EN
Provozovatelé lodí působící v námořním průmyslu čelí stále většímu tlaku na zlepšení efektivity. Emise CO₂ z námořní dopravy představují přibližně 3 % celkových globálních emisí a Mezinárodní námořní organizace (IMO) se zaměřuje na jejich výrazné snížení do roku 2050 s cílem dosáhnout nulových emisí. Jako průkopníci v tomto odvětví s více než 20letou zkušeností a více než 500 projekty ročně, které obsluhují přes 1 000 lodí, víme, že jedním z nejúčinnějších způsobů dekarbonizace je optimalizace tepelných výměníků na palubě lodí. Tým vedoucí více než 100 elektrikářů a strojních techniků se pravidelně podílí na řešeních pro využití odpadního tepla – od tradičních plášťových a deskových tepelných výměníků až po hybridní jednotky založené na S-CO₂ výkonovém cyklu – s cílem pomoci ušetřit palivo. Níže popisujeme čtyři klíčové způsoby, jak kvalitní tepelný výměník přímo snižuje emise CO₂.
Využití odpadního tepla: Ztráty se mění na energii
Moderní námořní vznětové motory dosahují tepelné účinnosti přibližně 50 %; zbývající energie paliva se ztrácí ve formě tepla, převážně prostřednictvím výfukových plynů (obvykle nad 250 °C) a chladicí vody pro plášť motoru. Tato ztracená tepelná energie je využita efektivními tepelnými výměníky k výrobě užitečného výkonu nebo palubního tepla. V námořních aplikacích systémy pro využití odpadního tepla (WHR), jako je Jouleův cyklus, dokážou zvýšit celkový výkon motoru o 2–12 %. Tento efekt přímo vyplývá ze snížené spotřeby paliva na námořní míli a tedy i ze snížených emisí CO₂ na jednu plavbu. Množství energie, kterou lze z výfukových plynů získat, se mění v závislosti na zatížení motoru a poměru tepelných kapacit, což závisí na množství výfukových plynů určených k využití a pracovní tekutině. Tento proces je optimalizován v tepelném obvodu pro využití odpadního tepla, jehož návrh provedl inženýrský tým společnosti SME; tento obvod lze provozovat s různými tepelnými kapacitami výfukových plynů a pracovní tekutiny.
Podpora palubních systémů pro zachycování uhlíku
Efektivní výměna tepla je velmi důležitá pro některé systémy v rámci projektu OCCS, které mají být umístěny na lodích. Například CO₂ je zachycován jako součást systému zachycování a zachycený CO₂ je nutné oddělit od zachycovacího rozpouštědla dodáním dostatečného množství tepelné energie – v případě, že systém zachycování používá monoethanolamin (MEA) jako zachycovací rozpouštědlo. Výměníky tepla poháněné technologií SME umožňují využít teplo z výfukových plynů motoru jako hlavní zdroj energie pro tento proces regenerace energie, čímž se snižuje nebo úplně eliminuje potřeba dalšího pomocného ohřevu spalováním paliva. Při optimalizaci mohou sazby snížení emisí CO₂ u systémů využívajících zpětné získávání tepla ve spojení se systémy zachycování přesahovat 70 %. U lodí nasazovaných v chladných klimatických podmínkách přinášejí pokročilé či exotické výměníky tepla navíc výhodu získávání tepla pro ubytovací prostory lodi a předehřev paliva, čímž se snižuje potřeba pomocného kotle – dalšího významného zdroje dodatečných emisí.
Superkritické CO₂ výkonové cykly pro kompaktní účinnost
Z důvodu omezeného prostoru na palubě je vyžadována vysoká hustota a miniaturizace zařízení pro výrobu energie. SME také přispívá k nasazení superkritických CO₂ Braytonových cyklů, které převádějí odpadní teplo z výfukových plynů na CO₂ v superkritickém stavu prostřednictvím výměníků tepla. Ve srovnání s tradičními Rankinovými cykly má S-CO₂ cyklus menší zastavěnou plochu a vyšší účinnost přeměny energie. Návrh výměníků tepla, který zahrnuje vliv vstupní teploty, hmotnosti a vstupního tlaku výfukových plynů, hraje klíčovou roli pro výkon těchto systémů. Tyto proměnné jsou zahrnuty v technických specifikacích SME, takže hybridní výměníky tepla, které kombinují gravírované desky a žebrování, poskytují nejlepší možné tepelné výsledky při minimalizaci tlakových ztrát.
Získávání chladu z vypařování LNG
Zvláštní příležitost existuje pro lodě poháněné LNG při čerpání LNG, a to v oblasti získávání chladové energie z vypařování LNG. Schopnost LNG absorbovat velké množství tepelné energie při ohřívání na plynný stav umožňuje využít tento „chladný“ zdroj v výměnících tepla k kondenzaci zachyceného CO₂ za účelem kapalného ukládání nebo ke zvýšení účinnosti klimatizačních a chladicích systémů lodi. Řešení výměníků tepla od společnosti SME kombinují systémy pro získávání chladu (CRS), které mohou snížit elektrické zatížení kompresorů, čímž se sníží spotřeba elektrické energie na palubě a související spotřeba paliva. Naše malé a střední podniky (SME) nabízejí stejnou úroveň účinnosti i na stávajících lodích díky našim procesům certifikovaným podle ISO a dílně o rozloze 5000 m² v Nantongu. Stejné techniky lze aplikovat i na stávající lodě, zejména na ty, jejichž poměr velikosti lodi ke spotřebě LNG je výhodný.
Závěr: Závazek společnosti SME k dekarbonizaci
Účinná výměna tepla: klíčová oblast, kde dnešní opatření mohou významně přispět ke snížení emisí v celosvětové lodní flotile. SME Group poskytuje inženýrská řešení pro přenos tepla za účelem snížení spotřeby paliva a environmentální zátěže, včetně rekuperace odpadního tepla, podpory zachycování uhlíku, cyklů s nadkritickým CO₂ (S-CO₂) a využití chladu LNG. Společnost je akreditována organizacemi ANAB, IAF a UKAS a je certifikována podle norem ISO 9001 a ISO 14001. K dispozici má více než 100 specializovaných odborníků a po celý rok poskytuje služby ve všech světových loděnicích, zejména v Čínské lidové republice. Nabízíme záruku 12 měsíců spolu s dlouholetou filozofií „Beyond Concern“, abychom zajistili, že všechny projekty přispějí k ekologičtější a udržitelnější námořní budoucnosti. Kontaktujte dnes odborníky SME a zjistěte, jak energeticky účinná výměna tepla pomůže snížit uhlíkovou stopu vaší lodi a současně snížit provozní náklady.