Судовые системы очистки выхлопных газов — руководство по запчастям для скрубберов и SCR в рамках IMO 2020, EU ETS и правил Tier III NOx

OEM-семейства скрубберов (EGCS) — открытый, закрытый и гибридный контур

Производители EGCS предлагают системы с открытым, закрытым и гибридным контуром. Разница между ними не в башне, а в том, что промывная вода делает после башни, и именно отсюда расходится список изнашиваемых деталей. В открытом контуре щёлочность даёт сама забортная вода: расход большой, вода проходит через башню один раз и уходит за борт, поэтому износ ложится на забортные насосы, арматуру и всё, что стоит в проточном тракте, а дозирования щёлочи и водоочистки в судовом ЗИПе просто нет. В закрытом контуре по кругу ходит малый объём с дозированием едкого натра, и к списку добавляются дозирующие насосы со своими мембранами и обратными клапанами, буферная ёмкость, теплообменник контура, гидроциклоны и шламовый узел; вода здесь горячая, солёная и подщелочённая, поэтому уплотнения и прокладки контура живут по другому графику, чем в открытой схеме. Гибрид несёт обе цепочки плюс арматуру переключения между ними, и у гибридов клапаны переключения с приводами попадают в запросы чаще, чем что-либо внутри самой башни. Поэтому тип контура указывают в RFQ наравне с моделью: без него неясно, какая половина установки на этом судне вообще существует. Конфигурация определяет состав насосов, дозирующего оборудования, водоочистки и измерительной цепочки (технический обзор Alfa Laval).

• Wärtsilä Exhaust Treatment (ранее Hamworthy Krystallon) — системы Open Loop (OL), Closed Loop (CL) и Hybrid (HS), классические скрубберы с квенчем и входным патрубком Вентури, компактные Inline Scrubber, а также серии IQ, V-SOx и Q-SOX; V-SOx поставляется и в гибридном исполнении, с работой в открытом и закрытом контуре. На башне, поставленной до перехода Hamworthy к Wärtsilä в 2012 году, может стоять табличка Hamworthy или Krystallon, а в перечне продукции Hamworthy у Wärtsilä очистка выхлопных газов значится до сих пор. Прежде чем указывать изготовителя в запросе, сверьтесь со страницей Hamworthy: там разобрано, к кому перешло каждое бывшее направление Hamworthy (страница оборудования Wärtsilä Exhaust Treatment).
• Alfa Laval PureSOx — три профиля соответствия: PureSOx Global (0,5% S, минимальные габариты), PureSOx ECA (оригинальная конструкция для соответствия ECA 0,1% S) и PureSOx Flex (переключаемый), каждый доступен в исполнении с открытым, закрытым или гибридным контуром, в конструкции U (боковой вход) или встроенной I (брошюра Alfa Laval PureSOx).
• Yara Marine Technologies — исполнения с открытым, закрытым и гибридным контуром (материал Yara о судовой установке).
• CR Ocean Engineering (CROE) — конструкции Open Loop, Closed Loop и Hybrid в вариантах In-line, Off-line и U-line, вход High Energy Venturi и вариант Caustic Assist™ Open Loop (CR Ocean Engineering; руководство по выбору скруббера US MARAD).
• Fuji Electric (SaveBlue) — циклонный SOx-скруббер, представленный по классам мощности двигателя: S, M, L, 2L и XL, доступен в открытом и гибридном исполнении; в запросе указывайте букву класса — именно она стоит на шильдике системы и в каталоге запчастей, а не мощность двигателя (страница решения EGCS Fuji Electric).
• Panasia (PaSOx) — линейка мокрых скрубберов классов U-Type, I-Type, Square Type и Micro Type, где Micro Type закрывает самые малые установки; в запросе указывайте название класса и модель системы по шильдику, а не мощность двигателя (страница продукции скрубберов Panasia).
• DuPont Marine Scrubbers (BELCO) — судовые скрубберы Belco Technologies Corporation (BELCO), в то время дочерней компании DuPont, в гибридном, открытом и закрытом исполнении, механически рассчитанные на полную температуру выхлопных газов (Maritime Executive о заказе DuPont/Vulica на модернизацию). Примечание: 31 декабря 2021 года DuPont продала направление Clean Technologies вместе с технологиями мокрой очистки BELCO консорциуму частных инвесторов. Теперь это компания Elessent Clean Technologies, и на её нынешних страницах BELCO речь идёт о нефтепереработке и промышленной газоочистке, а не о судовых установках. Поэтому табличка DuPont или BELCO не говорит, кто сопровождает установку сегодня: приложите к запросу фото таблички и документы ввода в эксплуатацию.

