En el contexto de la transformación verde en el transporte marítimo, el metanol se utiliza ampliamente como combustible alternativo de bajas emisiones para motores marinos en buques terrestres y marítimos. En comparación con los motores diésel tradicionales, el metanol tiene las ventajas de tener un bajo contenido de azufre y carbono, pero es tóxico, volátil y corrosivo, lo que requiere requisitos especiales para los procesos de instalación, los materiales de las tuberías, la protección de seguridad y la operación de la tripulación. Muchos barcos, en el proceso de modernización o instalación de motores de metanol, enfrentan riesgos como fugas, envenenamiento e incendio debido al incumplimiento de las regulaciones de las sociedades de clasificación, la selección de materiales de tubería incorrectos y la falta de sistemas de seguridad. Este artículo combina experiencia práctica para explicar los puntos clave de la preparación previa, la instalación en el sitio, la puesta en servicio y la aceptación, la operación estandarizada y el mantenimiento diario de los motores marinos de metanol.
1. Preparación previa a la instalación y evaluación de la adaptación del barco.
La instalación de motores marinos de metanol no se puede copiar directamente del proceso de construcción de motores diésel comunes. La evaluación previa es la base para una operación segura. En primer lugar, se debe completar la revisión espacial de la sala de máquinas del barco. Además del motor principal, el modelo de metanol también está equipado con una unidad de suministro de metanol, un sistema de purga de nitrógeno y un dispositivo de alarma de detección de fugas. La sala de máquinas debe reservar espacio para mantenimiento y ventilación, y la sala de preparación de combustible debe estar aislada de la sala de máquinas. La tubería de suministro de metanol debería adoptar preferentemente una estructura de tubería de doble pared.
La selección de materiales es crucial. El metanol es corrosivo y está prohibido el uso de acero galvanizado y aleaciones de aluminio comunes en tuberías y válvulas de combustible. Se prefiere el acero inoxidable 316L y los materiales de sellado, como el politetrafluoroetileno y el caucho de perfluoroéter, están hechos de materiales resistentes al alcohol para evitar fugas causadas por la corrosión del medio. Al mismo tiempo, se confirma que el tanque de combustible y el tanque de metanol adoptan una estructura de doble capa, equipada con protección de inertización de nitrógeno y dispositivos de recolección de líquidos residuales de soporte.
El personal de construcción debe estar familiarizado con las especificaciones para los buques de combustible de metanol, tener calificaciones para instalar equipos de energía marina, leer las directrices pertinentes para los buques de combustible de metanol CCS, equiparse con detectores de concentración de metanol, herramientas a prueba de explosiones, equipo de protección química, preparar planes de instalación y construcción y planes de respuesta a emergencias, y completar la inspección del buque y el trabajo de informes.
2. Posicionamiento del host y construcción de instalación de tuberías.
Levante el host a su lugar, ubique el centro de gravedad de acuerdo con el dibujo, use un dispositivo de elevación para bajarlo suavemente a la base de la máquina, ajústelo con cuñas para completar la alineación del eje, controle estrictamente la desviación de la alineación y evite vibraciones excesivas en la etapa posterior que puedan dañar toda la máquina y las juntas de las tuberías. Una vez completada la fijación de la base de la máquina, la instalación del sistema de enfriamiento, el sistema de aceite lubricante y el sistema de escape se deben realizar en secuencia.
El sistema de tuberías de combustible de metanol es el enlace principal de la instalación, y todas las tuberías de metanol deben encaminarse de manera razonable para reducir las uniones innecesarias y minimizar el riesgo de fugas; Se deben utilizar tuberías de doble pared para pasar a través del área de la cabina, con una interfaz de detección de fugas instalada en la capa intermedia. Una vez completada la soldadura de la tubería, se lleva a cabo una limpieza en serie para eliminar las impurezas internas y evitar daños a los componentes del rociador de alta presión causados por las impurezas. Una vez finalizada la tubería, se realizará una prueba de sellado de presión para confirmar que no hay fugas. Se colocarán señales de advertencia claras sobre el medio de metanol en la pared exterior de la tubería.
Sincronizar la construcción de sistemas eléctricos y de seguridad, instalar alarmas de detección de gas metanol en la sala de máquinas y sala de preparación de combustible, y conectar las señales de alarma al sistema de monitoreo del barco; Instale una válvula de cierre de emergencia para cortar rápidamente el suministro de metanol en caso de una alarma de fuga. Toda la máquina y los componentes metálicos de las tuberías están conectados a tierra de manera confiable para eliminar el riesgo de acumulación de electricidad estática, y el sistema de ventilación de soporte garantiza la circulación del aire en la cabina.
