השפעת מערכות לברילוק אוויר על צריכת דלק של ספינת תענוגות

Air Lubrication Systems Reshape Cruise Ship דלק יעילות

בעוד תעשיית ההפלגה מתמודדת עם לחץ גובר על מנת להפחית את עלויות טביעת הרגל הסביבתית שלה, מעצבי הספינה והמפעילים פונים לפתרון פשוט מטעה: אוויר.מערכות סיכה אוויריות הופיעו כאחת הטכנולוגיות המבוססות על חתימות היעילות ביותר לחיתוך צריכת דלק, ואימוץ שלהם הוא מאיץ דלק על פני מבנים חדשים ו רטרופיטות כאחד מיצירת מיקרו-ת'רין של שטיחים לאורך מערכות חד-ממדיות, אשר מספקות ישירות את הכתובת הכפולה, וספקית של הגנה על פני פרצופים חד-ידי שימוש ישיר על פני העור.

הפיזיקה הבסיסית היא פשוטה: ספינה העוברת במים חייבת להתגבר על ההתנגדות של ייצור הגל (האנרגיה הדרושה לדחוף מים בצד) והתנגדות חיכוך (הגרל הנגרמת על ידי מים נעים לאורך פני השטח של השאול) על ידי ספינת תענוגות טיפוסית שפועלת במהירויות, חשבונות חיכוך עבור 60 עד 80% של התקפות התנגדות כוללת.אוויר סיכה כי מרכיב דומיננטי, המאפשרת את השקופית דרך המים עם פחות מאמץ.

בעוד הטכנולוגיה נחקרה במשך עשרות שנים על ספינות ימיות וספינות מטען, היישום שלה על ספינות שייט - כלי שיט עם צורות מורכבות של hull, נספחים, ודורשת דרישות נוחות נוסעים - נדרשת הנדסה מיוחדת היום, מערכות מספקים כגון FLT:0Silverstream TechnologiesFLT:1 ו-FLT:2Mitsubishi Airbrication System (MALS)PLT: 3, כולל אספקת דלקים ו-C 5, כולל קווי דלק מרכזיים, כולל , 000 ו-C, כולל , 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 ו-C VV, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 ראשי תיבות:

איך אוויר לבריפולציה עובד: מ Compressor שטיח בועות

מערכות אוויריות פועלות על העיקרון של הזרקת אוויר דרך חתכים קטנים או חריצים בתחתית שטוח של hull של הספינה.האוויר משוחרר בלחץ מבוקר בקפידה ונפח כדי ליצור שכבה רציפה ויציבה של micro-bubbles כי מכסיש את פני השטח התת-ימיים. "שטיח אוויר" זה מקטין את צפיפות הנוזל הסמוך לשקע - יצירת ביעילות אזור שבו חוויותיה התחתון של מים טהורים.

מערכת מפתח

• (FLT:0) דחוסים אוויריים ומכות: FLT:1 יחידות בעלות גבוהה לייצר אוויר בלחץ נמוך, גבוה בנפח גבוה הנדרש.מערכות מודרניות משתמשות בדחפים במהירות משתנה כדי להתאים את זרימת האוויר בהתבסס על מהירות הספינה, הטיוטה ותנאי הים.
• (FLT:0)Distribution manifolds and nozzles:FLT) 1 ארונות של פתחים מהונדסים מדויקים ממוקמים לאורך תחתית שטוחה, בדרך כלל בחלק הקדמי של ה-hull.The Spacing, קוטר, זווית של נועלות אלה הם אופטימיזציה עבור טופס הבועה של הספינה כדי להבטיח כיסוי אחיד.
• (FLT:0)Control and Automation: FLT:1 מערכת בקרה ייעודית לפקח על מהירות הספינה, טריאם, מדינת הים ופלט כוח, שינוי הזרקת האוויר בזמן אמת כדי למקסם את היעילות מבלי לגרום למניעה או צריכת אנרגיה מופרזת על ידי המכהנים.

