Экономайзеры для выхлопных газов: бесшумный сторонник зеленой технологии

Автор: Sveinung Odegard • 29 марта 2018

Эти болезненные потери

Вы не можете игнорировать системы рекуперации отходов, если хотите участвовать в дискуссиях об эффективных морских проектах. Это утверждение основано на том факте, что большинство дизельных двигателей на борту судна по-прежнему работают на шкале эффективности в 30-процентном диапазоне. Остальные 60-70 процентов представляют собой потери, превращенные в тепло. Что, как говорится; есть также двигатели, которые имеют коэффициент эффективности в 40-х годах. Более крупные двигатели и двигатели с низкой и средней скоростью имеют коэффициенты эффективности в верхних 40-х годах, но только при оптимальных и устойчивых сценариях нагрузки. И это вызов для любого судна.

Показатели эффективности приводят к мучительному правилу, что для каждого 1 кВт полезной мощности также создаются еще 1,5-2 кВт тепловых потерь. Становится ясно, что использование дизельной мощности для электрического отопления не рекомендуется с точки зрения эффективности. Электрическое отопление поэтому практично только на доке, соединенной с береговой мощностью. С другой стороны, активное повторное использование впустую энергии в море может значительно улучшить общую эффективность судна.

Захват и повторное использование

Потери тепла могут быть захвачены и повторно использованы как энергия для многих типов применений. Но есть еще больше двигателей на море без систем восстановления, чем у тех, у кого они есть. Среди тех, у которых установлены системы, большинство из них основаны на системах водяного охлаждения куртки, хотя выхлопное тепло обычно представляет большую потенциальную энергию.

Существуют технологии для восстановления выхлопных газов. Ulmatec Pyro - компания, которая начала выпускать экономайзеры уже в начале 80-х годов. Было установлено, что экономайзеры надежны и долговечны, так как они, как правило, остаются работоспособными на протяжении всей жизни судна. Прочный, эффективный и простой дизайн с несколькими движущимися частями был рецептом необычайно долгого срока службы агрегатов. Многие из подразделений проходят полный жизненный цикл продолжительностью 30 лет без какой-либо крупной модернизации, что, вероятно, объясняет, почему продукты не обязательно привлекают внимание, которое они могут заслуживать.

Как это работает

Технология довольно проста; выхлопная система распределена и позволяет свободно проходить через несколько труб, погруженных в воду. Циркуляционная вода, окружающая трубы, поглощает тепло от выхлопных газов и транспортирует его в систему утилизации отработанного тепла. Несмотря на стремление к простоте, для обеспечения здорового двигателя необходима система управления. Устройство будет управлять противодавлением, температурами выхлопных газов и обеспечивать, чтобы все условия соответствовали требованиям OEM. Выхлопные экономайзеры Ulmatec Pyro также имеют функцию байпаса, обеспечивающую свободный поток, когда это требуют условия работы двигателя, или если нет необходимости в более высокой температуре. В последнее время запускается новое поколение экономайзера. Одна из новых встроенных функций включает в себя байпас. Это значительно облегчит работу по установке верфей, по сравнению с внешним байпасом, установленным на старших поколениях. Помимо этого, встроенный байпас уменьшит общий размер устройства.

Удвоить

При восстановлении тепла от водяного охлаждения и выхлопа куртки, достигается огромное количество энергии с практически нулевым увеличением расхода топлива. Общее количество рекуперированного тепла в этом случае может быть больше, чем мощность, выведенная из двигателя. Это можно назвать «двойным вниз». И есть типы судов, которые на самом деле способны использовать это огромное количество тепла. Рыболовные суда, работающие в холодной воде, являются прекрасными примерами судов с высоким спросом на энергию. Тепло используется для производства пресной воды, переработки рыбы, размещения, защиты от обледенения, санитарной воды, отопления резервуаров и многих других целей. Но рыболовные суда не единственные. Любое судно, работающее в зонах умеренного климата, имеющее большие жилые помещения, производящие пресную воду или по какой-либо другой причине, требует тепла на борту, увидит преимущества.

Короткие сроки окупаемости

Хорошо спроектированная система утилизации отработанного тепла будет иметь короткое время окупаемости. Это, однако, во многом зависит от конструкции судна, типов двигателей и эксплуатационного профиля. Во многих случаях амортизация этих затрат займет от одного до двух лет. Если требуется дополнительное тепло, за исключением того, что может доставить система рекуперации отработанного тепла, прямая дизельная горелка представляет собой лучшую альтернативу, чем электрическое отопление.

