формула энергоэффективности судна

формула энергоэффективности судна Энергоэффективность

Значения коэффициентов для функции базовой линии

Предотвращение загрязнения морской среды

Оборудование судна по предотвращению загрязнения

В данном подразделе приводится перечень оборудования по предотвращению загрязнения, имеющегося на судне-прототипе. По каждому агрегату (или системе) указываются: тип, марка, месторасположение на судне, основные параметры и т.

Расчет конструктивного коэффициента энергетической эффективности (ККЭЭ) судна

Снижение эмиссии парниковых газов

Поправка к Приложению VI МАРПОЛ по техническим мерам сокращение выбросов парниковых газов с судов в соответствии с Резолюцией ИМО МЕРС. 2003(62) вступили в силу 01 января 2013 г.

Они выдвигают два основных требования:

Для каждого нового суда валовой вместимостью более 400 рег. Должны быть определены Требуемый и Достигнутый конструктивный коэффициент энергоэффективности (EEDI).

На каждом новом или существующем судне валовой вместимостью 400 и более рег. должен иметься и выполняться Судовой план управления энергоэффективностью судна (SEEMP).

Новым судном считается судно, контракт на постройку которого подписан 01 января 2013 г. Или после этой даты; или киль которого заложен не ранее 01 июля 2013 г. ; поставка которого осуществляется на или после 01 июля 2015 г.

1 Требуемый коэффициент энергоэффективности (EEDI)

Требуемый коэффициент энергоэффективности (EEDI) – это максимальная величина достигнутого конструктивного коэффициента энергоэффективности, допускаемая Правилом 21 Приложения VI в зависимости от типа и размера судна.

Требуемый EDDI = (1-X/100)·(величина базовой линии),

где X – уменьшающий фактор, определяемый из табл

Тип судна
Дедвейт
Фаза 0 01 янв. 2013 – 31 дек. 2014
Фаза 1 01 янв. 2015 – 31 дек. 2019
Фаза 2 01 янв. 2020 – 31 дек. 2024
Фаза 3 01 янв. 2025 и далее

Балкер
20 000 DWT выше

10 000 – 20 000 DWT
н/а
0-10*
0-20*
0-30*
Газовоз
10 000 DWT выше

2 000 – 10 000 DWT
н/а
0-10*
0-20*
0-30*
Танкер
20 000 DWT выше

4 000 – 20 000 DWT
н/а
0-10*
0-20*
0-30*
Контейне-ровоз
25 000 DWT выше

10 000 – 15 000 DWT
н/а
0-10*
0-20*
0-30*
Генруз
15 000 DWT выше

3 000 – 15 000 DWT
н/а
0-10*
0-15*
0-30*
Рефрижи-ратор
5 000 DWT выше

3 000 – 5 000 DWT
н/а
0-10*
0-15*
0-30*
Комби-
Нирован-ное судно
20 000 DWT выше

4 000 – 20 000 DWT
н/а
0-10*
0-20*
0-30*

* — значение Х определяется при помощи линейной интерполяции по двум значениям дедвейта. Нижнее значение Х применяется к наименьшему значению дедвейта судна.

Значение базовой линии является функцией от дедвейта судна:

Базовая линия = a · b – c

где a и c –постоянные величины, определяемые в соответствии с табл. 2; b – дедвейт судна

Значения коэффициентов для функции базовой линии

2 Достигнутый EEDI

Достигнутый EEDI должен определяться в соответствии с пересмотренными «Руководством ИМО по методу расчета Конструктивного коэффициента энергетической эффективности для новых судов, 2012», приведенной в резолюции МЕРС. 212 (63) по формуле

где )

где capacity – дедвейт DWT для судна типов других, чем пассажирские суда и суда RO-RO. Для пассажирских судов вместимостью должна определяться как валовая вместимость GT. Для контейнеровозов capacity принимается как 70% DWT при расчете достигнутого EEDI и должна приниматься 100% DWT при расчете требуемого EEDI; SFC – удельный эффективный расход топлива главного двигателя, г/(кВт*ч): – удельный эффективный расход топлива вспомогательного двигателя, г/(кВт*ч); CF — безразмерный коэффициент между расходом топлива в двигателе (г) и выбросами (г), определенными по содержанию углерода C в конкретном топливе –коэффициент мощности каждого главного двигателя, равный 0,75 от его номинальной мощности за вычетом мощности ,потребляемой валогенератором (в случае его наличия), при наличии валогенератора равен 0,75 номинальной электрической выходной мощности каждого валогенератора