שתי גישות טכניות עיקריות

בעוד שכל מערכות ההפריה האוויריות חולקות את אותה המטרה, הן שונות באופן שבו הן מייצרות ומספקות את שכבת הבועה.שני התצורה הדומיננטית המשמשת באוניות השייט הן:

(ב) ,0) מערכות חלל אוויריות (FLT:1) יוצרות ריצוף רדודה או "כבד" בתחתיתו שטוח של ה-Hahll's מוזרק לתוך הכובד הזה, שבו הוא הופך לכוד על ידי התנועה קדימה של הספינה, ויצר כיס אוויר מתמשך, מים לא דיווחו ישירות על חלק של ה-hull. גישה זו יעילה ביותר על ספינות עם משטחים גדולים של מחסנים: 10 מחסנים כבדים, כמו אוניות כמו:2 משאיות.

(ב) בועות אוויריות בועות אוויריות (FLT:1 ⁇ ) בועות אוויריות דרך שורות של חתכים קטנים ללא יצירת חללים.הבועות התפשטו בשכבה דקה, אחידה הנצמדת ל-hull בשל אפקט Coanda וזרימת המים קדימה.FLT:2Silverstream's System'sFLT 3 היא דוגמה מובילה של טכנולוגיה זו, כולל טריליון אוניות הפעלה של כדור הארץ, כולל , כולל כפלה, כולל חסכון של 5C, כולל חסכון עצמאי.

מדוע ספינות קרוז הן מועמדים אידיאליים

אוניות קרוז מציעות מספר מאפיינים שהופכים את האוויר למלוא יעיל במיוחד.תחתיות גדולות ודירות לספק שטח פני השטח נדיב לדור הבועות.הם פועלים במהירויות ארוכות של הרס (בדרך כלל 18-22 קשרים) לתקופות ארוכות, תנאים שבהם גרר חיכוך שולט.וכוחם המותקן - לעתים קרובות 50-80 MW לכלי - כלומר, אפילו חיסכון צנוע מתורגם לאלפים של טכנולוגיות דלקות, כמו גם יכולות לייעלות אוויריות מודרניות, כמו גם לייעלות.

יתרונות ברורים: דלק, הרשאות, ועלויות

הנהג העיקרי לאמץ את סיכה אוויר הוא ההפחתה בצריכת דלק, אבל היתרונות קשקד על פני ממדים מרובים.

חיסכון בדלק נמדד בים

נתוני ביצועים אמיתיים של מפעילי ספינות וחברות אימות עצמאיות כגון לויד'ס מרשם ו-DNV מדווחים כי סיכה אווירית מפחיתה את צריכת הדלק הנקי על ידי FLT:05% ל 15%FLT:1 עבור כלי שיט, עם וריאציות בהתאם:

• מהירות ה-FLT:0 Ship: מהירות: 1FLT 1 (חיסכון) הם הגבוהים ביותר במהירויות טיפוסיות של גילוח (מעל 15 קשרים) ונמוכים יותר במהלך תמרונים מהירים או גישות נמל איטיות.
• (FLT:0Sea state:FLT:1 בים רגוע, שכבת הבועות נותרה מושלמת ויעילה.בימים קשים, בועות עלולות להיות מוטרדות מתנועות מושרה גל, צמצום החיסכון.
• (ב) [ה]ה']: [ה']'[ה]'[ה]'[ב]']'[ה']'[ה']'[ה]']'[ב]']'[ה']'[ה']'[ה']'[ה']'[ה']''''']'[ה'']'''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''
• (FLT:0System צריכת האנרגיה:0System: FLT:1) הדחוסים שיוצרים את האוויר צורכים קצת כוח - בדרך כלל 1–3% מכוח ההנעה הכולל של הספינה.החיסכון הנקי מקטין את העומס הטפילי הזה.

עבור ספינת תענוגות בגודל בינוני שורפת כ-150 טון של שמן דלק כבד ביום בים, ירידה של 10% מייצגת 15 טון ליום - חיסכון של אלפי טונות של דלק מדי שנה. במחירים הנוכחיים של דלק ימי (כ 600 $- $ 700 טון לטון עבור VLSFO), החיסכון השנתי עבור ספינה המפעילה 300 ימים בים יכול לעלות על 3 מיליון דולר.

