KR102055402B1 - Operation Method of Engine for a Ship - Google Patents

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Abstract

연료 분배 모드로도 구동될 수 있는 다수개의 엔진을 포함하는 선박의 엔진 운전 방법이 개시된다.
상기 선박용 엔진 운전 방법은, 1) 상기 선박의 운용 조건에 따라, 상기 선박의 속도, 상기 선박에 설치된 다수개의 엔진이 만들어야 할 전체 출력, 및 저장탱크로부터 배출되는 증발가스의 양의 값을 가져오는 단계; 2) 상기 1)단계에서 가져온 값을 이용하여, 상기 다수개의 엔진 중 연료 분배 모드 엔진의 댓수, 연료유 모드 엔진의 댓수, 및 가스 모드 엔진의 댓수의 조합에 따라, 다수개의 연료 비용 지도를 작성하는 단계; 3) 상기 2)단계에서 작성된 다수개의 연료 비용 지도 중, 가장 작은 연료비를 포함하는 연료 비용 지도를 선택하는 단계; 및 4) 상기 3)단계에서 선택된 연료 비용 지도의 조건에 맞추어, 상기 연료 분배 모드 엔진의 댓수, 상기 연료유 모드 엔진의 댓수, 및 상기 가스 모드 엔진의 댓수를 설정하는 단계;를 포함하고, 상기 연료 비용 지도는, 상기 연료 분배 모드 엔진의 부하 및 상기 연료 분배 모드 엔진이 사용하는 연료의 가스 비율(이하, ‘가스 비율’이라고 한다.)에 따른 연료비의 변화를 나타낸다.Disclosed is a method for operating an engine of a ship comprising a plurality of engines which can also be driven in fuel distribution mode.
The engine operation method of the ship, 1) according to the operating conditions of the vessel, the value of the speed of the vessel, the total output to be produced by a plurality of engines installed in the vessel, and the amount of the boil-off gas discharged from the storage tank step; 2) A plurality of fuel cost maps are prepared according to a combination of the number of fuel distribution mode engines, the number of fuel oil mode engines, and the number of gas mode engines using the values obtained in step 1). Doing; 3) selecting a fuel cost map including the smallest fuel cost among the plurality of fuel cost maps created in step 2); And 4) setting the number of fuel distribution mode engines, the number of fuel oil mode engines, and the number of gas mode engines according to the conditions of the fuel cost map selected in step 3). The fuel cost map shows a change in fuel cost according to the load of the fuel distribution mode engine and the gas ratio of the fuel used by the fuel distribution mode engine (hereinafter, referred to as a "gas ratio").

Figure R1020150135399
Figure R1020150135399

Description

선박용 엔진 운전 방법{Operation Method of Engine for a Ship}Operation Method of Engine for a Ship}

본 발명은 천연가스와 연료유를 동시에 연료로 사용할 수 있는 엔진을 포함하는 선박의 엔진 운전 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for operating an engine of a ship including an engine capable of simultaneously using natural gas and fuel oil as fuel.

천연가스는 통상 액화되어 액화천연가스(LNG; Liquefied Natural Gas) 상태로 원거리에 걸쳐 수송된다. 액화천연가스는 천연가스를 대략 상압 -163℃ 근처의 극저온으로 냉각하여 얻어지는 것으로, 가스 상태일 때보다 그 부피가 대폭적으로 감소되므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.Natural gas is usually liquefied and transported over long distances in the form of Liquefied Natural Gas (LNG). Liquefied natural gas is obtained by cooling natural gas to an extremely low temperature of about -163 ° C., and its volume is drastically reduced compared to that of gas, so it is very suitable for long distance transportation through sea.

액화천연가스 저장탱크를 단열하여도 외부의 열을 완벽하게 차단시키는데에는 한계가 있고, 액화천연가스 내부로 전달되는 열에 의해 액화천연가스는 저장탱크 내에서 지속적으로 기화하게 된다. 저장탱크 내부에서 기화된 액화천연가스를 증발가스(BOG; Boil-Off Gas)라고 한다.Even if the LNG tank is insulated, there is a limit in blocking external heat completely, and the LNG is continuously vaporized in the storage tank by the heat transferred into the LNG. The liquefied natural gas vaporized inside the storage tank is called boil-off gas (BOG).

증발가스의 발생으로 인하여 저장탱크의 압력이 설정된 안전압력 이상이 되면, 증발가스는 안전밸브를 통하여 저장탱크의 외부로 배출된다. 저장탱크 외부로 배출된 증발가스는 선박의 연료로 사용되거나 재액화되어 다시 저장탱크로 돌려보내진다.When the pressure of the storage tank exceeds the set safety pressure due to the generation of the boil-off gas, the boil-off gas is discharged to the outside of the storage tank through the safety valve. The boil-off gas discharged out of the storage tank is used as fuel for the ship or liquefied and returned to the storage tank.

한편, 천연가스를 연료로 사용하는 엔진 중 종래의 4행정 발전용 DF엔진은 통상 DF엔진이라고 일컬어지며(이하, 4행정 발전용 DF엔진을 ‘DF엔진’이라고 한다.), 액화천연가스를 강제 기화시킨 천연가스나 저장탱크에서 발생된 증발가스를 연료로 사용하는 가스 모드(Gas Mode), 또는 연료유를 연료로 사용하는 연료유 모드(FO Mode; Fuel Oil Mode) 중 어느 하나로 구동되었다.On the other hand, among the engines using natural gas as fuel, the conventional four-stroke power generation DF engine is commonly referred to as a DF engine (hereinafter, the four-stroke power generation DF engine is referred to as a 'DF engine'). Either the gas mode (Gas Mode) using the evaporated gas generated from the vaporized natural gas or the storage tank as a fuel, or the fuel oil mode (FO Mode) using the fuel oil as fuel.

최근에 DF엔진을 연료 분배 모드(FSM; Fuel Sharing Mode)로 구동시켜, 천연가스와 연료유를 혼합하여 DF엔진의 연료로 사용하는 기술이 개발되었다. 종래의 DF엔진은 가스 모드와 연료유 모드 중 어느 하나로 구동되었으므로, 저장탱크로부터 배출되는 증발가스의 양에 따라 가스 모드 엔진의 댓수와 부하를 맞추고, 부족한 엔진의 출력은 연료유 모드인 엔진이 부담하는 방법으로, 최소의 연료비(연료에 들어가는 비용을 의미한다. 이하, 동일하다.)가 나오도록 다수개의 DF엔진을 운전할 수 있었다.Recently, a technology for driving a DF engine in fuel sharing mode (FSM) to mix natural gas and fuel oil and use it as a fuel for a DF engine has been developed. Since the conventional DF engine is driven in one of the gas mode and the fuel oil mode, the number and load of the gas mode engine are matched with the amount of the boil-off gas discharged from the storage tank, and the output of insufficient engine is burdened by the engine in the fuel oil mode In this way, it was possible to run multiple DF engines with a minimum fuel cost (which means the cost for fuel, which is the same below).

그러나, 연료 분배 모드로 구동되는 DF엔진을 포함하는 경우에는, 가장 적은 연료비가 나오도록 하기 위해서 다수개의 DF엔진을 각각 어떤 모드로 구동시킬 것인지, 각 엔진의 부하는 어떻게 할 것인지, 연료 분배 모드인 엔진의 가스와 연료유의 비율을 어떻게 맞출 것인지 등을, 선박의 운용 조건에 따라 즉각적으로 판단하는 것은 거의 불가능 하였고 판단 기준도 제시되어 있지 않았다.However, in the case of including a DF engine driven in the fuel distribution mode, in which mode the plurality of DF engines are to be driven, how the load of each engine, and so on in order to obtain the lowest fuel cost, It was almost impossible to make an immediate judgment based on the operating conditions of the ship, such as how to match the gas and fuel oil ratio of the engine, and no criterion was given.