где — коэффициент, равен 0,75 номинальной мощности, потребляемый каждым гребным электромотором, деленной на средневзвешанный КПД генераторов;

– показатель требуемой мощности вспомогательных двигателей при нормальной максимальной нагрузке судовой электростанции в морском режиме;

— показатель сокращения электрической энергии за счет использования энергоэффективных технологий (использования теплоты отработавших газов двигателей);

–показатель сокращения мощности главного двигателя за счет применения эффективных инновационных технологий в пропульсивной установке, влияющих на движение судна, при 75% мощности главного двигателя;

– фактор вместимости судна, учитывающий необходимость выполнения требований, которые применяются для судов ледового класса;

– корректирующий фактор, учитывающий специфическую конструкцию элементов судов, например, судов ледового класса;

Читайте также:  В какой срок энергоэффективность повышается

– безразмерный коэффициент, учитывающий снижение скорости при характерных неблагоприятных состояниях моря в зависимости от высоты и периода волны, а также скорости ветра;

— коэффициент доступности каждой инновационной технологии;

–скорость судна, измеренная на глубокой волне с учетом соответствующей вместимости (дедвейт DWT/валовая вместимость GT в зависимости от типа судна) в соответствии с вышеуказанным руководством, уз.

Величина коэффициента CF приведена в табл

Поиск по сайту

РАСЧЕТ УДЕЛЬНОГО РАСХОДА ТОПЛИВА ГЛАВНОГО ДВИГАТЕЛЯ ПРИ РЕФЕРЕНТНОЙ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ СУДНА

Показатели главных двигателей на долевых режимах определяем с помощью зависимостей:

— эффективный КПД на режиме

— удельный расход топлива на режиме

Расчет производим в табличной форме (табл. В таблице 3 приведен пример расчета для двигателя 6ЧРН30/38.

Таблица 3 – Расчет параметров главных двигателей по винтовой характеристике

Наименование параметра, единица измерения
Численное значение
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Марка дизеля
6ЧРН30/38
Номинальная эффективная мощность Рен, кВт

Ном. частота вращения коленчатого вала nе, мин-1

Удельный эф. расход топлива ge, кг/(кВт×ч) (см. прим. 2)
0,204
Низшая уд. теплота сгорания топлива Qн, кДж/кг

Механический КПД на номинальном режиме h
0,92
РАСЧЕТНЫЕ ДАННЫЕ
Доля ном. частоты вращения коленчатого вала

0,9
0,8
0,6
0,4
0,3
Дол. частота вращения коленчатого вала n, мин-1

337,5
281,25

112,5
Адаптивная поправка к КПД Dh

0,05
0,065
0,075
0,105
0,15
Эффективный КПД на режиме hд
0,413
0,430
0,429
0,422
0,408
0,401
Удельный эф. расход топлива geд, кг/(кВт×ч)
0,204
0,196
0,197
0,200
0,207
0,211

По результатам расчетов строим графики изменения показателей главных двигателей при их работе по винтовой характеристике, рис.

По графику на рис. 3 находим режим работы двигателей при 75% от номинальной мощности с определенной в предыдущей главе частотой вращения 341 об/мин. Для этого режима определяем значение удельного эффективного расхода топлива geд = 0,1964 кг/(кВт∙ч), которое будет использовано ниже для расчета конструктивного коэффициента энергетической эффективности судна EEDI.

Примечание 2. Удельный эффективный расход топлива следует принимать по справочным данным (см. приложение 1-3) или данным фирмы-производителя. Если данных для двигателя нет, то согласно рекомендациям Руководства по методу расчета EEDI (Energy Efficiency Design Index), вступившее в силу с 01. 2013 (MEPC. 212(63)) можно принимать для главных двигателей geд=0,190 кг/(кВт∙ч).

