EN
Các chủ tàu hoạt động trong ngành hàng hải đang chịu áp lực ngày càng gia tăng nhằm nâng cao hiệu quả. Khí thải CO₂ từ vận tải đường biển chiếm khoảng 3% tổng lượng khí thải toàn cầu, và Tổ chức Hàng hải Quốc tế (IMO) đặt mục tiêu giảm mạnh lượng khí thải này vào khoảng năm 2050, hướng tới mức phát thải ròng bằng không. Là những người tiên phong trong ngành với hơn 20 năm kinh nghiệm và thực hiện hơn 500 dự án mỗi năm cho hơn 1.000 tàu, chúng tôi hiểu rằng một trong những cách hiệu quả nhất để khử carbon là tối ưu hóa hệ thống trao đổi nhiệt trên tàu. Đội ngũ do hơn 100 kỹ thuật viên điện và cơ khí dẫn dắt thường xuyên triển khai các giải pháp thu hồi nhiệt thải — từ bộ trao đổi nhiệt kiểu ống – vỏ và kiểu bản mỏng đến các tổ hợp lai chu trình năng lượng S-CO₂ — nhằm giúp tiết kiệm nhiên liệu. Dưới đây là bốn cách chính mà một hệ thống trao đổi nhiệt hiệu quả trực tiếp làm giảm lượng khí thải CO₂.
Thu hồi nhiệt thải: Chuyển hóa tổn thất thành năng lượng
Các động cơ diesel hàng hải hiện đại có thể đạt hiệu suất nhiệt khoảng 50%; phần năng lượng còn lại của nhiên liệu bị thất thoát dưới dạng nhiệt, chủ yếu qua khí thải (thường trên 250 °C) và nước làm mát áo xi-lanh. Năng lượng nhiệt bị thất thoát này được thu hồi nhờ các bộ trao đổi nhiệt hiệu quả để sử dụng dưới dạng công hữu ích hoặc nhiệt phục vụ trên boong. Trong các ứng dụng hàng hải, các hệ thống thu hồi nhiệt thải (WHR) như chu trình Joule có thể nâng cao tổng công suất đầu ra của động cơ từ 2% đến 12%. Đây là kết quả trực tiếp của việc giảm lượng nhiên liệu tiêu thụ trên mỗi hải lý và do đó giảm lượng khí CO₂ phát thải trên mỗi chuyến hành trình. Năng lượng có thể thu hồi từ khí thải thay đổi tùy theo tải động cơ và tỷ số nhiệt dung, phụ thuộc vào lưu lượng khí thải cần thu hồi cũng như chất môi giới làm việc. Quá trình này được tối ưu hóa trong một vòng tuần hoàn thu hồi nhiệt, do đội ngũ kỹ sư của SME thiết kế, có thể vận hành với các giá trị nhiệt dung khác nhau của khí thải và chất môi giới làm việc.
Hỗ trợ các hệ thống bắt giữ carbon trên boong
Việc trao đổi nhiệt hiệu quả rất quan trọng đối với một số hệ thống trong dự án OCCS, vốn được thiết kế để lắp đặt trên tàu. Ví dụ, CO₂ được thu giữ như một phần của hệ thống thu giữ, và CO₂ đã thu giữ cần được tách ra khỏi dung môi thu giữ bằng cách cung cấp một lượng năng lượng nhiệt đủ lớn — trong trường hợp hệ thống thu giữ sử dụng monoethanolamine (MEA) làm dung môi thu giữ. Các bộ trao đổi nhiệt được cấp năng lượng bởi SME cho phép tận dụng nhiệt cảm từ khí thải động cơ làm nguồn năng lượng chính cho quá trình tái sinh năng lượng này, nhờ đó giảm đáng kể hoặc loại bỏ nhu cầu về hệ thống sưởi phụ trợ đốt nhiên liệu thêm. Khi được tối ưu hóa, tỷ lệ giảm CO₂ của các hệ thống thu hồi nhiệt kết hợp với hệ thống thu giữ có thể vượt quá 70%. Đối với các tàu hoạt động ở vùng khí hậu lạnh, lợi ích bổ sung của các bộ trao đổi nhiệt tiên tiến/đặc biệt còn bao gồm việc thu hồi nhiệt để phục vụ khu vực sinh hoạt trên tàu và làm nóng sơ bộ nhiên liệu, từ đó giảm yêu cầu về nồi hơi phụ trợ — một nguồn phát thải bổ sung đáng kể khác.
