WO2019066091A1 - 선박용 엔진 운전 방법 - Google Patents

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WO2019066091A1
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남병탁
안철민
김영록
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Daewoo Shipbuilding and Marine Engineering Co Ltd
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    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
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    • B63H21/12—Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being motor-driven
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/21—Control means for engine or transmission, specially adapted for use on marine vessels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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    • Y02T70/50—Measures to reduce greenhouse gas emissions related to the propulsion system
    • Y02T70/5218—Less carbon-intensive fuels, e.g. natural gas, biofuels

Definitions

  • the present invention relates to a method of operating an engine of a ship equipped with a plurality of engines.
  • DF Dual Fuel
  • the DF engine is an engine that can use both natural gas and fuel oil. It can be divided into a four-stroke power generation engine and a two-stroke main propulsion engine.
  • the DF engine for four-stroke power generation is generally referred to as a DF engine and is connected to the generator, so that the load of the engine is determined by the connected generator.
  • the torque that rotates the generator increases, and as the torque increases, the number of revolutions of the generator decreases, and the governor of the engine
  • the load of the engine is determined by the rotational speed and the torque of the engine.
  • the rotational speed of the engine is kept constant and the torque of the engine is adjusted while the load of the engine is also adjusted.
  • the four-stroke DF engine employs an Otto Cycle, which compresses fuel and combustion air as the piston rises.
  • the DF engine for 2-stroke main propulsion is X-DF engine, ME-GI engine, etc. It is connected with propeller, not generator, because it is an engine for propelling ship.
  • the two-stroke DF engine employs a diesel cycle that injects fuel directly into the combustion chamber at the top of the piston.
  • the ME-GI engine a high-pressure two-stroke DF engine, uses natural gas at a pressure of approximately 300 bar to 350 bar.
  • the 34 DF engine is characterized not only by continuously igniting a specific cylinder among a plurality of cylinders, but also by driving a plurality of cylinders evenly while igniting.
  • the present invention seeks to provide a marine engine operating method capable of efficiently operating an engine while reducing fuel costs by intermittently burning a plurality of engines.
  • a method of operating an engine with a plurality of engines comprising the steps of: 1) when the load demanded by the ship is 90% or more and 125%
  • One is provided with a method of operating a marine engine that operates in a Skip Firing Mode, one in normal mode, and the other in no operation.
  • the engine operated in the intermittent combustion mode suffers a constant load of 25% or less, and the engine operated in the normal mode can cope with the remaining load demanded by the ship and the required load variation of the ship.
  • An engine which has been operated in the intermittent combustion mode when the load demanded by the ship is 125% or less and exceeds 125% (Hereinafter, referred to as a third engine) is started after a load exceeding 125% of the required load is temporarily held, and 3) the first engine is again started at a load of 25% or less (Hereinafter, referred to as a second engine) and the third engine are capable of handling the rest of the load demanded by the ship.
  • the first engine is temporarily operated in a normal mode when temporarily overloading a load exceeding 125% of the load demanded by the ship in the second stage, and in the third stage,
  • the third engine may be operated in the normal mode.
  • the second engine and the third engine can equally cope with the rest of the load demanded by the ship.
  • the method for operating the marine engine gradually lowers the loads of the second engine and the third engine when the load required by the marine vessel is reduced in a state where the load demanded by the marine vessel exceeds 125% 125% or less, the operation of the third engine can be stopped.
  • the first engine may be operated in the intermittent combustion mode.
  • the second engine and the third engine can uniformly cope with the rest of the load demanded by the ship.
  • the first engine is subjected to a constant load of 25% or less in the intermittent combustion mode, and the second engine can cope with the remaining load demanded by the ship and the demand load fluctuation of the ship.
  • the second engine may be operated in the normal mode.
  • the ship includes four engines capable of operating in an intermittent combustion mode.
  • One of the four engines is a spare, and three engines can normally be operated.
  • the plurality of engines may be a 34DF engine.
  • a method of operating an engine of a ship equipped with a plurality of engines wherein one of the plurality of engines operates in an intermittent combustion mode at a load of 25% Is operated in a normal mode with no load or with a load exceeding 25%.
  • the engine operated in the intermittent combustion mode is maintained at a constant load and the engine operated in the normal mode can cope with the remaining load demanded by the ship and the demanded load fluctuation of the ship.
