2016年1月1日,III級氮氧化物排放限制將在北美和美國加勒比海排放控制區正式生效,此時對于大多數 船東來說,選擇相關的合規產品已迫在眉睫。安裝于MAN B&W發動機的廢氣再循環(EGR)系統在這方面擁有顯著優勢,其與阿法拉伐全新的廢氣再循環高壓節熱器(EGR-HPE)結合使用,能夠發揮巨大的節油潛力。
“EGR外形緊湊,占用空間小,達到III級氮氧化物排放限制,但合規本身只是該設備全部潛力的一小部分。”阿法拉伐鍋爐、燃燒與換熱器業務經理John Pedersen表示:“我們與曼柴油機與透平公司(MAN B&W)密切合作,共同對廢氣再循環技術進行了優化。借助雙方的專業技術,我們發現船用鍋爐系統還有很大的提升空間。最終我們共同開發出了阿法拉伐Aalborg EGR-HPE高壓節熱器,這將為廣大船舶客戶實現能源和燃油成本上的更多節省。”
Aalborg EGR-HPE高壓節熱器是阿法拉伐與曼柴油機與透平密切合作的產品。作為一款革命性的新型節熱器,封裝在耐壓外殼內。節熱器采用直列式安裝,在廢氣再循環回路中位于預洗滌器噴霧機之前,使用后能帶來許多優勢。例如,與傳統廢熱回收系統相連時,廢熱回收效率將大幅提升,從而顯著降低發動機負載。
Pedersen表示:“Aalborg EGR-HPE高壓節熱器能使廢熱回收停止點從發動機的中等負載移至更低負載,從而實現更減速的航行。這意味著燃料節省就能迅速收回節熱器成本,更快地收回在廢氣再循環技術上的投資,并且在氮氧化物減排基礎上,進一步減少二氧化碳排放。”
充分利用廢熱
以上提及的那么多益處都來源于廢氣再循環時原本會損失掉的廢熱。在廢氣再循環工藝過程,約30%的廢氣回流到發動機,導致燃燒溫度下降并同時產生氮氧化物。也就是說,經過渦輪增壓器后,只有剩余70%的廢氣會進入傳統廢氣鍋爐,所以廢熱回收也相應減少30%。
通過安裝Aalborg EGR-HPE,上述損失可以轉變成收益。節熱器以直列方式安裝在廢氣再循環回路中,放置在預洗滌器噴霧機(用于冷卻廢氣)之前。節熱器接觸到的廢氣溫度遠遠高于傳統的廢氣鍋爐,所以該設備除了體積輕巧緊湊的優點之外,而且還能夠利用高速氣流進行廢氣自清潔功能,其應用潛力也十分巨大。
通過汽輪機獲得更多動力
通過將蒸汽包安裝在渦輪增壓器上,Aalborg EGR-HPE高壓節熱器實現了與傳統廢熱回收系統組合使用。傳統節熱器產生的蒸汽流入共用汽包后,Aalborg EGR-HPE高壓節熱器會生成質量極佳的蒸汽,溫度超過400°C,使廢熱回收系統的效率大大向前邁進一步。
“蒸汽質量的差異直接影響到汽輪機的運行性能,”Pedersen說。“盡管安裝因素起到決定性作用,但可以預計在發電方面會有顯著提升。”
減速航行,實現燃油節省
更重要的是,通過在綜合系統中使用Aalborg EGR-HPE高壓節熱器,廢熱回收能在主發動機更低負載工況下實現,因此傳統的廢熱回收系統完全可以達到III級氮氧化物排放標準。換句話說,可以讓船舶實現減速航行。
“廢氣再循環節熱器能在主發動機負載遠低于正常值30%的情況下實現廢熱回收。”Pedersen表示,“這意味著船舶以更低航速航行,大幅節省燃油。一艘裝有廢氣再循環系統和Aalborg EGR-HPE高壓節熱器的船舶不僅能滿足III級排放要求,而且還能夠大幅提高燃油效率。”
久經海上航行的考驗
利用Aalborg EGR-HPE高壓節熱器來實現燃油節省絕非是“紙上談兵”。在一個得到丹麥能源技術開發與示范計劃(EUDP)支持并與奧爾堡大學合作開發的項目中,馬士基集團新造的一艘集裝箱船 -“馬士基卡迪夫”號上搭載了廢氣再循環鍋爐,并成功通過了嚴格測試。
“作為一家追求綠色技術的全球領先企業,我們對Aalborg EGR-HPE高壓節熱器的表現充滿期待。”馬士基集團資深機械專家Ole Christensen表示:“我們最感興趣的是鍋爐的節能潛力,但我們也曾經對Aalborg EGR-HPE高壓節熱器實際處理廢氣再循環的方式存在疑慮,因為廢氣溫度要達到傳統廢熱回收溫度的兩倍,氣壓也要高很多。”
2014年,該鍋爐安裝到“馬士基卡迪夫”號上的MAN B&W 6S80ME-C9二沖程發動機后,我們的疑慮很快消失了。Christensen表示:“不僅鍋爐重獲新生,而且整個測試過程讓我們看到了希望。”
完善廢氣再循環產品線
當人們討論安裝何種產品可以達到III級氮氧化物排放限制時,Aalborg EGR-HPE高壓節熱器可以幫助您做出最終選擇。
“我們推出EGR鍋爐,不僅僅解決了氮氧化物合規性問題。”阿法拉伐集團Pedersen說道:“EGR鍋爐不僅解決了III級排放標準合規性問題,而且大幅度提升了船舶能效。對客戶而言,廢氣再循環的投資顯然會獲益頗豐。”
關于阿法拉伐(Alfa Laval)
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我們致力于開發設備、系統和服務,不斷優化客戶的運作和生產,達到最佳的表現。我們向客戶提供的服務,包括對其產品,如食品和飲料、化學品和石化、藥品、淀粉、糖及乙醇進行加熱、冷卻、分離及輸送。
阿法拉伐的產品還被廣泛應用于精煉廠、發電廠、船舶、機械工程業、采礦業、污水處理以及暖通空調和制冷應用。
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阿法拉伐創立于1883年,創始人古斯塔夫·德拉伐發明了世界上第一臺高速離心機,被譽為“高速離心機之父”。1930年,阿法拉伐第一臺板式換熱器投入市場,從此,熱交換技術成為了公司的核心技術之一。1971年,阿法拉伐正式成立流體處理業,完善了公司長遠專注的三大核心技術。在130年的成長軌跡中,阿法拉伐傳承了古斯塔夫·德拉伐的創新精神,榮獲全球榮譽“全球100家最具創新精神的企業”,“全球百家最佳可持續性發展企業”,“瑞典十大最佳雇主”, 及中國地區榮譽“中國30最佳企業品牌形象企業”, “中國50綠公司”, “中國50最佳工作場所”。
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