अंतर्देशीय कार्यबलियां डीजल इलेक्ट्रिक प्रणोदन से काफी लाभान्वित हुई हैं

यहोशू स्लेड सेबस्टियन, पीई द्वारा • 21 मार्च 2018

डीजल बिजली प्रणोदन एक नई अवधारणा नहीं है अजीमुथिंग ड्राइव की तरह, अंतर्देशीय समुद्री बाजार में इसका आवेदन समुद्री उद्योग के अन्य क्षेत्रों के पीछे है। डीजल बिजली उद्योगों में कर्षण प्राप्त कर चुकी है जहां सुरक्षा के लिए ईंधन अर्थव्यवस्था और प्रणोदन प्रणाली का अतिरेक सर्वोपरि है। विशेष रूप से, यात्री घाट और अपतटीय आपूर्ति जहाजों जैसी जहाजों ने डीजल इलेक्ट्रिक सिस्टम के फायदे का आनंद लिया है। अंतर्देशीय तौलोट उद्योग इन चिंताओं में से कई शेयर करता है, और एक व्यापक इंजीनियरिंग डिजाइन प्रक्रिया के हिस्से के रूप में डीजल इलेक्ट्रिक टेक्नोलॉजी के विचार से लाभ होगा।

2017 के आरंभ में, एबीबी में समुद्री डिवीजन के साथ-साथ, शियरर ग्रुप, इंक। (टीएसजीआई) ने अंतर्देशीय समुद्री उद्योग में डीजल इलेक्ट्रिक टेक्नोलॉजी को लागू करने के अध्ययन पर प्रारंभ किया। टीएसजीआई ने मूल रूप से 2007 के आसपास टॉबोट्स के लिए डीजल इलेक्ट्रिक प्रणोदन का शोध किया था, लेकिन उस समय प्रौद्योगिकी और कीमत ने बाजार के लिए इसे एक व्यावहारिक विकल्प नहीं बनाया। हालांकि, पिछले कुछ सालों में, कुछ मूलभूत उद्योग परिवर्तन ने समीकरण को स्थानांतरित कर दिया है, जिससे नए टैवबोट की योजना बनाते समय डीजल इलेक्ट्रिक एक व्यवहार्य विकल्प बनाते हैं।

डीजल इलेक्ट्रिक प्रणोदन क्या है?

सीधे शब्दों में कहें, डीजल विद्युत प्रणोदन एक ऐसी अवधारणा है जो बिजली के बिजली संयंत्रों का उपयोग करता है जिसमें बिजली की मोटरों के उपयोग के माध्यम से प्रणोदन संयंत्र के लिए विद्युत शक्ति का विकास करने वाले कई बिजली जनरेटर शामिल होते हैं। विद्युत प्रणोदन प्रणाली में जनरेटर, एक विद्युत वितरण प्रणाली, चर आवृत्ति ड्राइव, बिजली प्रणोदन मोटर्स और नियंत्रण प्रणाली शामिल होती है।

मैकेनिकल डीजल चालित सिस्टम संचालन की एक बहुत ही सीमित सीमा में बेहतर दक्षता प्रदान करते हैं, आमतौर पर 60 प्रतिशत एमसीआर ऊपर। जैसे, लंबे समय तक इंजन के कुल परिचालन चक्र को निर्धारित करना महत्वपूर्ण है। डीजल बिजली इष्टतम परिचालन की सीमा को विस्तृत करके और मैकेनिकल ड्राइव सिस्टम की इष्टतम सीमा के बाहर सीमाओं में अधिक समग्र दक्षता प्रदान करके एक पोत के प्रणोदन प्रणाली की दक्षता में सुधार करता है।

डीजल इलेक्ट्रिक प्रणोदन के छतरी के तहत, आज बाजार पर मौजूद कई रूप हैं:

हाइब्रिड (पीटीओ / पीटीआई)

