Gəmilər üçün dəniz dizel generatorlarının yerinə yetirməli olduğu standartlar nələrdir?

IMO-nun MARPOL Əlavə VI və NOx Texniki Koduna Giriş

Beynəlxalq Dəniz Təşkilatı çərçivəsində MARPOL Annex VI dəniz mühərriklərinin azot oksidləri (NOx), kükürd oksidləri (SOx) və hissəcikli materiallar (PM) kimi tullantılarını ciddi şəkildə məhdudlaşdırır. Bu qayda ilk dəfə 2005-ci ildə tətbiq edilmiş və o zamandan bəri bir neçə dəfə yenilənmişdir. Qaydalar əsasən 130 kW-dan çox güc çıxışı olan böyük mühərriklərə aiddir və NOx standartlarının səviyyəsi mühərrikin istehsal və ya quraşdırılma tarixinə görə fərqlənir. 2020-ci ildə beynəlxalq kükürd həddi dəniz yanacağı üçün dramatik şəkildə 0,50%-ə endirildikdən sonra gəmi şirkətləri ya xərcləmələrini artdıraraq tüstü təmizləyici sistemlərə (skrubberlər) investisiya etməli, ya da mayeləşdirilmiş təbii qaz (LNG) kimi alternativ yanacaqlara tamamilə keçməli oldular. Bu tənzimləmə dəyişikliyi dəniz sektorunda böyük miqyaslı bazar çevrilişinə səbəb oldu.

Beynəlxalq Dəniz Təşkilatının Dəniz Dizel Generatorlarının Tullantılarını Tənzimləməkdəki Rolu

Beynəlxalq Dəniz Təşkilatı təmsil etdiyi bütün 175 ölkə üçün emissiya qaydalarını standartlaşdırmaq üzərə işləyir. Bu, dünyanın müxtəlif yerlərindəki gəmilərin oxşar testlərdən keçməsi, bənzər şəkildə sertifikatlaşdırılması və dəniz dizel mühərrikləri ilə bağlı tətbiqetmənin ardıcıl olması deməkdir. Təşkilatın NOx Texniki Qaydaları istehsalçıların bu maşınların həqiqi şəraitdə necə işlədiyini nəzərə alaraq, tipli təsdiqlər vasitəsilə mühərriklərin standartlara cavab verdiyini sübut etmələrini tələb edir. Şirkətlər mühərriklərinin müxtəlif yüklər altında nə buraxdığını ətraflı şəkildə təqdim etməlidirlər. Bu tələblər ABŞ-nin Ətraf Mühitin Mühafizəsi Agentliyi kimi qruplarla əməkdaşlığı koordinasiya etməyə kömək edir və qlobal standartlarla yerli qanunvericilik arasında daha hamar əməkdaşlıq yaradır. Beynəlxalq və milli qaydalar bir-birinə daha yaxın olduqda, gəmi operatorları üçün uyğunluq dünya miqyasında asanlaşır.

Tullantı Standartlarının Dəniz Dizel Generatorlarının Dizaynına və İşinə Təsiri

Müasir dəniz dizel generatorları bu gün sərt Tier III standartlarına cavab verməlidir, buna görə istehsalçılar seçici katalitik reduksiya sistemləri, yaxşı işlənmiş yanma kameraları və yanacaq enjeksiyonunun daha dəqiq idarə edilməsi kimi yeniliklər əlavə etməyə başlamışdır. Bütün bu təkmilləşdirmələr azot oksid emissiyalarını 2021-ci ildə Raju və həmkarlarının apardığı tədqiqata əsasən köhnə mühərriklərin buraxdığı miqdara nisbətən təxminən 80 faiz qədər azaltmışdır. Başqa böyük dəyişiklik sənayedə ultra aşağı kükürdlü dizelin ümumi istifadəyə girməsidir. Bu təmiz yanacaq, maşınların dənizdə gündən-günə etibarlı işləməsini qurban vermədən hissəcikli material emissiyalarını təxminən üç kvadrat qədər azaldır.

