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PLUG（Power Generation during Loading and Unloading）

PLUG ，源自于法國，是一種創(chuàng)新的海岸電力電纜管理系統(tǒng)，早在2011年就被引入市場，以提供一個(gè)4.5 MVA 11 kVolt的海岸電力連接在奧斯陸的Color Magic ROPAX客滾船上安裝應(yīng)用，隨后應(yīng)用到整個(gè)整個(gè)Color Line ROPAX船隊(duì)，以及提供給挪威西海岸的Hurtigruten和Havila ROPAX船隊(duì)。PLUG的主要設(shè)計(jì)特點(diǎn)是，它是世界上第一個(gè)完全“放手(hands off )”的岸電連接解決方案，提供了一個(gè)安全、有效的替代基于手動(dòng)連接器的解決方案。一旦船到達(dá)泊位，船員只需滑出一根橫梁（在碼頭上方），它是連接到船側(cè)的電源插座，然后降低一根鏈向碼頭側(cè)的連接器鏈條的末端裝有一個(gè)自動(dòng)鉤，一旦它被插入并鎖定到碼頭側(cè)的連接器中，就可以提升它，以及連接到它上的電力電纜，朝向船側(cè)的插座。當(dāng)它進(jìn)入船側(cè)插座時(shí)，簡單的機(jī)械操作就使電源交換觸點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)，當(dāng)鏈條進(jìn)一步升起時(shí)，建立連接。通過這種自配對(duì)/去配對(duì)的專利連接器技術(shù)，避免了直接處理連接器和電纜，操作可以由一個(gè)機(jī)組人員在幾分鐘內(nèi)完成。除了在安全和運(yùn)營成本方面的明顯好處外，在這一資源短缺和減少船舶碳排放壓力的時(shí)期，值得指出的是，這項(xiàng)技術(shù)帶來了巨大的環(huán)境收益和經(jīng)濟(jì)效益。減少了人工岸電連接用時(shí)長所造成主付機(jī)的無畏的燃料消耗和噪音對(duì)人身潛在安全的影響。無論船舶靠港停留時(shí)間長短均可快速對(duì)接安裝使用。

PLUG的應(yīng)用對(duì)象主要是傳統(tǒng)、混合動(dòng)力或電力推進(jìn)的船舶如客滾船，郵輪等。

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ECOFLARE GCU （Gas Combustion Unit)

介紹

當(dāng)汽化氣體無法滿足船舶的能源需求時(shí)，作為釋放液貨艙壓力的最后手段，氣體燃燒裝置(GCU)是燃油電力液化天然氣運(yùn)輸船的強(qiáng)制要求。這同樣適用于未來的LNG燃料船舶，如集裝箱運(yùn)輸船、郵輪或ROPAX，如目前行業(yè)正在編制的LNG燃料船舶氣體規(guī)范，如果所選的LNG燃料箱技術(shù)，如膜式或棱柱式燃料箱，不兼容15天的壓力積累。與液化天然氣燃料船舶相比，以液化天然氣為燃料的船舶GCU的主要區(qū)別在于:

-需要處理的汽化氣BOG（Boil Off Gas)流量將大大減少:通常少于1噸/小時(shí)，而不是3到4噸/小時(shí)，因?yàn)橐夯烊粴夤薜某叽缫〉枚?

-可用于該設(shè)備的空間將是稀缺的，而噪音和排氣溫度的限制將更加嚴(yán)格。

為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，作者提出了一種全新的小型化ECOFLARE GCU技術(shù)，本文將介紹:

--ECOFLARE的主要設(shè)計(jì)特點(diǎn)；

--ECOFLARE對(duì)于船廠的效益；

--ECOFLARE對(duì)于船東的效益；

--ECOFLARE對(duì)于液化天然氣燃料船舶的效益；

ECOFLARE關(guān)鍵技術(shù)

ECOFLARE基于以下數(shù)量非常有限的優(yōu)化組件:

--一種創(chuàng)新的燃燒器技術(shù)，使燃燒分布在整個(gè)燃燒室的中心部分，減少燃?xì)夂涂諝獾膲毫ο陆怠?