אישורים Reduction

צריכת דלק נמוכה מפחיתה באופן ישיר את כל פליטות הממצה באופן יחסי.עבור ספינה להשגת חיסכון של 10% בדלק:

• (ב) ,0)CO2: ⁇ FLT:1 מופחת ב -10% - עבור ספינת תענוגות גדולה, זה יכול להיות 20,000-50,000 טון בשנה, שווה ערך לנטילת אלפי מכוניות מהכביש.
• (FLT:0SOx and NOx:FLT:1hil גם מופחת ב 10%, עוזר למפעילים לעמוד בתקנות IMO כגון מכסה הסגנית העולמית דרישות ECA.
• (החומר:0 חלקלק) חלקיקים (PM): FLT:1 פחות דלק נשרף פירושו פחות פליטות ראש, לטובת איכות האוויר בנמלים ובקהילות החוף.

כמו תעשיית ההפלגה פועלת לקראת פליטת גזי חממה של אפס עד שנת 2050, אוויר סיכה מוכר כ"פרי הולכים נמוך" - טכנולוגיה זמינה מסחרית שמשלמים עבור עצמה בחיסכון בדלק תוך מתן הפחתה מיידית של פליטה.

יתרונות תפעוליים ומסחריים

מעבר לדלק ופליטות, המפעילים מדווחים על הטבות כספיות:

• (FLT:0) מרווחי תחזוקה מורחבים: FIRLT:1) זרם הבועות הקבוע לאורך השאול עשוי לעזור למנוע ביו-פוץ ימי על ידי כך שהוא הופך אותו קשה יותר לאורגניזמים לצרף, פוטנציאל להפחית את תדירות הייבוש-doc.
• (FLT:0) שיפור נוחות הנוסעים: FLT:1 על ידי צמצום עומס המנוע, אוויר סיכה מוריד רטט ורעש רמות המועברות דרך השאול - יתרון עדין אך רצוי עבור תא הנוסעים.
• (FLT:0) שילוב שונה: קווי השייט 1FIRLT 1 ( Cruiseקווים) שמשווקים את השימוש בטכנולוגיות ירוקות מתקדמות משפרים את תדמית המותג שלהם עם נוסעים בעלי מודעות סביבתית.

● שימוש בספינת השייט המודרנית

חיל האוויר עבר ממתקנים ניסיוניים על ספינות מעבורות ומכלים לאימוץ בקנה מידה מלא על פני מגזר השייט כיום, רוב ספינות השייט לבנות חדשות מן החצרים הגדולים בעולם - מאייר Werft, Fincantieri, Chantiers de l'Atlantique - כוללות את האוויר שופע כסטנדרט או כאופציה המומלצת ביותר.

מתקנים בלתי ניתנים לזיהוי

(FLT:0MSC CruisesFLT:1) היה מאומץ מוקדם ומעמיק. MSC World Europe, הדגל של קו ה-LNG-מעצמות, כולל מערכת Silverstream כי החברה אומרת להפחית את צריכת הדלק עד 8%. .MSC של ספינות "מעמד עולמי" של MSC כוללים את הטכנולוגיה.

(FLT:0)Carnival CorporationFLT:1 הטמיע מערכות Silverstream על אוניות מרובות, כולל Carnival Jubilee, Mardi Gras, וכמה אוניות ב-AIDA וב- קוסטה.התאגיד הצהיר בפומבי על כוונתו לחידוש אווירי סיכה מעבר לצי הגלובלי שלו, תוך מתן החזר חיובי על ההשקעה בתוך שנתיים עד ארבע שנים.

(FLT:0 רויאל הקריביים GroupveFLT:1) יש ספינות מצוידות כגון אודיסיאה של הים ופלא של הים עם מערכות סיכה אוויר, לצד אמצעים אחרים של חיסכון דלק כמו ציפויים מותאמים ושיקום חום פסולת.

