.1 M^3
3)측정장소 온도 : 119’C
4)연료 데이터 : 비중 (15’C 에서 0.9364g/cm^3)
비중 (119’C 에서 0.068 g/cm^3)-본 사항은
별도의 밀도 변화표에 근거한 수치임.
5)ρ 119(119’C 에서의 연료 밀도) = 0.9364-0.068=0.8684 g/cm ^3
연료 소모량 구하는 공식은,
Co X ρ 119 X10^6 / h X Pe (g/bhph)
여기서,
Co = 해당기간 동안의 연료유 소모량 (m^3)
ρ 119 = 119’C 에서의 연료 밀도 (g/cm^3)
h = 측정 기간 (hours)
Pe = 제동 마력( bhp)
7.1 X 0.8684 X 10^6 / 3 X 15,600 = 131.7 g/bhph
로 연료 소비율이 계산됩니다.
아울러, IOC 기준 조건으로 보정한 저위 발열량은
15’C 비중(0.9364g/cm^3) 경우 LCV 값은 40,700 kJ/kg 이며,
저위 발열량(LCV) 보정에 따른 연료 소모량은
131.7 X 40,700 / 42,707 = 125.5 (g/bhph) 입니다.
질문>
저번에 책에서 과급기(Turbo charger)에 대해 본적이 있는데
과급기가 뭐하는 것입니까?
답변>
과급기(Turbocharger)에 대하여 설명 드리겠습니다. 먼저 자연급기의 엔진은 대기와 같은 밀도의 공기를 흡입하게 됩니다.
이 공기의 밀도가 실린더 내에서 작동 행정마다 효과적으로
연소할 수 있는 연료의 중량을 결정하므로 이것은 또한 엔진에
의하여 발생할수 있는 최대 출력을 결정하게 됩니다.
공기흡입측과 실린더간에 적절한 압축기(과급기)를 설치하여
충전공기의 밀도를 증가시키면 작동행정에 대한 흡입공기의
무게를 증가 시키게 되고 그 결과로 연소할수 있는 연료의 중량을
증가시킴으로써 결국 발생 동력 비를 상승시키게 됩니다.
이것이 과급기를 사용하는 주된 이유입니다.
과급기를 구동시키는데 소비되는 동력은 엔진의 작동효율에
중대한 영향을 미치는데, 과급기를 직접 엔진에 의하여 체인이나
치차로 구동하는것은 매우 비 경제적이며, 대형 선박엔진에서는
배기가스를 이용하여 과급기를 작동시킵니다.
질문>
선박업에 종사하는 사람입니다.
AUX.BLOWER가 선박에서 무엇을 행하는
역활인지 궁금합니다
답변>
선박엔진에는 디젤엔진이 사용되며,엔진의 연소를 위해서는
일정량의 공기가 필요로 합니다. Aux.Blower는 소기관(Scavenge
air receiver)를 갖는 2(two) stroke 엔진에 적용되며
정상적인 엔진 운전시에는 과급기(Turbocharger)를 통해
공기를 공급받아 엔진 운전에 무리가 없으나,
저부하 운전시에는 과급기에 의한 소기 과급량으로는
공연비율을 충족하기 어렵기 때문에 부족량 만큼의 소기를
공급하기 위한 역할을 하며, 여기에 소기관의 압력을 감지하는
센서를 통해 동작됩니다.
아울러, 엔진 초기 시동시 Aux.Blower에 의한 소기 공급없이는
엔진 시동을 할수 없는 중요한 부품으로 통상 엔진의 시동전에
동작하며 약 30~40%이하의 부하에서는 자동으로 Aux.Blower는
기동되고 엔진의 부하가 증가하여 약 40~50% 이상으로 운전되면
과급기만으로도 연소에 필요한 소기를 충분히 공급해 줄수
있으므로 Aux.Blower는 정지하게 됩니다
질문>
start panel space heater의 용도가 무엇인지 궁금합니다.
설명 부탁드립니다
답변>
Space heater의 용도는 Motor(전동기)의 온도 변화로인하여
Motor 내부에 과도한 응축이 일어날 우려가 있는 곳
(해안가처럼 습도가 높은 곳)에서 전동기를 보호하기 위하여 Space Heater를 전동기 내부에 설치하여 습기를 제거하는
역활을 합니다
질문>
선박용엔진에 대해 질문할수 있는 공간이 있어 정말 좋은것 같읍니다.보통 자동차는 km/h로 속도를 나타내는데 선박은 속도를 어떻게
나타내는지 공금합니다. 저는 노트라고 알고 있는데,대체 몇 km/h
정도 되는지 ?, 선박은 다 동일한 속도인지 아닌지 ?
답변>
먼저, 선박의 속력은 Knot 단위로 사용합니다.
Knot의 개념은 mile/hour로 1 knot면 1시간에 1마일을 갑니다.
그리고,다양한 선종에 따라서 선박의 속도도 다양합니다.
대형 고속 컨테이너선은 평균 25 knot로 항해합니다.
자동차 운반선은 평균 17 knot로 항해하구요,
광탄선은 평균 12 knot로 항해합니다
질문>
공학을 전공하는 학생입니다.
얼마전 신문에서 LNG선박에 대한 글을 읽었읍니다.
LNG선박의 추진기관은 어떤게 있는지 궁금합니다.
간단하게 설명 부탁드립니다
답변>
LNG선박의 추진기관에는 크게 다섯가지로 분류할수가 있습니다.
1) Boil of gas 를 이용한 Steam Turbine 추진기관
2) Dual Fuel 4 stroke engines
(2 sets - boil-off gas, 2 sets -HFO)
3) 2 stroke engine with reluquefaction plant for boil-off gas
4) Two stroke ME-GI engine
5) Boil of gas 를 이용한 Gas Turbine 추진기관
이 있으며, 참고로 Boil-off gas의 의미란 LNG선에 있어 화물탱크에아무리 충분한 방열시공을 하였다 하더라도 열침투를 완전히 차단하는 것은 불가능하고 피할수 없습니다. 이에따라 비등점 상태로 수송되는 액체화물의 일부가 참입한 열에 의해 기화하여 증발하게 됩니다.