  • the plurality of engines operating in the normal mode can equally bear the remaining load required by the ship.
  • the fuel efficiency of the engine can be increased without affecting the life of the engine or the maintenance cycle of the engine at all, and the amount of harmful emissions such as greenhouse gas, CO, and NOx can be greatly reduced.
  • 1 is a graph showing a preferred embodiment of the present invention when two engines are operated.
  • the ship on which the marine engine operating method of the present invention is installed may be a vessel for various purposes such as a liquefied natural gas carrier, a liquefied natural gas fuel line, a drill ship, and an offshore structure.
  • the engine to which the marine engine operating method of the present invention is applied is preferably a 34DF engine, but is not limited thereto and can be applied to all engines in which fuel oil and natural gas can be used in duplicate.
  • the following examples are intended to illustrate the present invention and should not be construed as limiting the scope of the present invention.
  • the load required by the ship is 25% or less, it is preferable to drive only one engine and operate in the intermittent combustion mode.
  • the load demanded by the ship is more than 25% but less than 90%, only one engine may be driven so that one engine can fully cover the load demanded by the ship in the normal mode, and two engines , One may operate with a load of less than 25% in the intermittent combustion mode and the other may be able to handle the remaining load in normal mode.
  • the engine operated in the intermittent combustion mode is a load of 25% or less, and the engine operated in the normal mode may be a load of more than 25%. It is preferable that the engine operated in the normal mode bears the load except for the load that the engine operated in the intermittent combustion mode among the loads demanded by the ship, .
  • the demand load variation of the ship means that the required load continuously fluctuates according to the ship's operating conditions.
  • the load demanded by the ship is based on the assumption that a load capable of handling a maximum of one engine is 100%. For example, if the load demanded by a ship is 200%, it is the same as when two engines are operated with the maximum load.
  • the number of engines mounted on a ship is not limited, generally four engines capable of operating in an intermittent combustion mode are mounted on a ship, one of which is a standby, and three engines Can be operated.
  • three engines Can be operated.
  • the first engine, the second engine, and the third engine have the meaning of only one engine among three engines, and do not represent the order of installation or express a specific engine for each step.
  • step 1) the first engine is 100%, the second engine 25%, and the third engine 100%.
  • step 2) the first engine 100%, the second engine 60% Is 100%, it means that one of the three engines in step 1) is 25%, and in step 2) one of the three engines is 60%. Quot;) < / RTI > step is changed to 60%.
  • FIG. 1 is a graph showing a preferred embodiment of the present invention when two engines are operated.
  • X indicates a point in time when the low load optimization sharing mode is activated
  • Y in FIG. 1 indicates a point in time when the low load optimization distribution mode is inactivated (Off).
  • the low load optimization distribution mode means a mode in which one of a plurality of engines is operated at less than 25%.
  • the two engines can be operated at a load of about 60% (after the point X and after the point Y) As shown in the graph b of FIG. 1, one engine operates at a load of 25% or less, and the other engine can handle the rest of the load required by the ship as shown in the graph a of FIG. 1 Y).
  • the engine operating at a load of 25% or less is operated in the intermittent combustion mode and the rest of the load demanded by the ship
  • the engine to be operated is operated in the normal mode and can also meet the demand load variation of the ship.
  • the engine operated in the intermittent combustion mode (hereinafter referred to as the first engine)
  • a third engine that has not been operated after temporarily overloading a load exceeding 125% of the load
  • the first engine is operated again in the intermittent combustion mode at a load of 25% or less, and the engine (hereinafter referred to as the second engine) and the third engine, which are operated in the normal mode, And a step of accommodating.
  • the load demanded by the ship is about 120%
  • the second engine is operated in a normal mode with a load of about 98%
  • the first engine is operated in an intermittent combustion mode with a load of about 22% Is changed to approximately 150%
  • the steps 2) and 3) will be described as follows.
  • the second engine is maintained at a load of approximately 98% as it is, and is operated in the normal mode.
  • the first engine is operated at approximately 52% load, accounting for approximately 30% of the increase in load demanded by the ship, and is switched from the intermittent combustion mode to the normal mode, and the third engine is started.
  • it is temporary that the first engine is operating in the normal mode to cope with the increase in the load demanded by the ship, and is immediately switched to the third step, so that the first engine is operated in the intermittent combustion mode with a load of 25% ,
  • the second engine and the third engine are responsible for the rest of the load demanded by the ship.
