w31_master

Wärtsilä 31 – maailman tehokkain moottori

Tervetuloa moottoreiden aivan uuteen sukupolveen. Wärtsilä 31 asettaa uuden standardin energiatehokkuudelle: sen polttoaineenkulutus on alhaisempi kuin millään muulla nelitahtimoottorilla maailmassa. Se tarjoaa myös ennennäkemätöntä toiminnan joustavuutta ja se voidaan helposti mukauttaa eri polttoainetyyppeihin ja käyttöprofiileihin. Wärtsilä 31 -moottorin koko elinkaaren ajan saat parasta varaosa- ja kenttähuoltoa sekä tukea teknisissä kysymyksissä, konversioissa ja huoltosopimuksissa. Wärtsilä 31 on yksinkertaisesti kaikkien aikojen polttoainetehokkain, helppokäyttöisin ja monipuolisin moottori.


TEKSTI: ISABELLE KLIGER KUVAT: WÄRTSILÄ

Kolme yhdessä kehitettyä polttoainejärjestelmää

Wärtsilä 31 ei ole yksittäinen moottori, vaan pikemminkin alusta, joka koostuu kolmesta eri tuotteesta: dieselmoottorista, kaasumoottorista ja monipolttoainemoottorista. Moottorit voivat toimia monilla eri polttoaineilla, kuten raskaalla polttoöljyllä, meridieselpolttoaineella, viskositeetiltaan alhaisilla tai vähärikkisillä polttoaineilla, nesteytetyllä maakaasulla, etaanikaasulla tai petrolikaasulla.

Wärtsilän tuotekehitysohjelmien johtaja Ulf Åstrand on valvonut  uusien teknologioiden käyttöönottoa uudessa moottorissa. Hän kertoo, että tämä on ensimmäinen kerta, kun moottorialusta on kehitetty samanaikaisesti kaikille sen polttoaineversioille.

”Aiemmat moottorit kehitettiin alunperin toimimaan dieselillä ja muutettiin sitten käymään kaasulla”, hän sanoo. ”Siksi niiden suorituskykyä ja polttoainetehokkuutta kaasu- tai monipolttoainekäytössä oli mahdotonta koskaan täysin optimoida.”

”Tämä on aivan uusi moottori, jonka olemme kehittäneet alusta alkaen”, lisää moottoritoimialan ja -sovellusten johtaja Giulio Tirelli. ”Se on lähes kymmenen vuoden kehitystyön tulos ja sisältää edistyneintä teknologiaa avaten ovia muulle tulevalle kehitykselle.”

Polttoainetehokkuus

Uusi Wärtsilä 31 on tällä hetkellä markkinoiden polttoainetehokkain nelitahtimoottori. Moottorin dieselversio kuluttaa koko kuormitusalueellaan keskimäärin 8–10 g/kWh vähemmän polttoainetta verrattuna lähimpään kilpailijaan. Optimikohdassa tämä luku voi olla niinkin alhainen kuin 165 g/kWh. Käyttökustannuksiksi käännettynä säästö polttoainekustannuksissa esimerkiksi ankkurinkäsittely-, hinaus- ja huoltoaluksessa (AHTS) olisi noin 10 000 euroa päivässä.

”Tämän suuruusluokan parannusta polttoainetehokkuudessa ei ole koskaan saavutettu yhdellä ratkaisevalla muutoksella, sanoo Åstrand. ”Ja me teimme sen kerralla.”

”Nykyään polttoainetehokkuus on teknologisen kehityksen äärimmäinen merkki”, sanoo Tirelli. ”Ja 10 g/kWh:n parannus yksittäisessä tuotelanseerauksessa on dramaattinen parannus. Tämä moottori on saavuttanut tehokkuustason, jota vielä muutama vuosi sitten pidettiin fyysisesti mahdottomana.”

W31_NOR+web
 

Painopiste kestävässä kehityksessä

Koska päästöt syntyvät polttoaineen polttamisesta, huomattavasti vähemmän polttoainetta kuluttava moottori luonnollisesti myös tuottaa huomattavasti vähemmän päästöjä. Uusi Wärtsilä 31 ei vain täytä nykyisen IMO Tier II -päästöstandardin vaatimuksia, vaan myös vuoden 2016 alussa voimaan astuneen IMO Tier III -lainsäädännön vaatimukset. Lisäksi alukset voivat helposti vaihtaa dieselin ja kaasun välillä monipolttoainekonseptin ansiosta riippuen siitä, missä ne toimivat.