이러한 가스를 Boil-ff gas라 합니다.
질문>
엔진관련 공부를 하고 있는 학생입니다. Nox 를 저감하는 방법이 여러가지가 있는걸로 알고 있습니다.
구체적으로 어떠한 방법이 실제 사용되고 있는지 궁금합니다
답변>
먼저 배기가스 규제의 배경을 살펴 보면,1997 년 9월 국제해사기구(IMO)본부에서 개최된 모임에서 선박에 의한 대기 오염방지에 관한 NOx규제안(Annex VI)이 채택되었습니다.
이 NOx의 규제는 출력 130kW 를 초과하는 박용기관으로서 2000년1월1일 이후에 건조되는 선박에 탑재하는 엔진을 대상으로 하고 있습니다.
참고로, Annex VI에 따르면 EIAPP(Engine International Air Pollutin Prevention) certificate를 발행 받도록 규제 하고 있습니다.
NOx 생성에 대하여 살펴 보면, NOx의 배출은 엔진의 연소기간이나 열효율과 깊은 관련이 있는데 대형 2행저속디젤엔진은 열효율이 높고, 또한 회전속도가 느리므로 연소가스의 고온 체류기간이 길고, 질소 산화물의 배출이 다른 기관에 비하여 많습니다.
이런 질소 산화물을 삭감하는 방법으로는,1차적 방법과 2차적 방법이 있습니다.
1차적 방법은 연소단계에서 생성되는 NOx를 삭감하는 방법으로 연소가스 온도를 저하시키거나, 또는 연소가스가 고온으로 유지하는 시간을 단축하여 NOx생성을 억제하는것으로써 연료분사 시기지연,급기가습,실린더 내 물분사,배기 가스 재순환 등이 있습니다.
2차적 방법으로는 배기가스 정화 장치로 행하는 방법으로 암모니아 요소를 환원제로 하는 SCR법 (Selective Catalytic Reduction_선택접촉환원법)과 같이 배기가스 정화장치에 의한 후처리 방법이 있습니다.
질문>
선박 엔진에 cut-off system 있다고 들었습니다.
cut-off system에 대해 자세한 설명 부탁드립니다
답변>
Cylinder cut out system 에 대하여 설명 드리겠습니다.
선박 엔진의 최소 RPM의 기준은 통상 최대연속출력(NMCR)의
20~ 25%이나 일부 선종은 Low Revolution Area(Slow Straming Condition)에서 운항할 경우 정상적인 OP(Optimal Performance Area)에서 운항 상태 와는 현격한 차이(불완전 연소로 인한 과도한 Carbon퇴적, 탄화수소방출 등)을 나타내게 되는데 이를 방지하고 기존의 최소RPM보다 더욱 낮은 Level(NMCR RPM의 20%정도)에서 운전 가능토록 본 System을 적용합니다.
원리는 Cylinder내 과도한 F.O의 분사를 막고 연소실내 동일한 Thermal Load를 유지할 목적으로 2개 그룹으로 Cylinder 를 나누어
운전하며 Governor로 부터 Ele.Signal을 받는 2개의 Sol.valve에 의해
Control되는 Puncture valve에 의해 순차적으로 연료를 차단함.
(통상 10분 간격임.)
상기 System은 과도한 연소 압력을 피하기 위하여 일반적으로 40%이상에서의 작동을 금하며, 초기에 T/V 계산을 통하여 진동에 대해서 검토 되어야
합니다.
질문>
우연히 책에서 OMD라는 것을 발견했는데, OMD가 무엇이며, 엔진에서 어떠한 역할을 하는지 궁금합니다.
답변>
일반적으로, 기계 제품에서의 발화는 연료나 윤활유의 누설에서 발생됩니다.
액체 상태에서는 발화가 일어 나지 않으며, 기화 되었을때만 발화가 됩니다.
오일(주로 윤활유)이 뜨거운 기계 표면에 닿으면 기화가 되며 시간이 지나면서 안개 처럼 무화(Oil mist)가 됩니다.
이때, 엔진의 구동부위에서 윤활유 공급부족등의 이유로 기계적인 마찰로 인해 베어링부위에서 고열이나 불꽃이 발생하게 되면 무화된 오일이 폭발하게 됩니다.
이러한 이유로, 엔진에는 OMD(Oil Mist Dectector) 를 설치합니다. Oil mist detector 는 엔진 운전중 발생하는 Oil mist의 양을 검출하는 System입니다.
검출되는 oil mist의 양에 따라서 OMD는 엔진룸에서 alram 을 울리게 되며, oil mist 양이 좀 더 많아지게 되면 엔진이 slow down 되고, 그 양이 아주 많아 지게 되면 엔진을 shut down 하게 됩니다.
참고로, OMD(Gravinar 제품)의 매뉴얼을 첨부 하오니 참고 바랍니다
질문>
선박 시동에 관하여 궁금하여 이렇게 부탁 합니다.
자동차는 시동모타로 운전을 하는데..
대형 선박은 어떻게 시동하는지 궁금하며
시동 장비 도면과 설명서를 구할수 있는지 궁금합니다
답변>
대형 선박의 Starting은 자동차의 시동 모타와 같은것으로는 일정 수준의 RPM 까지는 상승시킬수가 없습니다.여기서 말하는 일정 수준의 RPM이란 연료 투입후의 폭발 압력으로 피스톤 운동을 할수 있는 RPM을 말합니다.
그래서, 선박은 Air를 사용하고 있습니다.
선박의 Starting 시 30BAR의 Air로 가득찬 Air tank로 부터 Firing order에 맞게 air가 각 실린더마다 공급됩니다.
이렇게 해서 구동하기 시작한 엔진의 회전운동이 8~12 % of MCR(Maximum Continuous Rating) 까지 도달하여 6~8초간 지속이 되면 Fuel Level이라 하여 Fuel Oil (연료)가 공급되기 시작합니다.
이렇게 해서, 엔진이 Starting이 됩니다.
여기서 만약, 6~8초간 지속적으로 엔진이 구동되지 않으면 엔진은 Stop이 되고 Re-starting을 시도하게 됩니다.
