阿法拉伐全面提升船舶设备能效
2013-06-21 08:32 | 国际船舶网 配套动态
由于船东和船舶经营者长期受到高油价困扰,一家船用设备供应商贡献了一套更高标准的解决方案。凭借业界最丰富的船用设备产品线和最深厚的专业知识,阿法拉伐力求全面提升设备能效。
今天的船舶业对能源的关注程度前所未有。这并不奇怪,因为船舶的所有能量都来自燃油。按当前的油价计算,一艘船舶的营运成本中燃油的占比高达70%,节约燃油并提高燃油能效极具经济意义。
这使燃油效率、燃料灵活性和能源回收成为众人瞩目的焦点。此外,由于每一分钱都要花在刀刃上,人们也开始关注如何将总拥有成本和生命周期成本最小化。作为业界产品线最丰富的船用设备提供商,阿法拉伐正努力将这些方面融入整套节能解决方案的设计中。
强烈的驱动因素,有限的替代方案
节约能源,降低燃料相关运营成本,是现今船舶业实现盈利的关键。不过,不断高涨的油价只是促进燃料节约的因素之一,另一个因素是针对重燃油而制定的排放法规。
减少重燃油使用量可立即降低二氧化碳、硫氧化物、氮氧化物和其他有害物的排放量。但是目前的替代燃料不是价格昂贵就是不切实际,重燃油将继续成为大多数船舶的选择。排放抑制主要靠废气洗涤器完成,其他燃料和混合燃料则起到辅助作用。
那么,难题就在于如何在船舶原有架构的基础上找到节约燃油的解决方案。从这点上来说,慢速航行是绝佳的例子,因为它能够在完全不改变船舶原有设备的情况下大幅节约燃油。
从设备到工艺管线
对设备供应商来说,这一切意味着新的复杂性。“如今,我们要考虑更多参数。不同的发动机负荷,多种燃料和其他各种因素都影响着能源效率。因此,只关注单台设备已不能解决所有问题。”阿法拉伐船舶能源市场经理Niclas Dahl说道。
阿法拉伐认为,以更广阔的视角看待节能才能解决问题。“除了优化产品和性能以提高能源效率,我们还更进一步,对发动机前后的全部工艺管线进行全方位的考察,” Dahl.说道,“例如,通过优化燃油管道和蒸汽管道的设计和运行,我们为进一步节能开启了新的可能性。”
Dahl解释道,燃油管道包括分离机、增压器和发动机前面的相关设备(包括废物处理设备)。蒸汽管道包括锅炉、淡水发生器和换热器,以及回收发动机废气能量的回收系统。
寻找能源机会
基于现今的新环境对某些方面进行重新评估是燃料系统和蒸汽管道的优化工作中比较突出的一部分,Dahl说道。
“废燃油回收是一个很好的例子。过去,这完全就是废弃物。根据MARPOL公约MEPC.1/Circ.642,我们现在可以净化含油废物。通过使用PureDry,我们可以回收高达2%的初始燃油量,只剩下少量超干的固体废物和大量的水。这些水直接进入舱底水处理系统。对于大型集装箱货轮或游轮来说,2%意味着每年回收价值40万欧元的燃油。”Dahl说。
从蒸汽管道这方面来看,虽然没有新法规的限制,新的解决方案仍然越来越受关注。“燃油价格正在改变人们对废热回收的看法。过去,回收辅机产生的废热看起来并不值得。但以如今的油价来看,阿法拉伐辅机解决方案的投资回收期不足两年。”阿法拉伐船舶锅炉与加热器市场经理Dennis Verkaart说道。
Verkaart指出,对装配长冲程主机的船舶来说,回收辅机废热更是必要之举。他说:“我们发现长冲程主机的排气冷却器不能满足航行过程中蒸汽的需求,这种情况越来越多。通过将辅机与蒸汽管道相整合,在发动机全负荷运行时船舶仍可避免使用燃油锅炉。”
更大的潜力 —适应性解决方案
Dahl和Verkaart都认为,更具挑战性的设备系统改进工作与新应用没什么关系。相反,它与现有设备之间的相互作用有关。当一个系统中的各部件与其他部件协同作用,就能够创造出一个整体能耗更低的适应性解决方案。
