Re-implementering af HJM udstødningskedler ombord på King Seaways

Transkript

1 Re-implementering af HJM udstødningskedler ombord på King Seaways Jesper N. Bruhn - EES Bachelor projekt - 6. semester FMS - Esbjerg

2 Titelblad Projektets titel: Re-implementering af HJM udstødningskedler på King Seaways Problemformulering: Hvordan vil det være muligt at nedsætte MGO forbruget for de oliefyrede kedler ombord på King Seaways? Forfatter: Jesper N. Bruhn Studienummer: EES Antal normal sider: 24,92 Anslag: Afleverings dato: kl. 12:00 Uddannelsessted: Fredericia Maskinmesterskole - Esbjerg Uddannelse: Maskinmester 6. semester Fag/modul: Bachelor projekt - 6. semester Vejleder: Paul Thulstrup Nielsen 1

3 Abstract This bachelor project examines the possibility of reducing the MGO consumption to the oil-fired boilers onboard DFDS King Seaways by recovering the waste heat from the ship's auxiliary engines in two new exhaust boilers. The project analyses the current MGO consumption for the boilers on board, and how much heat output the oil-fired boilers transfer to the boiler water according to the season. In addition, the amount of waste energy lost through exhaust gasses from the vessels auxiliary engines during port stay, will be analysed. The calculations about the amount of waste energy from the engines exhaust gas are subsequently used to obtain offers on new auxiliary engine exhaust boilers. In order to answer the project's hypotheses, 3 different offers have been collected on new exhaust boilers, these will all be analysed from a technical and economic point of view. The project concludes that it is possible to reduce the MGO consumption by 35%, if two new Alfa Laval Micro Exhaust Boilers are installed, this will result in an economical saving of over DKK 500,000 a year. However, it can also be concluded that none of the 3 offers meets the company's requirements for a maximum payback period of 2 years for an investment of this type, the Alfa Laval offer has a payback period of 4.4 years which is more than twice as much as required. Based on the long payback period and the age of the vessel, the project has concluded that it would not be economically reasonable for DFDS to re-implement exhaust boilers for the auxiliary engines on board King Seaways. 2

4 Tak til - Maskinbesætningen ombord på King Seaways - Karsten V. H. Ewald - Assistant technical manager - Global boiler - Christian Djernis - Marine sales engineer - Alfa Laval - Jörgen Lund - Managing director - HTI-Gesab - DFDS Seaways 3

5 Indholdsfortegnelse 1 Indledning Emnevalg Problemstilling Problemformulering Hypotese Afgrænsning Metode Metodekritik Beskrivelse af eksisterende anlæg HTI systemet generelt Oliefyrede kedler Hovedmotor udstødningskedler Hjælpemotorudstødningskedler Beskrivelse af HTI systemet ud fra principskitse HTI systemets forbrugere Analyseafsnit De oliefyredes kedlers MGO forbrug på årsbasis Nuværende udgifter til MGO De oliefyredes kedler driftsmønster under havneophold Det gennemsnitlige MGO forbrug afhængig af årstiderne Eksempel for ude temperaturens påvirkning på varmebehovet HJM driftsmønster En HJM i drift Sommer drift - to HJM i drift Beregning af udstødningsgasmængden Beregning af luftoverskuddet Det teoretisk luftforbrug Den beregnede udstødningsgasmængde Beregning af effekten i udstødningsgassen Del konklusion Løsningsforslag - hypotese Kravspecifikationer Kort beskrivelse af de 3 tilbud

6 7.3 Tilbuddet fra Alfa Laval Ombygningen af HTI-systemet Beregning af besparelsen ved tilbuddet fra Alfa Laval Forudsætninger for beregning af besparelsen Beregning af besparelsen pr dag med 1 i motor drift Beregning af besparelsen pr dag med 2 i motorer drift Årlig besparelse Værfts arbejdet i forbindelse med installationen Økonomi - payback metoden Opsummering af de 3 tilbud Usikkerheder ved beregningerne for tilbuddene Kildekritik Kilder Datablade og mærkeplader Faglitteratur Hjemmesider Konklusion Perspektivering Litteraturliste Bøger Hjemmesider

