Опыт создания различных типов энергетических установок морских судов класса «Афрамакс»
Аннотация
В статье представлен анализ опыта применения различных типов энергетических установок на судах класса «Афрамакс». Рассмотрены особенности, преимущества и недостатки паротурбинных, газотурбинных, электрических, традиционных дизельных и комбинированных установок. Особое внимание уделено внедрению многотопливных решений, интеграции технологий утилизации теплоты, электродвижения. Выполнено сравнение перспективных концепций СЭУ на основе комплекса критериев энергоэффективности, экологичности и гибкости. Предложены оптимальные конфигурации СЭУ для основных типов судов класса «Афрамакс». Сформулированы приоритетные направления в контексте трендов декарбонизации флота.
Об авторах
А. А. Иванченко
ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С.О. Макарова»
Россия
Россия
д-р техн. наук, профессор
198035 Россия, Санкт-Петербург, ул. Двинская, 5/7
Г. А. Конев
ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С.О. Макарова»
Россия
Россия
аспирант
198035 Россия, Санкт-Петербург, ул. Двинская, 5/7
Список литературы
1. González C. Evaluating the economic implications of the EU emissions trading system on the energy supply chain through maritime transport / C. González // Journal of Maritime Research. — 2023. — Vol. 20, № 2. — P. 141 — 147.
2. Abed N.Y. Power electronics equipments for all-electric ship power systems / N.Y. Abed // Power Electronics Handbook, 2024. — P. 965 — 975.
3. Nivolianiti E. Energy management of shipboard microgrids integrating energy storage systems: A review / E. Nivolianiti, Y.L. Karnavas, J.F. Charpentier // Renewable and Sustainable Energy Reviews. — 2024. — Vol. 189. — P. 114012.
4. Curran S. The future of ship engines: Renewable fuels and enabling technologies for de-carbonization / S. Curran, A. Onorati, R. Payri, A.K. Agarwal et al. // International Journal of Engine Research, 2024. — Vol. 25, Issue 1. — P. 85 — 110.
5. Жуков В.А. Совершенствование системы топливоподачи двухтопливных судовых дизелей / В.А. Жуков, В.В. Гаврилов, А.Н. Гомбалевский // Транспортное дело России. — 2023. — № 5. — С. 248 — 252.
6. Zhu S. Numerical studies on the flow characteristic of the marine two-stroke engine integrated with the high-pressure exhaust gas recirculation system / S. Zhu, Y. Tang, D. Wang, Sh. Bai et al. // Case Studies in Thermal Engineering. — 2024. — Vol. 53. — P. 103958.
7. Lee K.K., Hochegger W., Schönborn A. Energy-specific greenhouse gas emissions measurements from 2-stroke marine diesel engine using liquefied natural gas / K.K. Lee, W. Hochegger, A. Schönborn // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers. Part M: Journal of Engineering for the Maritime. — 2024. — Vol. 238, № 1. — P. 231 — 247.
8. Shi J. Combined removal experiment of NOx, SO2 and PM from marine diesel exhaust gas with SCR-DryEGCS system / J. Shi, Y. Zhu, J. Yang, Ch. Xia et al. // International Journal of Engine Research. — 2024. — Vol. 25, № 3. — P. 435 — 446.
9. Иванченко А.А. Организация рабочего процесса современных двухтопливных судовых дизелей / А.А. Иванченко, Г.А. Конев, В.Г. Тюргашкин // Сб. трудов НПК ППС ГУМРФ им. адмирала С.О. Макарова. — 2022. — С. 182 — 187.
10. Bayraktar M. Investigation of alternative fuelled marine diesel engines and waste heat recovery system utilization on the oil tanker for upcoming regulations and carbon tax / M. Bayraktar // Ocean Engineering. — 2023. — Vol. 287. — P. 115831.
11. Bottero M. Systems Engineering for Naval Ship Design Evolution / M. Bottero, P. Gualeni // Journal of Marine Engineering. — 2024. — Vol. 12, № 2. — P. 210.
12. Ponte A. Machine Learning-accelerated computational fluid dynamics for naval ship resistance prediction / A. Ponte. — Universitat Politècnica de Catalunya, 2023.
13. Wang Z. Status and prospects in technical standards of hydrogen-powered ships for advancing maritime zero-carbon transformation / Zh. Wang, M. Li, F. Zhao, Y. Ji et al. // International Journal of Hydrogen Energy. — 2024. — Vol. 62. — P. 925 — 946.
14. Papanikolaou A. On parametric modelling, digital siblings and ship design optimization // Ship Technology Research. — 2024. — Vol. 71. — P. 92 — 101.
15. Иванченко А.А. Подходы к совершенствованию судовых энергетических установок / А.А. Иванченко, Г.А. Конев, Г.Л. Ларионов // Эксплуатация морского транспорта. — 2023. — № 3(108). — С. 121 — 138.
16. De Marco C. Life cycle performance assessment of alternative marine fuels for Ro-Pax vessels / C. De Marco, S. Maggi, I. Poli // Energy. — 2021. — Vol. 237. — P. 121549.
17. Aravelli A. FMEA study on the reliability of a marine LNG fuel gas supply system / A. Aravelli, K. Permana, H. Shen // International Journal of Naval Architecture. — 2021. — Vol. 13. — P. 677 — 688.