본 발명은, 연료 분배 모드로 구동되는 DF엔진을 포함하는 경우, 선박의 운용 조건에 따라 최소의 연료비로 다수개의 엔진을 구동시킬 수 있는 방법을 구체적으로 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to specifically provide a method for driving a plurality of engines with a minimum fuel cost according to the operating conditions of the vessel, when the DF engine driven in the fuel distribution mode.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 연료 분배 모드로도 구동될 수 있는 다수개의 엔진을 포함하는 선박의 엔진 운전 방법에 있어서, 상기 선박의 운용 조건에 따라, 상기 선박의 속도, 상기 선박에 설치된 다수개의 엔진이 만들어야 할 전체 출력, 및 저장탱크로부터 배출되는 증발가스의 양의 값을 가져오는 단계; 상기 1)단계에서 가져온 값을 이용하여, 상기 다수개의 엔진 중 연료 분배 모드 엔진의 댓수, 연료유 모드 엔진의 댓수, 및 가스 모드 엔진의 댓수의 조합에 따라, 다수개의 연료 비용 지도를 작성하는 단계; 상기 2)단계에서 작성된 다수개의 연료 비용 지도 중, 가장 작은 연료비를 포함하는 연료 비용 지도를 선택하는 단계; 및 상기 3)단계에서 선택된 연료 비용 지도의 조건에 맞추어, 상기 연료 분배 모드 엔진의 댓수, 상기 연료유 모드 엔진의 댓수, 및 상기 가스 모드 엔진의 댓수를 설정하는 단계;를 포함하고, 상기 연료 비용 지도는, 상기 연료 분배 모드 엔진의 부하 및 상기 연료 분배 모드 엔진이 사용하는 연료의 가스 비율(이하, ‘가스 비율’이라고 한다.)에 따른 연료비의 변화를 나타내는, 선박용 엔진 운전 방법이 제공된다.According to an aspect of the present invention for achieving the above object, in the engine operating method of a ship including a plurality of engines that can be driven in a fuel distribution mode, according to the operating conditions of the vessel, the speed of the vessel, Bringing the total power to be produced by the plurality of engines installed in the vessel and the value of the amount of boil-off gas discharged from the storage tank; Creating a plurality of fuel cost maps according to a combination of the number of fuel distribution mode engines, the number of fuel oil mode engines, and the number of gas mode engines using the values obtained in step 1). ; Selecting a fuel cost map including the smallest fuel cost among the plurality of fuel cost maps created in step 2); And setting the number of fuel distribution mode engines, the number of fuel oil mode engines, and the number of gas mode engines according to the conditions of the fuel cost map selected in step 3). The map is provided with a ship engine operating method which shows a change in fuel ratio according to the load of the fuel distribution mode engine and the gas ratio of the fuel used by the fuel distribution mode engine (hereinafter referred to as a "gas ratio").

상기 연료 비용 지도의 연료비는 선박이 하루 동안 소비하는 총 연료비를 나타낼 수 있고, ‘(시간당 소비되는 가스의 총 연료비 + 시간당 소비되는 연료유의 총 연료비) X 24’로 계산될 수 있다.The fuel cost of the fuel cost map may represent the total fuel cost that the ship consumes during the day, and may be calculated as '(total fuel cost of gas consumed per hour + total fuel cost of fuel oil consumed per hour) × 24'.

상기 시간당 소비되는 가스의 총 연료비는, ‘(가스 모드 엔진의 가스 소모량 + 연료 분배 모드 엔진의 가스 소모량) X 가스의 가격’으로 계산될 수 있다.The total fuel cost of the gas consumed per hour may be calculated as '(gas consumption of gas mode engine + gas consumption of fuel distribution mode engine) X gas'.

상기 시간당 소비되는 연료유의 총 연료비는, ‘(연료유 모드 엔진의 연료유 소모량 + 연료 분배 모드 엔진의 연료유 소모량) X 연료유의 가격’으로 계산될 수 있다.The total fuel cost of the fuel oil consumed per hour may be calculated as '(fuel oil consumption of fuel oil mode engine + fuel oil consumption of fuel distribution mode engine) X price of fuel oil'.

상기 가스 모드 엔진의 가스 소모량은, ‘가스 모드 엔진의 전체 출력 X 가스 모드 엔진의 효율 / 가스의 저위발열량’으로 계산될 수 있다.The gas consumption of the gas mode engine may be calculated as “the efficiency of the gas mode engine, the efficiency of the gas mode engine / low calorific value of the gas”.

상기 연료 분배 모드 엔진의 가스 소모량은, ‘연료 분배 모드 엔진의 전체 출력 X 연료 분배 모드 엔진의 효율 X (연료 분배 모드 엔진의 가스 비율(%) / 100) / 가스의 저위발열량’으로 계산될 수 있다.The gas consumption of the fuel distribution mode engine may be calculated as 'the total power of the fuel distribution mode engine X the efficiency X of the fuel distribution mode engine X (% of fuel distribution mode engines / 100) / the low calorific value of the gas' have.

상기 연료유 모드 엔진의 연료유 소모량은, ‘연료유 모드 엔진의 전체 출력 X 연료유 모드 엔진의 효율 / 연료유의 저위발열량’으로 계산될 수 있다.The fuel oil consumption of the fuel oil mode engine may be calculated as 'the total output of the fuel oil mode engine X the efficiency of the fuel oil mode engine / low calorific value of fuel oil'.

상기 연료 분배 모드 엔진의 연료유 소모량은, ‘연료 분배 모드 엔진의 전체 출력 X 연료 분배 모드 엔진의 효율 X (1 - (연료 분배 모드 엔진의 가스 비율(%) / 100)) / 연료유의 저위발열량’으로 계산될 수 있다.The fuel oil consumption of the fuel distribution mode engine is' the total power of the fuel distribution mode engine X the efficiency of the fuel distribution mode engine X (1-(gas ratio of fuel distribution mode engine (%) / 100)) / the low calorific value of the fuel oil Can be calculated as'.

상기 가스 모드 엔진의 전체 출력은, ‘가스 모드 엔진의 한 대 출력 X 가스 모드 엔진 댓수’로 계산될 수 있고, 상기 가스 모드 엔진의 한 대 출력은, ‘DF엔진의 정격 출력(Rated Power) X 가스 모드 엔진의 부하(%) / 100’으로 계산될 수 있다.The total output of the gas mode engine can be calculated as' the output of the gas mode engine x the number of gas mode engines', and the output of the gas mode engine is the 'rated power X of the DF engine. It can be calculated as% load of gas mode engine / 100 '.

상기 연료 분배 모드 엔진의 전체 출력은, ‘연료 분배 모드 엔진의 한 대 출력 X 연료 분배 모드 엔진 댓수’로 계산될 수 있고, 상기 연료 분배 모드 엔진의 한 대 출력은, ‘DF엔진의 정격 출력(Rated Power) X 연료 분배 모드 엔진의 부하(%) / 100’으로 계산될 수 있다.The total output of the fuel distribution mode engine can be calculated as 'one output X fuel distribution mode engine number of fuel distribution mode engines', and one output of the fuel distribution mode engine is the rated power of the DF engine ( Rated Power) X can be calculated as% of fuel distribution mode engine load / 100 '.

상기 연료유 모드 엔진의 전체 출력은, ‘연료유 모드 엔진의 한 대 출력 X 연료유 모드 엔진 댓수’로 계산될 수 있고, 상기 연료유 모드 엔진의 한 대 출력은, ‘DF엔진의 정격 출력(Rated Power) X 연료유 모드 엔진의 부하(%) / 100’으로 계산될 수 있다.The total power of the fuel oil mode engine may be calculated as 'one fuel X fuel oil mode engine number of fuel oil mode engines', and one output of the fuel oil mode engine is the rated power of the DF engine ( Rated Power) X can be calculated as% of fuel oil mode engine / 100 '.

상기 연료 분배 모드 엔진의 효율은, 상기 연료 분배 모드 엔진의 부하 및 상기 ‘가스 비율’에 따라 결정될 수 있다.The efficiency of the fuel distribution mode engine may be determined according to the load and the 'gas ratio' of the fuel distribution mode engine.

상기 가스 모드 엔진 또는 상기 연료유 모드 엔진의 부하가 10% 미만이거나 95%를 초과하는 경우를 운전 불가 영역으로 설정할 수 있다.The case where the load of the gas mode engine or the fuel oil mode engine is less than 10% or more than 95% may be set as an inoperable region.

상기 가스 모드 엔진의 가스 소모량과 상기 연료 분배 모드 엔진의 가스 소모량의 합이, 상기 저장탱크로부터 배출되는 증발가스의 양을 기준으로 미리 설정된 값을 초과하면, 운전 불가 영역으로 설정할 수 있다.When the sum of the gas consumption of the gas mode engine and the gas consumption of the fuel distribution mode engine exceeds a preset value based on the amount of boil-off gas discharged from the storage tank, it may be set as an inoperable region.