  • the second engine and the third engine operate in a normal mode, and the second engine and the third engine can equally afford the rest of the load required by the ship. For example, if the load demanded by a ship is about 150% and the first engine is operating at a load of about 22%, the second engine and the third engine can each be operated at a load of about 64%.
  • the load demanded by the ship exceeds 225%, it is preferable that all three engines are driven in the normal mode.
  • the three engines can evenly support the loads required by the ship, but it is desirable to drive some of the three engines to full load and the remaining engines to handle the remaining loads in terms of fuel cost savings. For example, if the load demanded by the ship is 260%, it is preferable that the load of the first engine is 100%, the load of the second engine is 60%, and the load of the third engine is 100%.
  • the first engine operates in an intermittent combustion mode at a load of 25% or less, and the second engine and the third engine satisfy the rest of the load required by the ship . It is preferable, but not limited, to operate in the intermittent combustion mode when the load required by the ship exceeds 225%, and the engine that has the least load when the load required by the ship drops to 225% or less. It is also preferable that the second engine and the third engine are operated so as to equalize the rest of the load demanded by the ship in the normal mode and that the load of the engine is not reduced at once but the three engines alternately It is preferable to gradually decrease toward the target load.
  • the load demanded by the ship starts to decrease with the load exceeding 125%, the load of the second engine and the load of the third engine are lowered, and the load required by the ship is less than 125% Mode and stops the operation of the other engine, the operation of the third engine is stopped when the remaining one of the remaining loads required by the ship can be accommodated by the remaining engine.
  • the first engine may be operated in the intermittent combustion mode.
  • the second engine and the third engine equally share the rest of the load required by the ship in the normal mode.
  • the second engine may be operated in the normal mode. Further, the first engine operated in the intermittent combustion mode can bear a constant load of 25% or less, and the second engine can cope with the remaining load demanded by the ship and the required load fluctuation of the ship.

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Abstract

다수개의 엔진을 탑재한 선박의 엔진 운전 방법이 개시된다. 상기 선박용 엔진 운전 방법은, 1) 상기 선박이 요구하는 부하가 90% 이상 125% 이하인 경우, 상기 다수개의 엔진 중 한 대는 간헐 연소 모드(Skip Firing Mode)로 운전하고, 한 대는 일반 모드로 운전하고, 나머지 엔진들은 운전하지 않는 단계를 포함한다.

Description

선박용 엔진 운전 방법
본 발명은 다수개의 엔진을 탑재한 선박의 엔진 운전 방법에 관한 것이다.
선박에 사용되는 엔진 중 천연가스를 연료로 사용할 수 있는 엔진으로 DF(Dual Fuel)엔진이 있다. DF엔진은, 천연가스와 연료유를 모두 사용할 수 있는 엔진으로, 4행정 발전용 엔진과 2행정 주 추진용 엔진으로 나눌 수 있다.
4행정 발전용 DF엔진은, 통상 DF엔진이라고 일컬어지며, 발전기와 연결되어, 엔진의 부하는 연결된 발전기에 의해 결정된다. 발전기에 연결된 장비들이 더 많은 전력을 요구하면, 발전기를 회전시키는 토크(Torque)가 증가하게 되고, 토크가 증가하면 발전기의 회전수가 줄어들고, 줄어든 회전수를 보상하기 위하여 엔진의 가버너(Governor)가 연료를 더 주입하고, 엔진에 연료가 더 주입되면 엔진의 회전수가 증가하여 기존의 회전속도를 유지하게 된다. 즉, 엔진의 부하는 엔진의 회전속도와 토크에 의해 결정되는데, 엔진의 회전속도는 일정하게 유지되고 토크가 조절되면서 엔진의 부하도 조절된다. 4행정 DF엔진은 피스톤이 올라가면서 연료와 연소공기를 압축시키는 오토 사이클(Otto Cycle)을 채택하고 있다.
2행정 주 추진용 DF엔진에는, X-DF엔진, ME-GI엔진 등이 있는데, 선박을 추진하기 위한 엔진이므로 발전기가 아닌 프로펠러와 연결된다. 2행정 DF엔진은 피스톤의 상사점 부근에서 연료를 연소실에 직접 분사하는 디젤 사이클(Diesel Cycle)을 채택하고 있다. 고압 2행정 DF엔진인 ME-GI엔진은 대략 300bar 내지 350bar 정도의 압력의 천연가스를 연료로 사용한다.
