船舶NOx削減のための含水燃料エマルションモニタリング
WIFEシステムにおける水対燃料比のリアルタイム測定。燃料の過剰希釈なしにIMO Tier II/III適合のための最適エマルションを維持。
課題
含水燃料エマルション (WIFE) は、船舶ディーゼルエンジンからの窒素酸化物 (NOx) 排出を削減するための確立された技術です。燃焼前に制御された量の清水を燃料油に乳化させることで、シリンダー内のピーク火炎温度が低減されます。NOx生成は燃焼温度に指数関数的に依存するため、ピーク温度の適度な低下でもNOx排出の大幅な削減をもたらします — 通常15–30%の加水で30–60%の削減、IMO Tier II要件の達成およびTier III適合戦略への貢献に十分です。
比率制御
水対燃料比は狭い帯域内に維持する必要があります。水分が少なすぎるとNOx削減が不十分になります。多すぎると燃焼品質が低下し、失火、粒子状物質の増加、出力低下を引き起こします。
エマルション安定性
エマルションはインジェクターに到達する時点で安定かつ均質でなければなりません。水滴のサイズと分布が燃焼性能に直接影響します。比率は注水ポイントではなく、乳化器後に検証する必要があります。
変動する運転条件
エンジン負荷、燃料粘度、水供給圧力は運転中に変動します。エマルションシステムは適応する必要があり、測定はポンプ速度の計算だけに頼らず、リアルタイムで実際の比率を追跡する必要があります。
適合ドキュメンテーション
IMO NOx技術コードは、排出制御システムが正しく作動していることの実証を要求しています。水対燃料比の連続測定により、旗国検査および港湾国管理に必要な監査可能なデータが提供されます。
Zelentechのソリューション
ZT-100 WIFEモニターは、乳化器とエンジン燃料入口の間の乳化燃料ラインにインラインで設置されます。エマルションの水対燃料比を連続的に測定し、エマルション制御システムにリアルタイムのフィードバック信号を提供します。
水と燃料の個別流量測定から比率を推定する流量計ベースの比率計算とは異なり、ZT-100 WIFEはブレンド後の乳化混合物の実際の組成を測定します。これにより、ポンプのドリフト、圧力変動、不完全な混合による不均衡を、流量ベースの方法では見逃す部分まで捕捉します。
4–20mA出力はWIFE制御システムにプロセス変数として直接入力され、クローズドループ比率制御を実現します。1秒の更新レートにより、注水量を迅速に調整する必要がある急激な負荷変化時でも、厳密な制御が可能です。
直接組成測定
エマルション中の実際の水対燃料比を測定 — 個別流量計からの計算ではありません。混合エラーやポンプドリフトを捕捉。
クローズドループ制御
1秒の更新レートにより、エンジン負荷変化や燃料切替を通じてWIFEシステムの厳密な比率制御を維持。
適合記録
水対燃料比の連続記録測定により、IMO NOx技術コード適合検証のための監査可能なデータを提供。
Maersk Safemarin Chambal — WIFE Emulsion Control
Aboard the container vessel Safemarin Chambal, the ZT100 WIFE monitor continuously measures the water-in-fuel emulsion ratio in the heavy fuel oil supply. Real-time feedback keeps the emulsion within the target range for effective NOx reduction and stable combustion, while the control panel gives engine crew instant visibility of system performance.
主要仕様
| 測定媒体 | 含水燃料エマルション（HFO + 水、MDO + 水） |
| 測定レンジ | 0–50%含水燃料（通常運転範囲15–30%） |
| 測定 | 水対燃料比（体積%） |
| 応答時間 | 1秒 |
| 電源 | 24 VDC、ループ給電 |
| 出力 | 4–20mA（WIFE制御ループ用）+ HART |
| 設置方法 | 乳化燃料ラインのインライン、乳化器後、エンジン前 |
| NOx削減 | 通常15–30%の加水で30–60%（エンジン依存） |
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