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助力船舶二沖程發動機實現更高靈活性、更低油耗

在2017年12月舉行的中國國際海事會展（Marintec China）上，ABB發布其最新技術研發成果：柔性相繼渦輪增壓系統技術（the Flexible integrated Turbocharging System for Two-Stroke Engines, FiTS2）。該新型相繼渦輪增壓系統能夠在部分及低負荷情況下幫助二沖程發動機最大限度地節省燃油，同時保持運行靈活性，以滿足滿荷高效運行的需求。這將為船舶運營商和船東帶來長期、顯著的經濟效益，節油潛力高達3%（取決于主機負荷分布情況）。

節油減排

FiTS2是ABB矢志實現節油減排的成果。該系統由ABB和二沖程低速機開發商溫特圖爾發動機有限公司（WinGD）聯袂開發，后者為FiTS2開發出一套專用的發動機性能優化模式。

這項全新技術使二沖程發動機制造商能夠實現更高的運行靈活性，提高發動機實現更高效率的潛力，并降低終端用戶的運營成本。裝配FiTS2后,發動機的氮氧化物排放量仍將保持在國際海事組織(IMO)Tier II的標準范圍內。像SCR或EGR等用于實現IMO Tier III氮氧化物排放要求的減排措施，并不會對FiTS2系統產生影響，終端用戶仍將獲得節油的收益。

適應運營商需求

過去，高油價、低運需等實際情況導致越來越多的巨型貨輪“減速航行（slow steaming）”, 有時在非發動機建議運行參數范圍內航行,造成設備維護檢修成本增加。盡管當前油價走低，但這類巨輪的燃油費，據麥肯錫咨詢公司報告顯示，仍是“航運公司最大的成本科目”且“往往超過總成本的40%”。 

由于市場將繼續受到運力過剩帶來的資金壓力，所以FiTS2旨在應對長期的成本壓力與運行靈活性的挑戰。FiTS2使二沖程發動機能夠在低負荷運行時實現更高效率，同時能迅速恢復至滿功率高效運行。因此，FiTS2節省燃油成本的收益顯而易見。

ABB渦輪增壓系統業務單元低速機應用產品組負責人薄雷默（Joachim Bremer）表示：“從運營商或船東的角度來看，FiTS2的能效優勢可大幅降低運營成本。例如，巨型油輪一般一年的燃油費用為300-400萬美元，與采用傳統渦輪增壓系統的油輪相比, FiTS2的應用可以幫助終端用戶每年節省高達10萬美元的燃油開支。如應用于其他船型，同樣能節省大筆開支，例如集裝箱船，裝配該系統10年后，可累計節省近100萬美元甚至更多。預計該系統兩年內即可收回初始成本，這使得FiTS2的解決方案頗具吸引力。”

獨特設計優化運營成本

通過改進渦輪增壓系統在低/部分負荷條件下的運行表現以優化發動機效率：在發動機低負荷時,僅有一臺渦輪增壓器運行,高負荷時(通常高于50-60%發動機負荷),兩臺渦輪增壓器同時運行。超大型發動機亦然 —— 應用FiTS2后,在發動機低負荷時,兩臺渦輪增壓器同時運行,高負荷時,三臺渦輪增壓器將全部運行。專為FiTS2系統設計的截止閥經過流道優化，并與渦輪增壓器外殼集成，確保設計精密緊湊。此外，截止閥可在運行過程中快速、自動切換，不妨礙發動機實現滿負荷運行。

發動機低負荷時斷開一臺渦輪增壓器會增強掃氣壓力，且在FiTS2特殊性能優化模式下增加壓縮比、提升爆發壓力從而提高壓縮比。其結果是提高了發動機效率、降低了油耗，同時可滿足減排法規的要求。

ABB A100-L和A200-L系列渦輪增壓器憑借其堅固耐用的設計和寬廣的壓氣機圖譜，可在發動機負荷變化需自動切換時避免喘振發生，且無需額外的旁通閥或管道系統，因此，與其他的解決方案相比，FiTS2更簡易、更經濟。

另一項應用優勢在于：如果配備FiTS2渦輪增壓系統，發動機的電動輔助鼓風機在發動機負荷上升至25%時即自行關閉，而非35%。這樣，通過輔助風機功耗的降低、以及其運行時間的縮短而縮減的維護成本，可進一步節省運行成本。 

WinGD研發部副總裁Dominik Schneiter表示：“與ABB的長期成功戰略合作中，WinGD開拓性創新了一些發動機研發新理念, 如二沖程強米勒優化技術、高增壓比下部分負荷帶廢氣旁通技術、經過部分負載優化的廢氣閥門應用等。 FiTS2的應用為船隊運營商進一步減少輔機能耗、縮短響應時間、降低主機油耗，同時減少船只在低/部分負荷條件下二氧化碳的排放。在當今日新月異的市場條件下，這種靈活性對我們的客戶而言極具價值。”

致編輯

本文摘自：“The hidden opportunity in container shipping”（《集裝箱運輸中隱藏的機會》），Timo Glave、Marin Joerss和Steve Saxon，麥肯錫咨詢公司，2014年11月

關于ABB渦輪增壓系統

ABB渦輪增壓系統業務單元（www.abb.com/turbocharging）是生產和服務500 千瓦以上的大型柴油機和燃氣內燃機用渦輪增壓器的全球領導企業。我們大膽革新的技術幫助客戶在最艱巨的運行環境下，實現增效減排節油。全球約20萬臺ABB渦輪增壓系統應用于船舶航運、陸用電站、機車牽引、和大型工程機械等領域。遍布全球50多個國家的逾100家直營服務站點，隨時隨地為您提供各類維護服務以及原裝備件和原廠服務。

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