隨著低運費和高燃油成本的壓力日益增加,如何大幅減少油耗、成本和排放這個問題,目前困擾著許多船主。在M/VBoreSea號船上,配備丹佛斯VACON?交流變頻器的軸帶發電機是提高能效的關鍵之一。自2013年1月起,國際海事組織(IMO)規定所有超過400GT的船舶必須具備船舶能效系統船舶能效管理計劃(SEEMP)包含提高效率,從而降低燃料消耗和二氧化碳排放的措施。為滿足該要求,M/VBoreSea(一艘目前運輸Airbus部件的RoFlex?滾裝船)采用了多項先進的技術解決方案。WETechSolutionsOy(以下簡稱“WETech”)基于VACON?交流變頻器技術,開發了一種優化主推進裝置的解決方案,以大幅提高能效。
變頻軸帶發電機
軸帶發電機連接到主發動機軸,速度隨發動機轉速而變化。由于船舶電網的恒壓恒頻要求,發動機轉速不能更改。這限制了發動機轉速的任何變化,從而限制了傳統配置的效率。
WETech開發的解決方案在軸帶發電機與船舶電網之間使用了丹佛斯VACON?交流變頻器技術。這允許主發動機轉速發生大幅變化,同時仍然以恒定的電壓和頻率向船舶電網提供電力。這樣能優化主發動機的效率并節省燃料成本。WEDrive?解決方案可用于提高任何配備直接驅動推進裝置和軸帶發電機系統(也稱為動力輸出(PTO)系統)的船舶的能效。
采用交流驅動技術的軸帶發電機能在海上動態運輸條件下,使用船舶電網的電力來大幅度提高主發動機的主推進力。該功能被稱為PTI(功率輸入)。
帶丹佛斯VACON?交流驅動技術的軸帶發電機特點:
軸帶發電機頻率和電壓變化30%時,仍然保持船舶電網中的額定電壓(VAC)和頻率(Hz)不變
優化的軸帶發電機PTO(功率輸出)或PTI(功率輸入)運行
軸帶發電機和輔助發電機組之間的連續并聯運行
通過在組合器模式(即結合螺旋槳的可變轉速和可變螺距)下運行來優化推進系統。
更高的能效帶來環境效益
配備丹佛斯VACON?交流變頻器的軸帶發電機可提供以下優勢
船速較大的變化范圍內,螺旋槳和主發動機將在其最佳工作點附近運行,從而提高效率并顯著降低油耗。
降低螺旋槳轉速可以提高螺旋槳效率,從而進一步降低燃料消耗,減少對環境有害的排放。
通過丹佛斯VACON?交流變頻器保持軸帶發電機的額定電壓和頻率輸出可節省大量成本,因為無需輔助發電機
“我們對M/VBoreSea上使用的各種技術解決方案實現的更高能效感到非常滿意,”Bore公司的海運管理副總裁J?rgenMansnerus說到。
“在基準測試期間,我們看到M/VBoreSea每年的常規燃料消耗約為5,600噸。數據分析驗證了WETech提供的帶丹佛斯VACON?交流變頻器的軸帶發電機可節省約10%的燃料成本,相當于550-600噸。鑒于燃料成本約為每噸500歐元,每年節省的成本十分可觀,而且二氧化碳排放量也減少了大約2,000噸,”Mansnerus總結道。
丹佛斯VACON?GridConverter
除了有源前端(AFE)和逆變器等標準丹佛斯VACON?變頻器組件外,M/VBoreSea上使用的WEDrive?解決方案中的主要模塊是VACON?NXP電網變流器。
VACON?NXP電網變流器由VACON?AFE單元、船舶電網上的LCL濾波器以及專用軟件組成。集成了AFE/逆變器與VACON?NXP電網變流器的套件被安裝在軸帶發電機和船舶電網之間。如圖所示,通過兩個輔助發電機和軸帶發電機的幫助,為重載耗電設備提供恒壓恒頻的電力。
M/V Bore Sea上的軸帶發電機的主要原理。丹佛斯VACON?有源前端(AFE)單元和船舶電網上的LCL濾波器(以及專用軟件)一同構成了VACON?NXP電網變流器。
隨著發動機轉速變化,軸帶發電機電壓和頻率也隨之變化。AFE/INU硬件為電網變流器保持恒定的直流電壓。丹佛斯VACON?NXP電網變流器可提供符合船舶電網要求的電壓和頻率,并使其與網絡保持同步。VACON?NXP電網變流器與輔助發電機和電源管理系統一起具有:
頻率下降的功率平衡
自動電壓調節
在發電機失磁、短路情況下保護自身和耗電設備
無功補償
功率限制
短時過載情況
并網變流器與電源管理系統一起還允許電力雙向流動-從軸帶發電機到船舶電網(PTO)。