排気エコノマイザ：グリーンテクノロジーへの献身的な貢献

Sveinung Odegard • 29 3月 2018

それらの痛みを伴う損失

効率的な海洋設計についてのディスカッションに参加したい場合は、廃エネルギー回収システムを無視できません。この声明は、船に搭載されたほとんどのディーゼルエンジンが依然として30％の範囲の効率スケールで作動しているという事実に基づいています。残りの60〜70％は損失を表し、熱に変換されます。それは言われている。 40年代に効率性の高いエンジンもあります。大型エンジンと低速中速エンジンは、40年代には効率が高いが、最適かつ安定した負荷シナリオでのみ有効である。そして、それはどんな船でも達成するための挑戦です。

効率の数字は、1kWの使用可能な電力ごとに、1.5~2kWの熱損失が生成されるという痛みを伴う経験則を導く。電気加熱のためにディーゼル電力を使用することは、効率的な観点から推奨されないことが明らかになる。したがって、電気加熱は、岸の電力に接続されたドックでのみ実用的です。一方、海上での無駄なエネルギーの積極的な再利用は、船舶全体の効率を大幅に改善することができる。

キャプチャと再利用

熱損失を捕捉して、多くのタイプのアプリケーションのエネルギーとして再利用することができます。しかし、海上には復旧システムのないエンジンがまだあります。設置されているシステムのうち、排熱が一般的により多くの潜在的なエネルギーを代表しているにもかかわらず、それらの大半はジャケットの水冷却システムに基づいています。

排熱を回収する技術があります。 Ulmatec Pyroは、すでに80年代初めに排気エコノマイザの製造を開始した会社です。エコノマイザは、船舶の寿命全体にわたって稼働し続ける傾向があるため、信頼性が高く長持ちすることが証明されています。可動部品の少ない堅牢で効率的でシンプルなデザインは、ユニットの非常に長い寿命のレシピです。ユニットの多くは30年以上の完全なライフサイクルを経ずに改装されているため、製品が必ずしも注目を集めるわけではありません。

使い方

この技術は非常に簡単です。排気は分配され、水中に沈められた複数のパイプを自由に流れるようにされる。パイプを取り囲む循環水は、排気からの熱を吸収し、排熱回収システムに運ぶ。シンプルさの要望にもかかわらず、健全なエンジンを確保するための制御システムが必要です。ユニットは背圧、排気口温度を管理し、すべての条件がOEM要件を満たしていることを確認します。 Ulmatec Pyroの排気エコノマイザにはバイパス機能もあり、エンジンの条件が必要なときにフリーフローを可能にしたり、熱を増やす必要はありません。新世代のエコノマイザーが最近立ち上げられました。新しい組み込み機能の1つにバイパスが含まれています。これにより、古い世代に取り付けられた外部バイパスと比較して、造船所の設置作業が大幅に軽減されます。これを超えると、バイパスが内蔵されているため、装置のフットプリント全体が減少します。

ダブルダウン

ジャケット水の冷却と排気の両方から熱を回収するとき、燃料消費量を実質的にゼロにして膨大な量のエネルギーを利用できるようになります。その場合に回収される総熱量は、エンジンから取り出される出力よりも大きい可能性がある。これは「ダブルダウン」と呼ばれることがあります。実際にこの巨大な熱を利用することができる船型があります。冷水で操業する漁船は、エネルギー需要の高い船舶の優れた例です。この熱は、淡水製造、魚の処理、調節、除氷、衛生水、タンク加熱および他の多くの目的に使用される。しかし、漁船だけではありません。温暖な気候帯で運営されている大規模な宿泊施設、新鮮な水を生産する船舶、または船上の熱を必要とするその他の理由により利益を得る船舶。

短い回収時間

適切に設計された廃熱回収システムは、短期間の回収時間を有するであろう。しかし、それは主に船舶の設計、エンジンの種類、および操業プロファイルに依存します。多くの場合、この費用を償却するには、1年から2年の操作が必要です。廃熱回収システムが提供できるものを超える追加の熱が必要な場合は、直接ディーゼルバーナーが電気加熱より優れた代替手段となります。