Tier Təsnifat Sistemi: Tier 1-dən Tier 3-ə qədər Uyğunluq

Dəniz Dizel Mühərrikləri üçün Tier 1, Tier 2 və Tier 3 Emissiya Həddinin Müqayisəsi

Dəniz dizel mühərrikləri Beynəlxalq Dənizçilik Təşkilatı tərəfindən müəyyən edilmiş azot oksid emissiyalarına görə üç fərqli kateqoriyaya bölünür. Birinci kateqoriya 2000-ci ilə qədər istehsal olunmuş mühərrikləri əhatə edir, bu mühərriklər NOx üzrə kilovat-saat başına 14,4 qrama qədər emissiya edə bilərdi. 2011-ci ildən sonra daha yaxşı yanma texnikası sayəsində icazə verilən emissiyanın həcmi 7,7 q/kVt·s səviyyəsinə qədər azaldan Tier 2 standartları tətbiq edildi. Sonra 2016-cı ildən etibarən xüsusi bölgələrdə tətbiq olunan Tier 3 qaydaları daxil edildi və gəmilər artıq yalnız 2,0 q/kVt·s səviyyəsində NOx çıxışı ilə məhdudlaşdılar. Bu, erkən dövrlərlə müqayisədə təxminən 80% azalmanı ifadə edir. Bu yeni nəsil mühərriklər tez-tez seçici katalitik reduksiya sistemlərinə və ya istifadə olunmuş qazların təkrar dövriyyə texnologiyasına güvənir ki, bu da çox ciddi tələblərə cavab versin. Hissəcikli material (PM) limitlərinə baxdığımızda da eyni tendensiya müşahidə olunur: Tier 1 standartlarında 0,40 q/kVt·s olan limit Tier 3 mühərriklərində 0,10 q/kVt·s-ə qədər enib.

Dərəcə	NOx Limiti (q/kVt·s)	PM Limiti (q/kVt·s)	Həyata Keçirilmə Müddəti
Tier 1	≤ 14,4	≤ 0,40	2000–2011
Səviyyə 2	≤ 7,7	≤ 0,20	2011–2016
اوچونجو درجه	≤ 2.0	≤ 0,10	2016–hal-hazırda

Tullantı Nəzarət Sahələrində (ECAs) Səviyyə 3 Tələbləri

Şimali Amerika sahilləri və Baltik dənizi kimi Tullantı Nəzarət Sahələrində fəaliyyət göstərən gəmilər köhnə Səviyyə 1 mühərriklərinə nisbətən azot oksid tullantılarını 80% azaltmağı nəzərdə tutan Səviyyə 3 standartlarına cavab verməlidir. Çoxu bu tələbi ödəmək üçün iki yoldan birini seçir. Bəziləri mövcud generatorlarına seçici katalitik reduksiya sistemləri quraşdırır, bəziləri isə mayeləşdirilmiş təbii qazla işləyən hibridlərə keçid edir. Kükürd miqdarı üzrə tənzimləmələr də eyni qədər sərt olub və maksimum həddi 0,10%-dir. Uyğunlaşmaq üçün gəmilər ya xüsusi aşağı kükürdlü yanacaq yandırır, ya da tüstü borularından çıxana qədər tullantı qazlarını təmizləyən bahalı skrubber texnologiyasına investisiya edir.

Tədqiqat nümunəsi: Şimali Amerika ECA-da fəaliyyət göstərən gəmilərdə Səviyyə 3 tətbiqi

2023-cü ildə tədqiqatçılar Şimali Amerika ECA bölgəsində fəaliyyət göstərən 24 yük gəmisini araşdırdı və maraqlı bir şey aşkar etdi. Onlar mühərriklərini Tier 3 standartlarına yüksəltdikdə, köhnə Tier 1 modellərinə nisbətən azot oksid emissiyaları təxminən 92% azaldı. Lakin bu, bir çox gəmi sahibləri üçün bir problem yaratdı. Təxminən üçdə biri bu gözəl yeni sistemlərin dövri SCR filtrlərinin dəyişdirilməsi tələbi səbəbindən daha böyük təmir xərcləri ilə üzləşdi. Bu əlavə xərclər illik təxminən on səkkiz min ilə qırx beş min dollar arasında dəyişirdi. Yine də, Keçən il Beynəlxalq Dəniz Gəmiləri Təşkilatının aparılan yoxlamasında şirkətlərin əksəriyyətinin qaydalara əməl etdiyi ortaya çıxdı və hər 100 gəmidən təxminən 89-u uyğunluq təmin edirdi. Uyğunluğu təmin etməyənlər isə hər pozuntuya görə təxminən üç yüz iyirmi min dollara bərabər ciddi cərimələrlə üzləşirdi. Bu mürəkkəb sistemləri daha yaxşı idarə etmək üçün dəniz biznesinin daha çoxu proqnozlaşdırıcı təchizat proqramına yönəlib ki, bu da təmizləmə sistemlərinin düzgün işləməsini təmin edərək kritik əməliyyatlarda gözlənilməz dayanmalara minimuma endirir.