(FLT:0)P&O CruisesFLT:1) התקין את Silverstream ל-LNG-Power Arvia, אשר נכנס לשירות ב-2022, השגת חיסכון על פני תחזיות ראשוניות.

אפשרות ל-Fasibility

החלת מערכת אוויר של סיכה על ספינת תענוגות קיימת מורכבת יותר מאשר להתאים אותה למפתח חדש, אבל זה נעשה בהצלחה.

• החלון:0Dry-docking:FLT:1 דורש קיצוץ פתחים במערך ההילה וההולדת מחסנים, אשר בדרך כלל מתוכנן במהלך ייבוש גדול.
• מיקום:0 (Compressor Location: FLT:1) חדרי מנוע קיימים עשויים להיות מוגבלים בחלל; פתרונות קומפקטיים עם מכופות מודולריות זמינים.
• (FLT:0) גיאומטריה של הולל: FLT:1 Ships עם keels bilge נרחב, ייצובים, או נספחים להפריע שכבת הבועה עשויים לדרוש מיקום נזיל מותאם אישית או מסילות תרסיס הקרבי כדי לתעל את הבועות.
• (ב) אימונים:0) ,001 מפעילי אומנים צריכים ללמוד לפקח ולתאים את המערכת לביצועים אופטימליים.

למרות האתגרים הללו, הכלכלה של רטרופיט משכנעת.מערכת טיפוסית עולה 2 מיליון דולר ל-5 מיליון דולר, בהתאם לגודל הספינה ולמורכבות, וחיסכון בדלק של מיליון דולר ל-3 מיליון דולר בשנה, לאחר שמערכת מספקת הפחתה של רווחית טהורה.

אתגרים ושיקולים תפעוליים

בעוד היתרונות הם משמעותיים, סיכה אוויר היא לא כדור כסף. גורמים מרובים יכולים להפחית את יעילותו או לסבך את פעולתו.

השפעות סביבתיות ו Sea State Effects

שכבת הבועה חייבת להישאר מחוברת להויל כדי להיות יעילה.בימים כבדים, תנועות אוניות - במיוחד רול ואג' - יכול לגרום לבועות להשפיל ולהתפזר אל תוך ההתעוררות. גלים ורוחות יכולים גם להפריע משטח המים סביב הבקתה, משבש את השטיח הבועה. המודרנית לפצות חלקית על שערי זרימת האוויר הגבוהה יותר, אבל במדינות הים מעל 4 או נטו, חיסכון עשוי להיות בדרך כלל מרתיע או אפילו בתנאי אוויריים רבים.

המונחים: Parasitic Power Contion

דחוסים אוויר דורשים חשמל.אם ספינה משתמשת במכות לא יעילות או אם המערכת מוזרקה יתר על המידה במהירויות נמוכות, העומס הטפילי יכול לאכול לתוך חיסכון נטו. יצרנים הגיבו עם כונןים במהירות משתנה ואלגוריתמים בקרה אופטימיזציה שמתאימים להזרקת האוויר בדיוק לתנאים.עדיין, מערכת מכוונן גרועה יכולה לייצר פחות מפרסום רווחים עצמאי על ידי חברות עוזר להבטיח כי הביצועים הם נפגשות.

תחזוקה וגמישות

Nozzles יכול להיות חסום על ידי צמיחה ימית, סימנט או קורוזון. אוניות קרוז הפועלות באזורים עם פעילות ביולוגית גבוהה (מים טרופיים) עשויים להיות זקוקים לניקוי תקופתי של מערך ה-In-water ניקוי על ידי צבים או כלי רכב המופעלים מרחוק הוא אפשרי, אך מוסיף עלות ומורכבות תפעולית.בנוסף, דחוסים ושסתום חייב להיות מוחזק כחלק מההההה הקבועה של הספינה.

שילוב עם טכנולוגיות יעילות אחרות

(ב) יש לשקול באופן הוליסטי עם אמצעים אחרים לחיסכון בדלק.לדוגמה, אוניות עם ⁇ :0 azimuth דחףsph FLT 1 או FLT:2 מחוספסים מונעים את ה-FLT 3: (המכונה על ספינות שייט) יש תבניות זרימה שונות מאשר תצורה פיררית מסורתית.