формула энергоэффективности судна

Рисунок 3 – Изменение параметров главного двигателя при работе по винтовой характеристике

РАСЧЕТ КОНСТРУКТИВНОГО КОЭФФИЦИЕНТА ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ СУДНА

В 2007 году на 56-й сессии Комитета по защите морской среды (КЗМС) были определена основная цельтехнических мер по сокращению выбросов парниковых газов – улучшение энергетической эффективности строящихся судов путем внедрения требований по конструктивному коэффициенту энергетической эффективности (ККЭЭ — EEDI).

где Vref – скорость судна; Capacity – водоизмещение судна (дедвейт DWT); fi, fj, fw – факторы, учитывающие влияние водоизмещения, особенности конструкции и условий волнения и ветра, соответственно; PMEi – расчетная мощность главных двигателей; PAEi – расчетная мощность вспомогательных двигателей; PPTIi, – мощность, равная 75% от расчетной; PWHR – электрическая мощность в результате утилизации тепла главных двигателей; SFCME, SFCAE – удельный эффективный расход топлива главными и вспомогательными двигателями; СFMEi , CFAEi– выбросыCO2 главными и вспомогательными двигателями; feff – коэффициент эффективности инновационных технологий получения энергии; Peff – мощность, развиваемая в результате примененияинновационных технологий получения энергии; Ceff – выбросыCO2 в результате примененияинновационных технологий получения энергии.

Для судов без ледового усиления, без валогенератора и без гибридной установки формула приобретает более простой вид:

В данной формуле CF соответствует топливу, используемому на судне, причем принимается, что главные и вспомогательные двигатели работают на одном сорте топлива. Значение CF определяется по табл.

SFCFME – удельный эффективный расход топлива главными двигателями найден в разделе 4 и подставляется в г/(кВт∙ч);

SFCAE – удельный эффективный расход топлива вспомогательными двигателями находится по справочным данным или из приложений 1 и 2 и подставляется в г/(кВт∙ч), если данные по вспомогательным двигателям не найдены, то, согласно рекомендациям MEPC. 212(63), можно принимать SFCAE = 215 г/(кВт∙ч);

N – число главных двигателей;

РМЕ – мощность главного двигателя, равная 75% от приведенной в справочнике при описании судна.

В качестве РАЕ можно принять мощность, определенную для ходового режима из таблицы нагрузок электростанции. В случае отсутствия таких данных принимается равной мощности всех дизель-генераторов за вычетом одного (находящегося на ходу в резерве).

Скорость судна Vref определяется по результатам расчета буксировочного сопротивления (рис. 1) для режима мощности главного двигателя, равном 75% от номинала (показана зеленой линией). Скорость при подстановке в формулу (9) переводится из км/ч в узлы.

Читайте также:  Класс энергоэффективности картинки

Таблица 4 – Значения величины CF для разных типов топлива

Тип топлива
Ссылка
Содержание углерода
СF,
г СО2 /
г топлива
1. Дизельное/ Газойль
ИСО 8217
0,8744
3,206
2. Легкое жидкое топливо (ЛЖТ — LFO)
ИСО 8217
0,8594
3,151
3. Тяжелое жидкое топливо (ТЖТ — НFO)
ИСО 8217
0,8493
3,114
4. Сжиженный нефтяной газ (СНГ — LPG)
Пропан
0,8182
3,000
Бутан
0,8264
3,030
5. Сжиженный природный газ (СПГ — LNG)
 
0,7500
2,750
6. Метанол
 
0,3750
1,375
7. Этанол
 
0,5217
1,913

Полученное по формуле (9) значение ЕЕDI сравнивается с базовой кривой. Согласно MEPC. 203(62) принята базовая кривая допустимых значений EEDI для грузовых судов

где a и с – постоянные величины, зависящие от типа судна (таблица 5).

Полученные результаты отображаются графически, как показано для примера на рис.

Вопрос: к какому классу судов отнести шаланду в таблице 4 для определения значений a,b,c?

Ответ. Судно для генгруза.

Вопрос: что такое DWT судна и откуда берётся его значение?

Ответ. DWT — дедвейт судна, берется из описания судна из справочника.

Вопрос: рассчитав referencelinevalue, как отметить полученное значение на графике сравнения значения EEDI судна с базовой кривой? Ось Y – полученное значение EEDI из формулы 9, а полученное значение referenceline – ось X?