Verkaart 说,“阿法拉伐在某些方面率先进行适应性解决方案的开发已经有好几年了。例如,我们的Aalborg锅炉系统是专门为其所服务的蒸汽应用领域客户而设计。通过调整锅炉的设计和性能使之适应特定顺流航行应用,我们能够确保整个蒸汽管道实现最高的能效。”
Verkaart接着说道:“在热流体装置方面我们还要更进一步,实现了实时调节。通过将热能耗用设备与Aalborg能源管理系统相连接,可用热能可以同耗热设备的实际耗热量相比较。对耗热设备的需求进行优先排序并相应地分配热能,这样就可以最大程度地减少高峰负荷的出现和燃油锅炉的使用。”
在燃油管道方面,自从推出Alcap以来,燃油的实时适应功能已成为阿法拉伐关注的焦点。“有了Alcap功能,使我们可以根据不同油品的性质对管道进行调节。如今,我们在这方面的技术越来越成熟,燃油调节功能可高效地管理不同燃油之间的转换。我们的高度自动化系统中还增加了先进的冷却功能。在不久的将来,我们还将提供混合燃料解决方案和最现代化的燃油耗用量监控解决方案。”
实际上,这只是阿法拉伐丰富产品中的冰山一角。凭借适应性更佳的燃油净化解决方案,阿法拉伐意图在这两个方面做到最好:降低能耗,同时更好地保护发动机。
保护发动机效率
在降低燃油质量的同时减少有害物排放是当前最大的悖论之一。低硫重燃油通常就是使用流化催化裂化(FCC)油浆生产出来的馏分油。由于在裂化工艺中使用铝硅氧化物作为催化剂,这会造成催化剂粉末含量大幅增加。
如果不被清除,这些粉末可能会使发动机发生严重故障,因为它们会损坏气缸套,活塞环和其他部件。此外,催化剂粉末还会导致能源问题。即使发动机可以正常工作,粉末造成的磨损也会降低燃烧效率。
如今,清除催化剂粉末的分离机持续以最大流量运行。但在提倡“慢速航行”的今天,这毫无意义。减少分离机流量不仅能降低泵相关能耗,还能提高分离效率,同时更好地保护发动机。
实现燃油净化自动调节
降低分离机的最大流量当然是不可能的。慢速航行船舶可能因为许多原因而提高航速,这意味着分离机必须能够随时调至最大处理能力。不过,阿法拉伐正在研发一种真正的适应性系统,在这种系统中,分离机的进料流量可根据发动机负荷进行调节。
“我们的想法是使S-分离机的进料流量灵活地在25-100%之间浮动。根据传感器反馈的发动机信息,VFD驱动分离机进料泵的流量按照发动机负荷进行无级调节。这直接降低了分离机相关的能耗,此外,S-分离机领先的催化剂粉末清除功能也得以进一步加强。”Dahl说道。
为了更好地保护发动机,更多传感器被安装在整个燃油管道的关键部位中。通过测量铁和铝的含量,传感器可以对燃油质量和催化剂粉末导致的磨损进行实时评估。Dahl 说,“最重要的是,这些传感器是检测峰值的工具,例如当巨浪搅起日用燃油舱中沉积的催化剂粉末时。根据传感器发出的警报,我们可以在大量催化剂粉末进入发动机之前及时采取行动。”
如今,这种适应性系统已经在船舶上安装并运行。Dahl说,阿法拉伐正看到突破性成果:“我们改进了慢速航行时分离机的进料灵活性,为发动机提供更好的保护,进一步降低了燃油损耗,同时还减少了动力消耗。”
全方位节能
凭借系统中的适应性燃油净化解决方案和其他解决方案,阿法拉伐为船舶节能应用开创了一个大胆的先例。公司不仅在产品设计和最终成品上下功夫,甚至阿法拉伐备件与服务部也有越来越多的节能产品问世。
“从部件、设备和工艺流水线的设计到船舶设备的持续优化,阿法拉伐始终致力于实现全方位节能。无论是设备还是应用水平方面,其他船用设备供应商目前还无法超越我们的解决方案的周全度。”Verkaart总结道。