--一種創(chuàng)新的燃燒室技術(shù)，采用排氣煙囪作為外部包絡(luò)，在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)由金屬燃燒室保護(hù)，在兩側(cè)主動(dòng)冷卻，避免了對(duì)高溫耐火材料的需要。

創(chuàng)新的送風(fēng)單電機(jī)風(fēng)扇技術(shù)提供了高效率，同時(shí)創(chuàng)新的滑動(dòng)系統(tǒng)提供了備份能力，符合船級(jí)社的要求。

下圖概述了ECOFLARE組件的安排

燃燒室呈圓柱形，與排氣煙囪相似，其下端與風(fēng)扇連接，風(fēng)扇提供所需的空氣，首先用于燃燒BOG汽化氣，其次用于冷卻相應(yīng)的熱氣體。電機(jī)風(fēng)扇通過甲板下方的大截面進(jìn)風(fēng)道從外部吸入環(huán)境空氣。

風(fēng)扇安裝在一組輪子和軌道上，因此，如果出現(xiàn)故障，它可以側(cè)移，并隨時(shí)更換備用的。

燃燒器與煙囪同心，與燃燒室一樣，且位于廢氣煙囪底座的水平面上。它由一組坡道組成，坡道的幾何形狀經(jīng)過優(yōu)化，使燃燒擴(kuò)散到整個(gè)入射氣流的橫截面上。

這些坡道的氣體來自氣閥機(jī)構(gòu)。燃燒器被設(shè)計(jì)為有超過1 - 10的調(diào)節(jié)，同時(shí)提供一個(gè)低的氣體壓降，當(dāng)BOG壓縮機(jī)不運(yùn)行時(shí)，以“自由流動(dòng)模式”處理汽化氣BOG。從機(jī)械上講，燃燒器懸浮在燃燒室中，以便在熱膨脹時(shí)提供一定的靈活性。

燃燒器周圍的燃燒室在內(nèi)部被來自風(fēng)扇的一層新風(fēng)冷卻，在外部被來自外部的二次氣流冷卻，二次氣流通過煙囪底座的開口并被主氣流吸入(文丘里Ventury)效應(yīng)。二次風(fēng)從外面吹來，通過燃燒室外殼的一組大百葉，然后，通過排氣煙囪的底部和燃燒器甲板之間的空間。

根據(jù)船級(jí)社要求，燃燒室配備了一套高能電氣點(diǎn)火器和自檢火焰探測器，以及一套兩個(gè)溫度傳感器，監(jiān)測煙囪出口的排氣熱氣體溫度。這兩個(gè)傳感器可以從外殼的頂部甲板上進(jìn)行維護(hù)。

控制流向燃燒器的氣流的氣體閥系位于燃燒器甲板上。其主要組成部分包括：

-一種氣體流量調(diào)節(jié)閥，其開啟由船舶自動(dòng)系統(tǒng)直接驅(qū)動(dòng)，以處理船舶發(fā)動(dòng)機(jī)不使用的多余汽化氣BOG；

-自動(dòng)關(guān)閉閥，一旦不再需要燃燒BOG就會(huì)關(guān)閉氣流；

-手動(dòng)隔離閥，允許維護(hù)操作；

-一套溫度和壓力指示器和傳感器來監(jiān)測BOG入口條件

軸向風(fēng)扇是由一個(gè)變速電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的，并安裝在一組車輪上，該車輪運(yùn)行在固定在GCU甲板上的一對(duì)軌道上。葉輪直徑與燃燒室下開口相同，可帶來兩個(gè)好處：

-由于葉輪和燃燒室之間沒有限制，風(fēng)機(jī)效率高；

-氣流均勻地沿整個(gè)燃燒器區(qū)域均勻分布。

GCU甲板上的一個(gè)圓形開口允許風(fēng)扇通過一個(gè)大的橫截面風(fēng)道直接從外部吸入新鮮空氣，以減少壓力降。風(fēng)扇和燃燒室之間的密封性由柔性橡膠密封件提供。

為了降低功耗和噪音，風(fēng)扇葉輪直接由一個(gè)變速電機(jī)以低速驅(qū)動(dòng)。葉輪采用輕復(fù)合結(jié)構(gòu)，以減少慣性，并允許快速啟動(dòng)瞬態(tài)從備用模式到全功率操作。

根據(jù)船級(jí)社要求，提供一個(gè)備用風(fēng)扇，當(dāng)風(fēng)扇運(yùn)行失敗時(shí)，可用燃燒室前的電動(dòng)機(jī)構(gòu)滑動(dòng)進(jìn)行更換。