Ответ. По оси Х откладывается дедвейт судна. Расчет базовой линии проведите в диапазоне от 100 до 5000 т. Этого хватит, чтобы точка для Вашего судна попала в этот диапазон. Проблема еще в том, что Вы скорость при снижении мощности до 75% должны снимать с графика на рис. 1, а не определять по формуле (8), т. в ней Вы не знаете буксировочное сопротивление. Поэтому находите на рис. 1 на кривой мощности значение 423,7 кВт и спускаетесь от нее вниз к оси скорости. Эту скорость переводите из км/ч в узлы и используете далее при расчете ЕЕDI. Полученная точка не обязательно должна совпадать в референтной линией на рис. Она может быть и выше (что более вероятно) или ниже.

Таблица 5 – Значения постоянных величин для расчета базовой кривой

Тип судна
a
b
c
Балкер
961. 79
DWT судна
0. 477
Газовоз
1120. 00
DWT судна
0. 456
Танкер
1218. 80
DWT судна
0. 488
Контейнеровоз
174. 22
DWT судна
0. 201
Судно для генгруза
107. 48
DWT судна
0. 216
Рефрижератор
227. 01
DWT судна
0. 244
Комбинированное судно
1219. 00
DWT судна
0. 488

формула энергоэффективности судна

Рисунок 4 – Пример сравнения значения EEDI судна проекта 621 с базовой кривой

Потом следуют выводы по работе в целом. В них проводится анализ судна и его СЭУ с точки зрения соответствия требованиям MEPC. 212(63) и MEPC 66/21/Add 1 Annex 5 к ККЭЭ и намечаются пути к его уменьшению.

  • www.russrivership.ru.
  • MEPC.212(63). Руководство по методу расчета EEDI Energy Efficiency Design Index (конструктивный коэффициент энергетической эффективности — ККЭЭ).

Международная морская организация (International Maritime Organization, IMO) приняла решение ввести с 1 января 2013 года систему измерения энергоэффективности судов. Как говорится в сообщении IMO, соответствующие изменения конвенции МАРПОЛ были одобрены комитетом по защите морской среды организации 15 июля 2011 года. Требования будут распространяться на все суда международного плавания вместимостью более 400 тонн. Для новых судов будет рассчитываться индекс энергоэффективности проекта. Кроме того, для всех судов потребуется разработать отдельный документ — судовой План энергоэффективности.

Требования к энергоэффективности новых судов в части соответствия ими конструктивному коэффициенту энергоэффективности изложены в соответствующей методике IMO. Как пояснил информационному порталу «Российское судоходство» заведующий лабораторией «Экологическая безопасность морского транспорта» ЗАО «ЦНИИМФ» Геннадий Семанов, коэффициент учитывает не только мощность силовой судовой установки, но и обводы корпуса, водоизмещение и грузоподъемность корпуса, скорость судна. Эти требования, отметил Семанов, должны быть учтены проектировщиками новых судов. Контроль за применением данного требования международной конвенции возьмут на себя классификационные общества.

Судовой План энергоэффективности судна станет дополнительным требованием конвенции. Не исключено, что это требование не будет распространяться на суда, введенные в эксплуатацию до 2013 года, однако окончательно это не прописано в имеющемся на сайте IMO сообщении. Методики составления такого плана тоже пока нет. Как предполагает Семанов, она будет подготовлена IMO ближе к февралю 2012 года. Судовладельцы будут обязаны подготовить все Планы по данной методике. Как полагает собеседник «Российского судоходства», срок разработки такого документа не займет более одного-двух месяцев. «Новый План энергоэффективности судна по трудоемкости можно сравнить с судовым Планом готовности к нефтеразливам (СОПЕБ)», — добавил он.

Читайте также:  Андрей Богатенков. Что меняется для бюджетных учреждений в сфере энергоэффективности с принятием постановления №1289?

Новые требования IMO распространяются на морские суда и суда «река-море» плавания, которые совершают рейсы за пределы территориальных вод. Однако, на заседании комитета IMO в новые правила была внесена оговорка: любая администрация флага может дать своим судам исключение из данного правила. Но при этом в тех странах, где система энергоэффективности судов действует безоговорочно, такой флот окажется «вне закона» как неконвенционный.

