Jedna z teorií hovoří o tom, že mohly selhat právě generátory elektřiny a následný výpadek elektrického napájení učinil loď neovladatelnou. V současnosti se ale vyšetřovací teorie tímto směrem neubírají, k selhání diesel-elektrických agregátů došlo pravděpodobně až po nárazu lodi.
6 x 170 tun
Každopádně pohonná soustava concordie stojí za pozornost. Je totiž důkazem toho, jak je technika námořních motorů rozdílná oproti motorům automobilovým. Concordia navíc ke svému pohonu používala velmi oblíbené motory, které se vyskytují v celé řadě dalších plavidel a mnohde na světě fungují jako elektrické generátory. Jde o agregáty významného finského výrobce Wärtsilä.
Strojovna s motory Wärtsilä 12V46C
Konkrétně používala concordia šest vidlicových dvanáctiválců Wärtsilä 12V46C. Každý válec tohoto motoru má objem 96,4 litru (vrtání 460 mm, zdvih 580 mm), celkově to pro jeden motor znamená objem 1 156,8 litru. Výkon každého z dvanáctiválců je 12 600 kW, tedy 17 136 koní. Concordia měla pro pohon k dispozici celkem tedy 75 600 kW, tedy 102 816 koní. Na každý ze dvou lodních šroubů byla přenášena polovina výkonu. Výletní loď je tato sestava schopna urychlit až na 23 uzlů, tedy 42,6 km/h.
Costa Concordia - technické parametryDélka: 290,12 metru |
Délka každého motoru je asi 10,5 metru, šířka lehce přes 4 metry a stavební výška asi 5,1 metru, motor váží asi 170 tun. I přes obří rozměry a nevídané technické údaje připomíná při pohledu do specifikací dvanáctiválec Wärtsilä běžné vznětové motory z automobilů. Motor je čtyřtakt přeplňovaný turbodmychadlem a pro vstřikování paliva používá systém common-rail, překvapením může být suchá kliková skříň. Sevření řad válců je 45° a motor má dva sací a dva výfukové ventily. Jenže tím asi podobnosti s automobilovými motory končí.
Místo nafty med
Motor 12V46C totiž pracuje v konstantním režimu při zhruba 500 otáčkách za minutu, tedy rychlosti, která je hluboko pod volnoběžnými otáčkami moderních automobilových turbodieselů. Namísto nafty pak spaluje vysoce viskózní mazut (těžký topný olej) s kinematickou viskozitou 700 cSt při 50°C. To znamená, že palivo teče poněkud hůře než čerstvý nezkrystalizovaný med. Motor bývá většinou provozován při 85 – 90% zatížení a při takovém provozu vykazuje nezvykle vysokou účinnost – 46,6 %.
Spotřeba 14 000 litrů za hodinu
Měrná spotřeba motoru je 173 gramů paliva na kWh výkonu. Výrobce udává, že za hodinu provozu proteče vstřikovači do motoru asi 7 500 litrů paliva. Z výpočtu vyplývá, že Costa Concordia měla při provozu spotřebu zhruba 14 000 litrů paliva za hodinu. Vstřikovači všech motorů ale za hodinu proteče celkem 45 000 litrů paliva, které systémem common-rail cirkuluje. Pro zajímavost: při plném zatížení nasaje motor každou sekundu 21,4 kilogramů vzduchu.
Vstřikování paliva motoru Wärtsilä 12V46C používaném ve ztroskotané lodi Costa Concordia
Systém common-rail tohoto motoru je od automobilových hodně odlišný – akumulátor (tedy rail) i palivové čerpadlo vždy obsluhuje pouze dva válce, motor má tedy akumulátorů a vysokotlakých čerpadel celkem šest. Motor může v případě potřeby běžet i v režimu kdy dvě vysokotlaká čerpadla nepracují a motor tak běží namísto dvanácti na osm válců.
Wärtsilä 12V46C - emiseCO2: 560 - 620 g/kWh |
Další zajímavostí motoru je turbodmychadlo. To je i při obřím objemu jediné a je vybaveno obtokovým ventilem. Pro urychlení turbodmychadla při nízkých zatíženích se používá část nasávaného vzduchu. Jednoduše se do motoru nedostává všechen nasávaný vzduch, část je rovnou přepouštěna do výfukového potrubí. Motory jsou navíc vybaveny vodním systémem pro čištění dmychadla i turbíny. Toto čištění (vlastně mytí vodou) se provádí běžně za provozu turbodmychadla.
Turbodmychadlo motoru Wärtsilä 12V46C používaném ve ztroskotané lodi Costa Concordia
Pro snížení emisí oxidů dusíku se používá systém zvlhčování nasávaného vzduchu. Voda se vstřikuje do proudu stlačeného vzduchu za dmychadlem, kde se díky vysoké teplotě vzduchu po stlačení vypaří. Případné kapičky vzduchu zachytává speciální filtr, který tedy do válce nepropustí vodu v kapalném stavu. Zajímavostí je, že spotřeba vody je zhruba dvojnásobná oproti spotřebě paliva.
Motor může na mazut startovat pouze v případě, že je jak on tak palivo předehřáto na provozní teplotu. Jinak je zapotřebí startovat na podstatně tekutější námořní naftu. Při zastavení je opět nutno palivový systém "zaplavit" naftou namísto mazutu.
Základní dokumentace motoru má 210 stránek a mimo jiné se v ní popisují detailně i povolené vlastnosti používaných paliv, připojování palivových nádrží, výfuků, hnacích hřídelů, zástavbové podmínky, uložení motoru a mnoho dalšího.
Krom hlavních motorů pro pohon lodi byla concordia vybavena i dalšími agregáty značky Wärtsilä. Ty slouží jako generátory elektřiny a mají dohromady výkon dalších 8 000 kW.