상기 선박용 엔진 운전 방법은, 5) 상기 연료 분배 모드 엔진의 부하 및 상기 ‘가스 비율’을, 가장 연료비가 적게 나오도록 설정하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 5)단계에서, 상기 연료 비용 지도의 가장 연료비가 적게 나오는 길(route)을 따라 상기 연료 분배 모드 엔진의 부하 및 상기 ‘가스 비율’을 점진적으로 바꿀 수 있다.The marine engine driving method may further include setting a load of the fuel distribution mode engine and the 'gas ratio' so that the fuel cost is the lowest, and in step 5), the fuel cost map It is possible to gradually change the load and the 'gas ratio' of the fuel distribution mode engine along the route with the least fuel cost.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 가로축을 연료 분배 모드 엔진의 부하로 설정하고, 세로축을 상기 연료 분배 모드 엔진에서 사용되는 연료의 가스 비율(이하, ‘가스 비율’이라고 한다.)로 설정하고, 상기 연료 분배 모드 엔진의 부하 및 상기 ‘가스 비율’에 따라 변화하는 연료비를 나타내는, 연료 비용 지도가 제공된다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, the horizontal axis is set as the load of the fuel distribution mode engine, the vertical axis is referred to as the gas ratio of the fuel used in the fuel distribution mode engine (hereinafter referred to as 'gas ratio'). A fuel cost map is provided, which represents a fuel cost which is set in the form of a fuel cell and is changed according to the load of the fuel distribution mode engine and the 'gas ratio'.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 연료 분배 모드 엔진의 부하와 상기 연료 분배 모드 엔진에서 사용되는 연료의 가스 비율의 값을 이용하여, 다수개의 엔진을 구동시키기 위한 최소의 연료비를 찾는, 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, a minimum fuel ratio for driving a plurality of engines by using the value of the load of the fuel distribution mode engine and the gas ratio of the fuel used in the fuel distribution mode engine Finding, a method is provided.

본 발명의 선박용 엔진 운전 방법에 의하면, 연료 분배 모드 엔진을 포함하는 경우에도 선박의 운용 조건에 맞추어 최소의 연료비로 다수개의 엔진을 구동시킬 수 있으므로, 선박의 운항 비용을 절약할 수 있다.According to the ship engine operating method of the present invention, even when a fuel distribution mode engine is included, a plurality of engines can be driven with a minimum fuel cost in accordance with the operating conditions of the ship, thereby reducing the operating cost of the ship.

또한, 연료 분배 모드로도 구동될 수 있는 DF엔진의 개발에 성공하였다 하더라도, 연료 분배 모드로의 운용이 연료비 증가로 이어진다면 선주들은 DF엔진을 연료 분배 모드로 구동하는 것을 기피할 수 있는데, 본 발명의 선박용 엔진 운전 방법에 의하면, 연료 분배 모드 엔진을 포함하는 경우에 연료비가 가장 적게 나오는 운전 방법을 구체적으로 제시함으로써, DF엔진의 연료 분배 모드가 널리 활용될 수 있는 발판을 마련할 수 있다.In addition, even if the development of a DF engine that can also be driven in fuel distribution mode has been successful, ship owners can avoid driving the DF engine in fuel distribution mode if operation in the fuel distribution mode leads to an increase in fuel costs. According to the marine engine operating method of the present invention, when the fuel distribution mode engine is included, the operation method in which the fuel cost is lowest is specifically provided, thereby providing a platform for widely utilizing the fuel distribution mode of the DF engine.

도 1은 연료 분배 모드로 구동되는 DF엔진의 부하 및 가스 비율에 따른 효율을 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예의 선박용 엔진 운전 방법에 따른 연료 비용 지도(Fuel Cost Map)이다.
도 3은 도 2의 (1) 내지 (3)영역의 확대도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제2 실시예의 선박용 엔진 운전 방법에 따른 연료 비용 지도(Fuel Cost Map)이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제3 실시예의 선박용 엔진 운전 방법에 따른 연료 비용 지도(Fuel Cost Map)이다.1 is a graph showing the efficiency according to the load and gas ratio of the DF engine driven in the fuel distribution mode.
2 is a fuel cost map according to a marine engine operating method of the first preferred embodiment of the present invention.
3 is an enlarged view of areas (1) to (3) of FIG. 2.
4 is a fuel cost map according to a marine engine operating method according to a second preferred embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a fuel cost map according to a marine engine driving method according to a third preferred embodiment of the present invention.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 선박용 엔진 운전 방법이 적용되는 선박은, 액화천연가스 운반선, 액화천연가스 연료선, 시추선, 해양구조물 등 다양한 용도의 선박일 수 있다. 또한, 본 발명의 선박용 엔진 운전 방법이 적용되는 엔진은 DF엔진인 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니며, 연료유와 천연가스를 이중으로 사용할 수 있는 모든 엔진에 응용될 수 있다. 이하, 본 발명의 선박용 엔진 운전 방법이 DF엔진에 적용되는 경우를 예를 들어 설명한다. 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the configuration and operation of the preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The vessel to which the engine driving method of the present invention is applied may be a vessel of various uses, such as a LNG carrier, a LNG fuel ship, a drilling ship, and an offshore structure. In addition, the engine to which the marine engine operating method of the present invention is applied is preferably a DF engine, but is not limited thereto, and may be applied to any engine capable of using fuel oil and natural gas in double. Hereinafter, the case where the marine engine operating method of this invention is applied to a DF engine is demonstrated to an example. The following examples can be modified in many different forms and should not be construed as limited to the scope of the invention.

본 발명의 가스 모드, 연료유 모드, 및 연료 분배 모드는, 한 대의 DF엔진을 기준으로 어떤 연료를 사용하는지에 따라 나눈 것이며, 가스 모드는 천연가스만이 연료로 사용되는 경우를 의미하고, 연료유 모드는 연료유만이 연료로 사용되는 경우를 의미하며, 연료 분배 모드는 가스와 연료유가 혼합되어 연료로 사용되는 경우를 의미한다.The gas mode, fuel oil mode, and fuel distribution mode of the present invention are divided according to which fuel is used on the basis of one DF engine, and the gas mode means a case in which only natural gas is used as the fuel. The oil mode means a case where only fuel oil is used as fuel, and the fuel distribution mode means a case where gas and fuel oil are mixed and used as fuel.

또한, 수식은 각 인자가 어떤 인자와 비례하는지 또는 반비례하는지를 중점적으로 표현하고, 단위를 맞추기 위해 곱하는 상수는 생략한다.In addition, the expression mainly expresses which factor is proportional to or inversely proportional to each factor, and omits constants that are multiplied to fit units.

본 실시예의 선박용 엔진 운전 방법은, 1) 연료 비용 지도를 작성하기 위해 선박의 운용 조건에 따른 인자의 값을 가져오는 단계; 2) 가져온 인자의 값을 이용하여 연료 비용 지도를 작성하는 단계; 3) 선박의 여러 운용 조건에 따라 작성된 다수개의 연료 비용 지도 중, 가장 작은 연료비가 나오는 연료 비용 지도를 선택하는 단계; 4) 선택한 연료 비용 지도에 맞추어 다수개의 엔진의 구동 조건을 설정하는 단계;를 포함한다.The ship engine driving method of the present embodiment includes the steps of: 1) obtaining a value of a factor according to an operating condition of a ship to prepare a fuel cost map; 2) creating a fuel cost map using the values of the imported parameters; 3) selecting a fuel cost map having the smallest fuel cost among a plurality of fuel cost maps prepared according to various operating conditions of the ship; And 4) setting driving conditions of the plurality of engines according to the selected fuel cost map.

본 실시예의 선박용 엔진 운전 방법의 제1 단계인, 선박의 운용 조건에 따라 연료 비용 지도를 작성하기 위한 인자의 값을 가져오는 단계에는, 선박의 속도, 선박에 설치되는 다수개의 DF엔진 전체가 만들어야 할 출력, 및 저장탱크로부터 배출되는 증발가스의 양의 값을 가져오는 과정이 포함된다. 선박의 속도는, 선박에 설치되는 다수개의 DF엔진 전체가 만들어야 할 출력을 결정하는데 영향을 미치게 된다.In the step of obtaining a fuel cost map according to the operating conditions of the ship, which is the first step of the ship engine operating method of the present embodiment, the speed of the ship and a plurality of DF engines installed on the ship should be made. And a process of obtaining a value of the amount of boil-off gas discharged from the storage tank and the output. The speed of the ship will influence the output of the entire number of DF engines installed on the ship.

연료 분배 모드 엔진의 가스 비율을 유지한 채 연료 분배 모드 엔진의 부하를 높이면, 만들어야 할 전체 출력은 정해져 있으므로, 가스 모드 엔진의 부하와 연료유 모드 엔진의 부하는 낮아지게 된다. 부하가 높아진 연료 분배 모드 엔진의 효율은 높아지나, 부하가 낮아진 가스 모드 엔진과 연료유 모드 엔진의 효율은 낮아지므로, 전체적으로 효율이 높아졌는지 낮아졌는지를 판단하기 어렵다. 또한, 각 엔진에서의 가스 및 연료유 소모량이 달라지므로, 전체적인 효율이 높아졌다고 하더라도 연료비가 낮아진다고 일률적으로 말할 수도 없다.Increasing the load of the fuel distribution mode engine while maintaining the gas ratio of the fuel distribution mode engine reduces the load of the gas mode engine and the load of the fuel oil mode engine since the overall power to be produced is determined. Since the efficiency of the fuel distribution mode engine with a higher load is higher, the efficiency of the gas mode engine and the fuel oil mode engine with a lower load is lowered, so it is difficult to determine whether the efficiency is increased or decreased as a whole. In addition, since the consumption of gas and fuel oil in each engine is different, it cannot be said that fuel costs are lowered even if the overall efficiency is increased.