OEM-семейства SCR-систем для соответствия по NOx

Системы селективного каталитического восстановления (SCR) впрыскивают раствор мочевины в поток выхлопных газов перед ванадиево-титановым катализатором для восстановления NOx до N2 и H2O и являются основным методом снижения выбросов для соответствия IMO Tier III (обзор технологий Tier III от ICCT).

• Wärtsilä NOx Reducer (NOR) — полностью интегрирован с линейкой четырёхтактных среднеоборотных двигателей Wärtsilä для новых судов и модернизации (страница продукта Wärtsilä NOR). Для малооборотных двухтактных двигателей Wärtsilä/WinGD применяют High-Pressure SCR (HP SCR) перед турбокомпрессором. Первым таким двигателем китайской постройки стал пятицилиндровый RT-flex58T-D, представленный в январе 2015 года; это семейство разобрано на странице Sulzer RT-flex (новость WinGD/Wärtsilä о двухтактном HP SCR).
• Everllence (ранее MAN Energy Solutions) — MAN SCR — линейка SCR для четырёхтактных среднеоборотных двигателей, MAN SCR-HP высокого давления для двухтактных двигателей и конфигурации Cluster 5 (технологическая брошюра MAN; официальный материал MAN о поставке SCR).
• Hitachi Zosen (Kanadevia) — Hitz Green SCR — система высокого давления Hitz Green SCR Mk-II для двухтактных судовых дизелей (страница судовых дизелей SCR Kanadevia).
• Panasia — PaNOx / PaNOx Marine — отдельный вариант PaNOx Marine, спроектированный специально для соответствия стандартам IMO Tier III (страница продукта Panasia PaNOx).
• Kwangsan (Kwang San Co., Ltd.) — карточка на площадке Komachine, размещённая в 2017 году, принадлежит компании Kwangsan, а не Kwangsung, и описывает модульную судовую SCR-систему классов 1–11 (карточка системы SCR Komachine). На собственном сайте Kwangsan сейчас перечислены головки воздушных труб, компенсаторы, трубные секции, змеевики подогрева и проекты установок, а SCR среди продукции нет, поэтому такую установку опознают по шильдику и документации изготовителя, а не по каталогу.

Быстроизнашивающиеся детали скруббера — насосы, форсунки и датчики контроля промывной воды

Внутри башни стоит кислая мокрая среда: SO2 переходит в сульфит и сульфат, промывная вода на выходе кислее входящей, а к этому добавляются хлориды забортной воды и сажа, оседающая в застойных зонах. Поэтому марка материала здесь — это спецификация, а не пожелание закупщика. Сам скруббер и всё, что стоит за ним по ходу воды, — насосы, охладители, трубопроводы, арматуру — выполняют из супердуплексных и супераустенитных нержавеющих сталей с эквивалентом стойкости к питтингу (PREN) выше 40, из титана или из неметаллов, например из стеклопластиковых труб на эпоксидном связующем (GRE). У обычных для судна сталей 304 и 316L PREN около 20 и 25, для этой среды этого мало, и деталь того же типоразмера из обычной аустенитной нержавейки даёт течь по точечной и щелевой коррозии задолго до следующего дока. По этой причине в запросе на любую смачиваемую позицию нужны марка материала и исполнение по чертежу, а не только присоединительный размер. В RFQ по быстроизнашивающимся деталям скруббера входят механические компоненты и приборы внутри башни и контура циркуляции:

