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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)用到整個整個Color Line ROPAX船隊，以及提供給挪威西海岸的Hurtigruten和Havila ROPAX船隊。PLUG的主要設(shè)計特點是，它是世界上第一個完全“放手(hands off )”的岸電連接解決方案，提供了一個安全、有效的替代基于手動連接器的解決方案。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自動鉤，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，簡單的機(jī)械操作就使電源交換觸點對準(zhǔn)，當(dāng)鏈條進(jìn)一步升起時，建立連接。通過這種自配對/去配對的專利連接器技術(shù)，避免了直接處理連接器和電纜，操作可以由一個機(jī)組人員在幾分鐘內(nèi)完成。除了在安全和運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期，值得指出的是，這項技術(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長所造成主付機(jī)的無畏的燃料消耗和噪音對人身潛在安全的影響。無論船舶靠港停留時間長短均可快速對接安裝使用。

PLUG的應(yīng)用對象主要是傳統(tǒng)、混合動力或電力推進(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，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，而不是3到4噸/小時，因為液化天然氣罐的尺寸要小得多;

-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)計特點；

--ECOFLARE對于船廠的效益；

--ECOFLARE對于船東的效益；

--ECOFLARE對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)運行時由金屬燃燒室保護(hù)，在兩側(cè)主動冷卻，避免了對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，同時創(chuàng)新的滑動系統(tǒng)提供了備份能力，符合船級社的要求。

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)計為有超過1 - 10的調(diào)節(jié)，同時提供一個低的氣體壓降，當(dāng)BOG壓縮機(jī)不運行時，以“自由流動模式”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)船級社要求，燃燒室配備了一套高能電氣點火器和自檢火焰探測器，以及一套兩個溫度傳感器，監(jiān)測煙囪出口的排氣熱氣體溫度。這兩個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，其開啟由船舶自動系統(tǒng)直接驅(qū)動，以處理船舶發(fā)動機(jī)不使用的多余汽化氣BOG；

-自動關(guān)閉閥，一旦不再需要燃燒BOG就會關(guān)閉氣流；

-手動隔離閥，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)扇是由一個變速電機(jī)直接驅(qū)動的，并安裝在一組車輪上，該車輪運行在固定在GCU甲板上的一對軌道上。葉輪直徑與燃燒室下開口相同，可帶來兩個好處：

-由于葉輪和燃燒室之間沒有限制，風(fēng)機(jī)效率高；

-氣流均勻地沿整個燃燒器區(qū)域均勻分布。

GCU甲板上的一個圓形開口允許風(fēng)扇通過一個大的橫截面風(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)扇葉輪直接由一個變速電機(jī)以低速驅(qū)動。葉輪采用輕復(fù)合結(jié)構(gòu)，以減少慣性，并允許快速啟動瞬態(tài)從備用模式到全功率操作。

根據(jù)船級社要求，提供一個備用風(fēng)扇，當(dāng)風(fēng)扇運行失敗時，可用燃燒室前的電動機(jī)構(gòu)滑動進(jìn)行更換。

風(fēng)扇甲板還可容納：

-一個控制指揮平臺，機(jī)組人員可以從那里通過一個人孔進(jìn)入燃燒室的內(nèi)部。該人孔配有一個端口孔，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)扇的運行情況。該平臺還提供了點火器和火焰探測器的維護(hù)通道；

-一個備用電機(jī)風(fēng)扇電機(jī)；

-電機(jī)風(fēng)扇電源機(jī)柜。

一個控制指揮平臺，機(jī)組人員可以從那里通過一個人孔進(jìn)入燃燒室的內(nèi)部。這個檢修孔配有一個孔孔，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)扇上安裝一個可拆卸的柵網(wǎng)平臺。一旦完成，這個風(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)入該平臺并進(jìn)行維護(hù)。

通過這種方法，避免了在GCU運行時，一個永久平臺將產(chǎn)生的壓降。

燃燒和稀釋空氣通過一個大的進(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備用的風(fēng)扇葉輪。

對于船廠的益處

ECOFLARE比以前的GCU設(shè)計更緊湊LE了30%。這減少了周圍的鋼結(jié)構(gòu)工作，以容納GCU，并允許安裝這個單元在機(jī)艙排氣模塊的最頂部，與主發(fā)動機(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)計少兩到三倍），減少了安裝工作量和進(jìn)度。

對于船廠的另一個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。對于ECOFLARE，需要一個單獨的房間，來容納電機(jī)風(fēng)扇，并容納控制命令及電源機(jī)柜。

對于船東的益處

對船東來說，ECOFLARE帶來了幾個主要的好處。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，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。

對于船員來說，ECOFLARE，除了更少的維護(hù)，意味著更低的噪音，因為整個系統(tǒng)低壓降低了電機(jī)風(fēng)扇運行，電機(jī)風(fēng)扇運行相比以前的設(shè)計可以在更低的速度和較低的輸入功率。

LNG燃料船的ECOFLARE

對于需要較少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)實現(xiàn)整個系統(tǒng)安裝。