新船需求的下降使液貨船建造廠(chǎng)有機(jī)會(huì)更新它們的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)和采用更環(huán)保、更高能效的液貨泵送系統(tǒng)。
尺度大于巴拿馬型船的液貨船通常有安裝在位于機(jī)艙和液貨艙之間專(zhuān)用艙室內(nèi)的液貨泵。較小的液貨船傾向于每只液貨艙安裝1臺(tái)專(zhuān)用液貨泵。這些泵可以由潛水液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng),或由安裝在上甲板的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)(所謂的深井泵布置方式)。
挪威Frank Mohn AS(Framo)公司與各大化學(xué)品運(yùn)輸船運(yùn)營(yíng)商緊密合作開(kāi)發(fā)了在每個(gè)液貨艙設(shè)置l臺(tái)液壓驅(qū)動(dòng)的潛水液貨泵的配置,很受歡迎。這種型式的優(yōu)點(diǎn)是液壓馬達(dá)可變速控制,不會(huì)出現(xiàn)過(guò)載。
但是,船級(jí)社認(rèn)可的、可以安全地安裝在甲板上的****電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制的改善和不斷提高的可用性使得電驅(qū)動(dòng)的深井泵成為現(xiàn)代化船舶液貨裝卸的一種現(xiàn)實(shí)選擇。由于離心泵是已被認(rèn)可的船用產(chǎn)品,那么電動(dòng)機(jī)控制技術(shù)的優(yōu)化就成了近來(lái)的研發(fā)重點(diǎn)。
5家公司現(xiàn)在掌控了船東要求每一液貨艙使用一臺(tái)專(zhuān)用液貨泵的市場(chǎng)。STX Enpaco公司和Framo公司制造液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)潛水泵,Hamworthy公司、Pres-Vac公司和Marflex公司提供電驅(qū)動(dòng)深井泵。
在造船業(yè)繁榮時(shí)期,標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)和批量生產(chǎn)一直是亞洲船廠(chǎng)的主流。這些船廠(chǎng)手持飽滿(mǎn)訂單以不斷改進(jìn)的技術(shù)快速地建造船舶,它們最不愿意船東提出特殊的要求。這種態(tài)度一直阻礙著電驅(qū)動(dòng)的深井式液貨泵市場(chǎng)份額的擴(kuò)大,Hamworthy的銷(xiāo)售主管如是說(shuō)。但是Hamworthy的CKL電驅(qū)動(dòng)深井泵已被應(yīng)用10年以上,現(xiàn)在有許多這種產(chǎn)品在全世界使用的例子。它被證明的可靠性和市場(chǎng)狀況的變化鼓勵(lì)船廠(chǎng)更開(kāi)放地接受可供選擇的技術(shù)!耙晃淮瑬|成功地勸說(shuō)韓國(guó)一家船廠(chǎng)把它的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)中的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)改成電氣布置是很積極的一步!边@位主管接著說(shuō)。
電動(dòng)泵據(jù)稱(chēng)更容易安裝,更有效,且更容易維護(hù)。然而,盡管某些新船已經(jīng)采用了電驅(qū)動(dòng)的甲板機(jī)械,用于系泊和錨泊,但不是所有的船東都喜歡在甲板上有那么多電動(dòng)設(shè)備。航程較遠(yuǎn)的較大型船舶,要求有額外的電功率容量為液貨裝卸系統(tǒng)提供動(dòng)力,而這些動(dòng)力在海上是冗余的。
Hamworthy迄今已在200多艘船上安裝了2000多臺(tái)變頻器,甚至在那些允許總HD達(dá)10%的較早裝置中,也沒(méi)有能表明這會(huì)產(chǎn)生任何問(wèn)題的證據(jù),F(xiàn)在有各種可用于防止HD的方法,其中沒(méi)有一種方法能夠完全根除HD,但這些方法都能將HD降低到遠(yuǎn)低于各船級(jí)社要求的程度。選擇最有效的方法取決于船舶的特點(diǎn),諸如發(fā)電機(jī)的大小和泵的負(fù)荷。如果有關(guān)的詳細(xì)數(shù)據(jù)是已知的,則可以精確地計(jì)算HD因數(shù)。
設(shè)備制造廠(chǎng)與船廠(chǎng)協(xié)作通常能夠最好地確定哪一種技術(shù)最適當(dāng)。Hamworthy銷(xiāo)售主管說(shuō):“如果設(shè)備制造廠(chǎng)能夠較早地了解新船設(shè)計(jì),它可以按照要求用最合適的設(shè)備做出成本效益最高的一整套方案。”
Hamworthy在德國(guó)的系列新建造船舶上采用的一個(gè)方法是在電路中用了一些變壓器。變壓器能夠起屏蔽作用,把諧波畸變隔離在液貨那一側(cè),從而降低它對(duì)船上電氣系統(tǒng)的影響。采用變壓器的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它能升高電壓,在這種情況可從400V升高到500V,因此可以用較小的電動(dòng)機(jī)。
普遍用于控制離心泵的有源前端(AFE)變頻驅(qū)動(dòng)裝置已經(jīng)作為Hamworthy液貨裝卸系統(tǒng)的一部分安裝在由克羅地亞Brodosplit船廠(chǎng)建造的系列49900dwt Stena P-Max液貨船上。而標(biāo)準(zhǔn)的AC PWM變頻驅(qū)動(dòng)裝置是由1只整流器、DC電路和1只IGBT(隔離柵雙極晶體管)輸出逆變器構(gòu)成。在AFE變頻驅(qū)動(dòng)裝置中,用另一個(gè)IGBT橋路取代輸入整流器,這可大大降低諧波畸變。
在P-Max項(xiàng)目上,一家領(lǐng)先的AC變頻驅(qū)動(dòng)裝置制造廠(chǎng)Vacon首次大規(guī)模地推出一種新的全冗余并聯(lián)AFE概念,它使得從完全獨(dú)立的或公共的各發(fā)電機(jī)電網(wǎng)向公共的DC母線(xiàn)饋電成為可能。這些低諧波的AFE單元是最新的AC變頻驅(qū)動(dòng)技術(shù),因?yàn)樗鼈兛上半娋W(wǎng)中典型的電流和電壓畸變,并允許將發(fā)電機(jī)功率優(yōu)化為等于負(fù)載功率。
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