따라서, 선박의 운용 조건과 엔진의 모드, 엔진의 효율 등을 모두 고려하여 가장 적은 연료비로 엔진을 운전할 수 있는 방법을 제시하는 연료 비용 지도(Fuel Cost Map)가 요구된다.Accordingly, a fuel cost map is required that suggests a method for operating the engine at the lowest fuel cost in consideration of the ship's operating conditions, engine mode, engine efficiency, and the like.

본 실시예의 선박용 엔진 운전 방법의 제2 단계인, 가져온 인자의 값을 이용하여 연료 비용 지도를 작성하는 단계는 다음과 같은 과정으로 진행된다.The step of preparing the fuel cost map using the value of the imported factor, which is the second step of the marine engine operating method of the present embodiment, proceeds as follows.

일단, 연료 비용 지도의 가로축은 연료 분배 모드 엔진의 부하(%)일 수 있고, 세로축은 연료 분배 모드 엔진의 가스 비율(%)일 수 있다. 엔진의 부하를 100%를 사용하면 엔진의 수명을 단축시킬 수 있으므로, 연료 분배 모드 엔진의 부하는 대략 85%를 최대값으로 설정할 수 있다. 또한, 가스 비율이 100%이면 연료 분배 모드가 아닌 가스 모드가 되므로, 연료 분배 모드의 가스 비율은 대략 87%를 최대값으로 설정할 수 있다. 가스 모드 엔진의 부하 또는 연료유 모드 엔진의 부하가 10% 미만이거나 95%를 초과하는 경우를 운전 불가 영역으로 설정할 수 있다.First, the horizontal axis of the fuel cost map may be the load (%) of the fuel distribution mode engine, and the vertical axis may be the gas percentage (%) of the fuel distribution mode engine. Using 100% of the engine load can shorten the life of the engine, so the load of the fuel distribution mode engine can be set to approximately 85% maximum. In addition, if the gas ratio is 100%, the gas mode is set instead of the fuel distribution mode, so that the gas ratio of the fuel distribution mode can be set to approximately 87% as the maximum value. When the load of the gas mode engine or the load of the fuel oil mode engine is less than 10% or exceeds 95%, it may be set as an inoperable region.

연료 분배 모드 엔진에서 사용되고 남은 증발가스를 가스 모드 엔진에서 사용하고, 선박에 설치된 다수개의 DF엔진이 만들어야 할 전체 출력 중, 연료 분배 모드 엔진과 가스 모드 엔진이 만들어 내는 출력을 제외한 나머지를 연료유 모드 엔진이 부담하면 되므로, 선박에 설치된 다수개의 DF엔진이 만들어야 할 전체 출력과, 저장탱크로부터 배출되는 증발가스의 양과, 연료 분배 모드 엔진의 댓수 및 부하와, 각 연료 분배 모드 엔진의 가스 비율이 결정되면, 가스 모드 엔진의 댓수 및 부하와, 연료유 모드 엔진의 댓수 및 부하가 자동적으로 결정된다.The fuel oil mode uses the remaining evaporated gas used in the fuel distribution mode engine and the gas mode engine, and the remaining power except the power generated by the fuel distribution mode gas and the gas mode engine. Since the engine is burdened, the total output to be produced by the multiple DF engines installed on the ship, the amount of boil-off gas emitted from the storage tank, the number and load of the fuel distribution mode engine, and the gas ratio of each fuel distribution mode engine are determined. If so, the number and load of the gas mode engine and the number and load of the fuel oil mode engine are automatically determined.

따라서, 본 실시예의 선박용 엔진 운전 방법은, 선박에 설치된 다수개의 DF엔진이 만들어야 할 전체 출력과 저장탱크로부터 배출되는 증발가스의 양의 값은 선박의 운용 조건으로부터 가져오고, 가져온 값을 사용하여 선박에 설치된 다수개의 DF엔진의 모든 조합에 대해 연료 비용 지도를 작성한다. 선박에 설치된 다수개의 DF엔진의 조합이란, 가스 모드 엔진의 댓수, 연료유 모드 엔진의 댓수, 및 연료 분배 모드 엔진의 댓수를 변화시키면서 나올 수 있는 조합을 의미한다.Therefore, in the ship engine operating method of the present embodiment, the total output to be produced by a plurality of DF engines installed on the ship and the amount of boil-off gas discharged from the storage tank are taken from the ship's operating conditions, Create a fuel cost map for every combination of multiple DF engines installed in the engine. The combination of a plurality of DF engines installed in a ship means a combination that can be produced while changing the number of gas mode engines, the number of fuel oil mode engines, and the number of fuel distribution mode engines.

선박에 설치된 다수개의 DF엔진의 모든 조합에 따라 작성된 다수개의 연료 비용 지도 중, 가장 적은 연료비를 포함하는 연료 비용 지도를 선택한 후, 선택한 연료 비용 지도에서 가장 적은 연료비가 나올 수 있도록 하는 연료 분배 모드의 부하와 가스 비율을 결정한다. 연료 분배 모드 엔진의 ‘가스 비율’은, 연료 분배 모드 엔진에 사용되는 가스와 연료유가 혼합된 연료 중 가스가 포함되는 비율을 의미한다.In fuel distribution mode, select the fuel cost map that contains the lowest fuel cost among the multiple fuel cost maps created according to all combinations of the multiple DF engines installed on the ship, and then select the fuel cost map that allows the lowest fuel cost to be generated. Determine the load and gas ratio. The 'gas ratio' of the fuel distribution mode engine refers to a ratio of gas included in a fuel mixed with a gas used in the fuel distribution mode engine.

최종적으로 구하고자 하는 값인 ‘선박이 하루 동안 소비하는 총 연료비’는, ‘(시간당 소비되는 가스의 총 연료비 + 시간당 소비되는 연료유의 총 연료비) X 24h’으로 나타낼 수 있다. 또한, 시간당 소비되는 가스의 총 연료비는, ‘(가스 모드 엔진의 가스 소모량 + 연료 분배 모드 엔진의 가스 소모량) X 가스의 가격’으로 나타낼 수 있고, 시간당 소비되는 연료유의 총 연료비는, ‘(연료유 모드 엔진의 연료유 소모량 + 연료 분배 모드 엔진의 연료유 소모량) X 연료유의 가격’으로 나타낼 수 있다.The final value to be calculated, 'total fuel cost of the ship for one day', can be expressed as '(total fuel cost of gas consumed per hour + total fuel cost of fuel oil consumed per hour) X 24h'. In addition, the total fuel cost of the gas consumed per hour can be expressed as' (gas consumption of gas mode engine + gas consumption of fuel distribution mode engine) X gas', and the total fuel cost of fuel oil consumed per hour is' (fuel) Fuel oil consumption of the oil mode engine + fuel oil consumption of the fuel distribution mode engine) X price of the fuel oil.

가스 모드 엔진의 가스 소모량은, ‘가스 모드 엔진의 전체 출력 X 가스 모드 엔진의 효율 / 가스의 저위발열량’으로 나타낼 수 있다. ‘가스 모드 엔진의 전체 출력에 가스 모드 엔진의 효율을 곱한 값’은 ‘가스 모드 엔진이 가스를 연료로 사용하여 생산하는 동력’으로 볼 수 있고, ‘가스 모드 엔진이 가스를 연료로 사용하여 생산하는 동력’은, ‘가스 모드 엔진의 가스 소모량에 가스의 저위발열량을 곱한 값’과 같기 때문이다. 저위발열량이란, 연료 중에 포함되어 있는 수증기를 고려하지 않은 열량으로서, 연료를 연소시켰을 때 유효하게 얻을 수 있는 열량을 의미한다.The gas consumption of the gas mode engine may be expressed as “the efficiency of the gas mode engine x the efficiency of the gas mode engine / low calorific value of the gas”. The total output of a gas mode engine multiplied by the efficiency of the gas mode engine can be regarded as the power generated by the gas mode engine using gas as fuel, and the gas mode engine is produced using gas as fuel. This is because the power to be equal to the value obtained by multiplying the gas consumption of the gas mode engine by the low calorific value of the gas. The low calorific value is a calorie value not considering water vapor contained in the fuel, and means a calorific value that can be effectively obtained when the fuel is combusted.