Chu trình năng lượng CO₂ ở trạng thái siêu tới hạn nhằm đạt hiệu suất nhỏ gọn
Do không gian trên boong bị hạn chế, các thiết bị phát điện cần có mật độ cao và kích thước thu nhỏ. SME cũng góp phần triển khai chu trình Brayton CO₂ ở trạng thái siêu tới hạn, trong đó nhiệt thải từ khí xả được truyền qua bộ trao đổi nhiệt sang CO₂ ở trạng thái siêu tới hạn. So với chu trình Rankine truyền thống, chu trình S-CO₂ có diện tích chiếm chỗ nhỏ hơn và hiệu suất chuyển đổi năng lượng cao hơn. Thiết kế bộ trao đổi nhiệt—bao gồm ảnh hưởng của nhiệt độ đầu vào, khối lượng và áp suất đầu vào của khí xả—đóng vai trò then chốt đối với hiệu suất của các hệ thống này. Các biến số này được đưa vào đặc tả kỹ thuật của SME; do đó, các bộ trao đổi nhiệt lai, kết hợp tấm ăn mòn hóa học và cánh tản nhiệt, mang lại kết quả truyền nhiệt tối ưu nhất đồng thời giảm thiểu tổn thất do sụt áp.
Hồi phục lạnh từ quá trình hóa hơi LNG
Một cơ hội đặc biệt tồn tại đối với các tàu chở LNG đang được nạp nhiên liệu bằng LNG, nhằm thu hồi năng lượng lạnh từ quá trình hóa hơi LNG. Khả năng hấp thụ một lượng lớn năng lượng nhiệt của LNG khi nó tăng nhiệt độ để chuyển thành dạng khí cho phép khai thác nguồn tài nguyên ‘lạnh’ này trong các bộ trao đổi nhiệt nhằm ngưng tụ CO₂ đã được thu giữ để lưu trữ dưới dạng lỏng, hoặc nâng cao hiệu suất hệ thống điều hòa không khí và làm lạnh trên tàu. Các giải pháp bộ trao đổi nhiệt của SME tích hợp các hệ thống thu hồi lạnh (CRS), giúp giảm tải điện lên máy nén, từ đó giảm công suất tiêu thụ trên tàu và lượng nhiên liệu tương ứng. Các đơn vị SME của chúng tôi đảm bảo mức hiệu suất tương đương trên các tàu hiện hữu, nhờ quy trình đạt chứng nhận ISO và xưởng sản xuất tại Nantong với diện tích 5.000 m². Chúng tôi có thể áp dụng cùng các kỹ thuật này cho các tàu hiện hữu, đặc biệt là những tàu có tỷ lệ kích thước tàu so với mức tiêu thụ nhiên liệu LNG thuận lợi.
Kết luận: Cam kết của SME đối với việc khử carbon
Trao đổi nhiệt hiệu quả: một lĩnh vực then chốt, nơi hành động ngay hôm nay có thể tạo ra tác động đáng kể đến việc giảm phát thải trên toàn bộ đội tàu toàn cầu. Nhóm SME cung cấp các giải pháp truyền nhiệt được thiết kế kỹ thuật nhằm giảm tiêu thụ nhiên liệu và dấu chân môi trường, bao gồm thu hồi nhiệt thải, hỗ trợ bắt giữ carbon, chu trình S-CO₂ và thu hồi lạnh LNG. Nhóm SME được chứng nhận bởi ANAB, IAF, UKAS và đạt tiêu chuẩn ISO 9001 và ISO 14001; với hơn 100 chuyên gia sẵn sàng hỗ trợ quanh năm tại mọi xưởng đóng tàu trên toàn thế giới, đặc biệt là ở Trung Quốc đại lục. Chúng tôi cung cấp chế độ bảo hành 12 tháng cùng cam kết lâu dài "Vượt Trên Sự Quan Tâm" nhằm đảm bảo mọi dự án đều góp phần xây dựng tương lai hàng hải xanh hơn và bền vững hơn. Hãy liên hệ ngay với các chuyên gia của SME để tìm hiểu cách trao đổi nhiệt tiết kiệm năng lượng có thể giúp quý vị giảm dấu chân carbon của tàu và cắt giảm chi phí vận hành.