Motoren & Technik

Der Maschinenraum besteht aus mehreren Segmenten. Die Hauptmaschinen (2 x Wärtsilä Dual-Fuel 9L20DF) stehen getrennt von den Hilfsmaschinen (3 x MAN Natural Gas E3262LE202 ) und dem Flüssiggastank (LNG-Tank).

Die beiden Bereiche sind durch eine Luftschleuse getrennt, die in Richtung Hilfsmaschinen nur mit einem mobilen Messgerät für Sauerstoffgehalt und UEG (untere Explosionsgrenze) durchschritten werden darf.

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Hauptmaschinen

Wärtsilä 9L20DF

Der Wärtsilä 9L20DF ist ein turbogeladener 4-Takt-Motor, der generell sowohl mit Diesel (MGO = Marine Gas Oil) als auch mit Gas betrieben werden kann (Dual-Fuel). Zusätzlich besteht die Möglichkeit, ihn auch mit Schweröl (HFO) zu betreiben. Auf der MS Helgoland kommt im Dieselbetrieb MGO zum Einsatz. Der Motor ist so konzipiert, dass im laufenden Betrieb von Diesel auf Gas unterbrechungsfrei umgeschaltet werden kann innerhalb bestimmter Grenzen.

Im Gas-Betrieb ist Erdgas der Hauptkraftstoff und wird bei niedrigem Druck eingespritzt. Das Gas wird entzündet durch Einspritzung einer kleinen Menge Diesel (Pilot Diesel). Gas- und Pilot-Diesel-Einspritzung sind magnetbetrieben und werden elektronisch gesteuert per Common-Rail-System.

Im Diesel-Betrieb arbeitet der Motor ausschließlich mit Diesel. Die Pilot-Einspritzung ist grundsätzlich immer aktiv.

Technische Daten

2 x Wärtsilä 9L20DF Dual Fuel

1665 KW je Motor
Zylinderbohrung: 200 mm
Kolbenhub: 280 mm
Hubraum: 8,8 l / Zylinder
Zylinderkonfiguration: 9 Zylinder in Reihe
Rotation: rechtsdrehend
Geschwindigkeit: 1000 / 1200 upm
Kolbengeschwindigkeit: 9,3 bzw. 11,2 m/s
Ventile pro Zylinder: 2 Einlass, 2 Auslass
Gewicht: 11,7 t
Länge: 4.261 mm
Breite: 1.824 mm
Höhe: 1.705 mm

Motormanagement UNIC C3

UNIC C3 ist ein voll eingebettetes und verteiltes Motormanagement-System, das alle Steuerungsfunktionen des Motors übernimmt, wie z.B. die Startsequenzen, Einspritzung, Klopfsensorik, Drehzahlkontrolle, Lastaufteilung und Sicherheits-Shutdowns.

Die verteilten Module kommunizieren via CAN-Bus, ein speziell für kompakte, lokale Netzwerke entwickelter Kommunikationsbus, bei dem Hochgeschwindigkeitsdatentransfer und Sicherheit von höchster Bedeutung sind. Der CAN-Bus und die Netzteile für jedes Modul sind jeweils in doppelter Ausführung vorhanden für volle Redundanz.

Kontrollsignale zu und von externen Systemen sind festverdrahtet mit den Terminals im Hauptschrank am Motorgehäuse. Die Prozessdaten für Alarm und Überwachung werden über eine Modbus TCP-Verbindung an externe Systeme kommuniziert.

UNIC C3 Module
MCM (Main Control Module)
  • Drehzahl- / Last-Steuerung
  • Motor-Management
ESM (Engine Safety Module)
  • Sicherheitsfunktionen
  • Shutdown
  • Signalumformung
LDU (Local Display Unit)
  • externe Ethernet-Kommunikation
  • Anzeige lokaler Parameter
  • Motor-Tuning und Software-Download
PDM (Power Distribution Module)
  • Filterung
  • Schutz
  • Erdungsfehlererkennung
IOM (Input/Output Module)
  • frei konfigurierbare Ein- und Ausgänge (mA, V, TC, PT100, Frequenz)
CCM (Cylinder Control Module)
  • Einspritzsteuerung
  • Zylindermessungen
  • Klopfsensorik
  • Druckmessungen

Hilfsmaschinen

MAN E3262 LE202

Die 3 MAN-Motoren dienen hauptsächlich als Generatorantrieb für die Bordstromerzeugung. Zusätzlich können Sie als Boost Power für das Hauptantriebssystem eingesetzt werden.