가스 모드 엔진의 전체 출력은, ‘가스 모드 엔진의 한 대 출력 X 가스 모드 엔진 댓수’로 나타낼 수 있고, 가스 모드 엔진의 한 대 출력은, ‘DF엔진의 정격 출력(Rated Power) X 가스 모드 엔진의 부하(%) / 100’으로 나타낼 수 있다. 정격 출력은, 제조업자가 기기에 대하여 보증하는 사용 한도를 표시한 출력으로, 규정된 조건 하에서 운전이 보장된 최대의 출력을 의미한다.The total output of a gas mode engine can be expressed as' one gas X number of gas mode engines', and the output of a gas mode engine is' Rated Power X gas mode engines of the DF engine. It can be expressed as the load (%) of 100 '. Rated output is the output indicating the usage limits that the manufacturer warrants for the equipment and means the maximum output that is guaranteed to operate under the specified conditions.

연료 분배 모드 엔진의 가스 소모량은, ‘연료 분배 모드 엔진의 전체 출력 X 연료 분배 모드 엔진의 효율 X (연료 분배 모드 엔진의 가스 비율(%) / 100) / 가스의 저위발열량’으로 나타낼 수 있다.The gas consumption of the fuel distribution mode engine may be expressed as 'the total output of the fuel distribution mode engine X the efficiency X of the fuel distribution mode engine (% of gas of the fuel distribution mode engine / 100) / the low calorific value of the gas'.

‘연료 분배 모드 엔진의 전체 출력에, 연료 분배 모드 엔진의 효율 및 연료 분배 모드 엔진의 가스 비율을 곱한 값’은 ‘연료 분배 모드 엔진이 가스를 연료로 사용하여 생산하는 동력’으로 볼 수 있고, ‘연료 분배 모드 엔진이 가스를 연료로 사용하여 생산하는 동력’은, ‘연료 분배 모드 엔진의 가스 소모량에 가스의 저위발열량을 곱한 값’과 같기 때문이다.The total power of the fuel distribution mode engine multiplied by the efficiency of the fuel distribution mode engine and the gas ratio of the fuel distribution mode engine can be regarded as the power produced by the fuel distribution mode engine using gas as fuel. This is because the power generated by the fuel distribution mode engine using gas as fuel is equal to the gas consumption of the fuel distribution mode engine multiplied by the low calorific value of the gas.

연료 분배 모드 엔진의 전체 출력은, ‘연료 분배 모드 엔진의 한 대 출력 X 연료 분배 모드 엔진 댓수’로 나타낼 수 있고, 연료 분배 모드 엔진의 한 대 출력은, ‘DF엔진의 정격 출력(Rated Power) X 연료 분배 모드 엔진의 부하(%) / 100’으로 나타낼 수 있다.The total output of the fuel distribution mode engine can be expressed as 'one fuel X fuel distribution mode engine quantity of fuel distribution mode engine', and one output of the fuel distribution mode engine is 'Rated Power of DF engine'. X fuel distribution mode engine load (%) / 100 'can be expressed.

연료유 모드 엔진의 연료유 소모량은, ‘연료유 모드 엔진의 전체 출력 X 연료유 모드 엔진의 효율 / 연료유의 저위발열량’으로 나타낼 수 있다. 가스 모드 엔진의 가스 소모량을 계산할 때와 마찬가지로, ‘연료유 모드 엔진의 전체 출력에 연료유 모드 엔진의 효율을 곱한 값’은 ‘연료유 모드 엔진이 연료유를 연료로 사용하여 생산하는 동력’으로 볼 수 있고, ‘연료유 모드 엔진이 연료유를 연료로 사용하여 생산하는 동력’은, ‘연료유 모드 엔진의 연료유 소모량에 연료유의 저위발열량을 곱한 값’과 같기 때문이다.The fuel oil consumption of the fuel oil mode engine may be expressed as “the total output of the fuel oil mode engine X the efficiency of the fuel oil mode engine / low calorific value of fuel oil”. Similar to calculating the gas consumption of a gas mode engine, the product of the fuel oil mode engine's overall power multiplied by the efficiency of the fuel oil mode engine is the power produced by the fuel oil mode engine using fuel oil as fuel. It can be seen that the 'power generated by the fuel oil mode engine using fuel oil as fuel' is because the fuel oil consumption of the fuel oil mode engine is multiplied by the low calorific value of the fuel oil.

연료유 모드 엔진의 전체 출력은, ‘연료유 모드 엔진의 한 대 출력 X 연료유 모드 엔진 댓수’로 나타낼 수 있고, 연료유 모드 엔진의 한 대 출력은, ‘DF엔진의 정격 출력(Rated Power) X 연료유 모드 엔진의 부하(%) / 100’으로 나타낼 수 있다.The total output of the fuel oil mode engine can be expressed as' one fuel X engine oil mode number of fuel oil mode engines', and one output of fuel oil mode engine is' Rated power of the DF engine. It can be expressed as X fuel oil mode engine load (%) / 100 '.

연료 분배 모드 엔진의 연료유 소모량은, ‘연료 분배 모드 엔진의 전체 출력 X 연료 분배 모드 엔진의 효율 X (1 - (연료 분배 모드 엔진의 가스 비율(%) / 100)) / 연료유의 저위발열량’으로 나타낼 수 있다. 연료 분배 모드 엔진의 연료유 비율(%)은, ‘100% - 연료 분배 모드 엔진의 가스 비율(%)’이고, ‘연료 분배 모드 엔진의 전체 출력에, 연료 분배 모드 엔진의 효율 및 연료 분배 모드 엔진의 연료유 비율을 곱한 값’은 ‘연료 분배 모드 엔진이 연료유를 연료로 사용하여 생산하는 동력’으로 볼 수 있으며, ‘연료 분배 모드 엔진이 연료유를 연료로 사용하여 생산하는 동력’은, ‘연료 분배 모드 엔진의 연료유 소모량에 연료유의 저위발열량을 곱한 값’과 같기 때문이다.The fuel oil consumption of the fuel distribution mode engine is 'the total power of the fuel distribution mode engine X the efficiency of the fuel distribution mode engine X (1-(% of gas in fuel distribution mode engine / 100)) / the low calorific value of the fuel oil' It can be represented as The fuel oil percentage (%) of the fuel distribution mode engine is '100%-the gas percentage of the fuel distribution mode engine (%)', and the fuel efficiency and fuel distribution mode of the fuel distribution mode engine, at the total output of the fuel distribution mode engine, 'Multiplied by the fuel oil ratio of the engine' can be regarded as 'the power produced by the fuel distribution mode engine using fuel oil as fuel', and the 'power generated by the fuel distribution mode engine using fuel oil as fuel' as This is because the fuel oil consumption of the fuel distribution mode engine is multiplied by the low calorific value of the fuel oil.

가스 모드 엔진의 전체 출력과, 연료유 모드 엔진의 전체 출력과, 연료 분배 모드 엔진의 전체 출력을 합한 값은, 선박에 설치된 다수개의 DF엔진 전체가 만들어야 할 출력과 같아야 하고, 가스 모드 엔진 댓수와, 연료유 모드 엔진 댓수와, 연료 분배 모드 엔진 댓수의 합은, 선박에 설치된 DF엔진의 댓수와 같거나 더 적어야 한다.The sum of the total power of the gas mode engine, the total power of the fuel oil mode engine, and the total power of the fuel distribution mode engine should be equal to the power that should be produced by all the DF engines installed in the ship. The sum of the number of fuel oil mode engines and the number of fuel distribution mode engines should be less than or equal to the number of DF engines installed in the ship.

또한, 가스 모드 엔진의 가스 소모량과 연료 분배 모드 엔진의 가스 소모량의 합은, 저장탱크로부터 배출되는 증발가스의 양과 비슷하도록 설정할 수 있다. 가스 모드 엔진의 가스 소모량과 연료 분배 모드 엔진의 가스 소모량의 합이 저장탱크로부터 배출되는 증발가스의 양보다 다소 많더라도, 저장탱크 내부의 액화천연가스를 기화시켜 연료로 사용할 수는 있다. 그러나, 일반적으로 저장탱크 내부의 액화천연가스는 선박이 운송하고자 하는 목적물로, 최대한 보존하는 것이 바람직하다. 따라서, 가스 모드 엔진의 가스 소모량과 연료 분배 모드 엔진의 가스 소모량의 합이 저장탱크로부터 배출되는 증발가스의 양보다 일정량 이상 초과되는 경우를, 운전 불가 영역으로 설정할 수 있다.In addition, the sum of the gas consumption of the gas mode engine and the gas consumption of the fuel distribution mode engine may be set to be similar to the amount of boil-off gas discharged from the storage tank. Although the sum of the gas consumption of the gas mode engine and the gas consumption of the fuel distribution mode engine is somewhat larger than the amount of boil-off gas discharged from the storage tank, the liquefied natural gas in the storage tank can be vaporized and used as fuel. However, in general, the liquefied natural gas in the storage tank is the object to be transported by the ship, it is desirable to preserve as much as possible. Therefore, the case where the sum of the gas consumption of the gas mode engine and the gas consumption of the fuel distribution mode engine exceeds a certain amount or more by the amount of the boil-off gas discharged from the storage tank can be set as an inoperable region.

