2 - MAN

2ストローク機関就航実績
Stig B. Jacobsen
Senior Manager
EELEO/Marine Two-Stroke, Operation
MAN Diesel & Turbo
Stig B. Jacobsen
2ストローク機関就航実績
November 2015
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1
>
目次
1
ピストンリング最新情報
2
エンジンの腐食性評価
3
シリンダ注油最新情報
4
主軸受: 10S90ME-C9.2
5
Propeller Light Running Margin (LRM) and Dynamic Limiter Function
(DLF)
6
ME-GI: 初号機就航実績
MAN Diesel & Turbo
Stig B. Jacobsen
2ストローク機関就航実績
November 2015
<
2
>
目次
1
ピストンリング最新情報
2
エンジンの腐食性評価
3
シリンダ注油最新情報
4
主軸受: 10S90ME-C9.2
5
Propeller Light Running Margin (LRM) and Dynamic Limiter Function
(DLF)
6
ME-GI: 初号機就航実績
MAN Diesel & Turbo
Stig B. Jacobsen
2ストローク機関就航実績
November 2015
<
3
>
ピストンリングの開発状況
長期間の更なる高圧条件下(減速運行) への対応として、ガスタイト3本リング
パッケージを導入
G70ME-C9.2
S70ME-C8.2
h
365 mm
H
438 mm
h1
225 mm
h1
325 mm
App. mass
MAN Diesel & Turbo
666 kg
Stig B. Jacobsen
App. mass
2ストローク機関就航実績
740 kg
November 2015
<
4
>
ピストンリングの開発状況
CPR
CPR
ガスタイト
4本斜めカットリング
P-max. 120 bar
4本 CPR リング
P-max. 140 bar
3本リング CPR/ガスタイト
P-max. 185 bar
開発過程
MAN Diesel & Turbo
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<
5
>
ピストンリングの開発状況
G70ME-C9.2では、3本リングパッケージが標準
4,446時間運転後の6G70ME-C9.2の状況は大変良好
Cyl. 1
Cyl. 3
Cyl. 2
Cyl. 4
ガスタイト3本リングによる就航実績は良好
MAN Diesel & Turbo
Stig B. Jacobsen
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November 2015
<
6
>
目次
1
ピストンリング最新情報
2
エンジンの腐食性評価
3
シリンダ注油最新情報
4
主軸受: 10S90ME-C9.2
5
Propeller Light Running Margin (LRM) and Dynamic Limiter Function
(DLF)
6
ME-GI: 初号機就航実績
MAN Diesel & Turbo
Stig B. Jacobsen
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7
>
低温腐食
清水温度
…….. どのようにして燃焼空気を乾燥させるか?
“低温腐食”
要因:
 シリンダライナの温度
 シリンダライナの圧力
 燃料中の硫黄分
 水分量
MAN Diesel & Turbo
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November 2015
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8
>
低温腐食
清水温度
清水入口:
36 °C 一定
清水入口:
海水 + 4°C
掃気の温度:
A/C後の空気温度+ 3 °C
Tropical condition 100% 負荷:
32 +4 + 12 + 3 = 51 °C
Average condition, 100% 負荷
20 +4 +12 +3 = 39 °C
Average condition 50% 負荷:
20 +2 + 6 + 2 = 30 °C
A/C後の空気温度:
清水入口+ 12 °C
(100%負荷)
MAN Diesel & Turbo
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9
>
低温腐食
清水温度
燃料消費量 g/kWh
過給機
空気入口温度: 10℃
負荷（%）
MAN Diesel & Turbo
Stig B. Jacobsen
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10
>
低温腐食
清水温度
従来のMAN B&W標準, Central Cooling冷却清水システム:
推奨設定値: 10℃
MAN Diesel & Turbo
Stig B. Jacobsen
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<
11
>
低温腐食
清水温度
最新のMAN B&W, Central Cooling冷却清水システム::
設定値: 10℃
MAN Diesel & Turbo
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<
12
>
低温腐食
清水温度
MAN Diesel & Turbo
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November 2015
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13
>
低温腐食
清水温度
ppm Fe, CW Temperature, Humidity
500
475
450
425
400
375
350
325
300
275
250
225
200
175
150
125
100
75
50
25
0
Scav.air with high
humidity after WMC
ME1 Tsc
Scav.air with low
humidity after WMC
ME2 Tsc
ME1 Fe
ME2 Fe
ME1 Tcwout / ME2 Tcwout
Humidity
T42
MAN Diesel & Turbo
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
-5
-10
-15
-20
-25
-30
-35
-40
Tscav
2Majestic
x 8S80ME-C9.2,
Maersk Sc.air Temp / Humidity Test, Acc 0.25, 66% load, BN100 LDHT off
ME1 Fe
ME2 Fe
ME1 Tcwout
ME2 Tcwout
Humidity
ME1 Tsc
ME2 Tsc
T43
Stig B. Jacobsen
2ストローク機関就航実績
November 2015
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14
>
低温腐食
腐食性評価システムの導入
腐食性評価:
 腐食レベル: 0 ～ -3
 ミラータイミン
グ