참고로,선박의 Starting system 을 유첨합니다
질문>
수고 많으 십니다. 선박에 관하여 궁금한것이 있으면 이곳에서 궁금증을 해소 합니다....다름이 아니라 전 세계적으로 각 나라에서 선박을 건조 하고 있는데...<br />
해수가 흐르는 곳에 아연봉이란 것을 주기적으로 교체 한다고 합니다.<br />
아연봉을 사용하는 이유와...아연의 재질이 선박을 건조하는 회사마다 아연 재질이 차이가 있는지 궁금합니다...
답변>
질문에 대한 답변 다음과 같습니다.
질문 1:해수가 흐르는 곳에 아연봉이란 것을 주기적으로 교체한다고 합니다.
답변 1: 해수가 흐르는 곳이라기 보다 선체 외판 즉 주로 해수면 아래에 Zn 이라는 아연판을 선체에 붙입니다.
질문2 : 아연봉을 사용하는 이유
답변2 : 상기와 같이 선체 외판에 징크(Zn)라는 아연판을 붙이는 이유는 부식 방지 목적입니다.
해수에서 철이 더 잘 부식이 됩니다.철로 되어있는 선체를 부식으로 부터 보호하기위한 여러 가지 방법이 있지만 그중 가장 효과 큰 방법중에 하나 입니다.
Galvanic corrosion (이종금속간의 전위차에 의한 부식)이라는 원리를 이용한것으로선체는 철(Fe)이 주성분이고 철보다 금속의 이온화 경향이 높은 아연을 선체 외판에(금속의 이온화 경향은 K>Ca>Na>Mg>Zn>Al>Fe 와 같은 특징을 가짐)붙이면 부식이 아연에 집중해서 생기고 부식이 생기면 정기적으로 요것만 교체해 주면서선체 외판 (철)을 보호하는 것입니다 이를 또 다른 말로 Cathodic protection이라고 합니다.
질문 3: 아연의 재질이 선박을 건조하는 회사마다 차이가 있는지 궁금합니다.
답변 3: 선박을 건조하는 회사마다 상기와 비슷한 아연판을 붙이는걸로 알습니다만, 질문 하신 내용은 일종의 합금의 비율이라 판단 됩니다.상기에 쓰이는 아연판이 = 순수 아연 몇% + 기타 금속 % 하는 비율차이라 판단 되오나,조선소마다 상기 방법은 동일한 것으로 알고 있습니다
질문>
선박에 탱크선 중 가스 운반서에 대해서 알고 싶어 이렇게 글 올립니다.
가스 운반 선박에 모스형 과 멤브레인 형식이 있다고 하는데
처음으로 건조한 나라가 어디인지 궁금합니다.
답변>
LNG선은 최근 무공해 에너지원으로서 천연가스가 주목되고 있는 액화천연가스를 운반하는 선박이며, 고압 또는 저온을 유지하도록 차단 구조를 가진 LNG탱크를 설치한 선박입니다.
천연으로 생산되는 비석유계 천연가스(메탄계 탄화 수소가 주성분이지만, 실제로는 메탄이 90% 이상을 차지)를 액화한 것을 운반하기 때문에 LMG(액화메탄가스)선이기도 합니다.
메탄은 끓는점이 -162℃이기 때문에 냉각하여 액화한 메탄을 운반하는 배에서는, 액화가스를 선내에 설비된 탱크 안에 저장하는데 초저온의 유지가 어려운 점입니다.
1959년 영국에서 오일탱커를 개장한 메탄파이어니어호가 최초이며,
5년 후에 새로운 배가 만들어졌습니다.
한국은 94년 6월 현대중공업에서 한국 최초의 LNG선을 제작하였습니다.종류로는 모스형과 멤브레인형이 있으며 첨부 사진을 참조 하시기 바랍니다
질문>
엔진별 진동에 관하여 알고 싶어 질문을 드립니다.
sulzer 와 man b&w 엔진의 진동차이점과
엔진의 각 부분 즉 배기가스와 실린더 터버차자등
주요 분분의 진동 spec이 어느정도 인지 알고 싶으며,
엔진 시운전시 후진기아를 넣는 순간의 진동에 관해서도
알고 싶습니다.
답변>
엔진별 진동 특성은 CYL. 수와 관련이 있으며, WCH(SULZER)와 MBD(MAN B&W)엔진의 경우도 비슷한 경향을 보이고 있습니다. 7CYL.이하에서는 H-MODE, 8CYL. 이상에서는 주로 X-MODE의 진동 경향을 나타내고 있습니다. 상기의 진동은 선박에서 TOP BRACING등을 설치하여 운항 구간에서의 공진을 회피하고 있습니다.
엔진의 진동 SPEC은 MBD의 경우 본체에서는 25mm/s, peak,기타gallery 및 다른 part에 대해서는 50mm/s, peak로 규정하고 있으며, Turbochager의 경우 maker별로 규정하고 있는 값이 상이하나,계략50mm/s,RMS로 규정하고 있습니다.
WCH의 경우 M/E에 대해 64mm/s, peak로 규정하고 있습니다.
저속 엔진의 경우,엔진의 crankshaft와 propeller 축과 direct로 연결되어 있으며, 기어를 사용하지 않습니다.따라서 후진시에는 엔진을 정지하여 엔진을 역방향(ASTERN)으로 회전시켜 propeller를 구동 하고 있습니다.Astern 방향 회전시는 Propeller의 역방향 회전으로 정방향(Ahead)회전시 보다 Unstable한 진동이 나타납니다.
질문>
현재 Marine Main Engine의 Sub-Component(Turbocharger, Turning Gear and Top Bracing, Etc.)에 적용되는 Lub. Oil 관련하여, 아래 Lub. Oil 회사에서 공급하는 제품에 대한 전체적인 "Lub. Oil Equivalent List"를 구했으면 좋겠습니다.
Mobil, BP, ELF, SHELL, EXXON, CHEVRON, DASTROL, FINAL, TEXACO, FAMM, LUBMARINE(TotalFinaElf)
답변>
우선 최근 합작 또는 흡수 합병된 Oil Brand 및 현 현황를 아래와 같이 정리하오니 참조 바랍니다.