한편, 34DF 엔진은, 다수개의 실린더 중 특정 실린더를 지속적으로 점화시키는 것이 아니라, 다수개의 실린더를 고르게 돌아가면서 점화시키는 방식의 운전이 가능하다는 특징이 있다.
천연가스와 연료유를 모두 사용할 수 있는 엔진을 다수개 탑재한 선박 분야에서는, 다수개의 엔진의 부하를 어떻게 조절할 것인지, 천연가스와 연료유는 어떤 비율로 공급할 것인지 등, 엔진의 연료에 들어가는 비용을 최소화하기 위한 노력이 계속되고 있다.
최근에는 엔진의 연료비를 절감할 수 있는 방법으로, 엔진이 저부하로 운전되는 경우에 엔진에 포함되는 다수개의 실린더 중 일부 실린더를 비활성화시켜, 운전되는 실린더의 부하를 높이는 방법(간헐 연소, Skip Firing)이 개발되었다.
본 발명은 다수개의 엔진을 운전하는 방법에 간헐 연소를 접목시켜, 연료비를 절감하면서도 엔진을 효율적으로 운전할 수 있는, 선박용 엔진 운전 방법을 제공하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 다수개의 엔진을 탑재한 선박의 엔진 운전 방법에 있어서, 1) 상기 선박이 요구하는 부하가 90% 이상 125% 이하인 경우, 상기 다수개의 엔진 중 한 대는 간헐 연소 모드(Skip Firing Mode)로 운전하고, 한 대는 일반 모드로 운전하고, 나머지 엔진들은 운전하지 않는, 선박용 엔진 운전 방법이 제공된다.
상기 간헐 연소 모드로 운전되는 엔진은 25% 이하의 일정한 부하를 감당하고, 상기 일반 모드로 운전되는 엔진은 상기 선박이 요구하는 나머지 부하와 상기 선박의 요구 부하 변동을 감당할 수 있다.
상기 선박용 엔진 운전 방법은, 2) 상기 선박이 요구하는 부하가 125% 이하였다가 125%를 초과하면, 상기 간헐 연소 모드로 운전되던 엔진(이하, 제1 엔진이라고 함.)이, 상기 선박이 요구하는 부하 중 125%를 초과하는 부하를 일시적으로 감당한 후, 상기 운전되지 않던 엔진(이하, 제3 엔진이라고 함.)을 시동하고, 3) 상기 제1 엔진은 다시 25% 이하의 부하에서 간헐 연소 모드로 운전하고, 상기 일반 모드로 운전되던 엔진(이하, 제2 엔진이라고 한다.)과 상기 제3 엔진이 상기 선박이 요구하는 부하의 나머지를 감당할 수 있다.
상기 2)단계에서, 상기 제1 엔진은, 상기 선박이 요구하는 부하 중 125%를 초과하는 부하를 일시적으로 감당할 때 일시적으로 일반 모드로 운전되고, 상기 3)단계에서, 상기 제2 엔진과 상기 제3 엔진은 일반 모드로 운전될 수 있다.
상기 3)단계에서, 상기 제2 엔진과 상기 제3 엔진은 상기 선박이 요구하는 부하의 나머지를 균등하게 감당할 수 있다.
상기 선박용 엔진 운전 방법은, 4) 상기 선박이 요구하는 부하가 125%를 초과하는 상태에서 감소하면, 상기 제2 엔진 및 상기 제3 엔진의 부하를 점차 낮추고, 5) 상기 선박이 요구하는 부하가 125% 이하가 되면, 상기 제3 엔진의 운전을 정지시킬 수 있다.
상기 4)단계에서, 상기 제1 엔진은 간헐 연소 모드로 운전될 수 있다.
상기 4)단계에서, 상기 제2 엔진과 상기 제3 엔진은 상기 선박이 요구하는 부하의 나머지를 균등하게 감당할 수 있다.
상기 5)단계에서, 상기 제1 엔진은 간헐 연소 모드로 25% 이하의 일정한 부하를 감당하고, 상기 제2 엔진은 상기 선박이 요구하는 나머지 부하와 상기 선박의 요구 부하 변동을 감당할 수 있다.