MC / MC-C:
-0

Early ME Tier I:
-1

Mk8-9 Tier II.
-3
 腐食レベル: 0 ～ -2
 掃気温度
Set point 10 deg. C:
-0

Set point 22 deg. C:
-1

Set point 36 deg. C:
-2
 腐食レベル: 0 ～ -4
 レイアウトポイ
ント

L1:
0

Mep 0 to -8%:
-1

Mep 8 to -16%:
-2

Mep 16 to -24%:
-3

L4:
-4
 腐食レベル: -1 ～ -3
 部分負荷最適
チューニング
MAN Diesel & Turbo

TC-cut-out, EGR, VTA, etc.
Stig B. Jacobsen

EGB

VTA
-2

TC-cut ¼
-1

TC-cut 1/3
-2

TC-cut ½
-3
2ストローク機関就航実績
-2
November 2015
<
15
>
低温腐食
腐食性評価システムの導入
腐食対策:
 対策レベル. +25 deg. C
 JBB /
Common JBB
 75 / 25% by-pass ratio:
+1
 85 / 15% by-pass ratio:
+2
 対策レベル: +30 deg. C
 LDCL
0
 Low load:
+3
 対策レベル: 10 ～ +40 deg. C
 Rating
Dependent
Liner (RDL)
MAN Diesel & Turbo
 High load:
Stig B. Jacobsen
 L1: - -8%
+1
 Mep 8 to -16%:
+2
 Mep 16 to -24%:
 L4:
+3
+4
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<
16
>
低温腐食
“従来”のシリンダライナ冷却
これまでのライナ冷却は


MAN Diesel & Turbo
Stig B. Jacobsen
冷却水流量がライナとカバー
で同じ
冷却水全量が冷却管を流れる
2ストローク機関就航実績
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<
17
>
低温腐食
“インシュレーション”によるシリンダライナ冷却
インシュレーション
によるライナ冷却は



MAN Diesel & Turbo
Stig B. Jacobsen
冷却水流量がライナと
カバーで同じ
冷却管の流量減
外側のみ流れる
2ストローク機関就航実績
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<
18
>
低温腐食
“ジャケット冷却水バイパスベーシック (JBB)”によるライナ冷却
JBBによるライナ冷却は

MAN Diesel & Turbo
Stig B. Jacobsen
冷却水の80%がカバーへバイ
パスされる
2ストローク機関就航実績
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<
19
>
腐食摩耗
負荷追従式シリンダライナ冷却 (LDCL)による対策
MAN Diesel & Turbo
Stig B. Jacobsen
2ストローク機関就航実績
November 2015
<
20
>
低温腐食
“LDCL”によるシリンダライナ冷却
LDCLによるライナ冷却は
MAN Diesel & Turbo
Stig B. Jacobsen