7 Nomenklaturliste PMS - power management system MGO - Marine gas oil ULSFO - Ultra low sulphur fuel oil - olie med under 0,1% svovlindhold LSMGO - Low sulphur marine gas oil - omtalt MGO i projektet HJM - hjælpemotor - producere strøm HVM - Hovedmotor - fremdrivningsmotorerne AC - air condition anlæg der køler ventilationsluften for apteringen SRO - styring regulering og overvågningsanlæg PMS - power management system HTI vandet - kedelvandet HTI-systemet - kedelsystemet Bilag Alle bilag der henvises til igennem projektet kan findes i den vedlagte fil: Bilag - Re-implementering af HJM udstødningskedler på King Seaways og Excel filen bilag 9. 6

8 1 Indledning Dette projekt er udarbejdet i forbindelse afslutningen af maskinmesterstudiets 6. semester på Fredericiamaskinmesterskole Esbjerg. Projektet er kommet til via 3 måneders praktikophold ombord på DFDS-skibet King Seaways fra februar til april King Seaways er bygget i 1987 på Schichau Seebeckswerft AG i Bremerhaven, skibet måler 162 meter i længden og 27 meter i bredden. Siden DFDS overtog skibet i 2006 har skibet sejlet i fast rutefart mellem Ijmuiden i Holland og Newcastle i England. Overfarten tager cirka 16 ½ time med en gennemsnitsfart på 16 knob, hvilket giver 7 ½ time i havn om dagen. Skibet er af ROPAX typen og har kapacitet til 1400 passagerer og cirka 600 biler. Projektet vil undersøge mulighederne for at re-implementere HJM udstødningskedler ombord på King Seaways. Projektet starter med en beskrivelse af skibets kedelsystem, herefter vil de oliefyrede kedlers driftsmønster blive analyseret for at kunne kortlægge kedlernes olieforbrug og HTI-systemets varmebehov. Efterfølgende vil hjælpemotorernes driftsmønster blive analyseret for at skabe et overblik over disses belastning gennem havneopholdene, samt for at kunne beregne hvor stor en varmeeffekt der på nuværende tidspunkt går til spilde i udstødningsgassen. For at kunne besvare hypotesen, er der blevet indhentet tilbud fra flere forskellige kedelleverandører, hvor kun et af disse tilbud vil blive uddybet i projektet, og de andre vil kun kort blive nævnt. Tilbuddene vil blive vurderet ud fra at økonomisk perspektiv, hvor der tages højde for investeringssummen samt tilbagebetalingstiden af investeringen. Til sidst vil projektet komme med en konklusion på, hvorvidt det er rentabelt for DFDS at investere i nye udstødningskedler til King Seaways. 7

9 1.1 Emnevalg Ombord på King Seaways har der i flere år været stor fokus på at optimere driften af skibet og reducere omkostningerne. En af de helt store driftsomkostninger ombord er udgifter til brændstof, det er derfor relevant for DFDS at få undersøgt mulighederne for at reducere skibets udgifter til det dyre MGO brændstof anvendt til skibets olie fyrede kedler. 1.2 Problemstilling Den klart største driftsomkostning på King Seaways ligger i de ombord anvendte brændstoffer ULSFO og MGO. ULSFO anvendes som brændstof for hovedmotorerne og skibets hjælpemotorer, MGO anvendes som brændstof til skibets 2 oliefyrede hjælpekedler med henholdsvis en rotationsbrænder og en olietryksforstøvnings brænder. Til at nedsætte skibets MGO forbrug er skibet oprindeligt udstyret med udstødningsgaskedler på både HJM og HVM, HJM motor udstødningskedlerne har dog været taget ud af drift før DFDS overtog skibet i Under sejlads kan HVM udstødning kedlerne levere det fulde varmebehov til HTI systemet, men under havneophold er det udelukkende de 2 oliefyrede hjælpekedler der leverer varmebehovet, da HJM udstødningskedlerne er taget ud af drift. Det ønskes derfor undersøgt om det er muligt at re-implementere HJM udstødningskedler ombord på King Seaways, så spildenergien fra udstødningsgassen kan bruges til at opvarme HTI kredsen i stedet for udelukkende at anvende de oliefyrede kedler. 1.3 Problemformulering Hvordan vil det være muligt at nedsætte MGO forbruget for de oliefyrede kedler ombord på King Seaways? 1.4 Hypotese Ved at installere 2 nye HJM udstødningskedler kan MGO forbruget til de oliefyrede kedler reduceres med 25 %. Det forventes ydermere, at investeringen i nye udstødningskedler vil kunne tjenes hjem i reduceret olieforbrug på under 2 år. 8

