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Technology

Endress+Hauser 工厂参观系列:将设计变为现实

Endress+Hauser Flow 研发部主管 Martin Anklin 和质量经理 Benedikt Löffler 带领 《满航时报》代表参观了工厂的原型设计与生产线。

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今年 2月,《满航时报》(Manifold Times)代表到访了位于瑞士赖纳赫(Reinach)的 Endress+Hauser Flow 质量流量计 (MFM) 生产工厂。而此内容,将是五篇独家系列文章中的第二篇,旨在介绍完善 MFM系统设计的复杂过程。
以下为参访过程的关键内容,可帮助您进一步了解 MFM 的设计与生产:

将想法转化为现实对于任何企业都是其中最具挑战性的事,因此,基于这一点, 《满航时报》进一步了解了瑞士赖纳赫(Reinach)质量流量计 (MFM) 制造商—— Endress+Hauser Flow注重细节和专注性的瑞士工艺精神。

此次,Endress+Hauser Flow 研发部主管 Martin Anklin 热衷于分享 Endress+Hauser Flow全球工厂如何设计和生产大量 MFM设备,并同时保持其保管转移设备所需的精度水平。

而这一切都始于……

新型 MFM 原型设计

包括海事行业在内,MFM 系统的应用已广泛渗入各行各业,其中,该设备可测量远洋船舶上的燃油和发动机燃料消耗。

当下,新的保管转移(custody transfer)规则等因素,都可能造成需根据市场需求对新型 MFM 设计进行原型设计,并且,每个 MFM 模型的原型数量将取决于项目所需的公称直径(也称为内部管径尺寸,以毫米为单位)。

“通常,以介于DN 15 到 25 之间的小管径尺寸为例,您可以非常快速地制作原型,并且,原型与模拟测试都可以在一天内并行完成。”Anklin 说道。

“快的话,相关实验可以在一夜之间完成,并且,根据结果,我们可以鉴于早期发现随后 [在第二天] 构建新的原型。”

“但是,当涉及到 DN 80、100 和 250 等更大尺寸时,原型数量会相对更少,并通常只有两到三个单元,因为构建更大的设备需要增加成本和时间。”

“而在最终原型开发完成后,下一步就是审核质量的重现性(Reproducibility)。”

技术工业化和“看板”管理

Anklin 表示,在生产之前必须考虑几个因素,以确保生产的仪表与开发过程中测试的原型具有相同的质量。

这其中,除了得确保有合适的工具构建 MFM,也需确定工具本身经过定期检查,以确保能够正常运行。

“在生产线上,我们确实有几个质量检查关口,以查看仪表是否按我们预期的方式运行,而最后一个关口就是校准,旨在确保稳定的零点基准,并同时满足所有保管转移操作要求。”他解释。

Anklin 还指出,Endress+Hauser Flow 采用了“看板”库存控制系统。这种生产管理方法源自日本,旨在跟踪生产流程和新零件与材料的采购。

“我们有一条预生产线,旨在制造没有程序连接和变送器的仪表。”他表示。

“当客户下单时,我们会将预制的传感器与电子设备进行‘组装’,并焊接工艺连接件,在发货前校准设备。”

“其中,我们的热门型号都在单独的生产线上生产,并且,Endress+Hauser Flow也能够在 24 小时内完成从订单到发货的整个过程。”

MFM 生产 – 在工厂生产线上延续瑞士工艺精度

Endress+Hauser Flow 质量经理 Benedikt Löffler 在现场向《满航时报》代表提供了有关设备生产前和生产后的更多细节。

据他介绍,每套 Endress+Hauser MFM设备在出厂前都要经过水校准,以确定校准系数,并需使用经瑞士认证服务机构认可的可追溯校准装置,以确认高达 0.05% 的指定精度。

此外,每套 Endress+Hauser MFM 系统都配备了完全在瑞士生产的传感器。

“每年,Endress+Hauser 都会进行 30 多次认证审核,以确保出厂产品符合规格,并且,我们的努力不仅止于此。”Löffler 说道。

“其中,供应商对我们的质量影响很大,因此,我们一直都与供应商密切合作进行审核,而其中重要的一点,就是要建立长期的合作关系。

“此外,MFM 产品的高度可变性和生产线内的人为因素,都意味着员工培训是一个关键因素。因此,通过将生产信息数字化我们将确保其可方便获取和具可追溯性,同时,我们也努力长期留住我们的员工及其专业知识。”