冷却水流量がライナとカバー
で異なる（別配管）

部分負荷においてライナ冷却
水の温度を上昇させることが
できる
2ストローク機関就航実績
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<
21
>
腐食摩耗 “低温腐食”
レーティング追従式シリンダライナ (RDL)による対策
“レーティング追従シリンダライナ”は”高
いレーティング(High rating)”と同等の温
度となるよう設計．
ライナ上部 (300mm)に注目した.
Test case
30 mm
20 mm
shorter
L1Liner
RDL Liner
[m]
MAN Diesel & Turbo
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2ストローク機関就航実績
November 2015
<
22
>
低温腐食
“RDL”によるシリンダライナ冷却
RDLによる冷却は
•
•
•
High / Medium / Low 3つの
レーティングごとに冷却孔
の数が異なる
High / Medium / Low 3つの
レーティングごとに機械加
工の角度が異なる
JBBと組み合わせて使用す
ることはできない
LOW MEP
16 Pipes
HIGH MEP
22 Pipes
1780
MCR
1510
1510
MCR
1420
1420
1210
MAN Diesel & Turbo
1780
1210
I
I
I
I
99
117
99
117
Stig B. Jacobsen
2ストローク機関就航実績
November 2015
<
23
>
低温腐食
腐食性評価システムの導入
9S90ME-C8.2
Miller timing
yes
-2
Layout point
L1
0
EGB
-2
36
-2
high
0
normal
0
JBB
2
Part load optimisation
FW temperature
Topland high
Liner cooling design
Jacket cooling water design
Corrosive rating
-4
9S90ME-C9.2
Miller timing
yes, high
-3
Layout point
L1
0
EGB
-2
36
-2
high
0
normal
0
JBB
2
Part load optimisation
FW temperature
Topland high
Liner cooling design
Jacket cooling water design
Corrosive rating
MAN Diesel & Turbo
-5
Stig B. Jacobsen
2ストローク機関就航実績
November 2015
<
24
>
低温腐食
腐食性評価システムの導入
8G95ME-C9.5
Miller timing
yes, high
-3
Layout point
minus 16%
-3
EGB
-2
36
-2
extra high, 12.5%
1
Liner cooling design
RDL
3
Jacket cooling water design
LDCL
3
Part load optimisation
FW temperature
Topland high
Corrosive rating
-3
11S90ME-C10.2
Miller timing
yes, high
-3
Layout point
minus 16%
-3
EGB
-2
Part load optimisation
FW temperature
36
-2
high
0
Liner cooling design
normal
0
Jacket cooling water design
LDCL
3
Topland high
Corrosive rating
MAN Diesel & Turbo
-7
Stig B. Jacobsen
2ストローク機関就航実績
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<
25
>
低温腐食
腐食性評価システムの導入
Engine
Corrosive
ACCBN70 ACCBN100
Rating R
36 deg set point LT CW
Corrosive
Rating R
ACCBN100
10 deg set point LT CW
9S90ME-C8.2
-4
0.38
0.26
-2
0.2
9S90ME-C9.2
-5
0.42
0.3
-3
0.23
8G95ME-C9.5
-3
0.33
0.23
-1
0.17
11S90ME-C10.2
-7
0.51
0.36
-5
0.3
ACCBN70 = 0.20 + 0.40/9*(-R)
ACCBN100 = (0.20 + 0.40/9*(-R))*70/100
MAN Diesel & Turbo
Stig B. Jacobsen
2ストローク機関就航実績
November 2015
<
26
>
目次
1
ピストンリング最新情報