- TEXACO + CHEVRON --> FAMM
- Fina + Elf Lub --> TOTAL
- Exxon + Mobil --> ExxonMobil
- Shell --> 변경없음
- BP --> 변경없음
- Castrol --> 변경없음
1) Turbocharger : 최근의 T/C L.O System은 Forced Lubricating Oil System이 주류이며, 따라서, Main Engine System Oil이 Branch되어 공급됩니다.일반적으로 System Oil의 요구사양은 SAE30/TBN5~10으로서 이러한 사양을 만족 하는 모든 Oil Brand Made는 사용 가능합니다.
참고로 대표적인 Major Oil Brand별 Type은 아래와 같이 참고로 알려드립니다.
- Atlanta Marine D3005(TOTAL)
- Energol OE-HT-30(BP)
- Marine CDX-30(Castrol)
- Veritas 800 Marine 30(FAMM)
- Mobilgard 300(ExxonMobil)
- Melina Oil 30(Shell) etc.
=> 더자세히는 Running 조건별 요구되는 사양이 있으나, 이는 다소 전문적인 지식이 필요하므로 제외합니다
2) Turning Gear : 요구사항은 ISO VG220 or 320이며, Brand별 참고사항은 아래와 같습니다(Gear Side).
- ELF Epona Z(TOTAL)
- Energol GR-XP 680(BP)
- Mobil SHC 630(ExxonMobil)
- Shell Tellus Oil C220(Shell)
- Meropa 220(FAMM) etc.
3) Top Bracing은 구체적인 Type 명기는 없으나, 일반적인 사양인 Without Pump Station (Hydraulic Type 작동유)에서 요구되는 사양은 "Standard Hydraulic ISO VG32 Mineral Oil" 입니다
질문>
엔진 배기가스 부분이 압력이 얼마나 걸리는지 그리고,
온도는 어느정도 되는지가 궁금합니다
답변>
당사에서 제작하고 있는 저속 2행정 엔진의 배기가스 압력은 통상 3.3 - 3.5 bar. a (at 100% 부하) 정도이며 이는 WCH 엔진이나 MAN B&W 엔진 모두 큰차이는 없습니다.
배기가스온도는cylinder를 통해서 나온 가스가 배기관을 통과 후 turbocharger 입구전에서 MAN B&W 엔진은 400 - 450도 정도이며 WCH엔진은 약간 높은 430 - 470 도 정도입니다.물론 열대지방과 같이 더운 곳에서는 배기가스 온도가 약 20 - 30도 정도 상승합니다
질문>
짧은 실습 기간 동안에 "MISUI MAN-B&W 6S 50MC"엔진을 경험하였는데 다음에 승선하게 될 배의 주기 TYPE이"SAMSUNG B&W 5S70MC"이라고 했습니다.br />
숫자로 판단한다면 6실린더와 5실린더의 차이 그리고 CYLINDER BORE가 500mm와 700mm의 차이는 알 것 같은데 앞의 misui MAN-B&W와 samsum B&W 즉, 꼬집어서 알고 싶은 것은 MAN-B&W 와 B&W의 큰 차이가 무엇인지요?<br />
아울러 크게 다른 차이점에 대해서 알고싶습니다.부탁합니다
답변>
Misui MAN-B&W와 Samsumg B&W의 큰차이점은 없습니다.
즉, MAN-B&W와 B&W는 Licensor Agreement를 체결시에
Misui엔진은 misui MAN-B&W로 구(舊) 삼성엔진은 samsumg B&W로 명기함에 따른 것으로 MAN-B&W엔진은 B&W엔진으로 줄여서 호칭하고 있는 것입니다.
물론 상세 설계로 들어가서 Misui MAN-B&W엔진과 Samsumg B&W엔진간 차이나는 점으로 각사 공히 오랜 엔진제작 경험(조선소 및 선주 요구사항등)을 도면에 반영한 것이 있겠으나 주요부품은 원천 기술사의 설계를 그대로 반영하고 있습니다.
질문>
선박에 공급하는 기름성분중에 카본이 많이 검출되었을경우 엔진에 미치는 영향을 알고 싶습니다
답변 부탁드리고요 감사합니다
답변>
연료유 중의 Carbon의 영향 :
1. 연소 전에는 가종 Fuel system 즉 청정기, filter & Storage tank등에 슬러지 형성
2. 연소 후에는 미연소의 탄소가 퇴적물로서 실리더 벽, 피스톤 상부 및 노즐팁에 부착하고 유막을 파괴하며 링의 고착, 배기밸브의 손상 또는 연료분사 밸브 폐쇄 등의 원인
또한, Exhaust gasways, 특히 Turbocharger & Exhaust Gas Boiler의 Fouling이 심해지기 때문에 Cleaning interval이 짧아진다.
연소실에 분사되기 전 적절한 Centrifuging, filtering 및 settling등으로 분리
질문>
선박용)발전기 히트 발란스에 대해서 자세히 좀 알고 싶습니다...
제가 4년동안 선박에 관해서 공부를 했지만...
아직 미흡한 부분이 많고...
또 자료를 찾을려고 해도 전문부문이라 별로 자료도 없는 것 같아서...이렇게 글을 올려봅니다...
답변>
선박용 발전기의 Heat balance에 대한 개념은 자동차, 선박등에 적용하는 개념과 동일합니다. 우선 설계시에 고려되는 Factor로는 Engine driven pumps (Fuel oil, Lubricating oil, Cooling water pump류)의 소모전력과 각 유체별 Cooling capacity를 고려하게 됩니다.
이러한 발전기 엔진에 부착되는 보조기기 (Pumps, Cooler, Heater등)류의 소모전력을 고려한 Calcualtion Sheet가 바로 Heat balance 입니다.
질문>
요즘 디젤 엔진에 대해 배우는 학생인데요 선박용 저속 디젤 엔진의 구조, 연료와 공기 혼합 방법,점화(연소)방법 등의 작동원리에 대해서 알고 싶습니다. 귀찮으시 더라도 좀 알려 주세요..