상기 5)단계에서, 상기 제2 엔진은 일반 모드로 운전될 수 있다.
상기 선박은 간헐 연소 모드로 운전될 수 있는 네 대의 엔진을 포함하고, 상기 네 대의 엔진 중 한 대는 예비품(Standby)이고, 평상시에는 세 대의 엔진이 운전될 수 있다.
상기 다수개의 엔진은 34DF엔진일 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 다수개의 엔진을 탑재한 선박의 엔진 운전 방법에 있어서, 상기 다수개의 엔진 중 한 대만 25%이하의 부하에서 간헐 연소 모드로 운전하고, 나머지 엔진은 운전하지 않거나 25%를 초과하는 부하에서 일반 모드로 운전하는, 선박용 엔진 운전 방법이 제공된다.
상기 간헐 연소 모드로 운전되는 엔진은 일정한 부하로 유지되고, 상기 일반 모드로 운전되는 엔진은 상기 선박이 요구하는 나머지 부하와 상기 선박의 요구 부하 변동을 감당할 수 있다.
상기 일반 모드로 운전되는 엔진이 다수개인 경우, 상기 일반 모드로 운전되는 다수개의 엔진은, 상기 선박이 요구하는 나머지 부하를 균등하게 감당할 수 있다.
본 발명에 의하면, 엔진의 수명이나 엔진의 정비 주기에도 전혀 영향을 미치지 않으면서도 엔진의 연료 효율을 증가시킬 수 있으며, 온실 가스, CO, NOX 등의 유해 배출물의 양도 크게 줄일 수 있다.
도 1은, 두 대의 엔진이 운전되는 경우의 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 그래프이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 선박용 엔진 운전 방법이 설치되는 선박은, 액화천연가스 운반선, 액화천연가스 연료선, 시추선, 해양구조물 등 다양한 용도의 선박일 수 있다. 또한, 본 발명의 선박용 엔진 운전 방법이 적용되는 엔진은 34DF엔진인 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니며, 연료유와 천연가스를 이중으로 사용할 수 있는 모든 엔진에 응용될 수 있다. 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
본 실시예의 선박용 엔진 운전 방법은, 1) 선박이 요구하는 부하가 90% 이상 125% 이하인 경우, 다수개의 엔진 중 한 대는 간헐 연소 모드(Skip Firing Mode)로 운전하고, 한 대는 일반 모드로 운전하고, 나머지 엔진들은 운전하지 않는 단계를 포함한다.
선박이 요구하는 부하가 25% 이하인 경우에는, 한 대의 엔진만을 구동하여 간헐 연소 모드로 운전하는 것이 바람직하다. 또한, 선박이 요구하는 부하가 25% 초과 90% 미만인 경우에는, 한 대의 엔진만을 구동하여, 한 대의 엔진이 일반 모드로 선박이 요구하는 부하를 전부 감당하도록 할 수도 있고, 두 대의 엔진을 구동하여, 한 대는 간헐 연소 모드로 25% 이하의 부하로 운전하고, 다른 한 대는 일반 모드로 나머지 부하를 감당하도록 할 수도 있다.
본 실시예의 선박용 엔진 운전 방법에 의하면, 간헐 연소 모드로 운전되는 엔진은 25% 이하의 부하이고, 일반 모드로 운전되는 엔진은 25%를 초과하는 부하일 수 있다. 일반 모드로 운전되는 엔진은, 선박이 요구하는 부하 중 간헐 연소 모드로 운전되는 엔진이 감당하는 부하를 제외한 부하를 감당하며, 선박의 요구 부하 변동도 일반 모드로 운전되는 부하가 감당하는 것이 바람직하다. 선박의 요구 부하 변동이란, 선박의 운항 조건에 따라 요구되는 부하가 지속적으로 변동하는 것을 의미한다.
선박이 요구하는 부하는, 엔진 한 대가 최대한으로 감당할 수 있는 부하를 100%라고 한 경우를 기준으로 나타내었다. 일례로, 선박이 요구하는 부하가 200%라고 하면, 엔진 두 대가 최대한의 부하로 운전되었을 경우와 동일하다.