2
エンジンの腐食性評価
3
シリンダ注油最新情報
4
主軸受: 10S90ME-C9.2
5
Propeller Light Running Margin (LRM) and Dynamic Limiter Function
(DLF)
6
ME-GI: 初号機就航実績
MAN Diesel & Turbo
Stig B. Jacobsen
2ストローク機関就航実績
November 2015
<
27
>
ドレン油分析
“シリンダ油のスイープ試験”により、最適な
注油率を素早く特定できる。
異なる注油量の条件でドレン油のサンプルを
採取。
各々の注油量で24時間運転し、運転後にドレ
ン油のサンプルを採取し、次の注油率に調整
する。
注油量を横軸に、ドレン油のサンプル
をプロットしてみると、
 注油量の低下に伴い、摩耗が促進
される。
 注油量の低下に伴い、アルカリ価
(BN) が低下する。
MAN Diesel & Turbo
Stig B. Jacobsen
2ストローク機関就航実績
November 2015
<
28
>
ドレン油分析
シリンダ油のスイープ試験を、1.4, 1.2, 1.0, 0.8 , 0.6 g/kWhの各注油率で実施した。
横軸は、注油率と硫黄含有量より求めたACC-factor (1.4 g/kWh / 3.53 S% = 0.40 g/(kWh x S%))
を示しており、下図は60ボアエンジンの許容値100 ppm ironと比較している。
この結果、 ACC factorは 0.27 g/(kWh x S%)となり残留BN値は16となる。
BN [mgKOH/g]
Fe [mg/kg]
ACC：Adaptive Cylinder-oil Control
MAN Diesel & Turbo
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2ストローク機関就航実績
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<
29
>
シリンダ油の自動混合 (ACOM)
シリンダ油の自動混合, ACOM
(Automated Cylinder Oil Mixing)
 高BNシリンダ油とBN25シリンダ
油を “無段”に混合
 混合油のBN値の範囲は、BN25か
らBN100以上まで
 常に最低限の注油量となるように、
最適なBN値を管理
 シリンダ注油量を著しく低減でき
る
 最低限の注油率による注油効率の
向上
 適正な粘度と最適な洗浄性能を維
持
 燃料切替(SECA規制海域内外)に伴
うBN値の素早い切替が可能
MAN Diesel & Turbo
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2ストローク機関就航実績
November 2015
<
30
>
シリンダ油の自動混合 (ACOM)
MAN Diesel & Turbo
Stig B. Jacobsen
2ストローク機関就航実績
November 2015
<
31
>
シリンダ油の自動混合 (ACOM)
MAN Diesel & Turbo
Stig B. Jacobsen
2ストローク機関就航実績
November 2015
<
32
>
シリンダ油の自動混合 (ACOM)
MAN Diesel & Turbo
Stig B. Jacobsen
2ストローク機関就航実績
November 2015
<
33
>
目次
1
ピストンリング最新情報
2
エンジンの腐食性評価
3
シリンダ注油最新情報
4
主軸受: 10S90ME-C9.2
5
Propeller Light Running Margin (LRM) and Dynamic Limiter Function
(DLF)
6
ME-GI: 初号機就航実績
MAN Diesel & Turbo
Stig B. Jacobsen
2ストローク機関就航実績
November 2015
<
34
>
ブレンディッドエッジ主軸受
機能説明
ブレンディッドエッジ ”BE”の原理と図面上での仕様を紹介する。
”BE”の幅、即ち図面上のCB間の距離は、
機関型式や軸受サイズにより調整される。
MAN Diesel & Turbo
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2ストローク機関就航実績
November 2015
<
35
>
弾性動的流体解析(EHD)
滑り主軸受
MAN Diesel & Turbo
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2ストローク機関就航実績
November 2015
<
36
>
弾性動的流体解析(EHD)
ブレンディッドエッジ主軸受
MAN Diesel & Turbo
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2ストローク機関就航実績
November 2015
<
37
>
10S90ME-C9.2
ブレンディッドエッジの配置