그럼 날씨도 많이 추운데 감기 조심하시고요.. 꼭 좀 부탁 드립니다
답변>
우선,선박용 저속 디젤 엔진의 구조에 대해서는 홈페이지「디젤엔진이란?」을 참조바랍니다.
⊙ 연료와 공기혼합 방법 및 점화 방법
내연기관은 점화방법에 따라 불꽃점화기관(Spark ignition engine)과 압축착화기관(Compression ignition engine)으로 크게 분류될 수 있으며, 디젤엔진은 압축착화기관에 해당됩니다.
따라서, 별도의 점화장치는 필요하지 않으며 그 구조는 우리가 일상생활에서 흔히 사용하고 있는 자동차의 가소린기관(불꽃점화기관)과는 사뭇 다릅니다.
그림은 현재 선박용 엔진으로 널리 사용되고 있는 저속2행정 디젤엔진(MAN B&W사)의 유체 흐름을 나타내는 것으로 연소실을 형성하는 Liner 하부에 흡기공을 만들고 상부에 배기밸브를 설치한 Uni-flow 방식을 채택하고 있습니다.
중/고속 4행정 디젤엔진의 경우는 자동차 엔진과 같이 Cylinder 상부에 흡/배기 밸브를 별도로 구성하고 Cam과 Push rod를 이용하여 밸브를 개폐함으로써 흡/배기를 실시합니다.
연료와 공기의 혼합은 별도의 장치가 구성되지는 않으며 Liner 하부에 설치된 흡기공을 그림2와 같이 유입각도를 만들어 연소실내에 와류(Swirl)를 만들고 여기에 고압(300 ∼ 800bar)으로 연료를 분사하여 혼합합니다.
이러한 고압분사와 Swirl을 통한 와류형성과 더불어 연료변(Fuel valve)의 Atomizer 설계(홀 직경 및 분사 각도)를 통해 무화(atomization), 관통(penetration), 분산(dispersion) 및 분포(distribution)가 최적화되도록 설계하고 있습니다.
점화방법은 앞에서 설명한 바와 같이 압축착화에 의해 이루어집니다
질문>
NOX 타입 엔진에 대한 모든 것이 궁금합니다.
보통 엔진과 어떠한 점이 차이있는지 알려주시면 감사하겠습니다.
그리고 NOX화학식도 알수 있을까요?
답변>
NOx Type엔진에 대한 답변입니다.
NOx Type엔진에 대한 용어 사용이 좀 애매한 부분이 있는 것 같습니다.
현재 저희 회사에 적용하고 있는 IMO 규제기준을 두고 얘기한다면 이렇게 표현하는게 맞는 것 같습니다.
"IMO NOx Compliant Engine"
이경우, 기존의 IMO NOx Non-compliant Engine 대비 변경된 부품은 Fuel V/V의 Nozzle사양만 상이합니다. 즉, 연료 분사 조건를 변경함으로써 IMO NOx규제치를 만족하고 있습니다.
그외 화학식을 말씀하셨는데, 간단히 표현한다면 다음과 같습니다.
N2 + O --> NO + N
N + O2 --> NO + O
질문>
저속에서 사용하는 크랭크샤프트(Crankshaft)는 샤프트와 스로우를 열박음 조립하여 만드는 Semi Bult 방식으로 제작되며, 크랭크샤프트(Crankshatt)는 크랭크 스로우(Crank thow)의 제작 방법에 따라 주조(Casting)와 단조(Forging)로 나눕니다.
전엔진의 과정은 있는데 크랭크샤프트 자체는 어떻게 제조됩니까?>
답변>
당사에서는 단조(Forging)를 주로 사용하며, 또한 제조공정이 유사함으로 단조(Forged) 크랭크 샤프트 제조공정에 대해 말씀드리겠습니다.
1. 쇳물을 녹여 제품을 만들기 위한 큰 덩어리(잉곳)을 만든다.
(Ingot Making-화학성분)
2. 잉곳(ingot)을 가열하여 Press에서 초기 단조를 한다.
(Rough forging)
3. 크랭크 스로우(Crank throw)는 Die Forging을 통해 형상을 만들
고, Shaft는 Free Forging을 하여 각각 원하는 형상을 만든다.
(Finish Forging -치수검사)
4. 열처리를 통해 제품의 기계적 성질(Mechanical properties)을
높인다. (Heat Treatment - Material 검사)
5. 제품의 계략적인 형상을 만들기 위해 Frame cutting을 통해
불필요한 부분을 제거한 후 열에의한 Stress를 제거하기 위한
열처리를 한다. (Stress Relieving)
6. 크랭크 스로우와 샤프트를 가공장비에서 각각 황삭(Rough
machining)한다. (Machining for Shrinkage Fitting -치수검사)
7. 크랭크 스로우와 샤프트를 열박음을 통해 조립한다.
(Shrinkat Fitting )
8. 조립된 크랭크 샤프트는 선반에서 최종 정삭 가공한다.
(Finish machining )
9. 최종 치수 검사 및 Magnetic particle Test를 통해 제품의
이상 유무를 확인한다.(Final Inspection)
디젤기관의 작동원리와
가솔린기관의 작동원리쫌 상세히
설명해주세요~~
아래는 문의하신 디젤기관과 가솔린기관의 작동원리에 관한 설명입니다. 더 궁금하신 점에 대해서는 언제든지 글을 남겨주시면 성심성의껏 답변해 드리도록 하겠습니다.
감사합니다.
디젤기관의 작동원리는 압축착화 방식으로 작동됩니다.
즉, 실린더와 피스톤에서 구동되는 피스톤에 의해 실린더공간으로
흡입되는 공기를 고온 고압으로 압축하여 연료를 매우 미세하게 분사
하면 내부의 고온에 의해 별도의 점화장치 없이 폭발하며,
여기서 얻은 폭발압력으로 구동축에 동력을 얻게됩니다.
열효율이 높고 내구성이 매우 강하게 제작되어
주로 선박엔진, 발전용엔진, 중대형 자동차에 사용됩니다.
가솔린기관의 작동원리는 불꽃점화 방식으로 작동됩니다.
즉, 실린더 내부에 외부공기와 연료를 분사 후 불꽃을 점화하여
폭발을 시키는 방식으로 여기서 얻은 폭발 압력으로 동력을 얻게됩니다.
