EN
Производительность машинного отделения вышла за рамки простого измерения расхода топлива на морскую милю. Сегодня эффективность машинного отделения включает в себя гораздо больше, чем только это: тепловая оптимизация, снижение энергопотребления насосов, сокращение простоев на техническое обслуживание, значительный прогресс в интеграции оборудования с бортовыми системами автоматизации. Ключевым элементом уравнения максимально возможной эффективности машинного отделения является система охлаждения, центральным компонентом которой служит пластинчатый теплообменник (PHE). По-настоящему эффективный PHE обеспечивает высокую теплоотдачу при минимальной паразитной нагрузке и максимальной надёжности, а также способен адаптироваться к различным режимам эксплуатации. Более чем двадцатилетний опыт SME Group в области морской инженерии и обширный ассортимент продукции — включая ICCP, MGPS, SED и оборудование PHE — позволили команде разработать правильные принципы, чтобы превратить эффективное устройство, например PHE, в по-настоящему высокопроизводительный элемент машинного отделения.
1. Оптимизация теплового проектирования для минимизации энергопотребления
Основным критерием эффективности ПТУ является тепловая эффективность, то есть фактический теплоперенос по сравнению с максимальной теоретически возможной величиной. Процесс SME включает тепловое проектирование, при котором тепловые нагрузки точно уравниваются, поэтому мы не завышаем размеры оборудования и не тратим ценные площади производственных помещений, а также не создаём избыточную работу насосов; в то же время мы не занижаем размеры и не оставляем заказчика без достаточного охлаждения. Эффективное использование оптимальных углов «елочки» и гофрирования пластин обеспечивает высокую турбулентность при относительно низких скоростях, что приводит к высоким коэффициентам теплопередачи и низкому перепаду давления.
Это базовый принцип проектирования, который напрямую способствует повышению энергоэффективности. Каждое падение давления на 1 кПа на ПТН требует от насоса дополнительной мощности. В свою очередь, это увеличивает нагрузку на вспомогательный двигатель и приводит к большему расходу топлива. При проектировании ПТН компания SME использует передовые методы численного моделирования с помощью вычислительной гидродинамики (CFD) для анализа потока через пакет пластин ПТН. Это позволяет обеспечить равномерное распределение скорости потока по всему пакету пластин, устраняя «мертвые зоны» и минимизируя вероятность загрязнения. В результате получается ПТН, способный выполнять свою задачу при минимально возможном перепаде давления — экономия, которая накапливается на протяжении всего срока службы судна.
2. Снижение загрязнения и увеличение интервалов между очистками
Невидимый вор эффективности PHE: загрязнение. Загрязнение (образование биопленки, накипи и осаждение частиц на поверхностях теплопередачи) увеличивает термическое сопротивление пластин, что приводит к росту потребления энергии насосом и повышению рабочих температур двигателя. Решения SME по борьбе с загрязнением: наши пластины имеют специальные оптимизированные отделки поверхности, ограничивающие силу сцепления биологических и минеральных отложений. Конструкция гофрированного профиля в виде «елочки» создаёт локальные силы сдвига в области входа пластины, способствуя разрушению загрязнений.
Кроме того, разработанные нашей компанией малыми и средними предприятиями (МСП) теплообменники с пластинчатыми элементами оснащены удобными технологическими отверстиями для очистки и смотровыми окнами для визуального контроля обрастания, а также комплектом подробных инструкций по очистке с использованием совместимых химических реагентов (с соблюдением требований к материалам пластин и прокладок). В паре с нашей системой предотвращения обрастания морскими организмами (MGPS) морская жизнь больше не оседает внутри забортных водозаборов, что сводит интенсивность обрастания к минимуму. В результате интервалы между очистками увеличиваются, простои сокращаются до минимума, эксплуатационные расходы снижаются, а тепловая эффективность остаётся высокой на всех этапах жизненного цикла судна.
3. Модульные конфигурации для адаптации под нагрузку
Современные суда не работают на одной и той же мощности в течение всего дня. Нагрузка на главный двигатель значительно возрастает при маневрировании, существенно снижается при движении с малой скоростью и полностью отключается в порту. Это приводит к избыточному проектированию пластинчатого теплообменника (PHE) для частичной нагрузки, в результате чего потребление энергии насосами оказывается чрезмерным, а тепловая стабильность — низкой при пониженной нагрузке. Система пластинчатого теплообменника с индивидуальными и/или модульными пластинами или «секциями» обеспечивает гибкость. Система SME может быть подключена таким образом, чтобы либо все секции были задействованы, либо некоторые секции изолировались или обходились в зависимости от текущей тепловой нагрузки, что позволяет реализовать более экономичные и энергоэффективные решения охлаждения.
Например, ПТН, обеспечивающий центральную систему охлаждения, может иметь рабочий и регулировочный участки. При низкой нагрузке в работу включается только регулировочный участок, чтобы удовлетворить тепловую нагрузку при сниженном расходе морской воды. При полной нагрузке работают оба участка. Эта функция не требует физического изменения ПТН — достаточно соответствующей логики управления и схемы расположения клапанов. Полный пакет интерфейсной документации, поставляемый SME для интеграции в автоматизированную систему судна, обеспечивает управление и мониторинг системы из удалённой точки и полностью автоматическую загрузку. В дополнение к СЭУ от SME и системам ICCP для защиты корпуса от коррозии мы предлагаем комплексные системы машинного отделения.
4. Бесшовная интеграция с системами автоматизации и управления активами
Современное машинное отделение — это «цифровая среда». ПЭУ не должен быть пассивным участником: он обязан активно предоставлять данные. КМП разрабатывает наши теплообменники с предварительно обработанными отверстиями для подключения, в которые на заводе можно установить температурные преобразователи, датчики давления и дифференциальные манометры. Эти устройства передают показатели производительности — такие как коэффициент теплопередачи, температурный напор и факторы загрязнения — в автоматизированную систему судна.
Этот метод сервиса, основанного на данных, трансформирует систему от технического обслуживания по календарному графику к обслуживанию по состоянию. Например, если эффективность теплообмена снижается на 10 %, автоматизированная система может инициировать полностью автоматизированный вызов технического обслуживания с рекомендованными мерами сервиса и запасными частями. Собранные со временем данные дают техническим суперинтендантам возможность выявлять тенденции и проводить сравнительный анализ показателей эффективности для разработки оптимального плана очистки или введения химических реагентов, а также даже плана модернизации. SME обеспечивает интеграцию с наиболее важными открытыми стандартами связи и может предоставить полную техническую документацию. Группа SME ежегодно реализует более 500 проектов по модернизации и техническому обслуживанию с привлечением команды из 100 техников и инженеров и предлагает решения PHE, которые охлаждают ваши двигатели, а также способствуют повышению эффективности, надёжности и цифровой готовности судна. С решениями SME вы достигнете следующего уровня — выхода за рамки текущих задач.