此外,他表示, 在离开生产线后MFM 设备的瑞士品质仍将受关注,并同时强调当地第三方供应商和当局提供定期服务的重要性,以确保瑞士品质在船用燃料价值链中被传承下去。

“相对于机械仪表,MFM 没有所谓的可能会改变校准系数的 ‘移动部件’,而无需随着时间的推移更换测量系统的组件。因此,这也意味着 MFM 不需频繁地进行维护。”他指出。

“但加油操作是一个保管转移过程,并意味着当地当局必须定义 MFM 系统完整性的频繁验证。其中,这也包括必须确认有否测量不确定度,并检查系统是否被篡改。”

“通过零点检查可以对主仪表进行验证,并在不同的置信度水平下确认 MFM 的测量性能。”

“凭借内置的心跳机制,Endress+Hauser 提供了一种独特的 MFM 验证方法,以弥补官方验证间隔之间的时间差距。因此,这也对该产品的应用增添了一层信心。”

“但最终,唯有将主表验证与频繁的零点检查和心跳验证相结合,才能确保提高对产品的信心。”

相关文章: Endress+Hauser 工厂参观系列:研发部门解释 MFM 设计细节
 
图片来源:Endress+Hauser
发布日期:2024 年 8 月 5 日

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Alternative Fuels

Endress+Hauser工厂参观系列:MFM已准备好扩展支持LNG燃料转型

Endress+Hauser 的 MFM (质量流量计 )能用于测量多种不同的船用燃料,并且,同一型号的 MFM 只需稍加修改即可扩展适用于 LNG。

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今年2月,《满航时报》(Manifold Times)代表到访了位于瑞士赖纳赫(Reinach)的 Endress+Hauser Flow 质量流量计 (MFM) 生产工厂。而此内容,将是五篇独家系列文章中的第四篇,旨在介绍完善 MFM系统设计的复杂过程。
以下为参访过程的关键内容,可帮助您进一步了解 MFM在支持航运能源转型方面的作用:

随着航运业正寻求各种形式的替代能源以满足 IMO 2030 和 IMO 2050 的排放限制,当下,业界将需要探索新型的燃料。

“起初,这只是从传统的 HFO 等船用燃料过渡到硫含量较低的燃料,但现在,我们已在见证行业向碳中性燃料过渡。”Endress+Hauser Flow 首席业务发展经理 Stephan Natter表示。

“我们看到环保燃料将在海事工业中发挥重要作用;而我们谈论的,是未来几年内一定程度上可用的液化天然气 (LNG)、甲醇、生物燃料、氨和氢。

“在流量测量设备和流程咨询方面,我们希望能提供专家建议帮助客户减少碳足迹。”

据Natter称,一些LNG燃料船仍在使用液位计来确定交付量。通常,被安装的相关设备在 LNG 的可追溯性和保管转移认证方面存在滞后,并因此可导致交货不足和纠纷问题,与以前的燃油油轮面对着类似的情况。

今天,MFM的测量性能,可以追溯到国际单位制,并可用于各种不同的工艺条件。

“您可以将我们的科里奥利质量流量计(Coriolis mass flow meters)用于多种液体,并只需使用相同的型号和稍微进行一些修改,就可将应用范围扩展至涵盖高压和极低温度,例如:在零下165摄氏度下运行的 LNG。”他解释。

“传统燃料和 LNG 之间的最大区别在于 LNG 的低温特性。如今,描述 MFM机械模型所需的所有信息,例如极低温度下金属的非线性特性,都是已知的信息。”

“Endress+Hauser 通过大量的测试测量证明,水校准系数可以转移至低温液体,且不会影响精度。”