हाइब्रिड सिस्टम एक इलेक्ट्रिकल पीढ़ी प्रणाली के साथ मिलाकर एक यांत्रिक शाफ्ट लाइन का इस्तेमाल करते हैं, जिसमें बिजली का इस्तेमाल होता है और बिजली (पीटीओ / पीटीआई) में ले जाती है। यह प्रणाली जहाज के विद्युत तंत्र से 'बिजली बूस्ट' की लचीलेपन के साथ गियर बॉक्स के माध्यम से प्रत्यक्ष ड्राइव प्रणोदन के लाभ को जोड़ती है, लेकिन यह भी कि जब बिजली होती है तो जहाज को विद्युत शक्ति प्रदान करके मुख्य इंजन को अधिक कुशलता से चलाने के लिए अनुमति देता है प्रणोदन के प्रयोजनों के लिए आवश्यक नहीं है जब अधिक शक्ति की आवश्यकता होती है, तो जनरेटर पीटीओ / पीटीआई के माध्यम से शाफ्ट को अतिरिक्त बिजली की आपूर्ति करने वाले मोटर्स के रूप में कार्य करते हैं। निचले पावर ऑपरेशन के दौरान, मुख्य इंजन को बंद किया जा सकता है और पोत अकेले विद्युत मोटर पर काम कर सकता है, या मुख्य इंजन प्रणोदन शक्ति की आपूर्ति कर सकते हैं और पीटीओ / पीटीआई को सहायक भार के लिए बिजली की आपूर्ति के लिए बिजली प्रदान कर सकते हैं।

ए / सी सिस्टम

एसी सी डीजल इलेक्ट्रिक सिस्टम आज पानी पर सबसे पारंपरिक और आम डीजल इलेक्ट्रिक सिस्टम है। इसमें कई जनरेटर के साथ एक इलेक्ट्रिक पावर प्लांट होते हैं जो पोत पर सभी भार के लिए शक्ति प्रदान करते हैं; प्रणोदन, सहायक, और होटल स्विचबॉर्ब से बिजली प्रणोदन मोटर्स को चर आवृत्ति ड्राइव के माध्यम से प्रदान की जाती है ताकि मोटर्स वस्तुतः किसी शाफ्ट आरपीएम पर काम कर सकें।

डी / सी सिस्टम

डी / सी डीजल इलेक्ट्रिक सिस्टम ए / सी सिस्टम के समान है लेकिन कुछ क्षेत्रों में कुछ सुधार प्रदान करता है। जेनरेटर से एसी चालू जनरेटर पर डीसी को सुधारा जाता है और स्विचबॉर्ड्स के माध्यम से सीधे वितरित किया जाता है। डीसी वर्तमान प्रत्यावर्तन और होटल भार को एसी बिजली प्रदान करने के लिए आवश्यक रूप से वापस उलटा है। प्रत्यक्ष चालू सिस्टम सामान्य रूप से छोटा और हल्का होते हैं, स्विचबोर्ड के अंदर कम भागों होते हैं। डीसी आधारित प्रणोदन प्रणाली सबसे अधिक लाभ प्रदान करती है जब कुछ प्रकार के ऊर्जा भंडारण के साथ मिलाया जाता है जहां डीसी ग्रिड बैटरियों को जहाज के विद्युत तंत्र को तत्काल शक्ति प्रतिक्रिया प्रदान करने की अनुमति दे सकता है।

ऊर्जा भंडारण के साथ डीजल इलेक्ट्रिक

जब डीजल इलेक्ट्रिक सिस्टम को ऊर्जा भंडारण के साथ जोड़ा जाता है, डीजल इलेक्ट्रिक सिस्टम के लाभ में सुधार जारी है। विशिष्ट समुद्री आवेदन के लिए, लिथियम आयन बैटरियों (ली-आयन) का उपयोग जहाजों की समग्र दक्षता बढ़ाने के लिए कताई रिजर्व, पीक शेविंग और शून्य उत्सर्जन कार्यों को जोड़ने में मदद कर सकता है।

