선박 NOx 저감을 위한 연료 에멀젼 수분 모니터링

WIFE 시스템에서 물 대 연료 비율의 실시간 측정. 연료 과희석 없이 IMO Tier II/III 규정 준수를 위한 최적 에멀젼 유지.

과제

연료 에멀젼(WIFE)은 선박 디젤 엔진에서 질소산화물(NOx) 배출을 줄이는 확립된 기술입니다. 연소 전 연료유에 제어된 양의 담수를 에멀젼화하여 실린더 내 피크 화염 온도를 낮춥니다. NOx 생성은 연소 온도에 기하급수적으로 의존하므로, 적당한 피크 온도 감소도 NOx 출력의 상당한 감소를 가져옵니다 — 일반적으로 15–30% 수분 첨가로 30–60% 감소하여 IMO Tier II 요구사항을 충족하고 Tier III 규정 준수 전략에 기여합니다.

비율 제어

물 대 연료 비율은 좁은 범위 내에서 유지되어야 합니다. 수분이 너무 적으면 NOx 저감이 불충분합니다. 수분이 너무 많으면 연소 품질이 저하됩니다 — 실화, 입자상 물질 증가 및 출력 감소.

에멀젼 안정성

에멀젼은 인젝터에 도달할 때 안정적이고 균질해야 합니다. 수분 액적 크기 및 분포가 연소 성능에 직접 영향을 미칩니다. 비율은 수분 주입 지점이 아닌 유화기 후에 확인해야 합니다.

가변 운전 조건

엔진 부하, 연료 점도 및 수분 공급 압력은 모두 운전 중 변합니다. 에멀젼 시스템은 적응해야 하며, 측정은 펌프 속도 계산에만 의존하지 않고 실시간으로 실제 비율을 추적해야 합니다.

규정 준수 문서화

IMO NOx 기술 코드는 배출 제어 시스템이 올바르게 작동하고 있음을 입증하도록 요구합니다. 물-연료 비율의 연속 측정이 기국 검증 및 기항국 통제에 필요한 감사 가능한 데이터를 제공합니다.

Zelentech의 솔루션

ZT-100 WIFE 모니터는 유화기와 엔진 연료 입구 사이의 에멀젼 연료 라인에 인라인으로 설치됩니다. 에멀젼의 물 대 연료 비율을 연속 측정하여 에멀젼 제어 시스템에 실시간 피드백 신호를 제공합니다.

별도의 수분 및 연료 유량 측정에서 비율을 추론하는 유량계 기반 비율 계산과 달리, ZT-100 WIFE는 블렌딩 후 에멀젼 혼합물의 실제 조성을 측정합니다. 이는 유량 기반 방식이 놓치는 펌프 드리프트, 압력 변동 또는 불완전 혼합에 의한 불균형을 포착합니다.

4–20mA 출력은 폐루프 비율 제어를 위한 공정 변수로 WIFE 제어 시스템에 직접 공급됩니다. 1초 업데이트 속도로 수분 주입률이 빠르게 조절되어야 하는 급격한 부하 변화 중에도 긴밀한 제어가 가능합니다.

직접 조성 측정

에멀젼 내 실제 물-연료 비율을 측정합니다 — 별도 유량계의 계산이 아닙니다. 혼합 오류 및 펌프 드리프트를 포착합니다.

폐루프 제어

1초 업데이트 속도로 WIFE 시스템이 엔진 부하 변화 및 연료 전환을 통해 긴밀한 비율 제어를 유지할 수 있습니다.

규정 준수 기록

물-연료 비율의 연속 기록된 측정이 IMO NOx 기술 코드 규정 준수 검증을 위한 감사 가능한 데이터를 제공합니다.

Case Study

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.

Maersk Safemarin Chambal container vessel

Engine Room InstallationZT100 WIFE mounted inline with the insulated HFO piping.

Fuel Treatment AreaSeparator pumps and WIFE measurement loop.

Sensor Close-UpZelentech-branded ZT100 WIFE on the HFO line.

Control PanelLive emulsion reading on the engine-room HMI.

주요 사양

매질	연료 에멀젼 (HFO + 물, MDO + 물)
측정 범위	0–50% 연료 내 수분 (일반 운전 범위 15–30%)
측정	물 대 연료 비율 (체적 %)
응답 시간	1초
전원	24 VDC, 루프 전원
출력	4–20mA (WIFE 제어 루프용) + HART
설치	에멀젼 연료 라인에 인라인, 유화기 후, 엔진 전
NOx 저감	일반적으로 15–30% 수분 첨가 시 30–60% (엔진에 따라)