한편, 연료 분배 모드 엔진의 효율은, 연료 분배 모드 엔진의 부하와 가스 비율에 따라 달라진다. 도 1은 연료 분배 모드로 구동되는 DF엔진의 부하 및 가스 비율에 따른 효율을 나타낸 그래프이다. 도 1의 가로축은 연료 분배 모드 엔진의 부하를 %로 나타낸 것이고, 세로축은 연료 분배 모드 엔진의 가스 비율을 %로 나타낸 것이다.On the other hand, the efficiency of the fuel distribution mode engine depends on the load and the gas ratio of the fuel distribution mode engine. 1 is a graph showing the efficiency according to the load and gas ratio of the DF engine driven in the fuel distribution mode. 1 represents the load of the fuel distribution mode engine in%, and the vertical axis represents the gas ratio of the fuel distribution mode engine in%.

도 1의 (a)영역은 연료 분배 모드 엔진의 효율이 20% 이상 25% 미만인 경우를 나타낸 것이고, (b)영역은 연료 분배 모드 엔진의 효율이 25% 이상 30% 미만인 경우를 나타낸 것이고, (c)영역은 연료 분배 모드 엔진의 효율이 30% 이상 35% 미만인 경우를 나타낸 것이고, (d)영역은 연료 분배 모드 엔진의 효율이 35% 이상 40% 미만인 경우를 나타낸 것이고, (e)영역은 연료 분배 모드 엔진의 효율이 40% 이상 45% 미만인 경우를 나타낸 것이며, (f)영역은 연료 분배 모드 엔진의 효율이 45% 이상 50% 미만인 경우를 나타낸 것이다.Area (a) of FIG. 1 shows a case where the efficiency of the fuel distribution mode engine is 20% or more and less than 25%, area (b) shows a case where the efficiency of the fuel distribution mode engine is 25% or more and less than 30%, ( Area c) shows the case where the efficiency of the fuel distribution mode engine is 30% or more and less than 35%, area (d) shows the case where the efficiency of the fuel distribution mode engine is 35% or more and less than 40%, and area (e) The fuel distribution mode engine shows a case where the efficiency of the fuel distribution mode engine is 40% or more and less than 45%, and (f) shows the case where the efficiency of the fuel distribution mode engine is 45% or more and less than 50%.

도 1에서와 같이, 연료 분배 모드 엔진의 부하 및 가스 비율을 알면 연료 분배 모드 엔진의 효율을 알 수 있으므로, 연료 비용 지도를 작성하는데 필요한 인자인 연료 분배 모드 엔진의 효율은 도 1의 그래프에서 가져올 수 있다.As shown in FIG. 1, knowing the fuel distribution mode engine load and gas ratio, the efficiency of the fuel distribution mode engine can be known. Therefore, the efficiency of the fuel distribution mode engine, which is a necessary factor for preparing the fuel cost map, is obtained from the graph of FIG. Can be.

도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예의 선박용 엔진 운전 방법에 따른 연료 비용 지도(Fuel Cost Map)로, 선박에 설치된 네 대의 DF엔진 중 가스 모드 엔진 댓수가 한 대, 연료 분배 모드 엔진 댓수가 한 대, 연료유 모드 엔진 댓수가 두 대, 선박에 설치된 다수개의 DF엔진 전체가 만들어야 할 출력이 23900 kW, 저장탱크로부터 배출되는 증발가스의 양이 1000 kg/h, 선박 속도가 20 knots인 경우를 나타낸 것이다.FIG. 2 is a fuel cost map according to a ship engine operating method according to a first preferred embodiment of the present invention, wherein one gas mode engine and one fuel distribution mode engine are one of four DF engines installed in the ship. Large, two fuel oil mode engines, the total number of DF engines installed on the ship is 23900 kW, the amount of boil-off gas from the storage tank is 1000 kg / h and the ship speed is 20 knots. It is shown.

도 4는 본 발명의 바람직한 제2 실시예의 선박용 엔진 운전 방법에 따른 연료 비용 지도(Fuel Cost Map)로, 선박에 설치된 네 대의 DF엔진 중 가스 모드 엔진 댓수가 한 대, 연료 분배 모드 엔진 댓수가 한 대, 연료유 모드 엔진 댓수가 한 대, 선박에 설치된 다수개의 DF엔진 전체가 만들어야 할 출력이 20564 kW, 저장탱크로부터 배출되는 증발가스의 양이 1500 kg/h, 선박 속도가 19 knots인 경우를 나타낸 것이다.4 is a fuel cost map according to a ship engine operating method according to a second preferred embodiment of the present invention, one gas mode engine and four fuel distribution mode engines among four DF engines installed in the ship; A large number of fuel oil mode engines are required to produce 20564 kW of power for all DF engines installed on the ship, 1500 kg / h of evaporated gas from the storage tank, and 19 knots of ship speed. It is shown.

도 5는 본 발명의 바람직한 제3 실시예의 선박용 엔진 운전 방법에 따른 연료 비용 지도(Fuel Cost Map)로, 선박에 설치된 네 대의 DF엔진 중 가스 모드 엔진 댓수가 한 대, 연료 분배 모드 엔진 댓수가 한 대, 연료유 모드 엔진 댓수가 한 대, 선박에 설치된 다수개의 DF엔진 전체가 만들어야 할 출력이 13972 kW, 저장탱크로부터 배출되는 증발가스의 양이 1000 kg/h, 선박 속도가 16 knots인 경우를 나타낸 것이다.FIG. 5 is a fuel cost map according to a method of operating a marine engine according to a third preferred embodiment of the present invention, wherein one gas mode engine and one fuel distribution mode engine are one of four DF engines installed in the ship. A large number of fuel oil mode engines is required to produce 13972 kW of the total number of DF engines installed in the vessel, 1000 kg / h of evaporated gas from the storage tank, and 16 knots of vessel speed. It is shown.

도 2, 도 4 및 도 5에서, 빨간색 영역은 연료비가 비교적 높은 영역을 나타내며, 빨간색이 진해질수록 연료비가 더 높아짐을 의미한다. 또한, 녹색 영역은 연료비가 비교적 적은 영역을 나타내며, 녹색이 진해질수록 연료비가 더 낮아짐을 의미한다. 검은색 영역은 연료비가 가장 낮은 경우를 나타내며(도 3의 (2) 참조), 색이 없는 영역은 운전 불가 영역을 나타낸다(도 3의 (3) 참조).2, 4 and 5, the red region indicates a region in which the fuel cost is relatively high, and the darker the red color, the higher the fuel ratio. In addition, the green region indicates a region in which the fuel cost is relatively low, and the darker the green, the lower the fuel cost. The black area represents the case where the fuel ratio is the lowest (refer to (2) in FIG. 3), and the area without color represents an inoperable area (see (3) in FIG. 3).

본 실시예의 선박용 엔진 운전 방법의 제3 단계인, 선박의 여러 운용 조건에 따라 작성된 다수개의 연료 비용 지도 중, 가장 작은 연료비가 나오는 연료 비용 지도를 선택하는 단계에서는, 제2 단계에서 작성된 다수개의 연료 비용 지도 중, 가장 작은 연료비가 나오는 연료 비용 지도를 선택한다.In the step of selecting a fuel cost map having the smallest fuel cost among the plurality of fuel cost maps created according to various operating conditions of the ship, which is the third step of the marine engine operating method of the present embodiment, the plurality of fuels created in the second step From the cost map, choose the fuel cost map with the lowest fuel cost.