“此外,安全性通常是 LNG应用中的主要关注点。其中,LNG的特性,在于从液体到气体需要膨胀 600 倍,因此,我们与 NMi Certin B.V. 共同开发了一种特定的零点验证程序,该程序允许在气态条件下验证零点,以消除操作员的可能风险。”

Natter 补充道:“同时,LNG作为能源被交易,也意味着,燃料加注计量系统所需要的不仅止于数量测量。”

Endress+Hauser 已推出一套新型LNG加注解决方案,该解决方案能为客户提供高精度和进一步优化资本支出与运营支出。同时,该专用 LNG 加注解决方案能提供实时 MFM 数量测量和拉曼光谱 LNG分析,且无需取样和测试蒸发率,并涵盖 LNG、BOG 和燃料气的数量测量以及LNG 成分测量,还有能量与甲烷数量计算,同时,也完全可追溯并符合国家标准和保管转移认证。

“凭借提供成分测量的拉曼分析仪,我们的测量系统已从覆盖数量扩展至覆盖质量;通过两者相结合,它能为我们提供的能量质量已超越传统 MFM 系统。”他表示。

目前,在新加坡港口运营的 LNG 加注船已在使用Endress+Hauser 的 LNG 加注解决方案。
相关文章: Endress+Hauser 工厂参观系列:新加坡船燃MFM主流量计校准
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图片来源:Endress+Hauser
发布日期:2024 年 9 月 17 日

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Decarbonisation

DNV探讨海运脱碳:以创新和独创性克服挑战

Knut Ørbeck-Nilssen 表示,航运业必须投资开发可提高能源效率的技术解决方案以减少温室气体排放,直到碳中性船用燃料面世。

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挪威船级社DNV最近发表了一篇《海事影响》(Maritime Impact)文章,当中,DNV 海事首席执行官 Knut Ørbeck-Nilssen 分享了他对新版《2050 年海事预测》(Maritime Forecast to 2050)报告最新发现的看法,以及海事行业如何才能进一步实现即将到来的脱碳目标。内容如下:

DNV海事首席执行官 Knut Ørbeck-Nilssen 表示,航运业必须投资于探索和开发能提高能源效率的技术解决方案以减少温室气体排放,一直到碳中性燃料真正问世。

脱碳是航运业面临的最大挑战之一,在经过缓慢的起步后,脱碳愿景终于获得来自航运业的欢迎。其中,国际海事组织(IMO)的目标已经确定下来,并尤其瞄准到2050 年左右实现全面脱碳,以及在中间到 2030 年减少 20% 的排放量和到 2040 年减少 70% 的排放量。

虽然,这些举措受到了广泛欢迎,但现在,也是时候看看现实了。要知道,设定目标很容易,但是,要实现这些目标却极其困难,并近乎不可能。事实上,当今针对航运业的务实评估表明,其脱碳进程正在放缓,而非加速。

让我们一起看看事实。

向碳中性燃料过渡代价高昂

全面脱碳将需大规模地向碳中性燃料过渡,是一个巨大的挑战,并需要建造新船和改造现有船舶,使它们能够使用可能非常昂贵的绿色燃料。在全球经济已承受着通货膨胀和高利率沉重负担的前提下,这种转型带来的额外成本对船东来说,就像在向他们推销漏水的船体。

事实上,在运费上涨的时代,船东瞄准寻求利润是可以理解的,同时,他们也近乎毫无动力去参与等待有限的船厂可用空间。目前,约有 50% 的新订单为双燃料船舶,但,建造这些船舶的成本很高,并很难在供应链中进行转嫁;而且,甲醇的黄金时代似乎已经结束。现实情况是,全球 93% 的船队仍在使用传统燃料。

此外,即使船上的这项技术转变最终取得成功,也得考量全球碳中性燃料的供应量仍微乎其微,并且,航运业也需要与其他行业争夺燃料市场份额。一般而言,燃料供应商都不愿意在需求不确定的项目上投资数十亿美元,因此,到目前为止,我们仍只能继续等待所需的指数级供应量增长。

