Badania naukowe prowadzone w Zakładzie Siłowni Okrętowych | WIMiO - Politechnika Gdańska

Badania naukowe prowadzone obecnie w Zakładzie Siłowni Okrętowych mają charakter eksperymentalny, rzadko analityczny, czy studyjny. W ostatnich siedmiu latach koncentrują się wokół interdyscyplinarnych zagadnień związanych z decyzją Międzynarodowej Komisji Morskiej IMO (ang. International Maritime Organisation) o drastycznym ograniczeniu, z dniem 1 stycznia 2020 roku, dopuszczalnej zawartość siarki w paliwach żeglugowych, z wcześniejszego maksimum 3,5% do poziomu 0,5% na jednostkę masy, dla statków operujących na wszystkich wodach międzynarodowych, poza wcześniej wyznaczonymi strefami kontroli emisji tlenków siarki SECA (ang. Sulphur Emission Control Area). Co istotne, dopuszcza się w dalszym ciągu możliwość stosowania wysokosiarkowych paliw żeglugowych, pod warunkiem wyposażenia statku w instalację odsiarczania spalin, pracującą w układzie zamkniętym, która zagwarantuje obniżenie emisji tlenków siarki w spalinach silników okrętowych do poziomu 6 g/kWh. 

Wychodząc powyższym problemom naprzeciw w 2014 roku uruchomiliśmy badania podstawowe i stosowane, a także prace rozwojowe i działalność innowacyjną w celu rozwiązywania kluczowych zagadnień badawczych związanych z zagadnieniem ograniczenia emisji tlenków siarki w spalinach silników okrętowych. Zrealizowano dwa projekty badawcze we współpracy z Wojewódzkim Funduszem Ochrony Środowiska i Gospodarki Morskiej w Gdańsku:

• „Budowa stanowiska laboratoryjnego do badania innowacyjnej metody suchej odsiarczania spalin silnika zasilanego paliwem pozostałościowym” – nr RX-01/2015 + aktualizacja;
• „Metoda oceny ekologicznych, energetycznych i niezawodnościowych skutków stosowania modyfikowanych paliw żeglugowych do zasilania silników o zapłonie samoczynnym w warunkach rzeczywistych” – nr RX-10/2017.

W wyniku realizacji pierwszego z nich zaprojektowano, zbudowano i przetestowano reaktor procesowy umożliwiający badania identyfikacyjne procesów fizykochemicznych:

• oddziaływania adsorbentów  sodowych (np. wodorowęglanu sodu) na emisyjność chemiczną spalin silnikowych – skuteczność usuwania  związków SO_x i NO_x, przy różnych rozwiązaniach konstrukcyjnych reaktora procesowego
• oddziaływania adsorbera na źródło emisji tlenków siarki tj. na silnik o ZS.

Realizacja drugiego projektu, przy zastosowaniu paliw żeglugowych produkowanych w kraju i za granicą, umożliwiła zbudowanie stanowiska badawczego oraz opracowanie metodyki oceny jakości funkcjonowania zasilanego nimi silnika laboratoryjnego dokonywanej w trzech kategoriach: energetycznej, emisyjnej i strukturalnej (niezawodnościowej). Stanowi ona efektywne i skuteczne narzędzie weryfikacji różnego rodzaju paliw tzw. modyfikowanych, niskosiarkowych wprowadzanych na rynek, bezpośrednio przed ich wdrożeniem do eksploatacji pełnowymiarowych silników okrętowych.

Wynikami naszych badań zainteresował się koncern paliwowy Grupa LOTOS S.A., który w roku 2018 zlecił nam przeprowadzenie testów silnikowych nowo produkowanych, niskosiarkowych paliw żeglugowych w 2 etapach:

• laboratoryjnym (zakończonym w 2019 r.) – w celu dokonania ich wstępnej selekcji, w aspekcie jakości energetycznej i emisyjnej,
• eksploatacyjnym (realizowanym od 2019 do połowy 2022 r.) – w celu monitorowania stanu technicznego silników promu M/F „Nova Star”, w których zastosowano paliwa LOTOSU zakwalifikowane do ich zasilania.