”Polttoainetehokkuuden markkinajohtajan ansiosta alus tuottaa merkittävästi vähemmän CO2-, CO-, THC- ja SOX-päästöjä. Monipolttoaineversion kanssa se voi toimia dieselillä Tier II -alueella ja sitten vaihtaa kaasun, kun se siirtyy Tier III -alueelle (kuten päästöjen valvonta-alue). Vaihto tapahtuu välittömästi, sitä ei tarvitse odottaa, ja alus voi jatkaa matkaa samalla nopeudella.”

Vähemmän kunnossapitoa, lisää toiminta-aikaa

Kunnossapidon osalta uuden Wärtsilä 31 -moottorin kustannukset ovat laskeneet noin 20 prosenttia. Vastaavan tehoiset vakiomoottorit vaativat ensimmäisen huoltopysäytyksen noin 1 000 käyttötunnin jälkeen, mutta uuden moottorin ensimmäinen pysäytys tapahtuu vasta 8 000 tunnin jälkeen.

”Tiedämme, kuinka tärkeää aluksen tai voimalan toiminta-aika on asiakkaittemme kannattavuuden kannalta, joten kunnossapitotarpeen vähentäminen oli yksi uuden moottorin päätavoitteista”, selittää Åstrand. ”Komponenttien käyttöiät ovat pidempiä, mutta lisäksi olemme käyttäneet myös paljon energiaa vähentääksemme kunnossapitoon tarvittavaa aikaa.”

Käyttötietojen etäluku mahdollistaa edistyneen tuen ja välittömän vastauksen Wärtsilältä aluksen tai voimalan turvallisen toiminnan takaamiseksi sen sijainnista riippumatta. Nimetty asiantuntija, jolla on senioritason tekninen kokemus, antaa käyttöhenkilöstölle ohjeita puhelimitse tai sähköpostilla. Tämä vähentää suunnittelemattomien huoltokäyntien määrää paikan päällä.

Modulaarinen rakenne

Uuden Wärtsilä 31 -moottorin modulaarisen rakenteen ansiosta kaikki moottorimoduulit voidaan helposti ottaa pois paikaltaan ja vaihtaa. Tämä lyhentää kunnossapitoaikaa, kun moduuli voidaan yksinkertaisesti vaihtaa sen sijaan, että purettaisiin jokainen yksittäinen osa.

”Tämä siirtyminen yksittäisistä varaosista ’vaihtoyksiköihin’, mikä tarkoittaa koko yksiköiden tai moduuleiden vaihtoa, kuten esimerkiksi virtayksiköt, injektorit ja korkeapaineiset polttoainepumput, tehostaa huoltoa ja maksimoi toiminta-ajan”, sanoo Åstrand.

Kun moottori vaatii huoltoa, seisokkiaika on merkittävästi lyhyempi, kun koko moduuli voidaan yksinkertaisesti ottaa pois ja vaihtaa uuteen yksikköön. Vaihtoyksiköt on lueteltu varaosakirjassa ja niitä saa varastosta.

Käytön joustavuus

Käytön joustavuus on keskeinen asia merellä tapahtuvassa käytössä, koska monet alukset toimivat alhaisella kuormalla, mutta vaativat myös nopeaa virranottokykyä. Toimijoiden on varmistettava, että he voivat toimia alhaisilla kuormilla ja samalla maksimoida polttoainetehokkuuden ja tuottavuuden. Wärtsilä 31 voidaan helposti mukauttaa eri käyttöprofiileihin monilla säädöillä, sillä siinä on edistynyt moottorin automaatiojärjestelmä, joka on yhdistetty polttoaineen suihkutuksen ja ilmanottojärjestelmien joustavuuteen. Lisäparannuksia käyttöön alhaisella kuormalla voidaan saavuttaa asentamalla alhaisen kuorman tehokkuuspaketti, joka sisältää muutamia mekaanisia muutoksia.

”Erittäin korkean automaatiotason ansiosta olemme pystyneet optimoimaan useita kohtia, joita emme olisi voineen mukauttaa aiemmin”, selittää Tirelli.

