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Evaluation of NOx Emission Characteristics and IMO Compliance for Marine Main Engines Under EPLO Application KCI 등재

EPLO 적용 선박 주기관의 NOx 배출 특성 및 IMO 규정 적합성 평가

Kyung-Sun Lim
  • 언어ENG
  • URLhttps://db.koreascholar.com/Article/Detail/452056
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해양환경안전학회지 (Journal of the Korean Society of Marine Environment and Safety)
해양환경안전학회 (The Korean Society Of Marine Environment & Safety)
초록

EPLO(Engine Part Load Optimization)는 선박 주기관의 정격출력을 낮추고 과급기 사양을 최적화 함으로써 실제 운항 부하 범위에 서의 연료소모량을 감소시키는 기술이다. 본 연구에서는 10만톤급 선박에 탑재된 7S60MC Mk6 기관을 대상으로 EPLO 적용에 따른 과급 기 구성품 변경(압축기 휠 CT75→CT65, 터빈 TF25→TF15)이 NOx 배출 특성에 미치는 영향을 분석하고 IMO NOx Technical Code 2008에 따 른 E3 test cycle 선상 실측을 통해 Tier I 규정 적합성을 검증하였다. 측정 결과, 4개 부하 (25%, 50%, 75%, 100%)에서의 NOx 농도는 844~905 ppm 범위로 나타났으며, Specific NOx Emission(g/kWh)은 저부하에서는 높고 고부하에서는 낮은 역부하 의존성을 보였다. E3 cycle Weighted Average IMO NOx는 14.6 g/kWh로 Tier I 한계치 (17.0 g/kWh) 대비 14.1%의 여유를 확보하여 규정 적합성이 확인되었다. 본 연구는 EPLO 기 술이 선박의 에너지 효율 향상과 NOx 배출 규정 준수를 동시에 달성할 수 있음을 실선 측정을 통해 실증적으로 검증하였다는 점에서 의 의가 있다.

EPLO is a technology that improves brake-specific fuel consumption within actual service load ranges by derating the rated output of the main engine and reoptimizing turbocharger specifications. This study analyzes the effects of EPLO application—including turbocharger compressor wheel replacement (CT75→CT65) and turbine change (TF25→TF15)—on the NOx emission characteristics of a 7S60MC Mk6 engine installed on a 100,000-ton class ship. IMO Tier I compliance was verified through onboard simplified measurement following the E3 test cycle per IMO NOx Technical Code 2008. NOx concentrations measured at four load points (25%, 50%, 75%, and 100%) ranged from 844 to 905 ppm (dry basis), whereas specific NOx emissions (g/kWh) showed an inverse load dependency that increased at lower loads. The E3 cycle weighted average IMO NOx was 14.6 g/kWh, i.e., 14.1% below the Tier I limit of 17.0 g/kWh, thus confirming regulatory compliance. This study provides empirical evidence that EPLO technology can simultaneously improve energy efficiency and ensure NOx emission compliance.

키워드
EPLO질소산화물과급기IMO Tier IE3 test cycle연료소비효율MARPOL Annex VI EPLONOxTurbochargerIMO Tier IE3 test cycleBSFCMARPOL Annex VI
목차
Abstract
요 약
1. Introduction
2. Experimental Equipment and Methods
    2.1 Subject Vessel and Engine Overview
    2.2 EPLO Application
    2.3 NOx Measurement Method and Procedure
3. Results and Discussion
    3.1 Engine Performance and Combustion Characteristicsunder Turbocharger Reconfiguration
    3.2 Load-Dependent NOx Emission Characteristics
    3.3 IMO NOx Regulatory Compliance Assessment
4. Conclusions
References
저자
  • Kyung-Sun Lim(PhD, Department of Marine Engineering, Mokpo National Maritime University, Mokpo 58628, Korea) | 임경선 (국립목포해양대학교 기관시스템공학과 박사) Corresponding author