열효율이 낮으며 디젤기관보다 내구성이 약하여
주로, 소형기관 및 자동차에 사용됩니다.
질문>
2-stroke 엔진 중에 V-type은 없나요?
답변>
2-Stroke 엔진 중 V-type은 기술사에서 개발을 한적이 없기 때문에 지구상에는 없다고 할 수 있습니다.
2-stroke engine은 대형선박에 장착이 되며 출력이 상당히 크기 때문에 V-type으로는 Crankshaft가 견딜수 없는 구조적 문제가 있기 때문에 앞으로도 개발이 되지 않으리라 예상됩니다.
2. gasoline engine은 gasoline engine knock때문에 bore 사이즈를 늘이지 못하는 걸로 알고 있습니다.
또한 당사에서 생산하는 엔진은 HFO (Heavy fuel oil), MDO (Marine diesel oil) 및 MGO (Marine gas oil)을 주연료로 사용하고 있기 때문에 gasoline 기관에 관해서는 관련된 다른곳에 문의를 하시는 편이 님의 궁금증을 해결하시기에 좋으리라 생각됩니다
질문>
디젤기관가 가솔린 기관이 다른이유가 뭘까요?
디젤은 압축착화방식 가솔린은 불꽃점화 방식...
왜 그럴까? 답변부탁드립니다.
답변>
디젤기관은 풍부한 공기를 이용하여 연료를 유효하게 연소시키고 압축비가 높은점과 더불어 연료를 경제적으로 사용하기 위해서입니다.
즉, 자기점화방식이기 때문에 대형 실린더 엔진에서도 점화가 확실하게 행하여 지고 대형에서는 녹크의 문제도 없기 때문에 실린더를 충분히 크게 할수 있을뿐만아니라 대출력의 기관을 만드는것이 용이합니다.
가솔린기관은 연료를 다소 희생하더라도 흡입한 공기를 남김없이 이용하려는 것이고 압축비가 낮은것과 연소시간이 짧은점 등으로 해서 소형, 경량, 고속기간이 용이하게 얻어지는 특징이 있습니다. 즉, 연료의 기화가 좋은점, 압축비가 낮은점 등으로 시동이 용이하고, 고속회전을 얻기 쉬울뿐만 아니라 운전이 정숙하고 진동도 적은 이점이 있습니다.
질문>
터보차져cot-off test에 대한 자세한 자료가 구할수 없어 공부하기가 힘이듭니다. 그 내용에 대한 자세한 설명부탁합니다
답변>
Turbocharger cot-off test에 대한 간략한 설명은 아래와 같으며
보다 자세한 대답을 원하실 경우 언제든지 글을 남겨주시면
관련 자료를 e-mail로 보내드리도록 하겠습니다.
Turbocharger cot-off test란 Turbocharger를 Blocking(Rotor만 고정시키는 것) 또는 Blacking(Rotor를 제거하고 차단판을 설치하는 상태)하여 엔진제작사에서 제시하는 일정 부하까지 운전가능한지를 Test하는 것입니다.
Turbocharger cot-off test는 시간과 작업이 많이 요구되는 test이며, 선주사의 요청에 따라 Turbine in/outlet과 compressor outlet측에 blacking plate를 설치(Rotor 분해 없이)하여 Demonstration만 실시합니다.
질문>
말씀해주신 S함유량과 N함유량 증가가 부식에 얼마나 기여하는지 알수 있을까요?
답변>
디젤유 연료중에는 황(S)이 Cyl. Liner의 화학적 부식을 일으키는 가장 큰 원인이며, 질소(N)는 단지 배기가스의 NOx를 증가 시키는 것으로 알려져 있습니다.
엔진 운전시 Cyl. Liner 벽온도가 이슬점 이하로 낮아짐으로써 소기 Air중의 물방울은 연료중의 유황성분과 화합, 강산인 황산이 생산되어 Liner 화학적으로 부식 시키고 여기서 떨어져 나온 미세 금속조각들이 Running면에 들어감으로써 Scuffing 및 Liner 마모를 더욱 가속화 합니다.
S + O2 -> SO2
2SO2 + O2 -> 2SO3
2SO3 + H2O -> H2SO4(황산)
엔진에는 Water Mist Catcher에서 소기 공기중에 있는 물방울을 대부분 제거하지만 일부는 Liner로 유입되고 이 물방울이 Liner벽면에 붙어 있음으로써 황산화물과 반응하여 황산이 됩니다. 이를 막기 위해서는 Liner 벽면온도를 이슬점 이상으로 올려 공기중 미세 물방울이 Liner 벽면에 붙었을 때 기화 되도록 하여야 하고, 황성분이 적은 연료를 써야 함은 물론 알칼리성의 L.O.를 적용하여 산을 중화 시켜야 합니다.
이외에도 Water Mist Catcher에서 떨어진 물이 Drain 되지 않고 소기관 바닥에 고여 있을 경우 소기공기와 함께 이 수분이 Liner로 들어감으로 역시 부식을 발생하기도 합니다. 이와 같이 수분은 Liner에 치명적인 요소입니다.
따라서 저속디젤엔진의 Cylinder Oil은 연료중에 포함된 황성분을 중화 시키기 위해 알칼리성의 광유(Mineral Oil)을 사용하며 이 광유는 원유에서 생산되어 각종 정제과정을 거쳐야 하므로 가격이 비싼 고급 윤활유를 사용 합니다. 연료의 황화합물 양에 따라 적절한 알칼리성의 Cylinder Oil을 사용해야 황산화물이 중화되어 황산으로 인한 Liner 마모를 방지할 수 있습니다
질문>
엔진관련 실무자는 아니지만 궁금한게 있어서..
H.F.O 를 사용하면 배기가스에 어떤 물질이 나오는지 알고싶은데요... 황함유량이라든지.. 알수있을까요?
답변>
H.F.O. 사용시, M.D.O.를 사용했을 때보다 차이점이 있다면
연료속 N함유량에 따른 NOx 가 증가하게 되고,
연료속 S함유량에 따른 SOx가 증가합니다.
또한 HC 및 CO성분도 증가합니다.
