Combustible marino: el primero en el mundo para Megaboxer MV Sajir

El megaboxer MV SAJIR de 15,000 TEU se convertirá en metano para su funcionamiento (© Hapag-Lloyd)

El motor MAN B&W tipo ME-GI. © MAN ES

Vista seccional del sistema de inyección ME-CI. © MAN ES

La unidad de vaporizador de bomba de alta presión (sistema VPU) de 300 bar de MAN SE se instalará en el SAJIR. © MAN ES

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"Con la conversión de SAJIR, somos la primera empresa de envíos a nivel mundial que convierte un barco contenedor de este tamaño en propulsión a gas natural". Richard von Berlepsch, director gerente de gestión de flotas en Hapag-Lloyd

En sus más de 170 años de existencia, Hapag Lloyd, con sede en Hamburgo, ha utilizado todo tipo de combustibles sólidos y líquidos para generar energía para la propulsión de sus barcos. Y ahora, la compañía naviera ha anunciado que pretende convertir el sistema de propulsión de su buque de contenedores de 15,000 TEU MV SAJIR para utilizar gas natural (metano), lo primero en el mundo.

El contrato para la conversión se firmó con Hudong Hondhoa Shipbuilding (Group) Co, Ltd., un contrato que también incluye la conversión de los motores diésel auxiliares a gas natural. La conversión del barco de cinco años de edad será realizada por Huarun Dadong Dockyard Co., LTD, Shanghai, en 2020.

MAN Energy Solutions llevará a cabo la conversión del motor principal a la operación de gas natural en base a un contrato firmado recientemente con la compañía.

El proyecto piloto, que es único hasta la fecha, contempla la conversión de un motor MAN B&W 9S90ME-C existente, que anteriormente se operaba con fuel oil pesado, a un motor de combustible dual MAN 9S90ME-GI con inyección de gas.

"Con la conversión de SAJIR, somos la primera empresa de envíos a nivel mundial en convertir un barco contenedor de este tamaño en propulsión a gas natural", dijo Richard von Berlepsch, Director Gerente de Gestión de Flotas de Hapag-Lloyd. "Es un proyecto piloto único del cual esperamos aprender para el futuro y allanar el camino para la conversión de grandes barcos a este combustible alternativo".

SAJIR es uno de los 17 buques "listos para el LNG" en la flota de Hapag-Lloyd, ya diseñados durante la nueva fase de construcción. Con la conversión del SAJIR, Hapag-Lloyd está implementando una opción técnica para reducir las emisiones de escape de los grandes buques. De este modo, la compañía está reaccionando a los estrictos límites de azufre en el combustible, que entrarán en vigor el próximo año y generarán costos adicionales considerables para todas las compañías navieras.

La conversión de motores de dos tiempos para el uso de gas natural permite una reducción considerable de las emisiones. Según MAN ES, las reducciones de emisiones de CO2 están entre el 25 y el 30% en comparación con HFO y MDO. Las reducciones de NOx están alrededor del 30% (muy por debajo de los límites de TIER II). Las reducciones más significativas se producen en el dióxido de azufre y las emisiones de partículas, en más del 90%.

La compañía naviera ve así buenas oportunidades para convertir parte de su flota para el uso de gas natural. Se habla de otros 16 buques portacontenedores que ya se han construido "listos para el LNG". Con costos de conversión de alrededor de 25 a 30 millones de dólares por barco, esto resultaría en una inversión total de alrededor de 400 millones de dólares.
El motor MAN B&W tipo ME-CI. © MAN ES El nuevo sistema de propulsión El SAJIR de 368 x 51 m, que se puso en servicio en 2014 y proviene de la flota de la compañía naviera árabe UASC (United Arab Shipping Company), todavía tiene una capacidad de 14,993 TEU. El barco actualmente funciona con un motor MAN 9S90 ME-C 10.2 con una potencia de 37,630 kW a 72 rpm. Este motor se convertirá en un motor de combustible dual 9S90 ME-C 10.5-GI con la misma potencia y velocidad.
MAN SE ya ha podido presentar varias conversiones de motores de su cartera (ver MV WES AMELIE y otros) como referencia, pero el proyecto Hapag-Lloyd es, sin embargo, el primer proyecto de reacondicionamiento del lado del barco para el fabricante de motores de Augsburg.