当初、このエンジンは、主軸受の#1, #9, #10, #11にBE 軸受が配備される設計となっていた。
最新の計算結果に基づき、#2, #4, #8, #12 にもBE軸受を配備する仕様にアップデートされた。
BE軸受は全軸受に取り付けることが可能で、例えばジャーナル軸の長手方向が凹んでいる場合
などにおいても、BE軸受の採用は有効となる。
MAN Diesel & Turbo
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2ストローク機関就航実績
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<
38
>
ブレンディッドエッジ軸受
BE軸受での静荷重による軸受アタリ面
軸受端部における異常な兆候もなく、BE軸受のアタリ面は良好
MAN Diesel & Turbo
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2ストローク機関就航実績
November 2015
<
39
>
10S90ME.C9.2
#5主軸受損傷 5,271時間運転
主軸受#5の下部シェルにおいて、カム側で首側の
エッジ部に、くびれたような形状の跡と小さな
クラックが発見された。これらの形状の跡は、検
査期間中に確認されたジャーナルの凹面
（concave journal）と一致する。
#5ジャーナルの真直度を直定規により確認した。
ジャーナルに凹面が確認された。
対策として、新しいBE タイプの下
部シェルを取付けた。
MAN Diesel & Turbo
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2ストローク機関就航実績
November 2015
<
40
>
目次
1
ピストンリング最新情報
2
エンジンの腐食性評価
3
シリンダ注油最新情報
4
主軸受: 10S90ME-C9.2
5
Propeller Light Running Margin (LRM) and Dynamic Limiter Function
(DLF)
6
ME-GI: 初号機就航実績
MAN Diesel & Turbo
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2ストローク機関就航実績
November 2015
<
41
>
エンジンロードダイアグラム
以下の報告あり:
1. エンジン/船の加速が遅い（加速性が劣る）。
2. バードレンジを抜けるまでに時間がかかる。
3. 荒天時（heavy head sea)十分な出力(速力）が得られない。
特定のケースを調査した。
Propeller Light Running Margin, LRM および
エンジンのTorque Capability(トルク性能）を調査した。
LRM領域の拡大、 Dynamic Limiter Function (DLF) の導入。
MAN Diesel & Turbo
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2ストローク機関就航実績
November 2015
<
42
>
ロードダイアグラム
小さいLRMの場合
極めて厳しい運転 (ボラードプル)
高い逆波が到来した時の
低力(低速)での運転
17.5%
エンジン/船の低い加速性
バードレンジを抜けるのに
時間がかかる
38% power margin
Propeller power
BSR (Barred Speed Range)
MAN Diesel & Turbo
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2ストローク機関就航実績
November 2015
<
43
>
加速性能の向上とバードレンジの通過時間
を短縮するための３つの方法
Light running margin の拡大
Dynamic Limiter Function (DLF)
によるトルク性能の向上
バードレンジ回転域を下げる
BSR
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2ストローク機関就航実績
November 2015
<
44
>
Dynamic Limiter Function (DLF)
DLFの目的は何か?
ME-Cエンジンの柔軟性を活用して船舶のHeavy running 能力を最大化する！
DLFは何をするか?
ロードダイアグラムにより規定されたトルクよりも大きいトルクを、ある制限
時間内に限り許容する。
バードレンジ内での軸の応力を低減する。
エンジンコントロールシステムのソフトウェア (ECS-SW) の変更点は?
変更点は4つ:
1. 新しい ‘Scavenge Air Limiter（掃気圧リミッター）’
2. 新しい ‘Torque Limiter （トルクリミッター）’
3. 過渡時における特別なエンジンチューニングに対するサポート
4. バードレンジ(BSR)内における軸の応力低減に対するサポート
MAN Diesel & Turbo
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2ストローク機関就航実績
November 2015
<
45
>
目次
1
ピストンリング最新情報
2
エンジンの腐食性評価
3
シリンダ注油最新情報
4
主軸受: 10S90ME-C9.2
5
Propeller Light Running Margin (LRM) and Dynamic Limiter Function
(DLF)
6
ME-GI: 初号機就航実績
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November 2015
<
46
>
ME-GI: 初号機就航実績
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2ストローク機関就航実績
November 2015
<
47
>
ご静聴有難うございました！
All data provided in this document is non-binding.
This data serves informational purposes only and is
especially not guaranteed in any way. Depending on the
subsequent specific individual projects, the relevant
data may be subject to changes and will be assessed and
determined individually for each project. This will depend
on the particular characteristics of each individual project,
especially specific site and operational conditions.
MAN Diesel & Turbo
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<
48
>

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