EN
Wydajność masowni przekroczyła już etap mierzenia wyłącznie zużycia paliwa na milę morską. Obecnie wydajność masowni obejmuje znacznie więcej niż tylko ten parametr: optymalizację cieplną, zmniejszenie zużycia energii przez pompy, skrócenie czasu postoju koniecznego do konserwacji oraz znaczący postęp w integracji urządzeń z systemami automatyzacji pokładowej. Kluczowym elementem równania zapewniającego najwyższą możliwą wydajność masowni jest system chłodzenia, którego rdzeniem jest płytowy wymiennik ciepła (PHE). Prawdziwie wydajny PHE skutecznie odprowadza ciepło przy minimalnym obciążeniu pobocznym oraz maksymalnej niezawodności i potrafi dostosować się do różnych trybów pracy. Ponad dwudziestoletnie doświadczenie Grupy SME w inżynierii morskiej oraz jej obszerna oferta produktów – takich jak systemy ICCP, MGPS, SED i wyposażenie PHE – pozwoliły zespołowi opracować właściwe zasady, które przekształcają wydajne urządzenie, takie jak PHE, w rzeczywistego „gracza” masowni.
1. Optymalizacja projektu termicznego w celu minimalizacji zużycia energii
Głównym kryterium wydajności PHE jest skuteczność cieplna, czyli rzeczywista wymiana ciepła w porównaniu z maksymalną teoretyczną możliwością. Proces SME obejmuje projektowanie układu cieplnego, w którym dokładne dopasowanie obciążeń cieplnych pozwala uniknąć nadmiernego wymiarowania – co prowadziłoby do marnowania cennego miejsca w zakładzie i generowania niepotrzebnej pracy pomp – oraz niedomiarowania, które utrudniałoby naszemu klientowi proces chłodzenia. Efektywne wykorzystanie optymalnych kątów chevronowych oraz falistości płyt zapewnia intensywne turbulencje przy stosunkowo niskich prędkościach przepływu, co przekłada się na wysokie współczynniki wymiany ciepła i niską stratę ciśnienia.
Jest to podstawowa zasada projektowania, która bezpośrednio przyczynia się do efektywności energetycznej. Każde obniżenie ciśnienia o 1 kPa w wymienniku ciepła płytowego (PHE) wymaga od pompy dostarczenia dodatkowej mocy. W konsekwencji zwiększa to obciążenie silnika pomocniczego, co prowadzi do wyższego zużycia paliwa. Proces projektowania firmy SME wykorzystuje najnowocześniejszą symulację CFD przepływu przez zestaw płyt PHE. Pozwala to określić jednorodne rozkład prędkości przepływu przez zestaw płyt, eliminując „martwe strefy” oraz minimalizując ryzyko zakamieniań. Wynikiem jest PHE zdolny do wykonania przewidzianego zadania przy możliwie najmniejszym spadku ciśnienia – oszczędności, które kumulują się przez cały okres eksploatacji jednostki.
2. Zmniejszanie zakamieniań i wydłużanie interwałów czyszczenia
Niewidzialny złodziej wydajności PHE: zaklejanie. Zaklejanie (tworzenie się biofilmu, osadów skalnych i cząsteczek na powierzchniach wymiany ciepła) zwiększa opór cieplny płyt, co prowadzi do wyższego zapotrzebowania na energię pompowania oraz wyższych temperatur pracy silnika. Rozwiązania SME walki z zaklejaniem: Nasze płyty posiadają specjalne, zoptymalizowane wykończenia powierzchni ograniczające siłę przyczepności osadów biologicznych i mineralnych. Projekt profilu falistego w kształcie litery V generuje lokalne siły ścinające w obszarze wlotu płyty, które wspierają usuwanie osadów.
Ponadto nasze wymienniki ciepła typu PHE zaprojektowane przez małe i średnie przedsiębiorstwa wyposażone są w łatwo dostępne otwory do czyszczenia oraz okna obserwacyjne umożliwiające wizualną kontrolę zanieczyszczeń; oferujemy również kompleksowe procedury czyszczenia z użyciem środków chemicznych kompatybilnych z płytami i uszczelkami. W połączeniu z naszym systemem zapobiegania rozrostowi morskiej roślinności (MGPS) życie morskie nie osadza się już w przewodach dopływowych wody morskiej, co minimalizuje tempo zanieczyszczania. Dzięki temu cykle między czyszczeniami stają się dłuższe, czas postoju się skraca, koszty konserwacji się obniżają, a wydajność cieplna pozostaje na najwyższym poziomie na każdym etapie eksploatacji statku.
