Estudio de la viabilidad de la oxicombustión en el motor marino experimental 8RT-Flex82T de la empresa Wärtsilä

Abstract

[ES] La finalidad de este Trabajo Final de Grado es el estudio de la viabilidad de la oxicombustión en un motor marino diésel de dos tiempos aportado por la empresa Wärtsilä. Para realizar el estudio, Wärtsilä envió el modelo experimental del motor en un software de simulación llamado GT-POWER al CMT- Instituto de Motores Térmicos de la Universidad Politécnica de Valencia, donde un equipo de investigadores se encargó de realizar el estudio. Wärtsilä es una empresa muy concienciada con el desarrollo sostenible y es por lo que estudia procesos que puedan lograr la reducción de emisiones. Por otro lado, la normativa marítima también es cada vez más exigente con el nivel de emisiones y cada vez es más necesario estudiar técnicas para reducir las emisiones a la atmósfera. Empleando la oxicombustión logramos enriquecer los gases de escape recirculados al motor con oxígeno y evitamos el resto de las sustancias que forman el aire, especialmente nitrógeno que supone aproximadamente un 76% de su composición. Al no emplear aire evitamos la formación de NOX y podemos capturar el CO2 para poder tratarlo mejor. Por tanto, el proyecto consistió en introducir el modelo del motor en VEMOD, un programa de simulación desarrollado en el propio CMT- Instituto de Motores Térmicos, y una vez ajustado el modelo, incorporar el proceso de oxicombustión con tal de estudiar su viabilidad.

[CA] La finalitat d'aquest Treball Final de Grau és l'estudi de la viabilitat de la oxicombustió en un motor marí dièsel de dos temps aportat per l'empresa Wärtsilä. Per realitzar l'estudi, Wärtsilä va enviar el model del motor en un software de simulació anomenat GT-POWER al CMT- Institut de Motors Tèrmics de la Universitat Politècnica de València, on un equip d'investigadors es va encarregar de realitzar l'estudi. Wärtsilä és una empresa molt conscienciada amb el desenvolupament sostenible i és pel que estudia processos que puguin aconseguir la reducció d'emissions. D'altra banda, la normativa marítima també és cada vegada més exigent amb el nivell d'emissions i cada vegada és més necessari estudiar tècniques per reduir les emissions a l'atmosfera. Emprant la oxicombustió aconseguim utilitzar únicament oxigen en la combustió dins dels cilindres i evitem la resta de les substàncies que formen l'aire, especialment nitrogen que suposa aproximadament un 76% de la seua composició. Al no emprar aire evitem la formació de NOX i ens permet atrapar el CO2 i així poder tractar-lo millor. Per tant, el projecte va consistir en introduir el model del motor a VEMOD, un programa de simulació desenvolupat en el propi CMT- Institut de Motors Tèrmics, i un cop validat el model, incorporar el procés de oxicombustió a el model per tal d'estudiar la seua viabilitat.

[EN] The purpose of this Final Degree Project is to study the feasibility of oxy-fuel combustion in a two-stroke diesel marine engine provided by the company Wärtsilä. To carry out the study, Wärtsilä sent the engine model in a simulation software called GTPOWER to the CMT- Institute of Thermal Engines of the Polytechnic University of Valencia, where a team of researchers carried out the work. Wärtsilä is a company very aware of sustainable development and that is why it studies processes that can achieve the reduction of emissions. On the other hand, maritime regulations are also increasingly demanding with the level of emissions, and it is increasingly necessary to study techniques to reduce emissions into the atmosphere. Using oxy-fuel combustion, we can only use oxygen in the combustion inside the cylinders and avoid the rest of the substances that form the air, especially nitrogen, which accounts for approximately 76% of its composition. By not using air we avoid the formation of NOX, and it allows us to trap CO2 and thus be able to treat it better. Therefore, the project consisted of introducing the engine model in VEMOD, a simulation program developed at the CMT- Thermal Engine Institute itself, and once the model had been validated, incorporating the oxy-fuel combustion process into the model to study its viability.