風(fēng)扇甲板還可容納：

-一個(gè)控制指揮平臺(tái)，機(jī)組人員可以從那里通過一個(gè)人孔進(jìn)入燃燒室的內(nèi)部。該人孔配有一個(gè)端口孔，使機(jī)組人員可以從同一位置監(jiān)控GCU C&C機(jī)柜，并目視檢查燃燒器和風(fēng)扇的運(yùn)行情況。該平臺(tái)還提供了點(diǎn)火器和火焰探測器的維護(hù)通道；

-一個(gè)備用電機(jī)風(fēng)扇電機(jī)；

-電機(jī)風(fēng)扇電源機(jī)柜。

一個(gè)控制指揮平臺(tái)，機(jī)組人員可以從那里通過一個(gè)人孔進(jìn)入燃燒室的內(nèi)部。這個(gè)檢修孔配有一個(gè)孔孔，所以工作人員可以從相同的位置。

為了便于容易和安全的對(duì)燃燒器的燃燒室進(jìn)行維護(hù)操作，可以在備用風(fēng)扇上安裝一個(gè)可拆卸的柵網(wǎng)平臺(tái)。一旦完成，這個(gè)風(fēng)扇可以側(cè)滑到燃燒室下面。機(jī)組人員可以通過燃燒室人孔進(jìn)入該平臺(tái)并進(jìn)行維護(hù)。

通過這種方法，避免了在GCU運(yùn)行時(shí)，一個(gè)永久平臺(tái)將產(chǎn)生的壓降。

燃燒和稀釋空氣通過一個(gè)大的進(jìn)氣口直接從外部進(jìn)入風(fēng)扇，這是船后外殼結(jié)構(gòu)的一部分。這種空氣也可以容納一個(gè)備用的風(fēng)扇葉輪。

對(duì)于船廠的益處

ECOFLARE比以前的GCU設(shè)計(jì)更緊湊LE了30%。這減少了周圍的鋼結(jié)構(gòu)工作，以容納GCU，并允許安裝這個(gè)單元在機(jī)艙排氣模塊的最頂部，與主發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管平行。這使得GCU下面有額外的空間可以安裝其他設(shè)備，如應(yīng)急發(fā)電機(jī)、應(yīng)急泡沫系統(tǒng)等。

船廠的一個(gè)主要的額外節(jié)省是大大減少了部件數(shù)量（通常比以前的設(shè)計(jì)少兩到三倍），減少了安裝工作量和進(jìn)度。

對(duì)于船廠的另一個(gè)好處是減少了專門用于GCU安裝的甲板部件的數(shù)量和空間。對(duì)于ECOFLARE，需要一個(gè)單獨(dú)的房間，來容納電機(jī)風(fēng)扇，并容納控制命令及電源機(jī)柜。

對(duì)于船東的益處

對(duì)船東來說，ECOFLARE帶來了幾個(gè)主要的好處。首先，當(dāng)GCU沒有燃燒任何氣體，可降低電機(jī)的功耗，通常電機(jī)必須在幾秒鐘內(nèi)完成時(shí)，它才能準(zhǔn)備就緒。在這種模式下，變速電機(jī)風(fēng)扇以非常低的速度運(yùn)行，通常是其最大速度的10%，這意味著可以忽略的功消耗（通常比以前設(shè)計(jì)的功率少0倍）和噪音。如果需要燃燒多余的BOG出現(xiàn)，由于葉輪的慣性低，從備用到全容量模式，可以在幾秒鐘內(nèi)完成。

此外，ECOFLARE在維護(hù)成本方面具有優(yōu)越的好處：部件數(shù)量非常有限，使用全靜態(tài)燃燒器和直接驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇電機(jī)（不更換電機(jī)風(fēng)扇皮帶）減少了相應(yīng)的維護(hù)活動(dòng)。

對(duì)于船員來說，ECOFLARE，除了更少的維護(hù)，意味著更低的噪音，因?yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)低壓降低了電機(jī)風(fēng)扇運(yùn)行，電機(jī)風(fēng)扇運(yùn)行相比以前的設(shè)計(jì)可以在更低的速度和較低的輸入功率。

LNG燃料船的ECOFLARE

對(duì)于需要較少BOG處理能力的液化天然氣燃料船舶，可以相應(yīng)地縮小ECOFLARE尺寸，允許在主機(jī)排氣空間上部內(nèi)實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)安裝。