3. Konfiguracje modułowe zapewniające elastyczność w dostosowaniu do obciążenia
Współczesne statki nie pracują przez cały dzień przy jednym poziomie mocy. Obciążenie głównego silnika znacznie wzrasta podczas manewrowania, znacznie spada podczas powolnego żeglowania i jest wyłączone w porcie. Powoduje to nadmierny projekt wymiennika ciepła (PHE) do pracy przy częściowym obciążeniu, co oznacza nadmierną konsumpcję energii przez pompy oraz słabe stabilności termiczne przy zmniejszonym obciążeniu. System PHE z indywidualnymi i/lub modułowymi płytami lub „sekcjami” zapewnia elastyczność. System firmy SME można wówczas połączyć tak, aby albo wszystkie sekcje były w użyciu, albo niektóre sekcje były izolowane lub obejściowe w zależności od chwilowego obciążenia termicznego, zapewniając bardziej opłacalne i energetycznie wydajne rozwiązania chłodzenia.
Na przykład płytowy wymiennik ciepła (PHE) zasilający centralny system chłodzenia może składać się z sekcji podstawowej i dodatkowej. W warunkach niskiego obciążenia aktywowana jest wyłącznie sekcja dodatkowa, umożliwiając spełnienie wymagań cieplnych przy zmniejszonym przepływie wody morskiej. W warunkach pełnego obciążenia działają obie sekcje. Ta funkcjonalność nie wymaga żadnej fizycznej modyfikacji PHE – wystarczy odpowiednia logika sterowania oraz odpowiednie ułożenie zaworów. Kompletny pakiet dokumentacji interfejsu dostarczany przez SME zapewnia integrację z systemem automatyzacji statku i pozwala na zdalne sterowanie oraz monitorowanie systemu oraz jego w pełni automatyczne załadowanie. Razem z systemami ochrony przed prądami błędnymi SME SED oraz systemem ICCP do ochrony kadłuba oferujemy zintegrowane systemy masowni.
4. Bezszwowa integracja z systemami automatyzacji oraz zarządzania aktywami
Dzisiejsze pomieszczenie silowni to „środowisko cyfrowe”. PHE nie powinien być biernym partnerem – musi aktywnie dostarczać danych. SME projektuje nasze wymienniki ciepła z gotowymi, wcześniejszymi otworami do przyłączeń, w które można w zakładzie zamontować przekaźniki temperatury, czujniki ciśnienia oraz przełączniki różnicy ciśnień. Urządzenia te przekazują dane dotyczące wydajności – takie jak współczynnik przenikania ciepła, różnice temperatur i współczynniki zakurzenia – do systemu automatyki statku.
Ta metoda usługi opartej na danych przekształca system z konserwacji sterowanej kalendarzem w konserwację opartą na stanie rzeczy. Na przykład, jeśli wydajność richci wymiany ciepła spadnie o 10%, system automatyzacji może zainicjować w pełni zautomatyzowane wezwanie do konserwacji z zalecanymi czynnościami serwisowymi i częściami zamienianymi. Dane gromadzone przez czas pozwalają nadzorującym technicznie uzyskać wgląd w trendy oraz porównać osiągi w celu określenia optymalnego planu czyszczenia lub dozowania chemikaliów, a nawet planu modernizacji. SME ułatwia proces integracji ze wszystkimi najważniejszymi otwartymi standardami komunikacji i może również dostarczyć pełnej dokumentacji technicznej. Grupa SME, realizując corocznie ponad 500 projektów modernizacji i konserwacji przy wsparciu zespołu liczącego 100 techników i inżynierów, dostarcza rozwiązań PHE chłodzących silniki, ale także wspierających poprawę efektywności, niezawodności oraz gotowości cyfrowej statku. Dzięki rozwiązaniom SME przejdziesz na kolejny poziom – poza same obawy.