但是,这并不代表一切已结束。

利用技术和文化变革推动能源效率

通过模拟估计,DNV 今年发布的《2050 年海事预测》报告称,到 2030 年,通过采取节能措施可让燃料消耗减少 4% 至 16%。

预计,最初几个百分点的目标可以很容易被实现。其中,许多海运公司已经表明,通过在整个组织中灌输文化变革,并鼓励船员在日常运营中追求效率,将可以减少燃料消耗并实现约 5%减排。

然而,要更上一层楼,即达到两位数能效增进的话,这将需要依赖于技术解决方案。其中,风力推进和废热回收系统等技术已被证明能够切实地减少排放。

我们相信,技术可以带来更多成果。

注:可在此处阅读 DNV 的完整文章“海运脱碳:以创新和独创性克服挑战”(Decarbonizing maritime: Overcoming challenges with innovation and ingenuity)。

相关主题: DNV 报告:技术发展是减少航运业排放的关键
 
图片来源:DNV
发布日期:2024 年 9 月 16 日

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Wind-assisted

DNV 向 Anemoi 转子帆设计颁发型式认可证书

Anemoi 在德国汉堡国际海事展览会(SMM)上获 DNV 颁发转子帆设计型式认可证书,该设计直径为 5 米,高 35 米。

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英国转子帆开发商 Anemoi Marine Technologies 周二 (9 月 10 日) 表示,其直径 5 米、高 35 米的转子帆设计已获船级社 DNV颁发型式认可证书。

2024 年 9 月 5 日,在德国汉堡国际海事展览会(SMM)举行的特别仪式上,Anemoi 被颁予了型式认可证书 (Type Approval Design Certificate,简称TADC)。

该证书证明 Anemoi 的 5x35m 转子帆设计符合 DNV 的风力辅助推进系统 (WAPS) 技术标准 (ST-0511)。

Anemoi 首席执行官 Kim Diederichsen 表示:“我们很高兴能获DNV 颁发这一重要的型式认可证书,这证明了我们团队所付出的严谨设计与工程努力。”

“此项认证,为船东和运营商提供了投资于我们 5x35m 转子帆解决方案所需的保证,目前,该解决方案已是即将在多艘船舶上安装的解决方案。”

DNV Maritime 高级首席工程师 Hasso Hoffmeister 表示:“在过去几年中,WAPS 技术不断发展壮大,根据 IWSA 的估计,仅去年一年安装数量就增加了两倍。”

“而这种增长,也建立在创新、安全和值得信赖的专业知识基础上。因此,我们很高兴能通过颁发此证书与 Anemoi 建立良好的合作关系。”

“我们将共同继续开发技术标准和船级符号,并将推动 WAPS 的发展势头继续前进,以及增强航运业迈向更大可持续性的驱动力。”

在2024 年 5 月,Anemoi 的5x35m 转子帆就已安装在 Berge Bulk所拥有的入 DNV级散货船“Berge Neblina”;这是该尺寸的产品首次进行商业部署。

而此前,Anemoi也获得了 5x35m 转子帆的完整设计评估报告,并计划在今年晚些时候和 2025 年进行更多安装,其中安装对象包括由淡水河谷(Vale)运营的 400,000 DWT VLOC(超大型矿砂船)“Sohar Max”轮。

转子帆或旋翼帆,也被称为“弗莱特纳转子”,是垂直的圆柱体;当驱动其旋转时,可利用可再生能源——风推动船舶。通过利用称为马格努斯效应(Magnus Effect)的空气动力学现象,这些高效的机械帆能为船舶提供额外的推力。

通过利用风能,“Berge Neblina”轮将在保持速度的同时降低主发动机所需的功率,并因此提高效率和大幅降低燃料消耗,以及减少其温室气体排放。

当下,该技术已越来越受船东欢迎,并以散货船和油轮领域为主,而他们的目标,不外乎实现净零航运排放。

毫无疑问,转子帆已成为增强和提高船舶能源性能的首选技术之一。作为一种紧凑型技术,转子帆可提供巨大的推进力推动船舶,并同时对能见度、稳定性和港口运营影响最小,以及能帮助船舶遵守碳强度指标 (CII) 和 EEDI/EEXI 等关键的国际减排基准。

图片来源:Anemoi
发布日期:2024 年 9 月 11 日

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