«У нас нет точного количества ранних подразделений», - говорит Палмар Бьерной, управляющий директор Ulmatec Pyro, добавив: «Если мы включим единицы, которые мы поставили на береговые заводы, и другие индивидуальные подразделения, мы превзошли 500. Первые подразделения были сделаны в начале 1980-х годов. И многие из этих подразделений все еще работают. Как правило, они обычно остаются на борту, производя тепло на протяжении всего срока службы сосудов ».

Ulmatec также поставлял единицы в оффшорную и береговую промышленность. Центр исследований Троллей в Антарктиде - самая южная единица, а Кингс-Бей в Новом Олесунде - самая северная. Хорошими примерами систем рекуперации тепла для морских проектов являются новые буровые установки Statoil, Askeladden и Askepott. На каждой платформе установлены четыре экономайзера.

Рабочие лодки: Хорошая посадка

Эта концепция хорошо подходит для приложений, особенно на рынках рабочей лодки. В самом деле, использование этой технологии может быть значительно уменьшено по мощности, если есть судно, которое нуждается в тепло. Особенно полезны перевозки на внутренних водных путях и небольшие паромы. С другой стороны, низкоскоростные двигатели, обычно используемые в больших контейнерах, и более крупные круизные суда находятся выше диапазона Ulmatec.

Северный ледник F / T, построенный в 1983 году, все еще работает на полную мощность. Основанный в Сиэтле, он проводит большую часть своего времени в водах Аляски. Оригинальный экономайзер выхлопных газов все еще находится на борту, что способствует значительной экономии топлива. Отдельно береговая охрана Норвегии NoCGV Svalbard использует тепло для обледенения, водолазов, жилых помещений и санитарной воды, среди прочего. Это судно было построено в 2001 году и все еще патрулирует норвежские воды.

Забегая вперед, новое британское исследовательское судно RRS Sir Attenborough будет иметь на борту не менее пяти эвакуаторов выхлопных газов, а также полную систему утилизации отработанного тепла. Поскольку судно предназначено для исследований в полярных районах, экологически безопасное тепло имеет важное значение.

Централизованная система отопления

Типичная конфигурация рекуперации тепла для нескольких двигателей - это централизованная система рекуперации тепла, которая автоматически принимает тепло от двигателей. Он также может использовать энергию для предварительного нагрева двигателей в режиме ожидания, что позволяет быстро начать работу. Управление интеллектуальным потоком осуществляется через запатентованную систему управления, которая контролирует потребителей и поставщиков тепла. По мере роста спроса на тепло, система будет увеличивать поток для транспортировки большей энергии от источника к потребительской стороне системы.

Больше тепла, чем нужно?

С системой полного восстановления это может быть и для некоторых. Но по мере того, как продолжается эксплуатация более эффективных судов, постоянно появляются новые продукты с упором на повторное использование потерь тепла. По мере того, как эти продукты станут более распространенными, многие суда будут иметь реальные возможности сэкономить еще больше топлива и повысить эффективность своих судов.

Один такой продукт выпускается Climeon, компанией, которая превращает тепло в чистую электроэнергию. Другой, Gadcooler, имеет систему абсорбции, которая использует отработанное тепло для создания всей или части холодильного оборудования, необходимого пассажирскому судну. Системы регенерации тепла Pyro Ulmatec сосредоточены на выявлении, захвате и восстановлении потерь тепла. Захваченная энергия будет распределена любому потребителю, способному использовать тепло.

Ulmatec имеет примерно 500 эвакуаторов выхлопных газов в своем справочном списке и имеет почти 100 судов с полной системой утилизации отработанного тепла. Это продукт, который хорошо вписывается, из OSV, ледоколов, экспедиционного круиза и вниз, или, другими словами, вашей рабочей лодки.

Автор

Sveinung Odegard - представитель Северной Америки для Ulmatec Pyro. Окончил Морскую академию Бергена в Норвегии, специализирующийся в области морской электротехники. Работая над морскими проектами по всему миру на протяжении всей своей карьеры, он переехал в Сиэтл в 1993 году.

(Как опубликовано в издании Marine News в марте 2018 года)