• Забортные насосы (открытый контур) — центробежные насосы большой подачи из коррозионностойких материалов. DESMI, например, выпускает насосы для скрубберов NSL, DSL и ESL как вертикальные центробежные насосы в линию в двух исполнениях, из никель-алюминиевой бронзы и из супердуплексной нержавеющей стали, и для агрессивной и загрязнённой среды сам называет супердуплекс лучшим выбором. Рабочую точку, уплотнение и мощность привода берут из одобренного проекта системы, а тип насоса и материал — с его шильдика (брошюра насосов для скрубберов DESMI).
• Циркуляционные насосы (закрытый контур) с дозированием щёлочи — насосы рециркуляции меньшего расхода в паре с блоком дозирования NaOH (каустическая сода, обычно раствор 40–60%), буферной ёмкостью с подпиткой пресной водой и установкой водоочистки со сбором осадка («Понимание систем очистки выхлопных газов» Alfa Laval).
• Распылительные форсунки и насадочные элементы — смачиваемые внутренние компоненты башни скруббера; классические конструкции включают барботажную тарелку, циклонную, насадочную и распылительную башенную схему. Форсунка редко выходит из строя поломкой — она размывается: выходное отверстие раздаётся, факел теряет форму, плотность орошения падает, и на газовой стороне это читается как рост проскока SOx при прежнем расходе промывной воды, а не как отказ. Обратная неисправность — частичное забивание отложениями и шламом, когда падает уже расход, а не качество факела. Поэтому форсунки меняют ярусом, а не поштучно: у новой форсунки отверстие меньше, чем у изношенных соседей, при том же давлении в коллекторе она пропускает меньше воды, и неравномерность орошения яруса остаётся. Каплеуловитель в верхней части башни зарастает солевыми отложениями и продуктами реакции; признаки — рост перепада давления на башне и капли, доходящие до дымовой трубы. По каплеуловителю в запросе нужны материал сетки или пластин, габарит секции и способ крепления, а не одно только название: секции у разных строителей башен не взаимозаменяемы даже при совпадающем диаметре (справочник EGCSA 2012).
• Датчики pH, ПАУ и мутности — являются частью измерительной цепочки контроля промывной воды. Требуемый диапазон, метод измерения и калибровку следует сверять с применимой резолюцией ИМО, Свидетельством о соответствии и одобренной конфигурацией системы. Это не принадлежность к установке, а позиция соответствия: показания этих датчиков непрерывно пишутся в журнал, и при проверке государством порта предъявляют именно запись, а не состояние башни. Отсюда практические следствия при замене. Ставят датчик того типа и того исполнения, что записаны в одобренной конфигурации, — метод измерения ПАУ и точка отбора заданы одобрением, а не выбираются по наличию на складе. После установки нужны заводской сертификат калибровки на конкретный серийный номер и проверка на месте по эталонному раствору, иначе в записи остаётся разрыв. Сама замена, серийные номера снятого и установленного датчика и дата калибровки заносятся в судовую документацию EGCS. И если датчик работал в паре с преобразователем или проточной ячейкой определённой ревизии, менять его отдельно бессмысленно: одобрена цепочка целиком, а не первичный преобразователь (обзор требований MEPC.340(77)).
• Очистка промывной воды (гидроциклоны, фильтрация) — потоки отвода закрытого контура проходят через гидроциклонные сепараторы и/или автоматическую фильтрацию перед сбросом или хранением осадка (Maritime Executive о партнёрстве CROE–Oberlin).