18. Jin S. A new safety assessment model for the LNG-fueled vessel fuel supply system based on Fuzzy-TOPSIS and Bayesian network / S. Jin, J. Ahn, J. Kim // Journal of Marine Science and Engineering. — 2021. — Vol. 9 (8). — P. 891.
19. Teng W. / W. Teng, G. Wang, Y. Yang. Fault tree analysis of the fire and explosion accidents of fuel bunkering vessels // Journal of Marine Engineering & Technology. — 2021. — Vol. 20 (1). — P. 1-10.
20. MAN ES. Propulsion trends in tankers. URL: https://www.man-es.com/docs/default-source/marine/tools/propulsion-trends-in-tankers_5510-0031-03ppr.pdf (accessed 08.05.2024).
21. Elkafas A. Assessment of alternative marine fuels from environmental, technical, and economic perspectives onboard ultra large container ship / A. Elkafas, M. Rivarolo, A.F. Massardo // International Journal of Maritime Engineering. — 2022. — Vol. 164 (A2). — P. 125 — 134.
22. Zamboni G. Comparative analysis among different alternative fuels for ship propulsion in a well-to-wake perspective / G. Zamboni, F. Scamardella, P. Gualeni, E. Canepa // Heliyon. — 2024. — Vol 10 (4). — e26016.
23. Ryu B.R. Comparative analysis of the thermodynamic performances of solid oxide fuel cell — gas turbine integrated systems for marine vessels using ammonia and hydrogen as fuels / B.R. Ryu, P.A. Duong, H. Kang // International Journal of Ocean Engineering. — 2023. — Vol. 15. — P. 100524.
24. Xu J. Dynamic investigation of the influence of propeller on the vibro-acoustic characteristics of marine propulsion systems / J. Xu, L. Xue, D. Zou, Ch. Jiao et al. // Acta Mechanica Sinica. — 2024. — Vol. 40 (2). P. 523330.
25. Olsen A. Preparing the vessel for Arctic operations // A. Olsen. Ship operations in extreme low temperature environments. Springer, 2024. — P. 85 — 116.
26. Seyam S. Optimization and comparative evaluation of novel marine engines integrated with fuel cells using sustainable fuel choices / S. Seyam, I. Dincer, M. Agelin-Chaab // Energy. — 2024. — P. 131629.
27. Eze V.H.U. Advancements in energy efficiency technologies for thermal systems: A comprehensive review / V.H.U. Eze, J.S. Tamball, O. Favour Uzoma, N. I. Sarah et al. // INOSR Applied Sciences. — 2024. — Vol. 12 (1). — P. 1 — 20.
28. Vieira G.G.T.T. Methodology to evaluate the potential reduction of CO2 emissions in hybrid powered ships: tese (doutorado) / G.G.T.T. Vieira; Universidade de São Paulo. — São Paulo, 2023.
29. González R., Gómez X. Ammonia can be currently considered as one of the best green fuels for marine applications / R. González, X.Gómez // Sustainable Chemistry. — 2024. — Vol. 5(2). — P. 163 — 195.
30. Li J. Suppression of hydrofoil unsteady cavitation by periodic jets based on fish gill respiration / J. Li, H. Yan, F. Wang // Ocean Engineering. — 2024. — Vol. 293. — P. 116584.
31. Esmailian E. A new power prediction method using ship in-service data: a case study on a general cargo ship / E. Esmailian, Y.-R. Kim, S. Sverre, K. Koushan // Ship Technology Research. — 2023. — P. 1 — 22.
32. Alnes Ø. Battery-powered ships: A class society perspective / Ø. Alnes, S. Eriksen, B. Vartdal // IEEE Electrification Magazine. — 2017. — Vol. 5, № 3. — P. 10 — 23.
33. Teng W. Fault tree analysis of the fire and explosion accidents of fuel bunkering vessels / W. Teng, G. Wang, Y. Yang // Journal of Marine Engineering & Technology. — 2021. — Vol. 20, № 1. P. 1 — 10.
34. Kim H. Risk assessment of LNG fuel storage tanks for LNG fueled ships through failure modes and effect analysis / H. Kim, K. Kang, G. Kim // Energies. — 2020. — Vol. 13, № 23. — P. 6256.
35. Sahoo Z. Reliability-based design and optimization of marine power systems: A review / Z. Sahoo, R. Soman, K. Sha // Ocean Engineering. — 2021. — Vol. 216. — P. 108063.
36. Bolbot V. A comparative study of EEDI versus lifetime CO2 emissions of a Handymax bulk carrier / V. Bolbot, G. Theotokatos, R. Hamann // Ocean Engineering. — 2021. — Vol. 238. — P. 109657.
Рецензия
Для цитирования:
Иванченко А.А., Конев Г.А. Опыт создания различных типов энергетических установок морских судов класса «Афрамакс». Научно-технический сборник Российского морского регистра судоходства. 2024;1(76):106-118.
For citation:
Ivanchenko A.A., Konev G.A. Experience in creating different types of power plants for Aframax class offshore vessels. Research Bulletin by Russian Maritime Register of Shipping. 2024;1(76):106-118. (In Russ.)
Просмотров:
47
Послать статью по эл. почте 