본 실시예의 선박용 엔진 운전 방법은, 다수개의 DF엔진 중 하나 이상이 연료 분배 모드로 구동되는 경우에만 적용되는 것이 아니라, 연료 분배 모드로 구동되는 DF엔진이 없는 경우에도 적용된다. 즉, 일례로 선박에 설치된 총 네 대의 DF엔진 중, 가스 모드 엔진 두 대와 연료유 모드 엔진 한 대가 구동되는 경우, 가스 모드 엔진 한 대와 연료유 모드 엔진 세 대가 구동되는 경우, 또는 가스 모드 엔진 두 대만 구동되는 경우 등과 같이, 연료 분배 모드로 구동되는 DF엔진이 없는 경우까지 포함하여 연료 비용 지도를 작성하고, 만약 가장 작은 연료비가 나오는 연료 비용 지도가 연료 분배 모드 엔진을 포함하지 않는 경우라면, DF엔진을 가스 모드와 연료유 모드 중 어느 하나로만 운용하였던 종래와 같은 방식으로 엔진을 구동시키면 된다.The marine engine operating method of this embodiment is not only applied when one or more of the plurality of DF engines are driven in the fuel distribution mode, but also when there is no DF engine driven in the fuel distribution mode. That is, for example, when a gas mode engine and one fuel oil mode engine are driven among a total of four DF engines installed in a ship, a gas mode engine and three fuel oil mode engines are driven, or a gas mode engine Create a fuel cost map, including the absence of a DF engine driven in fuel distribution mode, such as two Taiwanese run, and if the fuel cost map with the lowest fuel cost does not include the fuel distribution mode engine, The engine may be driven in the same manner as the conventional method in which the DF engine is operated in only one of the gas mode and the fuel oil mode.

본 실시예의 선박용 엔진 운전 방법의 제4 단계인, 선택한 연료 비용 지도에 맞추어 다수개의 엔진의 구동 조건을 설정하는 단계에서는, 제3 단계에서 선택된 가장 작은 연료비가 나오는 연료 비용 지도의 엔진의 조합으로, 선박에 설치된 다수개의 DF엔진의 구동 조건을 설정한다.In the step of setting the driving conditions of the plurality of engines in accordance with the selected fuel cost map, which is the fourth step of the marine engine operating method of the present embodiment, the combination of the engines of the fuel cost map that yields the smallest fuel cost selected in the third step, Set the driving conditions for the multiple DF engines installed on the ship.

도 3은 도 2의 (1) 내지 (3)영역의 확대도인데, 도 2 및 도 3을 참조하여 선박에 설치된 다수개의 DF엔진의 구동 조건을 설정하는 방법을 설명하면 다음과 같다. LDH는 운전 불가 영역을 나타낸다.3 is an enlarged view of the region (1) to (3) of FIG. 2, referring to FIGS. 2 and 3, a method of setting driving conditions of a plurality of DF engines installed in a ship will be described below. LDH represents an inoperable area.

일례로 도 2가 가장 적은 연료비가 나오는 연료 비용 지도라면, 네 대의 DF엔진 중 가스 모드 엔진이 한 대, 연료 분배 모드 엔진이 한 대, 연료유 모드 엔진이 두 대가 되도록 설정한다. 각 엔진의 모드 및 댓수를 설정한 후에는, 가장 적은 연료비가 나오도록 연료 분배 모드 엔진의 부하 및 가스 비율을 설정한다.For example, if FIG. 2 is a fuel cost map with the lowest fuel cost, the gas mode engine, one fuel distribution mode engine, and two fuel oil mode engines are set among four DF engines. After setting the mode and the number of each engine, the load and the gas ratio of the fuel distribution mode engine are set so that the lowest fuel cost is obtained.

그런데, 엔진의 부하 및 가스 비율을 한번에 바꿀 수 있는 것이 아니라, 선박의 운항 상황을 고려하며 점진적으로 변화시켜야 하는데, 엔진의 부하 및 가스 비율을 점진적으로 변화시키는 과정에서 가장 적은 연료비가 나오도록 하는 방법을 연료 비용 지도를 통해 알 수 있다. 즉, ‘현재 자신의 위치’와 ‘목적지’를 찾아가는 ‘가장 빠르고 효율적인 길’을 지도를 보고 알 수 있듯이, 현재의 선박 운용 상태에서의 연료비(‘현재 자신의 위치’에 대응); 가장 적은 연료비가 나오는 연료 분배 모드 엔진의 부하 및 가스 비율(‘목적지’에 대응); 및 가장 적은 연료비가 나오는 연료 분배 모드 엔진의 부하 및 가스 비율을 찾아가는 길(route) 중 가장 연료비가 적게 나오는 길(‘가장 빠르고 효율적인 길’에 대응);을 연료 비용 지도를 보고 알 수 있다.By the way, the load and gas ratio of the engine can not be changed at once, but should be changed gradually in consideration of the ship's operating conditions, so that the fuel cost is the lowest in the process of gradually changing the engine load and gas ratio. This can be seen from the fuel cost map. In other words, as shown on the map the 'fastest and most efficient way' to find 'your current location' and 'destination', the cost of fuel in the current state of vessel operation (corresponding to your current location); Load and gas ratio of the fuel distribution mode engine with the lowest fuel cost (corresponding to the “destination”); The fuel cost map may be used to find the least fuel cost route (corresponding to the 'fastest and most efficient route') among the routes to find the load and gas ratio of the fuel distribution mode engine having the lowest fuel cost.

일례로, 도 2에서 현재 상태가 연료 모드 엔진의 부하는 대략 66%이고, 가스 비율은 대략 36%라고 하면, 연료비는 대략 28205.5 USD로 비교적 높은 연료비가 나오는 상태임을 알 수 있다(도 3의 (1) 참조). 가스의 저위발열량은 50000 kJ/kg, 연료유의 저위발열량은 42700 kJ/kg, 연료유의 가격은 300 USD/mt, 가스의 가격은 2.76USD/MMBTU로 가정하였다.For example, in FIG. 2, if the current state is about 66% of the load of the fuel mode engine and the gas ratio is about 36%, the fuel cost is about 28205.5 USD. 1)). It is assumed that the low calorific value of gas is 50000 kJ / kg, the low calorific value of fuel oil is 42700 kJ / kg, the price of fuel oil is 300 USD / mt, and the price of gas is 2.76 USD / MMBTU.

가장 연료비가 적게 나오는 조건은, 부하가 대략 15%, 가스 비율이 대략 32%인 경우임을 알 수 있는데(도 3의 (2) 참조), 현재 상태에서 가장 연료비가 적게 나오는 조건으로 가기 위해서, 빨간색 영역을 최대한 피하고 녹색 영역 쪽을 지나도록 엔진을 운용하면, 연료비를 최소한으로 소비할 수 있다.It can be seen that the condition that the least fuel costs, the load is approximately 15%, the gas ratio is approximately 32% (see Fig. 3 (2)), in order to go to the condition that the least fuel costs in the current state, red By avoiding the zone as much as possible and running the engine past the green zone, you can consume the least amount of fuel.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications or changes may be made without departing from the technical spirit of the present invention, which will be apparent to those of ordinary skill in the art. It is.

(a) ~ (f) : 연료 분배 모드 엔진의 부하 및 가스 비율에 따른 효율을 나타내는 영역
(1) : 연료비가 비교적 높은 영역
(2) : 최소 연료비를 포함하는 영역
(3) : 운전 불가 영역(a) ~ (f): area indicating efficiency according to load and gas ratio of fuel distribution mode engine
(1): area with relatively high fuel cost
(2): area containing the minimum fuel cost
(3): Inoperable area

Claims (17)

