ABB推出柔性相继涡轮增压系统

助力船舶二冲程发动机实现更高灵活性、更低油耗

在2017年12月举行的中国国际海事会展(Marintec China)上,ABB发布其最新技术研发成果:柔性相继涡轮增压系统技术(the Flexible integrated Turbocharging System for Two-Stroke Engines, FiTS2)。该新型相继涡轮增压系统能够在部分及低负荷情况下帮助二冲程发动机最大限度地节省燃油,同时保持运行灵活性,以满足满荷高效运行的需求。这将为船舶运营商和船东带来长期、显著的经济效益,节油潜力高达3%(取决于主机负荷分布情况)。

节油减排

FiTS2是ABB矢志实现节油减排的成果。该系统由ABB和二冲程低速机开发商温特图尔发动机有限公司(WinGD)联袂开发,后者为FiTS2开发出一套专用的发动机性能优化模式。

这项全新技术使二冲程发动机制造商能够实现更高的运行灵活性,提高发动机实现更高效率的潜力,并降低终端用户的运营成本。装配FiTS2后,发动机的氮氧化物排放量仍将保持在国际海事组织(IMO)Tier II的标准范围内。像SCR或EGR等用于实现IMO Tier III氮氧化物排放要求的减排措施,并不会对FiTS2系统产生影响,终端用户仍将获得节油的收益。

适应运营商需求

过去,高油价、低运需等实际情况导致越来越多的巨型货轮“减速航行(slow steaming)”, 有时在非发动机建议运行参数范围内航行,造成设备维护检修成本增加。尽管当前油价走低,但这类巨轮的燃油费,据麦肯锡咨询公司报告显示,仍是“航运公司最大的成本科目”且“往往超过总成本的40%”。

由于市场将继续受到运力过剩带来的资金压力,所以FiTS2旨在应对长期的成本压力与运行灵活性的挑战。FiTS2使二冲程发动机能够在低负荷运行时实现更高效率,同时能迅速恢复至满功率高效运行。因此,FiTS2节省燃油成本的收益显而易见。

ABB涡轮增压系统业务单元低速机应用产品组负责人薄雷默(Joachim Bremer)表示:“从运营商或船东的角度来看,FiTS2的能效优势可大幅降低运营成本。例如,巨型油轮一般一年的燃油费用为300-400万美元,与采用传统涡轮增压系统的油轮相比, FiTS2的应用可以帮助终端用户每年节省高达10万美元的燃油开支。如应用于其他船型,同样能节省大笔开支,例如集装箱船,装配该系统10年后,可累计节省近100万美元甚至更多。预计该系统两年内即可收回初始成本,这使得FiTS2的解决方案颇具吸引力。”

独特设计优化运营成本

通过改进涡轮增压系统在低/部分负荷条件下的运行表现以优化发动机效率:在发动机低负荷时,仅有一台涡轮增压器运行,高负荷时(通常高于50-60%发动机负荷),两台涡轮增压器同时运行。超大型发动机亦然 —— 应用FiTS2后,在发动机低负荷时,两台涡轮增压器同时运行,高负荷时,三台涡轮增压器将全部运行。专为FiTS2系统设计的截止阀经过流道优化,并与涡轮增压器外壳集成,确保设计精密紧凑。此外,截止阀可在运行过程中快速、自动切换,不妨碍发动机实现满负荷运行。

发动机低负荷时断开一台涡轮增压器会增强扫气压力,且在FiTS2特殊性能优化模式下增加压缩比、提升爆发压力从而提高压缩比。其结果是提高了发动机效率、降低了油耗,同时可满足减排法规的要求。

ABB A100-L和A200-L系列涡轮增压器凭借其坚固耐用的设计和宽广的压气机图谱,可在发动机负荷变化需自动切换时避免喘振发生,且无需额外的旁通阀或管道系统,因此,与其他的解决方案相比,FiTS2更简易、更经济。

另一项应用优势在于:如果配备FiTS2涡轮增压系统,发动机的电动辅助鼓风机在发动机负荷上升至25%时即自行关闭,而非35%。这样,通过辅助风机功耗的降低、以及其运行时间的缩短而缩减的维护成本,可进一步节省运行成本。

WinGD研发部副总裁Dominik Schneiter表示:“与ABB的长期成功战略合作中,WinGD开拓性创新了一些发动机研发新理念, 如二冲程强米勒优化技术、高增压比下部分负荷带废气旁通技术、经过部分负载优化的废气阀门应用等。 FiTS2的应用为船队运营商进一步减少辅机能耗、缩短响应时间、降低主机油耗,同时减少船只在低/部分负荷条件下二氧化碳的排放。在当今日新月异的市场条件下,这种灵活性对我们的客户而言极具价值。”

致编辑
*本文摘自:“The hidden opportunity in container shipping”(《集装箱运输中隐藏的机会》),Timo Glave、Marin Joerss和Steve Saxon,麦肯锡咨询公司,2014年11月

关于ABB涡轮增压系统

ABB涡轮增压系统业务单元(www.abb.com/turbocharging)是生产和服务500 千瓦以上的大型柴油机和燃气内燃机用涡轮增压器的全球领导企业。我们大胆革新的技术帮助客户在最艰巨的运行环境下,实现增效减排节油。全球约20万台ABB涡轮增压系统应用于船舶航运、陆用电站、机车牵引、和大型工程机械等领域。遍布全球50多个国家的逾100家直营服务站点,随时随地为您提供各类维护服务以及原装备件和原厂服务。

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ABB(ABBN: SIX Swiss Ex)是全球电气产品、机器人及运动控制、工业自动化和电网领域的技术领导企业,致力于帮助电力、工业、交通和基础设施等行业客户提高业绩。基于超过125年的创新历史,ABB正在不断地推动能源革命和第四次工业革命,谱写行业数字化的未来。ABB集团业务遍布全球100多个国家,雇员达13.6万。ABB在中国拥有研发、制造、销售和工程服务等全方位的业务活动,40家本地企业,1.7万名员工遍布于139个城市,线上和线下渠道覆盖全国300多个城市。



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