EN
Skeppsförare inom sjöfarten står inför ökad press att förbättra effektiviteten. Koldioxidutsläppen från sjöfarten utgör cirka 3 % av de globala utsläppen, och IMO vill minska dem kraftigt till år 2050 med målet att uppnå nollutsläpp. Som pionjärer inom branschen med mer än 20 års erfarenhet och över 500 projekt per år – som tjänar mer än 1 000 fartyg – vet vi att en av de bästa metoderna för att minska koldioxidavtrycket är att optimera fartygens bordssystem för värmeutbyte. Ledda av mer än 100 elektriska och mekaniska tekniker deltar teamet regelbundet i lösningar för återvinning av spillvärme, från skal- och rörvärmemaskiner samt plattvärmeväxlare till hybridenheter med S-CO₂-kraftcykel, med syftet att hjälpa till att spara bränsle. Vi beskriver nedan fyra nyckelområden där ett effektivt värmeutbyte direkt minskar koldioxidutsläppen.
Återvinning av spillvärme: Att omvandla förluster till energi
Moderna marindieselmotorer kan uppnå en termisk verkningsgrad på cirka 50 procent; den återstående energin från bränslet förloras som värme, främst via avgaserna (vanligtvis över 250 °C) och som kylvatten för motorkylning. Denna förlorade värmeenergi återvinns med hjälp av effektiva värmeväxlare för att användas som nyttbar effekt eller ombordvarme. I marinapplikationer kan avgasvärmeåtervinningssystem (WHR-system), till exempel Joulecykelsystem, öka den totala motoreffekten med 2–12 procent. Detta är en direkt följd av minskad bränsleförbrukning per nautisk mil och därmed minskade CO₂-utsläpp per resa. Den mängd energi som kan återvinnas från avgaserna varierar beroende på motorns last och värmekapacitetsförhållandet, vilket i sin tur beror på mängden avgaser som ska återvinnas samt arbetsvätskan. Detta optimeras inom en värmeåtervinningsslinga, som utformats av SME:s ingenjörsteam, och som kan drivas med olika värmekapaciteter för avgaser och arbetsvätska.
Stöd för ombordkoldioxidavskiljningssystem
En effektiv värmeutbyte är mycket viktigt för vissa system inom OCCS-projektet som avses att placeras ombord på ett fartyg. Till exempel fångas CO₂ upp som en del av ett uppfångningssystem, och den uppfångade CO₂:en måste separeras från den uppfångade lösningsmedlet genom att tillföra tillräckligt med termisk energi, om uppfångningssystemet använder monoetanolamin (MEA) som lösningsmedel. Värmväxlare som drivs av SME gör det möjligt att använda avgasens sensible värme från motorn som huvudenergikälla för denna energiregenereringsprocess, vilket därmed minskar eller eliminerar behovet av extra bränsledrivna hjälpanläggningar för uppvärmning. När de är optimerade kan CO₂-minskningsgraderna för väteråtervinningssystem kopplade till uppfångningssystem överstiga 70 %. För fartyg som används i kalla klimat ger avancerade/exotiska värmväxlare även den ytterligare fördelen att återvinna värmen för fartygets boendeområden och bränsleförvärmning, vilket minskar kraven på hjälppanna – en annan betydande källa till ytterligare emissioner.
Superkritiska CO₂-kraftcykler för kompakt effektivitet
På grund av begränsat utrymme ombord krävs hög densitet och miniatyrisering av kraftgenereringsanordningar. SME bidrar också till införandet av superkritiska CO₂-Braytoncykler som överför spillvärmen från avgasen till CO₂ i superkritiskt tillfälle genom värmeväxlare. Jämfört med traditionella Rankinecykler har S-CO₂-cykeln en mindre yta och högre energiomvandlingseffektivitet. Värmeväxlarkonstruktioner, som inkluderar effekten av inloppstemperatur, massa och inloppstryck för avgasen, spelar en avgörande roll för prestandan hos dessa system. Dessa variabler ingår i de tekniska specifikationerna för SME, så de hybrida värmeväxlarna – som kombinerar ätade plattor och flänsar – ger de bästa möjliga termiska resultaten samtidigt som tryckfallspåverkan minimeras.
Kylåtervinning från LNG-ångbildning
En särskild möjlighet finns för LNG-fartyg som drivs med LNG att återvinna kallenergi från LNG-ångbildning. Den förmåga som LNG har att absorbera en så stor mängd termisk energi när den värms upp till gas gör det möjligt att använda denna "kalla" resurs i värmeväxlare för att kondensera infångad CO₂ till vätskeform för lagring, eller för att öka effektiviteten i fartygets luftkonditionering och kylsystem. SME:s lösningar för värmeväxlare kombinerar system för återvinning av kallenergi (CRS) som kan minska den elektriska belastningen på kompressorer, vilket minskar elanvändningen ombord och den relaterade bränsleförbrukningen. Våra SME:er erbjuder samma effektivitetsnivå även på befintliga fartyg, tack vare våra ISO-certifierade processer och vår verkstad i Nantong på 5000 m². Vi kan tillämpa samma tekniker på befintliga fartyg, särskilt de med en gynnsam förhållande mellan fartygsstorlek och LNG-bränsleförbrukning.
Slutsats: SME:s engagemang för avkolonisering
Effektiv värmeutbyte: ett avgörande område där åtgärder idag kan ge betydande effekt på utsläppsminskningar för den globala flottan som helhet. SME Group tillhandahåller tekniskt avancerade lösningar för värmeöverföring för att minska bränsleförbrukningen och den miljömässiga påverkan, inklusive återvinning av spillvärme, stöd för koldioxidavskiljning, S-CO₂-cykler och återvinning av kyla från LNG. Certifierad av ANAB, IAF och UKAS samt enligt ISO 9001 och ISO 14001, med mer än 100 specialister till vårt förfogande, erbjuder vi tjänster året runt vid alla varv världen över, särskilt i fastlandskina. Vi erbjuder 12 månaders garanti tillsammans med vår tradition av "Beyond Concern" för att säkerställa att alla projekt bidrar till en grönare och mer hållbar sjöfart. Kontakta experterna på SME idag för att ta reda på hur energieffektivt värmeutbyte kan hjälpa dig att minska ditt fartygs koldioxidavtryck och sänka driftkostnaderna.