연료 분배 모드로도 구동될 수 있는 다수개의 엔진을 포함하는 선박의 엔진 운전 방법에 있어서,
1) 상기 선박의 운용 조건에 따라, 상기 선박의 속도, 상기 선박에 설치된 다수개의 엔진이 만들어야 할 전체 출력, 및 저장탱크로부터 배출되는 증발가스의 양의 값을 가져오는 단계;
2) 상기 1)단계에서 가져온 값을 이용하여, 상기 다수개의 엔진 중 연료 분배 모드 엔진의 댓수, 연료유 모드 엔진의 댓수, 및 가스 모드 엔진의 댓수의 조합에 따라, 다수개의 연료 비용 지도를 작성하는 단계;
3) 상기 2)단계에서 작성된 다수개의 연료 비용 지도 중, 가장 작은 연료비를 포함하는 연료 비용 지도를 선택하는 단계;
4) 상기 3)단계에서 선택된 연료 비용 지도의 조건에 맞추어, 상기 연료 분배 모드 엔진의 댓수, 상기 연료유 모드 엔진의 댓수, 및 상기 가스 모드 엔진의 댓수를 설정하는 단계; 및
5) 상기 연료 분배 모드 엔진의 부하 및 상기 ‘가스 비율’을, 가장 연료비가 적게 나오도록 설정하는 단계;를 포함하고,
상기 연료 비용 지도는, 상기 연료 분배 모드 엔진의 부하 및 상기 연료 분배 모드 엔진이 사용하는 연료의 가스 비율(이하, ‘가스 비율’이라고 한다.)에 따른 연료비의 변화를 나타내고,
상기 5)단계에서, 상기 연료 비용 지도의 가장 연료비가 적게 나오는 길(route)을 따라 상기 연료 분배 모드 엔진의 부하 및 상기 ‘가스 비율’을 점진적으로 바꾸며,
상기 연료 분배 모드 엔진의 부하와 상기 연료 분배 모드 엔진에서 사용되는 연료의 가스 비율의 값을 이용하여, 상기 다수개의 엔진을 구동시키기 위한 최소의 연료비를 찾는 것을 특징으로 하고,
상기 연료 분배 모드 엔진의 효율은, 상기 연료 분배 모드 엔진의 부하 및 상기 ‘가스 비율’에 따라 결정되는, 선박용 엔진 운전 방법.In the engine operating method of a ship comprising a plurality of engines that can also be driven in fuel distribution mode,
1) obtaining values of the speed of the vessel, the total power to be produced by a plurality of engines installed in the vessel, and the amount of boil-off gas discharged from the storage tank according to the operating conditions of the vessel;
2) A plurality of fuel cost maps are prepared according to a combination of the number of fuel distribution mode engines, the number of fuel oil mode engines, and the number of gas mode engines using the values obtained in step 1). Doing;
3) selecting a fuel cost map including the smallest fuel cost among the plurality of fuel cost maps created in step 2);
4) setting the number of fuel distribution mode engines, the number of fuel oil mode engines, and the number of gas mode engines according to the conditions of the fuel cost map selected in step 3); And
5) setting the load and the 'gas ratio' of the fuel distribution mode engine so that the fuel cost is lowest;
The fuel cost map indicates a change in fuel cost according to the load of the fuel distribution mode engine and the gas ratio of the fuel used by the fuel distribution mode engine (hereinafter referred to as a 'gas ratio'),
In step 5), the load of the fuel distribution mode engine and the 'gas ratio' are gradually changed along the route of least fuel cost of the fuel cost map,
Using the value of the load of the fuel distribution mode engine and the gas ratio of the fuel used in the fuel distribution mode engine, characterized in that finding a minimum fuel ratio for driving the plurality of engines,
The efficiency of the fuel distribution mode engine is determined according to the load of the fuel distribution mode engine and the 'gas ratio'. 청구항 1에 있어서,
상기 연료 비용 지도의 연료비는 선박이 하루 동안 소비하는 총 연료비를 나타내고, ‘(시간당 소비되는 가스의 총 연료비 + 시간당 소비되는 연료유의 총 연료비) X 24’로 계산되는, 선박용 엔진 운전 방법. The method according to claim 1,
The fuel cost of the fuel cost map represents the total fuel cost that the ship consumes during the day, and is calculated as '(total fuel cost of gas consumed per hour + total fuel cost of fuel oil consumed per hour) X 24'. 청구항 2에 있어서,
상기 시간당 소비되는 가스의 총 연료비는, ‘(가스 모드 엔진의 가스 소모량 + 연료 분배 모드 엔진의 가스 소모량) X 가스의 가격’으로 계산되는, 선박용 엔진 운전 방법.The method according to claim 2,
The total fuel cost of the gas consumed per hour is calculated as '(gas consumption of gas mode engine + gas consumption of fuel distribution mode engine) X gas', the marine engine operating method. 청구항 2에 있어서,
상기 시간당 소비되는 연료유의 총 연료비는, ‘(연료유 모드 엔진의 연료유 소모량 + 연료 분배 모드 엔진의 연료유 소모량) X 연료유의 가격’으로 계산되는, 선박용 엔진 운전 방법.The method according to claim 2,
The total fuel cost of the fuel oil consumed per hour is calculated as '(fuel oil consumption of fuel oil mode engine + fuel oil consumption of fuel distribution mode engine) X price of fuel oil'. 청구항 3에 있어서,
상기 가스 모드 엔진의 가스 소모량은, ‘가스 모드 엔진의 전체 출력 X 가스 모드 엔진의 효율 / 가스의 저위발열량’으로 계산되는, 선박용 엔진 운전 방법.The method according to claim 3,
The gas consumption of the gas mode engine is calculated as 'efficiency of the total output X gas mode engine of the gas mode engine / low calorific value of gas', engine operation method for a ship. 청구항 3에 있어서,
상기 연료 분배 모드 엔진의 가스 소모량은, ‘연료 분배 모드 엔진의 전체 출력 X 연료 분배 모드 엔진의 효율 X (연료 분배 모드 엔진의 가스 비율(%) / 100) / 가스의 저위발열량’으로 계산되는, 선박용 엔진 운전 방법.The method according to claim 3,
The gas consumption of the fuel distribution mode engine is calculated as' the total power of the fuel distribution mode engine X the efficiency X of the fuel distribution mode engine X (gas ratio (%) / 100) of the fuel distribution mode engine / low calorific value of the gas), How to Operate a Marine Engine. 청구항 4에 있어서,
상기 연료유 모드 엔진의 연료유 소모량은, ‘연료유 모드 엔진의 전체 출력 X 연료유 모드 엔진의 효율 / 연료유의 저위발열량’으로 계산되는, 선박용 엔진 운전 방법.The method according to claim 4,
The fuel oil consumption of the fuel oil mode engine is calculated as 'the overall output of the fuel oil mode engine x the efficiency of the fuel oil mode engine / the low calorific value of the fuel oil', the marine engine operating method. 청구항 4에 있어서,
상기 연료 분배 모드 엔진의 연료유 소모량은, ‘연료 분배 모드 엔진의 전체 출력 X 연료 분배 모드 엔진의 효율 X (1 - (연료 분배 모드 엔진의 가스 비율(%) / 100)) / 연료유의 저위발열량’으로 계산되는, 선박용 엔진 운전 방법.The method according to claim 4,
The fuel oil consumption of the fuel distribution mode engine is' the total power of the fuel distribution mode engine X the efficiency of the fuel distribution mode engine X (1-(gas ratio of fuel distribution mode engine (%) / 100)) / the low calorific value of the fuel oil Method of operating a marine engine. 청구항 5에 있어서,
상기 가스 모드 엔진의 전체 출력은, ‘가스 모드 엔진의 한 대 출력 X 가스 모드 엔진 댓수’로 계산되고,
상기 가스 모드 엔진의 한 대 출력은, ‘DF엔진의 정격 출력(Rated Power) X 가스 모드 엔진의 부하(%) / 100’으로 계산되는, 선박용 엔진 운전 방법.The method according to claim 5,
The total power of the gas mode engine is calculated as 'the number of gas mode engines output x number of gas mode engines',
One output of the gas mode engine is calculated as 'Rated Power of the DF engine X load of the gas mode engine (%) / 100'. 청구항 6 또는 청구항 8에 있어서,
상기 연료 분배 모드 엔진의 전체 출력은, ‘연료 분배 모드 엔진의 한 대 출력 X 연료 분배 모드 엔진 댓수’로 계산되고,
상기 연료 분배 모드 엔진의 한 대 출력은, ‘DF엔진의 정격 출력(Rated Power) X 연료 분배 모드 엔진의 부하(%) / 100’으로 계산되는, 선박용 엔진 운전 방법.The method according to claim 6 or 8,
The total power of the fuel distribution mode engine is calculated as 'one fuel X fuel distribution mode engine quantity of fuel distribution mode engine',
One output of the fuel distribution mode engine is calculated as 'Rated Power X fuel distribution mode engine load (%) / 100' of the DF engine. 청구항 7에 있어서,
상기 연료유 모드 엔진의 전체 출력은, ‘연료유 모드 엔진의 한 대 출력 X 연료유 모드 엔진 댓수’로 계산되고,
상기 연료유 모드 엔진의 한 대 출력은, ‘DF엔진의 정격 출력(Rated Power) X 연료유 모드 엔진의 부하(%) / 100’으로 계산되는, 선박용 엔진 운전 방법.The method according to claim 7,
The total power of the fuel oil mode engine is calculated as 'one fuel X fuel oil mode engine quantity of the fuel oil mode engine',
One output of the fuel oil mode engine is calculated as 'Rated Power X fuel oil mode engine load (%) / 100' of the DF engine. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 가스 모드 엔진 또는 상기 연료유 모드 엔진의 부하가 10% 미만이거나 95%를 초과하는 경우를 운전 불가 영역으로 설정하는, 선박용 엔진 운전 방법.The method according to claim 1,
And setting the case where the load of the gas mode engine or the fuel oil mode engine is less than 10% or more than 95% as an inoperable region. 청구항 1에 있어서,
상기 가스 모드 엔진의 가스 소모량과 상기 연료 분배 모드 엔진의 가스 소모량의 합이, 상기 저장탱크로부터 배출되는 증발가스의 양을 기준으로 미리 설정된 값을 초과하면, 운전 불가 영역으로 설정하는, 선박용 엔진 운전 방법.The method according to claim 1,
When the sum of the gas consumption of the gas mode engine and the gas consumption of the fuel distribution mode engine exceeds a preset value on the basis of the amount of boil-off gas discharged from the storage tank, the marine engine operation to set the non-operation area Way. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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