Seeschiffe besitzen heute überwiegend fest installierte CO2-Gasfeuerlöschanlagen. Im Brandfall werden Maschinenräume mit CO2 innerhalb von 2 min mit 85 % der für eine CO2-Konzentration von 40 Volumen-% erforderlichen Menge geflutet. Bei dieser hohen CO2-Konzentration kommen die Verbrennungsreaktionen im Motor zum Erliegen, was zu einem Ausfall der Dieselmotoren führt. Hierdurch verliert das Schiff seine Manövrier- und Steuerfähigkeit. Ziel der vorliegenden Arbeit ist eine nennenswerte Erhöhung der Zuverlässigkeit der Brandabwehr im Maschinenraum bei einer gleichzeitigen Gewährleistung des Vortriebes und der Energieversorgung. Aufgabe des Teilprojektes sind theoretische und experimentelle Untersuchungen zum Betriebsverhalten von Dieselmotoren unter den Bedingungen der Brandabwehr mit unterschiedlichen Löschmitteln bei verschiedenen Konzentrationen. Die Motorversuche wurden an einem aufgeladenen Viertakt-Dieselmotor (P = 880 kW, n = 1000 U/min) mit den Löschmitteln CO2, N2 und Hochdruckwassernebel (HDWN) durchgeführt. Mit den entwickelten Programmen LUZU-Gas und LUZU-HDWN wurden die Messwerte auf Plausibilität geprüft sowie Massenströme und Konzentrationen berechnet. Mit dem Programmpaket ZDA wurde die Analyse der Zylinderdruckverläufe durchgeführt und die Temperatur- und Brennverläufe ermittelt. Für die Motoranlage wurde das Simulationsprogramm BESTADY entwickelt und das Betriebsverhalten des Viertakt-Dieselmotors nachgebildet. Bewertung der Löschmittel: 1. CO2 ist nicht in allen Lastbereichen gut geeignet; bei Schwachlast < 0,2 P0 erfolgt ab 25 Volumen-% CO2 in einzelnen Zylindern die Zündung nicht mehr sicher. 2. Für N2 ist ein Motorbetrieb uneingeschränkt mindestens bis >= 14 Volumen-% O2 möglich. 3. HDWN eignet sich uneingeschränkt für einen Motorbetrieb mit zuverlässigem Löschen bis zur Nennleistung.
Betriebsverhalten von Dieselmotoren bei der Brandabwehr. Teilprojekt 2: "BEDIE" im Verbundprojekt: "Brandabwehr in Schiffsmaschinenräumen - BAMAR". Schlussbericht. Laufzeit: 01.08.2002 bis 31.07.2005
2006
79 Seiten, Bilder, Tabellen, 36 Quellen
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