Быстроизнашивающиеся детали SCR — катализатор, дозирование, датчики

SCR отличается от скруббера не степенью сложности, а составом хозяйства. У скруббера есть вода, у SCR — реагент: цистерна раствора мочевины с обогревом и изоляцией, перекачивающий и дозирующий насосы, фильтры и обратные клапаны контура реагента, смесительный блок, форсунки впрыска, обогреваемые и продуваемые линии. Второе, чего у скруббера нет вовсе, — рабочее температурное окно. Реакция идёт только в определённом диапазоне температуры выхлопных газов: ниже окна на катализаторе осаждается гидросульфат аммония и растёт проскок аммиака, выше — катализатор спекается и теряет активность необратимо. Отсюда байпас реактора, заслонки с приводами и продувочная система, которых в скруббере нет, а в запросах они появляются регулярно. Третье — обратная связь по NOx вместо контроля промывной воды: соответствие подтверждается сертификатом EIAPP и техническим делом двигателя, а не журналом сброса. Промывной воды у SCR нет, поэтому водоочистка, гидроциклоны и шлам к нему не относятся, — но и лёгких условий по коррозии здесь тоже нет: кислотный конденсат на холодных участках тракта требует того же внимания к материалам, что и кислая вода в башне. Реакторы SCR имеют собственные повторяющиеся категории деталей, отличные от скрубберов:

• Блоки катализатора SCR — химия катализатора, форма элемента и рабочее окно зависят от двигателя, топлива, конструкции реактора и основания одобрения, поэтому подбирать замену нужно по одобренной спецификации двигателя и катализатора, а не по общей рецептуре. Сам элемент бывает сотовым (экструдированная керамика, наиболее распространена в морской отрасли), пластинчатым (металлическая подложка) или гофрированным (стеклоткань) (обзор ванадиевых SCR-катализаторов Nano Convergence). Катализатор проверяется для конкретных комбинаций двигателя и топлива, и рабочий диапазон температур берут из его собственной спецификации, а не из общего правила. Загружается он слоями и заменяется тоже слоями: активность падает не равномерно по всему реактору, поэтому обычная схема — доложить свежий слой и переставить остальные, а не менять всё разом. Расходуется катализатор не механически, а по активности: отравление соединениями натрия, калия, кальция и магния, фосфором и цинком из топлива и смазочного масла, забивание пор сульфатом и гидросульфатом аммония при слишком холодном выхлопе на сернистом топливе, загрязнение сажей и золой, спекание при перегреве. По руководству ИМО для двигателей с SCR (резолюция MEPC.291(71) с поправками MEPC.313(74)) спецификация и расстановка блоков записаны в техническом деле двигателя по NOx, а при освидетельствовании сверяют номер детали или спецификации, нанесённый на корпус или раму блока, — этот номер и нужно прислать с запросом. Момент замены определяют по двум величинам вместе, по степени восстановления NOx и по проскоку аммиака: если конверсия ещё держится, но только за счёт увеличенной подачи мочевины, а проскок растёт, слой уже отработал. Заказывают элементы не по названию системы, а по чертежу реактора: тип элемента (сотовый, пластинчатый), наружный габарит блока, шаг ячейки, высота, число блоков в ряду и в слое, плюс уплотнения и опорная рама, без которых блок в реакторе не сядет. Сотовый керамический элемент хрупок в перевозке, поэтому морская упаковка на поддонах с фиксацией и указанием положения при подъёме — часть позиции, а не пожелание.
• Насосы и форсунки дозирования мочевины/AdBlue — блок подачи реагента (мочевины), блок дозирования, смесительный блок и комплект форсунок впрыска перед реактором катализатора. Водный раствор мочевины кристаллизуется при остывании и агрессивен к обычным углеродистым сталям и к меди с её сплавами, поэтому весь контур — цистерна, трубопроводы, насосы, арматура — выполняется в нержавеющем исполнении или в пластике заданной марки, и бронзовый вентиль «того же размера» здесь не подходит в принципе. В контуре стоят свои фильтры и обратные клапаны, забивающиеся кристаллами при неполной продувке после остановки. Форсунки впрыска зарастают отложениями со стороны газа и кристаллами со стороны реагента, а на исполнениях с воздушным распылом к ним добавляется линия сжатого воздуха со своим редуктором и фильтром-влагоотделителем. Для запроса по дозирующей стороне поэтому нужны исполнение блока (с воздушным распылом или без), рабочее давление контура и марки материалов смачиваемых деталей (описание системы Wärtsilä NOx Reducer).
• Обогрев ёмкости мочевины — растворы мочевины/AdBlue могут кристаллизоваться или замерзать при низких температурах, поэтому обогрев и изоляция ёмкости и трубопроводов — стандарт для судов, работающих в холодных водах.
• Датчики NOx — используются для контроля дозирования в замкнутом контуре и подтверждения соответствия, адаптированы под морские условия и вибрационные нагрузки.
• Внутренние элементы корпуса реактора — опорная рама катализатора (описание системы Wärtsilä NOx Reducer).