Dəniz Dizel Generatorları üçün Tier 4 Standartlarının Həyata Keçirilmə Olanağının Qiymətləndirilməsi

Sonuncu Tier 4 qaydaları: Torpaq əsaslı mühərrik standartlarında yaranması

Tier 4 tullantı standartları əvvəlcə torpaq əsaslı yol olmayan mühərriklər üçün tələblər kimi başlamış, istehsalçıları yeni sonrakı emal texnologiyaları vasitəsilə azot oksidlərinin və hissəcikli maddələrin azaldılmasına sövq etmişdir. Beynəlxalq Dəniz Təşkilatı bu standartları gəmilərə hələ ki tətbiq etməmişdir, lakin gələcək dəniz qaydalarına eyni konsepsiyalardan bəzilərinin tətbiqi ilə bağlı davam edən danışıqlar aparılır. Bununla belə, bu torpaq əsaslı həlləri birbaşa gəmilərə tətbiq etmək dənizdəki fəza məhdudiyyətləri və fərqli mühəndislik tələbləri səbəbindən real çətinliklərlə qarşılaşır.

Marşrut tətbiqlərinə Tier 4 tələblərinin tətbiqində texnoloji çətinliklər

Dəniz dizel generatorlarına Tier 4 ekvivalent sistemlərin quraşdırılması olduqca sadə deyil. Seçici katalitik reduksiya (SCR) qurğuları və dizel hissəciyi filtrləri (DPF) kimi təmizləmə komponentləri Tier 3 konfiqurasiyalarında gördüyümüz yerə nisbətən təxminən 18-dən 25 faizə qədər daha çox yer tutur. Bundan əlavə, bu komponentlər dənizdəki sərt şəraitə məruz qaldıqda davamlılığını saxlamaqda çətinlik çəkir. Şimali Amerikanın Dəniz Dizel Mühərrik Bazarı tərəfindən son dövrdə yayımlanan hesabatda göstərilən bir fakt da var: Gəmilərdə duzlu su hər yerdə yayılır və sabit vibrasiya mexanizmləri daha tez aşınmasına səbəb olur. Xüsusilə SCR katalizatorları üçün torpaqda istifadə olunan oxşar avadanlıqla müqayisədə ömür gözləntisi təxminən 40 faiz azalır. Bu, dəniz şəraitinin mexaniki sistemlər üzərində uzun müddətli təsirinin nə qədər şiddətli olduğunu nəzərə alsaq, anlaşıla bilər.

Sənaye müzakirəsi: Tier 4 səviyyəsi dəniz dizel generator sistemləri üçün praktiki midir?

Dəniz sənayesi bu mövzuda hazırda olduqca bölünmüşdür. Operatorların sorğusu nəticələrinə baxanda, təxminən 62 faizi Təbəqə 4 tələblərinə uyğun sistemlər tərəfindən tələb olunan güc paylanmasını yerləşdirmək üçün mövcud gəmi dizaynlarında kifayət qədər yer olmadığını bildirib. Bu qaydalara dəstək göstərənlər onların hibrid mühərriklərin istifadəsini irəli sürməyə kömək edəcəyini iddia edirlər, lakin sahədə çalışanlar hər 450-500 iş saatından sonra dəzgah filtrlərinin təmizlənməsi ilə bağlı narahatdırlar. Belə tez-tez təchizat işi həqiqətən iş axınını pozur. Modul xəttlər üzrə tullantıların emalına da ümid var, lakin əksər ekspertlər geniş miqyasda bütün donanmalarda istifadəyə verilməzdən əvvəl onların hələ də iki üç il dənizdə test edilməsinin lazım olduğunu düşünürlər.

Dəniz Kompressiyalı Yandırma Mühərrikləri üçün Sertifikatlaşdırma və Tənzimləmə Çərçivəsi

Dəniz Kompressiyalı Yandırma Mühərriklərinin Güc İstehsalına görə EPA Təsnifatı

Dəniz kompressiyalı qızdırma mühərrikləri EPA-nın müəyyən emissiya nəzarət tədbirlərini həyata keçirə bilməsi üçün güc çıxışına əsasən müxtəlif kateqoriyalara bölünür. 37 kilovattdan çox istehsal edən mühərriklər üçün qeyri-yol mühərrik tənzimləmələri çərçivəsində azot oksidləri və hissəcikli maddələr üzrə daha sərt məhdudiyyətlər tətbiq olunur. Ticari dəniz nəqliyyatında gördüyümüz böyük mühərriklərin bu tələblərlə uyğun gəlmək üçün olduqca möhkəm texnologiyalara sahib olmaları lazımdır. Duman qazının təkrar dövriyyə sistemi və ya seçici katalitik reduksiya qurğuları kimi şeylər, dənizdə effektiv şəkildə işləmək eyni zamanda qanuni sərhədlər daxilində fəaliyyət göstərmək istəyən gəmilər üçün zəruri əlavələr halına gəlir.