10 1.5 Afgrænsning Projektet har afgrænset sig fra at lave egen inspektion af de eksisterende HJM udstødningskedler, da dette ikke har været muligt grundet kedlernes fysiske opbygning, samt manglende udstyr som endoskop. Desuden afgrænser projektet sig fra at måle den cirkulerende vandmængde for HTI-systemets Consumer-pumper, da kun den ene af de 2 pumper er frekvens reguleret. Samtidig er frekvensomformeren indstillet til en minimumsværdi på 55 Hz ud af 60 Hz. Grundet det lille frekvens spænd vurderes det, at dette ikke vil have en større afgørende faktor for projektets rigtighed. Projektet afgrænser sig fra at se på, hvad det vil koste at få de eksisterende kedler tilbage i drift, denne mulighed kunne ligeledes have været relevant at undersøge nærmere. Dataindsamlingen til et sådant projekt vil dog kun bestå af indhentning af tilbud uden yderligere beregninger, og derfor vil dette ikke give mening af undersøge i en bachelorsammenhæng. I beregningerne over den forventede besparelse ved implementeringen vil der ikke blive taget højde for den ekstra el effekt cirkulationspumperne til HJM udstødningskedlerne vil optage, da denne anses som ubetydelig. 9

11 2 Metode Aflæsning af kedelbelastning. For at analysere de oliefyrede kedlers belastning under havneophold er der foretaget aflæsninger af kedlernes olieforbrug via det elektroniske brændstofforbrugs målersystem i kontrolrummet. Brændstofforbruget er aflæst over en periode på 7 dage med aflæsninger lige efter ankomst og herefter for hver time frem til afgang. Forbruget er aflæst som en nutidsværdi angivet i kg/time, ydermere er der fra forbrugsmåler systemet taget et skærmbillede for hele observationsperioden, som viser kedlernes olieforbrug grafisk. Begge dele er foretaget fordi forbrugsmålersystemet ikke giver mulighed for at aflæse præcise værdier tilbage i tiden. Forbrugsmåleren fremstiller dog en graf som kan bruges til cirka aflæsninger, samt den beregner det totale olieforbrug over en selvvalgt tidsperiode. Der er desuden foretaget aflæsninger af til- og afgangstemperaturen på kedelvandet til de oliefyrede kedler, dette er gjort på samme tidspunkter som olieforbrugs aflæsningerne. Aflæsningerne af temperaturerne er foretaget via det elektroniske temperatur display på kedelkontrolskabet, som er placeret midt i HVM rummet på dæk 1. I forbindelse med analysen er dataene blevet behandlet og fundet ubrugelige, da de målte værdier ved det leverede flow af kedelvand resulterer i en virkningsgrad på over 1, og vil derfor ikke indgå yderligere i projektet. Der er også forsøgt foretaget flowmåling af den cirkulerende mængde kedelvand til forbrugerne, dette kunne dog ikke lade sig gøre, da måleapparatets følere ikke kunne tåle temperaturer over 50 grader, og kedelvandets temperatur var på 145 grader. Målingerne kunne være foretaget, hvis der havde været høj temperaturs følere til clamp-on flowmåler apparatet. Aflæsning af HJM belastning Til at kortlægge hjælpemotorernes driftsmønster er der foretaget aflæsninger af den producerede el effekt, effekten er aflæst manuelt via det elektroniske PMS system i kontrolrummet. Værdierne er blevet noteret lige efter ankomst og herefter for hver time i løbet af havneopholdet, værdierne er aflæst som en øjebliksværdi over en periode på 7 havneophold. Formålet med aflæsningerne er at analysere hjælpemotorernes driftsmønster over havneopholdene, hertil er det nødvendigt at kende motorernes leverede effekt, samt hvornår på havneopholdet denne er størst såvel mindst. Foruden effekt aflæsninger er HJM olieforbruget blevet observeret i samme periode, dette er 10

