助力船舶二沖程發(fā)動機實現(xiàn)更高靈活性、更低油耗

在2017年12月舉行的中國國際海事會展（Marintec China）上，ABB發(fā)布其最新技術(shù)研發(fā)成果：柔性相繼渦輪增壓系統(tǒng)技術(shù)（the Flexible integrated Turbocharging System for Two-Stroke Engines, FiTS2）。該新型相繼渦輪增壓系統(tǒng)能夠在部分及低負(fù)荷情況下幫助二沖程發(fā)動機最大限度地節(jié)省燃油，同時保持運行靈活性，以滿足滿荷高效運行的需求。這將為船舶運營商和船東帶來長期、顯著的經(jīng)濟效益，節(jié)油潛力高達3%（取決于主機負(fù)荷分布情況）。

節(jié)油減排

FiTS2是ABB矢志實現(xiàn)節(jié)油減排的成果。該系統(tǒng)由ABB和二沖程低速機開發(fā)商溫特圖爾發(fā)動機有限公司（WinGD）聯(lián)袂開發(fā)，后者為FiTS2開發(fā)出一套專用的發(fā)動機性能優(yōu)化模式。

這項全新技術(shù)使二沖程發(fā)動機制造商能夠?qū)崿F(xiàn)更高的運行靈活性，提高發(fā)動機實現(xiàn)更高效率的潛力，并降低終端用戶的運營成本。裝配FiTS2后,發(fā)動機的氮氧化物排放量仍將保持在國際海事組織(IMO)Tier II的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。像SCR或EGR等用于實現(xiàn)IMO Tier III氮氧化物排放要求的減排措施，并不會對FiTS2系統(tǒng)產(chǎn)生影響，終端用戶仍將獲得節(jié)油的收益。

適應(yīng)運營商需求

過去，高油價、低運需等實際情況導(dǎo)致越來越多的巨型貨輪“減速航行（slow steaming）”, 有時在非發(fā)動機建議運行參數(shù)范圍內(nèi)航行,造成設(shè)備維護檢修成本增加。盡管當(dāng)前油價走低，但這類巨輪的燃油費，據(jù)麥肯錫咨詢公司報告顯示，仍是“航運公司最大的成本科目”且“往往超過總成本的40%”。 

由于市場將繼續(xù)受到運力過剩帶來的資金壓力，所以FiTS2旨在應(yīng)對長期的成本壓力與運行靈活性的挑戰(zhàn)。FiTS2使二沖程發(fā)動機能夠在低負(fù)荷運行時實現(xiàn)更高效率，同時能迅速恢復(fù)至滿功率高效運行。因此，F(xiàn)iTS2節(jié)省燃油成本的收益顯而易見。

ABB渦輪增壓系統(tǒng)業(yè)務(wù)單元低速機應(yīng)用產(chǎn)品組負(fù)責(zé)人薄雷默（Joachim Bremer）表示：“從運營商或船東的角度來看，F(xiàn)iTS2的能效優(yōu)勢可大幅降低運營成本。例如，巨型油輪一般一年的燃油費用為300-400萬美元，與采用傳統(tǒng)渦輪增壓系統(tǒng)的油輪相比, FiTS2的應(yīng)用可以幫助終端用戶每年節(jié)省高達10萬美元的燃油開支。如應(yīng)用于其他船型，同樣能節(jié)省大筆開支，例如集裝箱船，裝配該系統(tǒng)10年后，可累計節(jié)省近100萬美元甚至更多。預(yù)計該系統(tǒng)兩年內(nèi)即可收回初始成本，這使得FiTS2的解決方案頗具吸引力。”

獨特設(shè)計優(yōu)化運營成本

通過改進渦輪增壓系統(tǒng)在低/部分負(fù)荷條件下的運行表現(xiàn)以優(yōu)化發(fā)動機效率：在發(fā)動機低負(fù)荷時,僅有一臺渦輪增壓器運行,高負(fù)荷時(通常高于50-60%發(fā)動機負(fù)荷),兩臺渦輪增壓器同時運行。超大型發(fā)動機亦然 —— 應(yīng)用FiTS2后,在發(fā)動機低負(fù)荷時,兩臺渦輪增壓器同時運行,高負(fù)荷時,三臺渦輪增壓器將全部運行。專為FiTS2系統(tǒng)設(shè)計的截止閥經(jīng)過流道優(yōu)化，并與渦輪增壓器外殼集成，確保設(shè)計精密緊湊。此外，截止閥可在運行過程中快速、自動切換，不妨礙發(fā)動機實現(xiàn)滿負(fù)荷運行。

發(fā)動機低負(fù)荷時斷開一臺渦輪增壓器會增強掃氣壓力，且在FiTS2特殊性能優(yōu)化模式下增加壓縮比、提升爆發(fā)壓力從而提高壓縮比。其結(jié)果是提高了發(fā)動機效率、降低了油耗，同時可滿足減排法規(guī)的要求。

ABB A100-L和A200-L系列渦輪增壓器憑借其堅固耐用的設(shè)計和寬廣的壓氣機圖譜，可在發(fā)動機負(fù)荷變化需自動切換時避免喘振發(fā)生，且無需額外的旁通閥或管道系統(tǒng)，因此，與其他的解決方案相比，F(xiàn)iTS2更簡易、更經(jīng)濟。

另一項應(yīng)用優(yōu)勢在于：如果配備FiTS2渦輪增壓系統(tǒng)，發(fā)動機的電動輔助鼓風(fēng)機在發(fā)動機負(fù)荷上升至25%時即自行關(guān)閉，而非35%。這樣，通過輔助風(fēng)機功耗的降低、以及其運行時間的縮短而縮減的維護成本，可進一步節(jié)省運行成本。 

WinGD研發(fā)部副總裁Dominik Schneiter表示：“與ABB的長期成功戰(zhàn)略合作中，WinGD開拓性創(chuàng)新了一些發(fā)動機研發(fā)新理念, 如二沖程強米勒優(yōu)化技術(shù)、高增壓比下部分負(fù)荷帶廢氣旁通技術(shù)、經(jīng)過部分負(fù)載優(yōu)化的廢氣閥門應(yīng)用等。 FiTS2的應(yīng)用為船隊運營商進一步減少輔機能耗、縮短響應(yīng)時間、降低主機油耗，同時減少船只在低/部分負(fù)荷條件下二氧化碳的排放。在當(dāng)今日新月異的市場條件下，這種靈活性對我們的客戶而言極具價值。”

致編輯

本文摘自：“The hidden opportunity in container shipping”（《集裝箱運輸中隱藏的機會》），Timo Glave、Marin Joerss和Steve Saxon，麥肯錫咨詢公司，2014年11月

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ABB渦輪增壓系統(tǒng)業(yè)務(wù)單元（www.abb.com/turbocharging）是生產(chǎn)和服務(wù)500 千瓦以上的大型柴油機和燃?xì)鈨?nèi)燃機用渦輪增壓器的全球領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)。我們大膽革新的技術(shù)幫助客戶在最艱巨的運行環(huán)境下，實現(xiàn)增效減排節(jié)油。全球約20萬臺ABB渦輪增壓系統(tǒng)應(yīng)用于船舶航運、陸用電站、機車牽引、和大型工程機械等領(lǐng)域。遍布全球50多個國家的逾100家直營服務(wù)站點，隨時隨地為您提供各類維護服務(wù)以及原裝備件和原廠服務(wù)。

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