פיתוח עתידי ותעשייה Outlook

טכנולוגיית סיכה אווירית ממשיכה להתפתח, מונעת על ידי שיפורים הנדסיים מצטברים ומחקר בסיסי.

מערכות גאוניות

היצרנים עובדים על:

• בקרת הזרקת הזרקת הזרקה:0 (FLT:1) שימוש באינטליגנציה מלאכותית ובחיישנים בזמן אמת כדי לחזות פרמטרים אופטימליים של הזרקת בועות המבוססים על נתוני תחזית מדינות הים, תנועה באונייה ומעמד הירכיים.זה יכול לדחוף חיסכון דלק ממוצע מעל 15% עבור עיצובים מסוימים של ספינות.
• (ב) ⁇ :0) ⁇ : ⁇ : שילוב חללים אוויריים עם מערכות בועות אוויר, או שינוי ביניהם בהתאם למהירות ולנסח, כדי למקסם את הכיסוי על פני כל הבקתה.
• (FLT:0) אינטגרציה עם דלקים חלופיים: ראטל:1 ; כמו אוניות מעבר ל-LNG, methanol, אמוניה או מימן, סיכה אוויר הופכת אפילו יותר יקר - צמצום כמות הדלק יקר (או נמוך פחמן) הדרוש.

נהגים ונהגי שוק

מדד הנחיתות של IMO (CII) ומערכת המסחר של האיחוד האירופי (EU ETS), אשר כוללת כיום משלוח ימי, ליצור תמריצים פיננסיים חזקים לחיסכון בדלק.אוויר סיכה, כמו טכנולוגיה מוכחת עם תגמול קצר, הוא הופך במהירות לחנויות שולחן ולא אנליסטים בתעשייה שונים לצפות כי עד 2030, רוב הספינות החדשות של השייט יהיו מצוידות עם צורה מסוימת של ריצוף אווירי, וקידום תוכניות אבטחה, כמו גם תוכניות אבטחה סטנדרטיות.

מעבר לספינת השייט

בעוד מאמר זה מתמקד בכלי שיט, אותה טכנולוגיה צוברת מתח על פניות, RoRo אוניות, אוניות מכולות ואפילו על-ידי ה- Superyachts. שיעורים נלמדים במגזר ההפלגה - במיוחד סביב מערכות בקרה, תחזוקה וטיפול ב-ים - מועברים למגזרים אחרים.שוק החיסרון האוויר הגלובלי צפוי לגדול בקצב שנתי העולה על 20% עד 2030, משקפות את יעילותו ומוכחת להפחתה דחופה של תעשיית הפחמן.

מסקנה: פתרון מעשי, סקאלה

מערכות של סיכה אוויר הוכיחו מעבר לספק כי הם יכולים להפחית משמעותית צריכת דלק ופליטות על ספינות תענוגות.עם חיסכון נטו של 5-15%, תקופת תשלום מהירה, והתאמה עם שני מבנים חדשים ו רטרופיטטים, הטכנולוגיה מציעה אחד יחס שווה העלות הטובה ביותר בין יעילות זמין כיום.

אתגרים נשארים - רגישות של מדינות הים, תחזוקה של מערךים נושלים, והצורך שילוב זהיר עם מערכות אחרות.אבל אלה ניתנים לניהול והם מטופלים באמצעות התקדמות הנדסית מתמשכת.עבור כל קו שייט רציני לגבי צמצום הצעת החוק דלק וטביעת הפחמן, סיכה אווירית היא כבר לא חידוש נישה; זהו מרכיב חיוני של כלי שיט מודרני ויעיל.

(ב) [15] ויקרא י"ד): "[2] [15] ,2Silverstream Technologies - Cruise Boat Case StudiessofLT 3;FLT:4Mitsubishi Heavy Industries - מערכת האוויר של ⁇ FLT:5; FLT 6DNV - תובנות ⁇ אוויריות והנחיות ייצוגיות."