또한, 선박에 탑재되는 엔진의 댓수가 한정되는 것은 아니나, 일반적으로 선박에는 간헐 연소 모드로 운전될 수 있는 네 대의 엔진이 탑재되고, 그 중 한 대는 예비품(Standby)으로, 평상시에는 세 대의 엔진이 운전될 수 있다. 이하, 본 실시예의 선박용 엔진 운전 방법이 세 대의 엔진에 적용되는 경우를 예를 들어 설명한다. 제1 엔진, 제2 엔진, 및 제3 엔진은, 단지 세 대의 엔진 중 서로 구별되는 어느 한 엔진이라는 의미를 가지며, 설치 순서를 나타내거나, 각 단계 별로 특정 엔진을 표현하는 것은 아니다.
일례로, 1)단계에서 제1 엔진이 100%, 제2 엔진이 25%, 제3 엔진이 100%이고, 2)단계에서 제1 엔진이 100%, 제2 엔진이 60%, 제3 엔진이 100%라고 설명한다면, 1)단계에서 세 대의 엔진 중 어느 한 대가 25%이고, 2)단계에서 세 대의 엔진 중 어느 한 대가 60%라는 의미이지, 반드시 1)단계에서 25%였던 엔진이 2)단계에서 60%로 변경되는 경우만을 의미하는 것은 아니다.
도 1은, 두 대의 엔진이 운전되는 경우의 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 그래프이다. 도 1의 X는, 저부하 최적화 분배 모드(Low Load Optimization Sharing Mode)가 활성화(On)된 시점을 나타내고, 도 1의 Y는 저부하 최적화 분배 모드가 비활성화(Off)된 시점을 나타낸다. 저부하 최적화 분배 모드란, 다수개의 엔진 중 한 대를 25% 이하에서 운전하는 모드를 의미한다.
도 1을 참조하면, 일례로 선박이 요구하는 부하가 대략 120%인 경우, 두 대의 엔진을 각각 대략 60%의 부하로 운전할 수도 있고(X 시점 이전 및 Y 시점 이후), 저부화 최적화 분배 모드를 활성화시켜, 도 1의 b 그래프와 같이 한 대의 엔진은 25% 이하의 부하로 운전하고, 도 1의 a 그래프와 같이 선박이 요구하는 부하의 나머지를 다른 한 대의 엔진이 감당할 수도 있다(X 시점과 Y 시점 사이).
또한, 본 실시예의 선박용 운전 방법에 의하면, 도 1의 b 그래프와 같이 25% 이하의 부하에서 운전하는 엔진은 간헐 연소 모드로 운전하고, 도 1의 a 그래프와 같이 선박이 요구하는 부하의 나머지를 감당하는 엔진은 일반 모드로 운전하며 선박의 요구 부하 변동도 감당하도록 할 수 있다.
본 실시예의 선박용 운전 방법은, 2) 선박이 요구하는 부하가 125% 이하였다가 125%를 초과하면, 간헐 연소 모드로 운전되던 엔진(이하, 제1 엔진이라고 함.)이, 선박이 요구하는 부하 중 125%를 초과하는 부하를 일시적으로 감당한 후, 운전되지 않던 엔진(이하, 제3 엔진이라고 함.)을 시동하는 단계; 및 3) 제1 엔진은 다시 25% 이하의 부하에서 간헐 연소 모드로 운전하고, 일반 모드로 운전되던 엔진(이하, 제2 엔진이라고 한다.)과 제3 엔진이 선박이 요구하는 부하의 나머지를 감당하는 단계;를 포함할 수 있다.
선박이 요구하는 부하가 대략 120%이고, 제2 엔진이 대략 98%의 부하를 감당하며 일반 모드로 운전되고, 제1 엔진이 대략 22% 부하로 간헐 연소 모드로 운전되다가, 선박이 요구하는 부하가 대략 150%로 변경된 경우를 예로 들어 상기 2)단계 및 3)단계를 설명하면 다음과 같다.
상기 2)단계에서, 제2 엔진은 그대로 대략 98% 부하로 유지되고 일반 모드로 운전된다. 제1 엔진은, 선박이 요구하는 부하의 증가분인 대략 30%를 더 감당하여 대략 52% 부하로 운전되고, 간헐 연소 모드에서 일반 모드로 전환되며, 제3 엔진은 시동된다. 그러나, 제1 엔진이 선박이 요구하는 부하의 증가분을 감당하며 일반 모드로 운전되는 것은 일시적이고, 바로 상기 3)단계로 전환되어, 제1 엔진은 25% 이하의 부하로 간헐 연소 모드로 운전되고, 제2 엔진 및 제3 엔진이 선박이 요구하는 부하의 나머지를 감당한다.