Ulmatec PyroのマネージングディレクターであるPalmar Bjornoyは、「初期のユニットは正確にはカウントされていません」と述べています。「海岸工場やその他のテーラーメイドユニットに提供したユニットを含めると、最初のユニットは1980年代初頭に製作されました。それらのユニットの多くはまだ稼働しています。典型的には、船の寿命の間ずっと熱を発生させるのが通例です。

Ulmatecはまた、オフショアおよびオンショア産業にもユニットを納入しました。南極のトロール研究センターは最南端のユニットであり、最北端のニュー・アレンドンドのキングス・ベイです。オフショアプロジェクトでは、新しいStatoilの新しい掘削リグ、AskeladdenとAskepottが熱回収システムの良い例です。彼らは4つの排出エコノマイザを各プラットフォームにインストールしています。

ワークボート：良いフィット感

このコンセプトは、特にワークボート市場でのアプリケーションに適しています。事実、熱を必要とする船舶がある限り、この技術の使用は、はるかに容量を縮小することができます。例えば、内陸部の水輸送や小規模のフェリーが特に効果的です。一方、大型コンテナ船や大型クルーズ船で一般的に使用されている低速エンジンはウルマテックの範囲を超えています。

1983年に建設されたF / Tノーザン・グレーシャーはまだフル稼働しています。シアトルを拠点として、ほとんどの時間をアラスカの海域に費やしています。オリジナルの排気エコノマイザはまだ搭載されており、大幅な燃料節減に貢献しています。これとは別に、ノルウェー沿岸警備隊NoCGVスバルバーは、除氷、ウォーターメーカー、宿泊施設、衛生用水などの熱を利用しています。この船は2001年に建設され、まだノルウェーウォーターズをパトロールしています。

新型英国の研究船RRS Sir Attenboroughは、完璧な廃熱回収システムとともに、5台以上の排気エコノマイザを搭載しています。極域での研究のために船舶が計画されているため、環境にやさしい熱が不可欠です。

集中暖房システム

複数のエンジンの典型的な熱回収構成は、エンジンからの熱を自動的に取り込む集中型熱回収システムである。また、エネルギーを使用してエンジンを予熱し、クイックスタートを可能にします。インテリジェントなフロー制御は、消費者と熱の提供者を監視する特許制御システムによって管理されます。熱需要が増加すると、システムは、システムのソース側から消費側に多くのエネルギーを輸送するために流量を増加させる。

必要以上の熱？

完全復旧システムでは、一部のケースに該当する可能性があります。しかし、より効率的な船舶の運転が続くにつれて、熱損失の再利用に焦点を当てて新製品が絶えず登場しています。これらの製品がより一般的になるにつれ、多くの船舶は燃料をさらに節約し、船舶の効率を向上させる本当の機会を得るでしょう。

そのような製品の1つは、熱をクリーンな電気に変える会社であるClimeonによって生産されています。もう1つのGadcoolerには、旅客船に必要な冷凍の全部または一部を発生させるために廃熱を使用する吸収システムがあります。 UlmatecのPyro熱回収システムは、熱損失の特定、捕捉、回収に重点を置いています。捕獲されたエネルギーは、熱を利用することができる任意の消費者に分配される。

Ulmatecは、参照リストにおよそ500の排気エコノマイザを持ち、完全な廃熱回収システムを備えたほぼ100の船舶を持っています。これは、OSV、砕氷船、遠征クルーズ、下からの言い換えればあなたのワークボートに適した製品です。

著者

Sveinung OdegardはUlmatec Pyroの北米代表です。ノルウェーのベルゲン・マリタイム・アカデミーを卒業し、海洋電気工学を専攻しました。彼のキャリアを通して世界中の海事プロジェクトに携わり、1993年にシアトルに移住。

（ Marine Newsの 2018年3月版に掲載されているように）