कैसे डीजल इलेक्ट्रिक अंतर्देशीय बाजार में फिट बैठता है

तिथि करने के लिए, डीजल इलेक्ट्रिक पर अधिकतर फ़ोकस इनलंड टैवबोट मार्केट को नजरअंदाज कर दिया गया है। हालांकि, टीएसजीआई एबीबी से इंजीनियरों के साथ काम कर रहा है ताकि डीजल इलेक्ट्रिक टैवबोट डिज़ाइन की अवधारणा को विकसित और बेहतर बनाया जा सके। इस डिज़ाइन के प्रयास के लिए प्रेरणा ठेठ टूबोट की परिचालन प्रोफ़ाइल है। जब हमने मालिकों से कहा कि वे अपने जहाजों को कैसे संचालित करते हैं, तो उनका मानना ​​है कि वे 80 प्रतिशत से 100 प्रतिशत लोड के बीच लगभग 100 प्रतिशत समय निकालते हैं। वास्तव में, हमने पाया कि नदियों पर संचालित जहाजों के वास्तविक इंजन डेटा बिल्कुल अलग था।

ज्यादातर 80% से अधिक भार का संचालन करने के बजाय (जैसा कि पहले सोचा था) हमने पाया कि जिन जहाजों की हमने जांच की है उनमें से 80% भार से ज्यादा समय व्यतीत किया गया था, मूल विचार से। अंतर्देशीय नदियों के कई हिस्सों पर कई ऑपरेटर के लिए, वास्तविक टैवबोट 80% से ऊपर की छोटी चोटियों के साथ अधिकतर 50 प्रतिशत कुल बिजली से नीचे खर्च करता है। यह डीजल इलेक्ट्रिक के लिए अंतर्देशीय नदियों पर टॉबोट चलाने के साथ परिचालन लागत पर सकारात्मक प्रभाव प्रदान करने का अवसर आमंत्रित करता है।

किसी विशेष पोत के लिए डीजल इलेक्ट्रिक सिस्टम की उपयुक्तता निर्धारित करने में पोत संचालन प्रोफाइल बहुत महत्वपूर्ण हैं। दोनों नमूना प्रोफाइल विभिन्न जहाजों के लिए ऑपरेशन के 365 दिनों के दौरान वास्तविक परिचालन डेटा का प्रतिनिधित्व करते हैं।

डीजल इलेक्ट्रिक प्रणोदन इन बचत को विभिन्न लाभों से प्रदान करता है। प्रत्येक 2,400 एचपी टॉबोट के लिए प्रोपल्सन मशीनरी को नीचे सूचीबद्ध किया गया है:

ठेठ 2,400 एचपी मशीनरी:

-प्रोम मोवर: 2 एक्स 1,200 एचपी टियर IV इंजन

जनरेटर: 2 एक्स 200 किलोवाट टीयर III जेनरेटर

2,400 एचपी डीजल इलेक्ट्रिक मशीनरी:

-पॉवर जनरेशन: 4 x 800 एचपी टीयर III जेनरेटर

मैकेनिकल टैवबोट के लिए, किसी भी इंजिन लोड पर निष्क्रिय से 100 प्रतिशत तक आप कम से कम तीन इंजन पर चल रहे हैं ताकि पूर्ण गतिशीलता और हाउस इलेक्ट्रिकल लोड को बनाए रखा जा सके। डीजल बिजली हालांकि इंजन की एक अनुकूलित संख्या चल रहा है। बेकार से लगभग 25 प्रतिशत लोड करने के लिए केवल एक इंजन को दो शाफ्ट के प्रणोदन के साथ-साथ पोत के घर के बिजली के भार को चलाने के लिए चलने की आवश्यकता होती है। केवल बहुत अधिक भार (आमतौर पर> 80 प्रतिशत) पर डीजल इलेक्ट्रिक यांत्रिक प्रणोदन प्रणाली पर अपनी कुछ दक्षता लाभ को खो देता है।

ईंधन बचत से परे

डीजल इलेक्ट्रिक प्रणोदन प्रणाली ईंधन बचत से भी लाभ प्रदान करती है। डिजाइन प्रक्रिया के दौरान, प्रणोदन प्रणाली, यूरिया खपत और भंडारण, और इंजन के रखरखाव की अतिरेक जैसी वस्तुओं को ध्यान में रखा जाना चाहिए।