3. Depuración completa de la máquina e inspección y aceptación del envío.
Se han completado todas las instalaciones mecánicas, de tuberías y eléctricas y se prohíbe la introducción directa de combustible metanol para el arranque. En primer lugar, lleve a cabo una depuración estática para completar el escape de circulación del circuito de agua de refrigeración y el sistema de aceite lubricante, verifique las funciones del sistema de seguridad, salida de alarma, corte de emergencia y purga de nitrógeno, y confirme que la retroalimentación de la señal del sensor sea normal.
Primero, realice una prueba de funcionamiento en modo diésel para verificar las condiciones de funcionamiento de arranque, ralentí y diversas cargas de toda la máquina, e investigue problemas de vibración, ruido anormal y fugas. Después de pasar la prueba del modo diésel, se conecta combustible de metanol para completar la purga y el reemplazo del sistema de combustible, cambiando gradualmente al modo de metanol. La prueba avanza desde carga baja hasta carga nominal para verificar la lógica de cambio de combustible dual, verificar el estado de funcionamiento del sistema de inyección y verificar parámetros clave como la temperatura del escape y la presión del cilindro.
La prueba de carga general, la prueba de cambio de modo y la prueba de protección de seguridad cumplieron con los estándares. Se organizaron los planos de construcción, los certificados de materiales, los informes de pruebas de tuberías y los registros de puesta en servicio, y se completó la inspección del barco para obtener los certificados pertinentes. Al mismo tiempo, se ha impartido una formación especial al personal de los motores para dominar el funcionamiento de los motores de metanol, la identificación de riesgos y la respuesta a emergencias.
4. Procedimiento operativo estándar para motores marinos de metanol
Durante la fase de preparación del buque, la tripulación comprobó la presión del tanque de metanol y el estado de inertización del gas nitrógeno. El detector de concentración de metanol mostró lecturas normales, se encendió el sistema de ventilación y se confirmó que no había fugas en la tubería de combustible. Se debe dar prioridad a completar la verificación previa antes de comenzar. Si no hay fallas en el sistema de alarma, se puede usar el modo diésel para arrancar el motor primero y luego cambiar al modo metanol después de calentarlo. No se recomienda operar la unidad de refrigeración directamente usando metanol.
Durante el proceso de navegación, supervise de cerca los parámetros operativos del motor, centrándose en la presión del suministro de metanol, el consumo de aceite de los cilindros y el estado del aceite lubricante. La combustión de metanol genera sustancias ácidas y es necesario utilizar aceite lubricante adecuado para cilindros con alto valor alcalino para neutralizar los productos ácidos producidos por la combustión y evitar la corrosión y la tracción de las camisas del cilindro. Al cambiar entre combustibles duales, el sistema de lubricación iguala automáticamente la tasa de inyección de aceite y no cambia manualmente los parámetros a voluntad.
Siga estrictamente las regulaciones de repostaje de agua al agregar combustible de metanol, asegúrese de una conexión a tierra estática adecuada, controle el nivel y la presión del líquido durante la operación y sople la tubería con nitrógeno después de repostar. Al apagar, priorice volver al modo diésel y operar durante unos minutos para eliminar el metanol residual en la tubería de inyección antes de ejecutar el apagado completo de la máquina para reducir los medios residuales dentro de la tubería.
5. Operación diaria y precauciones de seguridad.
Las inspecciones diarias se centran en detectar fugas en las juntas y sellos de las tuberías de metanol, calibrar periódicamente los equipos de alarma de gas y garantizar que los equipos de ventilación estén en buenas condiciones. Extraiga periódicamente muestras de aceite para realizar pruebas, controle si el aceite está mezclado con metanol y deseche y reemplace rápidamente el aceite si la concentración excede el estándar. Al reparar componentes relacionados con el metanol, es necesario cortar el suministro, soplar la tubería con nitrógeno, liberar los medios residuales, ventilar completamente la sala del motor, usar equipo de protección y prohibir estrictamente las operaciones con llama abierta.
Si hay una fuga de metanol, se debe activar inmediatamente la parada de emergencia y activar el dispositivo de recogida para recuperar el líquido residual. No lo laves directamente al agua con agua; El personal que entre en contacto con metanol debe lavarse oportunamente. En caso de fallos de alarma, se debe dar prioridad a detener la máquina para solucionar el problema. Se prohíbe al personal no autorizado desmontar los componentes de la inyección de metanol. Es necesario estandarizar el mantenimiento y la conservación para aprovechar plenamente las ventajas ambientales de los motores de metanol y garantizar la navegación segura de los barcos a largo plazo.