Betrieben als reine Gasmotoren stehen diese Aggregate für besonders niedrige Emissionswerte, die die TA Luft erfüllen und in der europäischen Schifffahrt eine Neuheit sind

Technische Daten

3 x MAN E3262 LE202

12 Zylinder in 90° V-Anordnung
Hubraum: 25,8 l
Bohrung: 132 mm
Hub: 157 mm
zweistufige Gemischkühlung
Leistung: 550 KW
Klassifizierung: DNV-GL
Verdichtung: 12:1
Viertakt-Otto-Gasmotor
Turbolader mit wassergekühltem Turbinengehäuse und druckölgeschmierten Lagern
Kühlung: Wasserkühlung
Länge: 1.748 mm
Breite: 1.243 mm
Höhe: 1.500 mm
Trockengewicht: 1.849 kg

MS Helgoland

MS Helgoland

Kühlung

Mindestanforderungen

Das Frischwasser im Kühlwassersystem muss folgende Mindestanforderungen erfüllen:

  • pH-Wert: 6.5 bis 8.5
  • Härtegrad: max. 10° dH
  • Chlorid: max. 80 mg/l
  • Sulfat: max. 150 mg/l

geeignetes Wasser

Geeignetes Wasser ist Leitungswasser von guter Qualität, empfohlen wird jedoch Wasser aus dem bordeigenen Verdampfer. Nicht geeignet hingegen ist Wasser aus stehenden Süßwasser-Gewässern, Frischwasser, das per Umkehr-Osmose erzeugt wird, da es oft einen zu hohen Chlorid-Wert hat und Regenwasser wegen des zu hohen Sauerstoff- und Kohlendioxid-Gehalts.

Zusätze

Zwingend erforderlich ist der Zusatz eines geeigneten Rostschutzmittels gemäß Betriebsanleitung des Motors.

Der Einsatz von Glykol im Kühlwasser wird nicht empfohlen, außer wenn absolut erforderlich. Glykol erhöht die Ladelufttemperatur, was die Drosselung des Motors erfordert in Abhängigkeit zu den Gaseigenschaften und zum Glykolgehalt erfordert.

HT & LT

Das Frischwasser-Kühlsystem unterteilt sich in zwei Bereiche – Hochtemperatur (HT) und Niedrigtemperatur (LT). Das HT-Wasser zirkuliert durch die Zylinderummantelungen und die Zylinderköpfe, das LT-Wasser durch den Ladeluftkühler und den Schmierölkühler auf dem Motor.

Am freien Ende des Motors befinden sich die motorbetriebenen Kühlwasserpumpen (LT und HT).

Betankung

LNG (Liquefied Natural Gas)

Auch ein umweltfreundliches Schiff verbraucht zwangsläufig Kraftstoff in irgendeiner Form.

Im Falle der MS Helgoland wird dieser in Form von LNG (Flüssiggas) sogar extra per Tanklastzug angeliefert, da es in Cuxhaven noch keine entsprechende Bunkerstation gibt.

Wo und wie oft wird getankt?

Getankt wird alle 6 Tage direkt im Fährhafen am Liegeplatz. Dieser Bereich wird dazu entsprechend abgesperrt und der Tanklaster gesichert.

Erst wenn Abends alle Passagiere von Bord gegangen sind, geht es los.

Überwachung des Tankvorgangs

Der gesamte Tankvorgang wird unten im Maschinenraum am Computer überwacht. Entsprechende Sicherheitssysteme schalten sofort ab, sollte es einmal zu Unregelmäßigkeiten kommen.

Die eigentliche Gefahr geht von der Kälte des Flüssiggases aus. Mit ca. minus 160 Grad würde es bei Kontakt mit der Haut sofort schwerste Verbrennungen auslösen - ähnlich wie man es von Trockeneis kennt.

Dual-Fuel-Betrieb

Gestartet werden die Maschinen mit Gas-Öl, um sie auf Drehzahl zu bringen. Sind die erforderlichen Drehzahlen erreicht, wird jedoch sofort vollständig auf LNG umgestellt.

So konnte der übliche Diesel-Verbrauch von ca. 3000 Litern pro Tag auf 100 Liter gesenkt werden.

Alle Angaben ohne Gewähr.