기타 그외에 첨가물질로 인해서 Particulate성분이
MDO에 비해 상대적으로 많이 증가하게 됩니다.
충분한 답변이 되셨는지요?
더 궁금하신 사항에 대해서는 언제든지 글을 남겨주십시오.
성심 성의껏 답변해 드리도록 하겠습니다.
감사합니다.
질문>
전 Air cooler내부의 Water Mist Catcher제작을
담당하고 있습니다. 설계상의 많은 문제로 인하여
귀사는 물론이고 정박중인 배에까지 A/S를 다녀올 정도로
작지만 문제가 생기면 아주 까다로운 작업을 하게되죠.
제작과 출장을 거듭하면서 가장 큰 원인이 엔진의 진동에
있다는걸 알게 되었습니다. 이론적으로는 엔진내부의 폭발
행정에 의해 진동이 생기는 것으로 알고 있는데
그 진폭이 어느정도인지...그리고 두번째 이유인 밀폐된
공간내의 풍속의 영향에서 풍속은 어느정도인지가 궁금합니다.
제가 출장간 선박의 엔진은 L32/40이었는데 풍속이
26300 l/min이라고 적혀있었는데 flow단위에서 무엇을 뜻하는지...
마지막으로 내부 온도가 어느정도인지...
성의껏 답변 바랍니다. 귀사의 대부분 엔진에 제가 제작하는
W.M.C가 장착되기에 답변에 따라 제품의 내구성이 달라지겠죠?
꼭 답변 바랍니다.
답변>
먼저 당사에 대한 관심 깊이 감사드립니다.질문에 대한 답변드리겠습니다.
Water Mist Catcher를 담당하시는 분이라 엔진의 주위 환경에 많은 관심을 가지고 계신것으로 판단됩니다.
문의하신 L32/40호선에대해 아래와같이 알려드리오니 참조 하시기 바랍니다.
1) L32/40 엔진의 진동 진폭
통상적으로 엔진의 진동 진폭은 엔진type 과 엔진이
설치되는 Foundation의 type / 설치상태에 따라
다양한 진동양상을 나타냅니다.
9L32/40엔진의 경우 진동 진폭의 측정치는
12 ~ 18mm/s(Vrms 2 ~ 300Hz)입니다.
참고로 엔진+Foundation이 정성적으로 설계/제작/설치
되었다면 35mm/s(Vrms 2 ~ 300Hz)이하로 유지될수 있읍니다.
(단, 저속엔진의 경우는 강성지지대-Top Bracing의 설치가
일반적으로 요구됨)
2) Air cooler의 풍속
기본적으로 엔진의 완전연소를 위한 필요로하는 공기량은
각엔진의 type에 따라 차이가 있으며, 그필요한 양을
기본으로 air cooler의 air side를 설계합니다.
그리고 공기의 속도는 필요한 공기량(Volume) 과 통과하는
단면적에 의해; Q = A x V
Q : 공기량 (m3/s)
A : 통과하는 단면적(m2)
V : 속도(m/s)
나타나며, 따라서
V = Q / A로 표시됩니다.
따라서 문의하신 L32/40호선의 air cooler를 통과하는
air velocity(공기속도)는 ~ 7.19 m/sec입니다.
3) 내부온도
통상 디젤엔진의 내부최고온도는 ~ 2000 deg.Kelvin 정도입니다.
충분한 답변이 되었으면 합니다. 혹 의문점이나 추가 질문사항이 있으시면 리플달아 주시거나 본 업무담당자인 최종태과장(Tel.260-6604)에게 연락주시면 상세히 답변드리겠습니다
질문>
저는 엔진 쿨링에 관심이 많으며, 대형 디젤 엔진의 경우 어떠한 방식으로 쿨링을 하는지 알고 싶어서 연락드렸습니다.
일반 소형 디젤/가솔린 엔진의 경우, 엔진 오일 쿨러 및 EGR cooler 등의 쿨링 시스템이 필요한 것으로 알고 있습니다. 효율이나 환경 문제 등을 고려할 때, 쿨링 시스템의 필요성은 매우 크다고 생각합니다.
대형 엔진의 경우 어떠한 쿨링 시스템을 이용하는지, 어떠한 기술을 보유하고 있는 지 간략하게 설명 부탁드립니다.
답변>
Cooling에 대해 간단히 설명드리겠습니다.
아시는 바와같이 대형엔진에도 Cooling이 필요합니다.
이는 지속적인 엔진의 폭발에 의해 각종 부품에 전달되는 발생열을
Cooling시스템을 이용하여 과열을 방지하는데 목적이 있으며,
디젤 대형엔진의 경우 주로,
-. 엔진 내부에는 Oil Cooling을 하고 있으며,
-. 엔진 외부에는 Water Cooling을 하고 있습니다.
즉, 엔진 내부에는 Piston Crown부위가 연료폭발에 의해 발생되는
열을 직접 전달받게 되며, 이에 의한 과열을 방지하기 위해 Crown
내부에 기계가공을 통한 Oil Line을 두어 Cooling Oil을 계속적으로
흘려 보내 냉각을 유지하는 하는 Lube Oil Cooling System을 적용하
고 있습니다.
한편, 엔진 외부에는 Cylinder 외부에 열을 식히기위해 Jacket
Cooling Water System을 적용하고 있습니다.
또한 엔진의 연소를 돕기위해 외부 공기를 끌어들이는데 과급기
(Turbocharger)에 의해 고온고압(약 200도)이 된 공기를 Air Cooler
을 통과시켜 약45도 정도의 Air로 Cooling하는 System이 있습니다.
상기에서 언급된 시스템을 엔진 자체적으로 구성되는 것은 아니며,
선박자체의 Cooling System과 함께 연계되어 있습니다.
따라서, 최종 Cooling System 의 원천은 해수를 선박으로 끌어들여서 모든 Cooling System에 적용됨을 첨언합니다.
질문>
저는 대학교 4학년에 재학중인데 논문제작중 Running-in부분에서 많은
어려움을 받고 있습니다. 깊속한 내용이아님 개념정도로 해서 답변좀
꼭 부탁드립니다.. 읽어주셔서 감사합니다
답변>
Running-in이란 쉽게 이야기하자면 엔진 길들이기라고 할 수
있습니다.