”Monia mekaanisia järjestelmiä ei voinut virittää eri käyttöprofiileille, mutta nykyaikaiset elektroniset ja hydrauliset järjestelmät voidaan helposti mukauttaa vastaamaan asiakkaan käyttötarpeita”, toteaa Åstrand lisäten, että jos omistaja haluaa muuttaa tapaa, jolla olemassa oleva alus toimii, se voidaan aina säätää uudelleen vastaamaan uusia vaatimuksia.

 

Moottori, joka toimii myös tulevaisuudessa

Modulaarinen rakenne ei vain nopeuta korjaamista, vaan tukee myös tulevia päivityksiä. Ulf Åstrandin mukaan se tekee moottorista käyttökelpoisen myös tulevaisuudessa:

”Tulevaisuudessa, kun kehitämme uutta teknologiaa, laivan omistaja voi yksinkertaisesti asentaa päivitetyn moduulin. Tämä on erityisen hyödyllistä, kun otetaan käyttöön uusia päästöstandardeja, mutta voi liittyä myös tulevaisuuden polttoainetyyppeihin. Olemme suunnitelleet tuotteen, joka voidaan helposti mukauttaa mihin tahansa tulevaan tilanteeseen. Kutsun sitä tulevaisuuden kannalta varmaksi moottoriksi.”

Kolme moottoria, yksi yhteinen alusta

Uuden Wärtsilä 31 -moottorin kehitystyö alkoi vuonna 2010. Wärtsilän insinöörien tavoitteena oli luoda moottorialusta, jossa kolme moottoriversiota olisivat hyvin samanlaisia.

”Kolme moottoria ovat lähes identtisiä”, sanoo Giulio Tirelli. ”Teknikko, joka on saanut yhden moottorin koulutuksen, pystyy helposti käyttämään kahta muuta, ja omistajat, joilla on enemmän kuin yksi moottorityyppi, pärjäävät pienemmällä varaosavarastolla osien yhteensopivuuden ansiosta. Lisäksi moottori, joka on alunperin hankittu käymään esimerkiksi dieselillä, voidaan helposti mukauttaa kaasu- tai monipolttoainemoottoriksi, jos asiakkaan vaatimukset muuttuvat tuotteen käyttöiän aikana.”

”Kun rakenne on modulaarinen ja eri versioissa käytetään yhteisiä tekniikoita, moottori voidaan muuntaa yhdestä versiosta toiseksi vain pienillä mekaanisilla muutoksilla”, lisää Åstrand. ”Tämä tekee siitä tulevaisuuden kannalta luotettavan valinnan riippumatta muutoksista polttoaineen saatavuudessa tai mahdollisista polttoaineiden hintojen heilahteluista.”

Vähemmän energiaa, kustannuksia, seisokkiaikoja ja päästöjä. Enemmän joustavuutta ja toiminta-aikaa.

Energiatehokkuus. Kuluttaa koko kuormitusalueellaan keskimäärin 8–10 g/kWh vähemmän polttoainetta verrattuna lähimpään kilpailijaan tuottaen jopa 10 000 euron säästöt päivittäin.

Polttoaineen joustavuus. Wärtsilä 31 voi toimia monilla eri polttoaineilla: raskaalla polttoöljyllä, meridieselpolttoaineella, viskositeetiltaan alhaisilla tai vähärikkisillä polttoaineilla, nesteytetyllä maakaasulla, etaanikaasulla tai petrolikaasulla.

Kustannustehokkuus. Kunnossapitokustannukset ovat laskeneet noin 20 prosenttia.

Vähemmän kunnossapitoa, lisää toiminta-aikaa. Ensimmäinen kunnossapitopysäytys tulee 8 000 tunnin jälkeen, kun vastaavan tehoisissa vakiomoottoreissa se on jo 1 000 tunnin jälkeen. Vaihtomoduulien saatavuus takaa lyhyen kunnossapidon seisokkiajan.

Käytön joustavuus. Täysin toimintakykyinen, kaikkialla. Monipolttoainemoottori mahdollistaa helpon vaihdon kaasuun, kun siirrytään Tier III -alueelle, ilman, että nopeus muuttuu. Wärtsilä 31 voidaan helposti mukauttaa eri käyttöprofiileihin ja tuleviin tilanteisiin.

Vähemmän päästöjä. Merkittävästi vähemmän CO2-, CO-, THC- ja SOX-päästöjä. Täyttää täysin vuonna 2016 voimaan tulleet IMO:n Tier III -määräykset.

© 2018 Wärtsilä