Классовый и регуляторный контекст

Документация EGCS может ссылаться на разные поколения руководства ИМО, включая MEPC.184(59), MEPC.259(68) и MEPC.340(77). Руководство 2021 года (MEPC.340(77)) применяется к EGCS на судах, заложенных 1 июня 2022 года или позже, к EGCS, поставленным по контракту или фактически на более старые суда с этой даты, и к изменениям действующих EGCS, внесённым с этой даты. Изменение, влияющее на выбросы в воздух или в воду, требует одобрения Администрацией поправки к техническому руководству ETM, и такая замена, сделанная сегодня, переводит установку на руководство 2021 года. Перед RFQ на датчики или систему мониторинга проверьте применимую резолюцию и схему одобрения. При схеме A сертифицирована сама установка, и у неё есть Сертификат соответствия по выбросам SOx (SECC). При схеме B одобрена система непрерывного контроля выбросов, поэтому анализатор должен быть в работе и откалиброван. План SECP, руководство ETM и руководство OMM есть при любой схеме (текст резолюции ИМО MEPC.259(68)).

Для проверки соответствия используйте применимое руководство ИМО, план соответствия по выбросам SOx (SECP), Свидетельство о соответствии и документы классификационного общества. Требования следует подтверждать по актуальным официальным источникам для конкретного судна.

Ограничения на сброс промывной воды различаются между прибрежными государствами, портами и каналами и могут меняться. Одно изменение уже имеет даты. Решение OSPAR 2025/01 вводит единые правила для сбросной воды EGCS во внутренних водах и портах государств — участников конвенции OSPAR (Северо-Восточная Атлантика). По данным P&I-клуба Britannia, оно запрещает там сброс от систем открытого контура с июля 2027 года и закрытого — с января 2029 года, а распространение на территориальное море ещё изучается. Для ЗИПа это значит, что с 2027 года гибрид в этих портах держится на закрытом контуре, а с 2029 года — на работе без сброса с накопительной цистерной, и исправной должна быть именно эта часть установки. Перед планированием рейса проверьте действующие уведомления портовой администрации, государства флага и P&I-клуба. Это руководство не определяет допустимость сброса для конкретного маршрута.

OEM-поставка или проверенная альтернатива

Совместимость форсунок, насадочных элементов, датчиков и элементов катализатора следует подтверждать по документации изготовителя и одобренной конфигурации системы. Для датчиков важны диапазон, интерфейс, калибровка и прослеживаемость измерительной цепочки; для насосов — рабочая точка, материалы и уплотнение; для катализатора — исполнение реактора, двигатель, топливо и документация EIAPP. Замена не должна нарушать калибровку или документированную конфигурацию системы. На смачиваемых позициях скруббера решающим оказывается материал: одобренная конфигурация задаёт марку сплава или тип футеровки, и альтернатива считается проверенной только тогда, когда поставщик подтверждает марку документом на материал, а не на словах. По насосам к этому добавляется рабочая точка вместе с материалом проточной части: рабочее колесо и корпус в супердуплексе и в никель-алюминиевой бронзе встают на те же фланцы, но по сроку службы в кислой среде не равноценны. По датчикам взаимозаменяемость определяется не присоединением, а измерительной цепочкой целиком — вплоть до ревизии преобразователя и протокола обмена с системой управления (брошюра насосов для скрубберов DESMI; технологическая брошюра MAN).