В России в настоящее время рассматривается возможность распространения требования к энергоэффективности новых судов и на внутренний речной флот. По словам Семанова, ЦНИИМФ готовит соответствующие предложения в Министерство транспорта Российской Федерации.

Немного иронии

Регулирующие органы и другие заинтересованные стороны в морской отрасли активизируют свои усилия по сокращению выбросов парниковых газов (ПГ) от судоходства. ИМО, как международный регулирующий орган, в 2018 году разработала Стратегию сокращения выбросов парниковых газов. Одна из целей – добиться снижения выбросов на 40% к 2030 году по сравнению с уровнем 2008 года. Цель состоит в том, чтобы сократить выбросы парниковых газов за счет повышения энергоэффективности судов, а также внедрения новых технологий и топлива с низким или нулевым содержанием углерода (конечно это звучит странно учитывая, что энергия вырабатывается в основном окислением углерода или в небольшом объеме — водорода). В июне 2021 года ИМО приняла новые обширные правила по выбросам CO2, применимые к существующим судам. Индекс энергоэффективности существующих судов (EEXI), относящийся к технической эффективности судов, рейтинговая схема показателя углеродоемкости (CII), касающаяся эксплуатационной эффективности, и усовершенствованный план управления энергоэффективностью судов (SEEMP), касающийся системы управления.

Теперь для расчета судовых рейсов потребуется не только следить за портами, ставками фрахта, наличием груза и торговаться с владельцами судов и/или грузов, но И (!) заботиться о будущем планеты, прямо «здесь и сейчас» не отходя от компьютера и не отвлекаясь на чашку кофе. Предполагается, что ответственный фрахтовый менеджер и его друг оператор судового рейса, будут внимательно следить за расчетом выбросов парниковых газов пароходом. И, в случае, превышения сигнализировать об этом и всячески прекращать неэффективную деятельность коммерческого флота, чтобы дети учились и дальше.

Более серьезно

CII (Carbon Intensity Indicator) — Базовый CII рассчитывается как выбросы CO2 в расчете на грузоподъемность и морскую милю. Расчет CII будет дополнительно улучшен с помощью поправочных коэффициентов в отдельном руководстве, которое будет разработано в следующем году.

В настоящее время использование фактического перевезенного груза вместо грузоподъемности (т. EEOI- energy efficiency operational indicator) может указываться только на добровольной основе, а не для целей рейтинга CII.

EEOI — или годовой расход топлива, разделенный на транспортную работу, можно рассматривать как среднегодовая углеродоемкость судна в его реальном рабочем состоянии с учетом осадки, загрузки мощностей, пройденное расстояние и влияниеи зноса корпуса и механизмов и погодных условий. Несмотря на то, что EEOI упоминается как индикатор энергоэффективности, технически более точно называть EEOI мерой углеродоемкости, так как единицы измерения выражены в г СО2/морскую милю

Начиная с 1 января 2023 года, судовладельцы должны будут документировать достигнутый годовой CII и сверять его с требуемым годовым CII для определения эксплуатационного рейтинга углеродоемкости своего судна.

Суда получат рейтинг A, B, C, D или E, указывающий на существенное превосходство, незначительное превосходство, среднее, незначительное понижение или понижение уровня выбросов для судна.

Судно, имеющее рейтинг D в течение трех (3) лет подряд или рейтинг E, должно будет разработать план корректирующих действий (Ship Energy Efficiency Management Plan — SEEMP) Правило 5. 5 Приложения VI к марпол требует от Администраций обеспечения того, чтобы План управления энергоэффективностью судов (SEEMP) был разработан для судов валовой вместимостью 5000 тонн и более соответствовал Правилу 22. 2 Приложения VI к марпол.

План предусматривает 2 части: программную — расчет индикаторов при расчете рейса и хранение параметров выполненных рейсов (топливо, расстояние, работа в грузу/ в балласте) и технические раоты (корпус, двигатель и т.

С нашей стороны КИМС Река -Море мы планируем внести функционал, который при расчете рейса покажет отклонения от плана, соответсвенно использование функционала будет доступно на справочном портале.

Оцените статью
GISEE.ru - Официальный сайт
Добавить комментарий