डीजल बिजली भी अतिरेक और सुरक्षा के संबंध में चमकता है। प्रणोदन मोटर की शक्ति प्रदान करने में सक्षम किसी भी इंजन के साथ, एक ऑपरेटर एक प्रमुख चालक विफलता के प्रभाव को कम कर सकता है। एक मैकेनिकल सिस्टम पर, प्रधानमंत्री की हानि के परिणामस्वरूप प्रणोदन का 50 प्रतिशत और पूरे शाफ्ट का नुकसान होता है। डीजल इलेक्ट्रिक टैवबोट पर, जनरेटर सेट का नुकसान केवल अधिकतम उपलब्ध बिजली के 25 प्रतिशत की हानि का परिणाम है जबकि अभी भी दोनों शाफ्ट को बिजली प्रदान करने में सक्षम है। इसी प्रकार, एक यांत्रिक प्रणाली पर जनरेटर के नुकसान के साथ, जहाज अब घर और सहायक भार के लिए कोई बैक-अप नहीं है। डीजल विद्युत प्रणाली बिजली उत्पादन के लिए कई बैक-अप के साथ बिजली प्रदान कर सकती है।

एकाधिक टियर III जेनरेटर का उपयोग करने वाले टीयर IV इंजनों के लिए आवश्यकता को हटाते हैं, जो उत्सर्जन आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए एससीआर या ईजीआर प्रौद्योगिकी का उपयोग करते हैं। अगर एक पोत यूरिया का उपयोग एससीआर के लिए कर रहा है, तो 5 प्रतिशत की डीईएफ खुराक दर के साथ, एक नया पोत डिजाइन में यूरिया टैंक, एससीआर और अतिरिक्त निकास पाइपिंग को समायोजित करना है।

एक अन्य लाभ में इंजन रखरखाव कार्यक्रम शामिल है इष्टतम संख्या में चलने वाले इंजनों की संख्या कम करके, डीजल इलेक्ट्रिक प्रणोदन आंशिक भार पर खर्च किए गए इंजन के घंटे की संख्या कम कर देता है। एक जहाज जो अपने आपरेशन समय का 40 प्रतिशत खर्च करता है 50 प्रतिशत से कम प्रणोदन लोड में यांत्रिक चालित प्रणाली की तुलना में तीन के बजाय दो इंजनों पर घंटे रख सकता है। और, क्योंकि जहाज में केवल एक प्रकार का इंजन होता है, जहाज़ और किनारे दोनों पक्षों के लिए स्पेयर पार्ट्स की संख्या कम हो सकती है।

क्या आपके लिए डीजल इलेक्ट्रिक है?

डीज़ल इलेक्ट्रिक, जैसे कि एज़िमूटिंग ड्राइव, नदी पर सभी परिचालन प्रोफाइल के लिए सबसे अच्छा समाधान नहीं हो सकता या हो सकता है। हालांकि, कई परिदृश्यों में विशिष्ट फायदे उपलब्ध कराते हैं और एक पोत को डिजाइन करते समय समग्र निर्णय लेने की प्रक्रिया के भाग के रूप में माना जाना चाहिए। लाभ केवल परिचालन लागत बचत से आगे बढ़ते हैं जिससे टॉबोट्स के लिए परिचालन सुरक्षा और रिडंडेंसी को भी बढ़ाया जा सकता है।

लेखक

यहोशू स्लेड सेबेस्टियन, पीई, शियरर समूह, इंक। (टीएसजीआई) में इंजीनियरिंग प्रबंधक है। टीएसजीआई एबीबी में मरीन प्रभाग को अवधारणा डीजल इलेक्ट्रिक टैवबोट के इलेक्ट्रिकल डिज़ाइन के साथ सहायता के लिए और इस आलेख के लिए कुछ तकनीकी जानकारी प्रदान करने के लिए धन्यवाद देना चाहती है ।

(जैसा कि समुद्री समाचार के मार्च 2018 संस्करण में प्रकाशित किया गया था)