Natural gas as an alternative to liquid hydrocarbons on diesel-powered vessels

  • Yuri I. Matveev Volga State University of Water Transport, Nizhny Novgorod, Russia
  • Nikolai A. Laptev Volga State University of Water Transport, Nizhny Novgorod, Russia
  • Vladimir V. Kolyvanov Volga State University of Water Transport, Nizhny Novgorod, Russia
  • Mikhail Y. Khramov Volga State University of Water Transport, Nizhny Novgorod, Russia

Abstract

Alternative fuels are increasingly being used in internal combustion engines (ICE) for various purposes. The practice of using alternative fuels indicates that their physicochemical properties make significant adjustments to the way the internal combustion engine workflow is organized and have a very significant impact on the effective and environmental performance of the engine and the entire power plant as a whole. The main task of designing a power plant with an internal combustion engine running on synthesis gas is to provide the necessary power, minimum fuel consumption in various operating modes, as well as minimum emissions of harmful substances into the environment, depending on the composition of the synthesis gas. It should be noted that the specific heat of combustion of synthesis gas is lower compared to traditional grades of fuel (25...30 MJ/kg), this leads to a significant reduction in the power of the marine engine. It is this factor that determines the use of synthesis gas as an additive to traditional fuel. Analysis of the available results and modeling of the combustion processes of liquefied natural gas on ships will allow to predict and determine further ways to improve fuel efficiency, power indicators and ecology of engines running on ethanol with forced ignition.

Keywords: engine, internal combustion engine, natural gas, synthesis gas, fuel, alternative, hydrocarbon, vessel

References

Дмитриев, И.М. Преимущества использования сжиженного природного газа на судах в качестве топлива / И. М. Дмитриев, Н. В. Бархударов, А. А. Мусатов // Вестник научных конференций. – 2017. – № 8-2(24). – С. 28-29. – EDN ZHZAGB.

Муртазина, В.А. Тенденции и перспективы развития судов на сжиженном природном газе / В. А. Муртазина, Т. М. Муртазин // XXV Туполевские чтения (школа молодых ученых): Международная молодёжная научная конференция, посвященная 60-летию со дня осуществления Первого полета человека в космическое пространство и 90-летию Казанского национального исследовательского технического университета им. А.Н. Туполева-КАИ. Материалы конференции. Сборник докладов. В 6-ти томах, Казань, 10–11 ноября 2021 года. – Казань: Индивидуальный предприниматель Сагиева А.Р., 2021. – С. 348-351. – EDN YVYUGG.

Новиков, В.К. Научно-методические основы обеспечения экологической и пожарной безопасности судна водного транспорта, работающего на сжиженном природном газе / В. К. Новиков // Сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции «Современные научные исследования: актуальные проблемы и тенденции». «Речной Форум 2019», Омск, 19–20 декабря 2019 года / Министерство транспорта Российской Федерации Федеральное агентство морского и речного транспорта, Омский институт водного транспорта - филиал ФГБОУ ВО «Сибирский государственный университет водного транспорта». – Омск: Омский институт водного транспорта (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования "Сибирский государственный университет водного транспорта", 2019. – С. 169

Рожков, М.А. Переход судов на сжиженный природный газ / М. А. Рожков, Е. А. Чабанов // Транспорт: проблемы, цели, перспективы (транспорт 2020): МАТЕРИАЛЫ ВСЕРОССИЙСКОЙ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ, Пермь, 15 февраля 2020 года / Под редакцией Е.В. Чабановой. – Пермь: Пермский филиал Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования "Волжский государственный университет водного транспорта", 2020. – С. 120-124. – EDN CAEMGO.-175. – EDN GCGHFV.

Волынцев А.В., Соболенко А.Н. Повышение энергоэффективности морского судна посредством использования природного газа и утилизации теплоты главного дизеля // Молодежь и наука: актуальные проблемы фундаментальных и прикладных исследований: Материалы II Всероссийской национальной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. Комсомольский-на-Амуре государственный университет, 2019. – С. 17-19. – EDN PRVPLX.

Степанов, М.Д. Особенности применения сжиженного природного газа на судах водного транспорта / М. Д. Степанов, В. К. Новиков // Будущее машиностроения России : Сборник докладов Двенадцатой Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов (с международным участием), Москва, 24–27 сентября 2019 года. – Москва: Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет), 2019. – С. 654-656. – EDN MZWMIB.

Хасанов, И.И. Особенности бункеровки топлива для судов на сжиженном природном газе / И. И. Хасанов, А. Р. Гимаева // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. – 2017. – № 3. – С. 19-22. – EDN YWJKIR.

Дмитриев, И. М. Анализ использования и сжижения природного газа на судах / И. М. Дмитриев, Н. В. Бархударов, А. А. Мусатов // Вестник научных конференций. – 2017. – № 8-2(24). – С. 27-28. – EDN ZHZAFR.

Матуш, Д.И. Использование природного газа как альтернативного топлива для судов морского и речного транспорта / Д. И. Матуш // Фундаментальные и прикладные научные исследования: актуальные вопросы, достижения и инновации : сборник статей XIX Международной научно-практической конференции : в 2 ч., Пенза, 15 января 2019 года. – Пенза: "Наука и Просвещение" (ИП Гуляев Г.Ю.), 2019. – С. 103-105. – EDN YTMTUL.

Афанасьев П.М. Применение пакета FDS для моделирования и исследования процессов горения сжиженного природного газа на судах // Молодежная школа-семинар по проблемам управления в технических системах имени А.А. Вавилова. – 2020. – Т. 1. – С. 4-8. – EDN KGVVPN.

Медведев, Г.В., Храмов, М.Ю. ВОЗДЕЙСТВИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ СУДОВЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК НА КАЧЕСТВО ИХ ОЧИСТКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДА КАТАЛИТИЧЕСКОЙ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ / Медведев, Г.В., Храмов, М.Ю.// Научные проблемы водного транспорта, (62), 167-174. https://doi.org/10.37890/jwt.vi62.47

Author Biographies

Yuri I. Matveev , Volga State University of Water Transport, Nizhny Novgorod, Russia

Doctor of Technical Sciences, Professor,  Volga State University of Water Transport, 5, Nesterov st, Nizhny Novgorod, 603951, e-mail: matveeveseu@mail.ru

Nikolai A. Laptev , Volga State University of Water Transport, Nizhny Novgorod, Russia

postgraduate student of the Department of  Electrical Engineering and Electrical Equipment of  Water Transport Objects, Volga State University of Water Transport, 5, Nesterov st, Nizhny Novgorod, 603951

Vladimir V. Kolyvanov , Volga State University of Water Transport, Nizhny Novgorod, Russia

Ph.D. in Engineering Science, Associate Professor,  Volga State University of Water Transport, 5, Nesterov st, Nizhny Novgorod, 603951, v.v.kolyvanov@yandex.ru

Mikhail Y. Khramov , Volga State University of Water Transport, Nizhny Novgorod, Russia

Ph.D. in Engineering Science, Associate Professor, Volga State University of Water Transport, 5, Nesterov st, Nizhny Novgorod, 603951, e-mail:  m.u.hramov@yandex.ru

Published
19-06-2023
How to Cite
Matveev, Y. I., Laptev, N. A., Kolyvanov, V. V., & Khramov, M. Y. (2023). Natural gas as an alternative to liquid hydrocarbons on diesel-powered vessels. Russian Journal of Water Transport, (75), 127-135. https://doi.org/10.37890/jwt.vi75.359
Section
Ship power equipment