Ток

14.04.2025

С 1 января 2020 года очистка выхлопных газов является обязательной для морских судов с силовыми установками, работающими на тяжелом мазуте. Мониторинг выбросов от этих систем является обязательным. Компания Bühler Technologies имеет сертифицированные классификационными обществами компоненты для этих систем мониторинга.
В рамках усилий IAPP (International Air Pollution Prevention) по сокращению выбросов CO2 и других загрязняющих веществ все большее регулирование получает и международная судоходная отрасль. Причиной этого является то, что в качестве топлива для крупных океанских судов преимущественно используется тяжелый мазут (HSFO) с высоким содержанием серы, который вносит значительный вклад в глобальное загрязнение воздуха.
Чтобы устранить эти источники загрязнения, IMO (Международная морская организация) уже давно начала устанавливать обязательные предельные значения для загрязнителей воздуха, аналогичные тем, что действуют для электростанций на суше. Кроме того, некоторые прибрежные регионы Америки, Европы и Азии установили еще более строгие ограничения на выбросы и запретили судам, не соблюдающим эти ограничения, заходить в свои прибрежные воды и гавани. Национальные власти также контролируют выбросы с помощью так называемых снифферов с воздуха и/или в стационарных точках, таких как мосты и портовые сооружения.

С 1 января 2020 года для SO2 действует предельное значение 0,50% в международных водах и 0,10% в прибрежных водах (ECAs = Emission Control Areas). К ECA относятся, например, Северное и Балтийское моря.
Чтобы облегчить судоходным компаниям соблюдение новых ограничений, правила допускают различные варианты. Среди них - кардинальная смена типа топлива, например, с HSFO на MGO (морской газойль) или LNG (сжиженный природный газ), а также оснащение или модернизация судов системами обессеривания, так называемыми SOx-скрубберами.
Преимущество таких скрубберов для судоходных компаний заключается в том, что они могут продолжать сжигать HSFO, которое значительно дешевле, чем НГО или СПГ, в существующих пропульсивных двигателях с приемлемыми инвестиционными и эксплуатационными расходами.
Подобно системам сероочистки на стационарных электростанциях, скрубберы работают как воздухоочистители. В так называемом открытом цикле щелочность морской воды используется для нейтрализации серы из выхлопных газов двигателя. Менее распространены замкнутый цикл и сухой процесс, а также их комбинация. Это замкнутые циклы, в которых выхлопные газы обессериваются с помощью химикатов и минералов.

В приводных системах с несколькими источниками выхлопных газов система анализатора может быть также оснащена для контроля отдельных источников. Для этого в первую ступень ниже охладителя отработанного газа встроен переключатель точек измерения. К нему можно подключить до трех дополнительных линий отбора проб газа. По метрологическим и экономическим соображениям только некоторые из этих линий отбора проб газа оснащены линиями с подогревом. Каждая из этих линий имеет свой собственный охладитель пробоотборного газа вблизи точки отбора проб и подогреваемую линию только между пробоотборным зондом и охладителем. От охладителя до места переключения точки измерения требуются только простые газовые линии.

Перед охладителем пробного газа имеется соединение для продувки системы кондиционирования приборным воздухом. Соединение для подачи тестового или нулевого газа для калибровки анализатора находится между двумя ступенями охлаждения первой линии подачи пробного газа.

Ниже представлен обзор устройств, разработанных и сертифицированных компанией Bühler Technologies специально для этой области применения:

Проба газа (пробоотборный газ) непрерывно отбирается из подходящей точки системы дымовых газов с помощью нагретого газоотборного зонда. Затем проба газа подается в систему анализатора через обогреваемый газопровод для предотвращения образования мешающего конденсата. Эта система разделена на два функциональных этапа:

Первая ступень - система кондиционирования. Она содержит фильтр тонкой очистки для удаления частиц из газового потока, насос для отбора проб газа, который подает пробу газа из пробоотборника в систему анализатора, и, в системах Bühler Technologies, двухступенчатый охладитель проб газа, в котором проба газа «осушается», т.е. влага, содержащаяся в газе, выпадает в осадок, опускается ниже точки росы и удаляется с помощью конденсатных насосов. Ниже по потоку от охладителя датчик влажности контролирует степень осушения газа. Необходимый расход для анализатора на второй ступени регулируется расходомером с электрическим контролем.

Чтобы соответствовать нормам и получить необходимые сертификаты, все без исключения заводы должны быть оснащены соответствующими системами мониторинга выбросов, которые также сертифицированы. Они постоянно измеряют соблюдение предельных значений для SO2 и CO2, а также предоставляют соответствующую документацию. Она должна быть подтверждена при входе в ЭКА и гавани. Документация также включает в себя надлежащую утилизацию остатков, образующихся в процессе десульфуризации.

Как принято почти во всех отраслях судоходства, по соображениям страхования все компоненты и оборудование, задействованные в системе скруббера, должны быть сертифицированы международно признанным классификационным обществом. Приемочные испытания проводятся с учетом особых условий эксплуатации судов и климатических условий окружающей среды. Например, компоненты должны выдерживать вибрацию до 4g в зависимости от места установки, а их электромагнитное излучение не должно создавать помех для бортовых систем и датчиков.

К компонентам и системам контроля выбросов также предъявляются такие строгие требования.

Как и в случае наземного применения, объем мониторинга выбросов зависит от конструкции контролируемых выхлопных систем и обычно включает следующие компоненты:

Сушка пробного газа на первом этапе - особенно ответственный момент. С одной стороны, на этом этапе не должен пострадать состав газа, а с другой - влага должна быть удалена как можно полнее. Для этого используются различные процессы. Помимо сополимерных мембран, используются полупроводниковые (Пельтье) охладители и компрессорные охладители. При выборе устройств следует учитывать особые условия эксплуатации на борту судов. Помимо доступности на борту, высокие требования к чистоте воздуха, используемого для сополимерных мембран, могут привести к высоким эксплуатационным расходам. Поскольку во время морских путешествий суда проходят через различные климатические и погодные зоны, охладители пробного газа должны гарантировать высокую стабильность точки росы, а также благоприятные эксплуатационные расходы. Только сочетание хорошего газового потока и высокой термической стабильности охладителя пробного газа приводит к надежным результатам измерений.

Все компоненты, перечисленные в данной системе анализатора, и/или вся система должны быть испытаны и сертифицированы в соответствии с MEPC.259(68) и Приложением VI к МАРПОЛ.