ABŞ Federal Qaydaları Çərçivəsində Dəniz Dizel Generatorlarının Sertifikatlaşdırılması Prosesi

Dəniz tətbiqləri üçün ABŞ-ın sertifikatlaşdırma prosesi, gəmilərin su üstündə yaşadıqları xüsusi iş rejimlarını əhatə edən olduqca intensiv testlər tələb edir. Bu, mühərrikləri keçid yükü şəraitində yoxlamağı və onların uzun müddət həqiqi dəniz suyu şəraitinə məruz qaldıqda baş verənləri modelləşdirməyi nəzərdə tutur. Son federal qaydalara görə, istehsalçılar mühərrikin güc çıxışında iddia etdiyi miqdarın ən azı 80 faizi üzrə standartlara cavab verməsini göstərməlidirlər. Proses boyu bir neçə vacib nöqtə də mövcuddur. Əvvəlcə istehsal başlamazdan əvvəl müxtəlif mühərrik idarəetmə texnologiyalarının təsdiqi alınmalıdır. Sonra komponentlərin təbii degradasiyasını nəzərə almaq lazımdır ki, bu da avadanlığın tam 10.000 saatlıq ömrü ərzində emissiyaların həddindən artıq artırmasının qarşısını alsın. Bu bütöv proses sertifikatlı dəniz mühərriklərinin ağır şəraitdə illərlə davamlı işlədikdən sonra belə etibarlı şəkildə işləməsini təmin edir.

Milli və Beynəlxalq Tənzimləyici Tələblərin Uyğunlaşdırılması

EPA-nın Tier 4 standartları köhnə Tier 1 avadanlıqla müqayisədə təxminən 90 faiz az NOx emissiyasını tələb edir. Eyni zamanda Beynəlxalq Dənizçilik Təşkilatında onların MARPOL Əlavə VI qaydaları çərçivəsində həm SOx, həm də NOx emissiyalarının nəzarətini təmin etmək üzərində intensiv şəkildə işlənir. Bu gün dəniz dizel generatorları tez-tez bu müxtəlif tələbləri ödəyə biləcək ikiqat yanacaq variantı və modul emal sistemləri ilə təchiz olunur. Müxtəlif ölkələrdə istifadə üçün mühərrik istehsal edən şirkətlər üçün bu test metodlarının və emissiya hədəflərinin hamısının uyğunlaşdırılması yalnız köməkçi deyil, eyni zamanda məhsullarını daim yenidən dizayn etmədən fərqli bölgələrdə rəqabət qabiliyyətini saxlamaq üçün vacibdir.

SSS

MARPOL Əlavə VI-in əsas məqsədi nədir?

MARPOL Əlavə VI-in əsas məqsədi azot oksidləri (NOx), kükürd oksidləri (SOx) və hissəciq maddələrin (PM) emissiyalarının nəzarətini təmin edərək gəmi mühərriklərindən atmosfer havasının çirklənməsini azaltmaqdır.

Tier 3 emissiya standartları nə üçün vacibdir?

Tier 3 emissiya standartları köhnə standartlara nisbətən təxminən 80% qədər az NOx emissiyasını azaltdığı üçün vacibdir və Emissiya Nəzarət Sahələrində (ECAs) təmiz hava və uyğunluq təmin edir.

Gəmi operatorları Tier 4 standartları ilə bağlı hansı çətinliklərlə qarşılaşır?

Gəmi operatorları dizel hissəcik filtrlərinin məhdud yer tələbi və tez-tez təmiri tələbi səbəbindən operativ cədvəlləri pozula biləcəyi üçün Tier 4 standartları ilə bağlı çətinliklərlə qarşılaşır.

LNG kimi alternativ yanacaqlar emissiya standartlarına cavab verməkdə necə kömək edir?

Maye təbii qaz (LNG) kimi alternativ yanacaqlar, ənənəvi dəniz yanacaqlarına nisbətən daha az emissiya yaratdığı üçün kükürd və azot oksid həddinə riayət etməyə kömək edir.