상기 3)단계에서, 제2 엔진 및 제3 엔진은 일반 모드로 운전되는 것이 바람직하며, 제2 엔진과 제3 엔진은 선박이 요구하는 부하의 나머지를 균등하게 감당할 수 있다. 일례로, 선박이 요구하는 부하가 대략 150%이고, 제1 엔진이 대략 22%의 부하로 운전되는 경우, 제2 엔진 및 제3 엔진은 각각 대략 64%의 부하로 운전될 수 있다.
선박이 요구하는 부하가 225%를 초과하면, 세 대의 엔진은 모두 일반 모드로 구동되는 것이 바람직하다. 세 대의 엔진은 선박이 요구하는 부하를 균등하게 감당할 수도 있으나, 세 대의 엔진 중 일부를 최대 부하로 구동시키고 나머지 엔진이 나머지 부하를 감당하도록 운전하는 것이 연료비 절감 측면에서 바람직하다. 일례로 선박이 요구하는 부하가 260%이면, 제1 엔진의 부하는 100%, 제2 엔진의 부하는 60%, 제3 엔진의 부하는 100%가 되도록 운전되는 것이 바람직하다.
선박이 요구하는 부하가 225% 이하로 떨어지면, 제1 엔진은 25% 이하의 부하에서 간헐 연소 모드로 운전하고, 제2 엔진 및 제3 엔진은 선박이 요구하는 부하의 나머지를 감당하는 것이 바람직하다. 선박이 요구하는 부하가 225%를 초과할 때 가장 적은 부하를 감당하던 엔진이, 선박이 요구하는 부하가 225% 이하로 떨어졌을 때 간헐 연소 모드로 운전되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 제2 엔진 및 제3 엔진은, 일반 모드로 선박이 요구하는 부하의 나머지를 균등하게 감당하도록 운전되는 것이 바람직하며, 엔진의 부하는 한 번에 감소되는 것이 아니라, 세 대의 엔진이 번갈아가면서 목표 부하를 향해 점진적으로 감소되는 것이 바람직하다.
본 실시예의 선박용 운전 방법은, 4) 선박이 요구하는 부하가 125%를 초과하는 상태에서 감소하면, 제2 엔진 및 제3 엔진의 부하를 점차 낮추는 단계; 및 5) 선박이 요구하는 부하가 125% 이하가 되면, 제3 엔진의 운전을 정지시키는 단계;를 포함할 수 있다.
선박이 요구하는 부하가 125%를 초과하는 상태에서 감소하기 시작하면, 제2 엔진의 부하와 제3 엔진의 부하를 낮추어 가다가, 선박이 요구하는 부하가 125% 이하가 되어, 한 대를 간헐 연소 모드로 운전하고 다른 한 대의 운전을 정지하여도, 선박이 요구하는 부하의 나머지를 남은 한 대의 엔진이 감당할 수 있게 되면, 제3 엔진의 운전을 정지시킨다.
상기 4)단계에서 제1 엔진은 간헐 연소 모드로 운전될 수 있다. 또한, 제2 엔진 및 제3 엔진은 일반 모드로 선박이 요구하는 부하의 나머지를 균등하게 감당하는 것이 바람직하다.
상기 5)단계에서, 제2 엔진은 일반 모드로 운전될 수 있다. 또한, 간헐 연소 모드로 운전되는 제1 엔진은 25% 이하의 일정한 부하를 감당하고, 제2 엔진은 선박이 요구하는 나머지 부하와 상기 선박의 요구 부하 변동을 감당할 수 있다.
상기 4)단계 및 5)단계의 경우에도, 엔진의 부하는 한 번에 감소되는 것이 아니라, 세 대의 엔진이 번갈아가면서 목표 부하를 향해 점진적으로 감소되어 가다가 제3 엔진을 정지시키는 것이 바람직하다.
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.