엔진을 조립하면 구동부위의 Steel Contact이 완전하다고는 볼 수
않습니다. 따라서, 이러한 구동부위(하기참조)는 Running-In 절차에 따라,
-. Cylinder Liner과 Piston Ring의 Contact,
-. Piston Rod와 Stuffing Box의 Contact,
-. Gear Wheel 간의 Contact,
-. Crankshaft와 Main Bearing간의 Contact,
-. 각종 Bearing간의 Contact등이 있으며,
엔진의 본격적인 운전을 하기 전에 이루어지며, 이는 각 부품간의
기계적인 Contact가 원할 이 이루어질수 있도록 일정시간을 두고
시행하여 갑작스런 운전에도 기계적인 Contact에 의해 부품의 손상발생을 줄이는데 그 목적이 있다고 하겠습니다.
질문>
M/E(MAN B&W) 탑재 후에 holding down bolt를 이용하여
seat에 고정한다고 알고 있습니다.
혹시, 이 holding down bolt를 체결하는데 일정한 순서라던지
주의사항이 있으면 답변 부탁드리겠습니다.
답변>
Engine Holding Down Bolt의 체결순서는 다음과 같읍니다.
1. Holding Down Stud 상/하부 Nut를 Tommy Bar를 인력을 이용하여 최대한 체결합니다.
2. Hydraulic Jack의 하부 Cylinder부를 Nut하부 Spacer상부에 정위치 시킵니다.
3. 규정된 Pressure를 Jack에 주입합니다.
4. 약 2분간 기다린후 다시 규정된 값으로 재 Tightening합니다.
유압체결 순서는 엔진의 길이방향을 3구간으로 나눈뒤 먼저 중앙부 -> 선수부 -> 선미부 -> 다시 중앙부를 재 체결합니다.
질문>
다름이 아니라 엔진 bed plate와 frame box 사이에 볼트를 체결합니다. 그런데 제가 듣기로는 이 bolt도 reamer bolt의 일종이라고 들었습니다. 제가 아는 상식의 리마 볼트 개념은 볼트가 너트보다 커서 얼액체질소로 얼려서 박는 개념으로 알고 있었습니다.
저의 궁금한 사항은 이런 reamer bolt를 헤머를 사용하여 때려서 박는다면 문제가 발생하지 않을련지 그리고 이런 리마 볼트에 관한 자료는 어디서 구해야하는지 알고 싶습니다
답변>
Reamber Bolt에 관한 답변입니다.
Bed Plate와 Frame Box에 체결되는 Reamber Bolt는 길이가 짧고 Interference가 적기 때문에 Bolt를 냉각하지 않고 조립하여도 문제가되지 않습니다. 그리고 Reamber Bolt가 길고 Interference가 크면 반드시 냉각을하고 조립전에 Bolt를 측정해서 조립가능여부를 확인하고 조립합니다.
참고로 Reamber Bolt 조립기술내용은 간단히 언급되기에 너무 어려운점이 있어 여기에서는 일반적인 답변만을 드립니다. 이와 관련하여 추가 질문사항이 있으시면 아래로 연락하여 주시면 좀 더 상세히 답변드리겠습니다.
질문>
진동때문인가 잘모르겠는데요, 조립된 엔진 bolt 머리부가
자꾸 파손되어 제대로 조립을 할 수가 없습니다.
여기는 엔진 전문가이므로 이론적인 설명을 부탁드립니다
답변>
추측가능한 원인으로 4가지 정도로 생각됩니다. 참고바랍니다.
1) 엔진 구동시 볼트의 머리부가 파손될 경우 엔진 시스템에서 발생되는 Dynamic stress가 볼트의 피로 한도보다 크기 때문에 볼트의 파손이 야기됩니다. (FEM 혹은 측정을 통해 확인 바람)
2) 현재 선박엔진에 사용되는 주요 볼트들은 선반가공이 아니라 전조 가공으로 이루어진다. 만약 선반가공으로 볼트가 가공되었을 경우 가공 결합에 의한 파손이 야기될 수 있습니다.
3) 결합시 볼트의 머리부가 파손 된다면, 볼트 결합시 가해지는 Load가 볼트의 항복강도보다 높게 적용된다면, 볼트는 소성변형이 발생되며, 결국 파손됩니다. 다시 말하자면, 볼트 재질 선정에 문제가 있다는것입니다.
4) 엔진 조립부 가공시 볼트 Hole의 가공도 여부를 확인 할 필요가 있습니다
질문>
저속대형 선박엔진의 키가 큰것은 2행정에서 실린더의 밑부분을 밀봉하여 피스톤의 뒷면으로 소기공기를 압축하기 위해 길게 구성된 피스톤로드를 장착하기 위한 구조물로서 엔진의 키가 그렇게 큽니까?
답변>
2행정과 4행정 엔진의 차이는 별도 기술할 필요가 없을 것으로 판단되어 2행정 엔진의 구조에 대해서만 말씀드리겠습니다.
질문에서도 언급한 것과 같이 2행정엔진이 4행정엔진과 Design 상 큰 차이는 보이는 것 중 하나는 Crosshead type의 적용입니다.(4행정은 Trunk type)
이는 Connecting rod와 Piston rod를 별개로 구성하고 Crosshead로 연결함으로서 Crank chamber와 연소실 사이에 소기를 위한 별도의 공간(Scavenging air box)을 형성하고 있습니다. 이로인해 연소가스에 의한 Crankchamber내의 윤활유 오손을 방지하고 Crosshead에서 Connecting rod의 Side force를 흡수하여 Liner의 편마모를 방지할 수 있게 되었습니다.
소기는 Liner 하부의 소기Port를 통해 유입되고 Cylinder cover에 설치된 배기밸브를 통해 배기가스를 배출하는 Uniflow 방식을 적용하고 있습니다.
이와 같이 Piston rod와 Connection rod가 별개로 구성됨으로서 엔진의 Height가 4 Stroke에 비해 상대적으로 높은 구조로 Design 되어 있습니다.
출처
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