La conversión de una nave a una operación de metano es altamente compleja. Aunque el motor diesel en línea de nueve cilindros del SAJIR que se va a convertir es el "progenitor" del motor DF 9S90 ME-GI, las dos variantes difieren en los componentes y sistemas esenciales. Por ejemplo, la culata del motor ME-GI está equipada con dos válvulas para inyección de gas y dos válvulas convencionales para el fuel oil piloto. Los dos tipos de motores, ME-C y ME-GI, son en gran medida los mismos y tienen la misma eficiencia, la misma potencia y las mismas dimensiones principales. En comparación con el motor ME-C, el motor ME-GI tiene un sistema de escape modificado, una culata modificada con las líneas de suministro de gas necesarias y dispositivos de control de gas conectados.

En el lado del suministro de gas, se debe encontrar espacio para el tanque de GNL y el equipo de vaporización en el barco sin perder demasiada capacidad del contenedor. Como informa Hapag-Lloyd, con el sistema de almacenamiento de gas adicional certificado por DNV-GL, teóricamente se perderán alrededor de 350 sitios de contenedores en el espacio provisto durante la construcción del barco.

La tecnologia del motor
El barco normalmente sirve la ruta del Lejano Oriente de Asia al norte de Europa a través del Canal de Suez. La capacidad del tanque de GNL será de 6,500 pies cúbicos. metro. Se instalará un tanque de membrana (diseño GTT) en la ubicación designada en una de las bodegas, justo en frente de la sala de máquinas. Los tanques de membrana permiten una adaptación óptima a la forma del barco existente. Desde el punto de vista de hoy, el rango con un tanque de llenado de GNL no se puede especificar con precisión. De acuerdo con las declaraciones, el SAJIR volverá a acumular LNG dos veces: las ubicaciones dependerán de la disponibilidad del combustible y del precio.

El motor ME-GI (inyección de gas) ya ha establecido un nuevo estándar en la industria para motores de propulsión de dos tiempos con más de 200 máquinas pedidas y entregadas, y se utiliza en transportadores de GNL, buques portacontenedores y graneleros. Según la compañía, la tecnología de dos tiempos también resuelve el problema del deslizamiento de metano no deseado. El motor combina las ventajas de la combustión de componentes múltiples con la confiabilidad del motor ME establecido.

Vista seccional de inyección de gas de ME-GI. © MAN ES

MAN Energy Solutions suministra la ingeniería necesaria, así como todos los componentes necesarios del motor y del sistema seleccionado para la conversión con el fin de adaptar el motor, que todavía es adecuado para el fuel oil pesado, para la operación con combustibles líquidos y gaseosos.

"Ofrecemos una solución completa totalmente integrada. Además de la conversión del motor, esto también incluye todo el sistema de tratamiento de gas para suministrar gas al motor principal, incluido el módulo de aceite piloto, y los motores auxiliares de MAN Cryo y un 300". la unidad de vaporización de la bomba de alta presión (sistema VPU) de MAN SE ", dijo Wayne Jones, Director de Ventas de MAN SE.

El PVU ME-GI está diseñado para presurizar y vaporizar el combustible LNG a la presión y temperatura exactas requeridas por los motores ME-GI. La presión del gas se controla mediante el control del flujo de aceite hidráulico a la bomba, lo que garantiza un control muy rápido y preciso del suministro de GNL al motor. El control separado de cada cabezal de la bomba proporciona una redundancia total.

La operación con combustible bajo en azufre (LSFO) también es posible como respaldo.

En el lado del motor, en la medida de lo posible, se reemplazan todos los componentes de la cámara de combustión y sus accesorios. Además, los componentes de inyección para inyección de gas se vuelven a colocar o agregar. En particular, el sistema de aceite piloto requerido para la operación de gas será completamente reconstruido. El control del motor ME-GI es más complejo que el control original del motor de combustible pesado. Esto requiere una conversión de los sensores del motor o una nueva instrumentación.