Что мы не обещаем до рассмотрения RFQ

Vessel Core поставляет запасные части для систем очистки выхлопных газов и SCR — мы не предоставляем сертификацию классификационного общества, одобрение соответствия или гарантию соответствия классу. Мы не даём цен, сроков или варианта поставки до подтверждения конкретного узла, типа контура сброса, используемого топлива и состава документации класса. Для датчиков и элементов катализатора коммерческое предложение без сведений о применимой Резолюции ИМО и сертификате класса почти всегда будет неполным. Причина та же, по которой запрос здесь начинается не с номера детали: позиция по EGCS подбирается по одобрению судна, а не по компоненту. Практически это значит, что к запросу по измерительной цепочке нужны редакция руководства ИМО, на которую ссылается Свидетельство о соответствии, схема мониторинга и одобренная конфигурация; к запросу по катализатору — сертификат EIAPP и чертёж реактора; к запросу по смачиваемым деталям — марка материала по чертежу. Без этого назвать цену на деталь можно, а утверждать, что после её установки судно останется соответствующим, — нельзя, покупателю же нужно именно второе. Каждое предложение готовится для конкретного запроса и отдельно по каждой позиции.

Как отправить RFQ

Используйте форму RFQ. Приложите фото шильдика башни скруббера или реактора SCR, модель и серийный номер OEM-системы, тип контура сброса (открытый, закрытый или гибридный) и текущий тип используемого топлива. Или используйте чек-лист подтверждающих данных для RFQ, чтобы пройти поля по шагам.

Частые вопросы

Какие OEM-семейства скрубберов (EGCS) охватывает это руководство?

Wärtsilä Exhaust Treatment (серия IQ, V-SOx, Q-SOX), Alfa Laval PureSOx (Global, ECA, Flex), Yara Marine Technologies, CR Ocean Engineering (CROE), Fuji Electric SaveBlue, Panasia PaSOx и DuPont Marine Scrubbers (BELCO). Набор исполнений — открытый, закрытый или гибридный контур — зависит от изготовителя, линейки и конкретной установки, поэтому точную модель и одобренную конфигурацию подтверждают по шильдику и документации.

Какие OEM-семейства SCR-систем охватывает это руководство?

Wärtsilä NOx Reducer (NOR) и High-Pressure SCR для двухтактных двигателей, MAN SCR (14 размеров плюс SCR-HP и катализатор Cluster 5), SCR Mk-II от Hitachi Zosen/Kanadevia, устанавливаемая до турбокомпрессора, Panasia PaNOx Marine и модульная SCR-система классов 1–11 из каталога Kwangsan.

Какую редакцию руководства EGCS нужно проверить для судна?

Перед RFQ на датчики или систему мониторинга проверьте, по какой резолюции ИМО и по какой схеме (A или B) одобрена система: это видно из технического руководства ETM, плана SECP и, при схеме A, Сертификата соответствия по выбросам SOx (SECC). MEPC.184(59), MEPC.259(68) и MEPC.340(77) относятся к разным поколениям руководства EGCS, поэтому применимую редакцию и актуальные требования следует подтверждать по официальной документации судна и ИМО.

Где проверить ограничения на сброс промывной воды?

Требования зависят от прибрежного государства, порта, маршрута и даты. Перед рейсом проверьте действующие уведомления портовой администрации, государства флага и P&I-клуба. Это руководство не заменяет актуальную проверку требований для конкретного захода.

Какие подтверждающие данные нужны для RFQ по EGCS или SCR?

Укажите модель и серийный номер OEM-системы так, как они стоят на шильдике (например, Wärtsilä IQ Series или Alfa Laval PureSOx Flex), тип контура (открытый, закрытый или гибридный), используемое топливо (HFO, VLSFO или MGO/MDO), схему одобрения и документы к ней: руководство ETM, план соответствия по выбросам SOx (SECP), руководство OMM и, при схеме A, Сертификат соответствия по выбросам SOx (SECC) со ссылкой на применимую резолюцию MEPC; для SCR — сертификат EIAPP и техническое дело двигателя по NOx. Также приложите доступные данные обслуживания: наработку насосов, перепад давления на катализаторе и журналы калибровки датчиков.

Смежные материалы

• Руководство по системам охлаждения
• Руководство по судовому электрооборудованию
• Руководство по топливной аппаратуре
• Руководство по судовым насосам
• Руководство по подготовке данных для RFQ
• Разборы случаев RFQ
• Все руководства по снабжению судовыми запчастями