Claims (15)

  1. 다수개의 엔진을 탑재한 선박의 엔진 운전 방법에 있어서,
    1) 상기 선박이 요구하는 부하가 90% 이상 125% 이하인 경우, 상기 다수개의 엔진 중 한 대는 간헐 연소 모드(Skip Firing Mode)로 운전하고, 한 대는 일반 모드로 운전하고, 나머지 엔진들은 운전하지 않는, 선박용 엔진 운전 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 간헐 연소 모드로 운전되는 엔진은 25% 이하의 일정한 부하를 감당하고,
    상기 일반 모드로 운전되는 엔진은 상기 선박이 요구하는 나머지 부하와 상기 선박의 요구 부하 변동을 감당하는, 선박용 엔진 운전 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    2) 상기 선박이 요구하는 부하가 125% 이하였다가 125%를 초과하면, 상기 간헐 연소 모드로 운전되던 엔진(이하, 제1 엔진이라고 함.)이, 상기 선박이 요구하는 부하 중 125%를 초과하는 부하를 일시적으로 감당한 후, 상기 운전되지 않던 엔진(이하, 제3 엔진이라고 함.)을 시동하고,
    3) 상기 제1 엔진은 다시 25% 이하의 부하에서 간헐 연소 모드로 운전하고, 상기 일반 모드로 운전되던 엔진(이하, 제2 엔진이라고 한다.)과 상기 제3 엔진이 상기 선박이 요구하는 부하의 나머지를 감당하는, 선박용 엔진 운전 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 2)단계에서, 상기 제1 엔진은, 상기 선박이 요구하는 부하 중 125%를 초과하는 부하를 일시적으로 감당할 때 일시적으로 일반 모드로 운전되고,
    상기 3)단계에서, 상기 제2 엔진과 상기 제3 엔진은 일반 모드로 운전되는, 선박용 엔진 운전 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 3)단계에서, 상기 제2 엔진과 상기 제3 엔진은 상기 선박이 요구하는 부하의 나머지를 균등하게 감당하는, 선박용 엔진 운전 방법.
  6. 청구항 3에 있어서,
    4) 상기 선박이 요구하는 부하가 125%를 초과하는 상태에서 감소하면, 상기 제2 엔진 및 상기 제3 엔진의 부하를 점차 낮추고,
    5) 상기 선박이 요구하는 부하가 125% 이하가 되면, 상기 제3 엔진의 운전을 정지시키는, 선박용 엔진 운전 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 4)단계에서, 상기 제1 엔진은 간헐 연소 모드로 운전되는, 선박용 엔진 운전 방법.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 4)단계에서, 상기 제2 엔진과 상기 제3 엔진은 상기 선박이 요구하는 부하의 나머지를 균등하게 감당하는, 선박용 엔진 운전 방법.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 5)단계에서, 상기 제1 엔진은 간헐 연소 모드로 25% 이하의 일정한 부하를 감당하고, 상기 제2 엔진은 상기 선박이 요구하는 나머지 부하와 상기 선박의 요구 부하 변동을 감당하는, 선박용 엔진 운전 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 5)단계에서, 상기 제2 엔진은 일반 모드로 운전되는, 선박용 엔진 운전 방법.
  11. 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 선박은 간헐 연소 모드로 운전될 수 있는 네 대의 엔진을 포함하고,
    상기 네 대의 엔진 중 한 대는 예비품(Standby)이고, 평상시에는 세 대의 엔진이 운전되는, 선박용 엔진 운전 방법.
  12. 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다수개의 엔진은 34DF엔진인, 선박용 엔진 운전 방법.
  13. 다수개의 엔진을 탑재한 선박의 엔진 운전 방법에 있어서,
    상기 다수개의 엔진 중 한 대만 25%이하의 부하에서 간헐 연소 모드로 운전하고, 나머지 엔진은 운전하지 않거나 25%를 초과하는 부하에서 일반 모드로 운전하는, 선박용 엔진 운전 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 간헐 연소 모드로 운전되는 엔진은 일정한 부하로 유지되고,
    상기 일반 모드로 운전되는 엔진은 상기 선박이 요구하는 나머지 부하와 상기 선박의 요구 부하 변동을 감당하는, 선박용 엔진 운전 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 일반 모드로 운전되는 엔진이 다수개인 경우, 상기 일반 모드로 운전되는 다수개의 엔진은, 상기 선박이 요구하는 나머지 부하를 균등하게 감당하는, 선박용 엔진 운전 방법.
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