12 foregået via et elektronisk brændstofforbrugs målesystem i kontrolrummet. Observationerne for maskinernes olieforbrug er foretaget for at krydstjekke de aflæste kw målinger, da disse er gensidigt afhængige. Da det ikke har været muligt at indsamle værdier for HJM belastningen over et helt år, er værdierne for sommermånederne med AC-anlægget i drift baseret på estimerede tal, der tager højde for det forøgede elektriske effekt forbrug. Udstødningsgasmålinger Til at kortlægge hvor stor en effekt fra hjælpemotorernes udstødningsgas der går til spilde uden udstødningskedler i drift, er der foretaget målinger af udstødningsgassen ved forskellige belastninger. For udstødningsgassen er følgende relevante værdier målt: røgens temperatur, omgivelsestemperaturen, differenstemperaturen, oxygenindholdet, kuldioxidindholdet og trykket i udstødningsrøret. Målingerne er foretaget med apparatet Testo fluegas analyser. Figur 1 - Testo fluegas analyser - Bilag 18 De målte værdier er i projektet anvendt til at beregne luftoverskuddet, for senere at kunne beregne den virkelige producerede mængde udstødningsgas og efterfølgende effekten i udstødningsgassen. Det har været nødvendigt selv at foretage målingerne, da der fra producentens side ikke er foretaget målinger af eksempelvis udstødningsgasmængden ved den oprindelige bænktest foretaget af fabrikanten inden levering af maskinerne. 11

13 Indsamlet data via datablade og manualer ombord Ombord på King Seaways forefindes der et større bibliotek, med teknisk dokumentation som manualer, tekniske tegninger og anlægsbeskrivelser. Det er i dette bibliotek at en stor mængde af projektets dokumentation er fundet, såsom beskrivelser og tegninger af HTI systemet, samt datablade for kedlerne og motorerne. De væsentligste informationer fra de forskellige dokumenter indgår i analysen og yderligere information om de forskellige komponenter kan findes i de vedhæftede og benævnte bilag. Indhentet data og dokumentation via mailkorrespondancer Til beregningerne omkring de oliefyrede kedlers afgivne effekt har det været nødvendigt at kende kedlernes virkningsgrad, dog fremgår virkningsgraden ikke i databladende fra leverandøren af HTI systemet. Derfor er der taget kontakt via mailkorrespondance til leverandøren HTI-Gesabs svenske afdeling, som efterfølgende har oplyst kedlernes virkningsgrad. Der er også via mail skabt kontakt til et af rederiets andre skibe for at fremskaffe dokumentation for specifikationerne på den ombord anvendte MGO. Den indsamlede dokumentation består af en brændstofs analyse udført af Verifuel, og heri indgår brændværdien som skal anvendes i projektet. For at kunne beregne hjælpemotorernes luftforbrug og efterfølgende udstødningsgasmængde, har det været nødvendigt at kende den kemiske sammensætning af brændolien - ULSFO til HJM. Derfor er der via mail taget kontakt til rederiets bunker afdeling, som efterfølgende har kontaktet olie leverandøren Mærsk Oil Trading. Disse tal har dog ikke været mulige at få oplyst da selv leverandøren ikke kender disse, i stedet er værdierne antaget til at være en kombination af almindelig MGO og HFO. Til den økonomiske del af projektet er der via mail skabt kontakt til rederiets tekniske organisation. De har angivet oplysninger omkring, hvilke krav der stilles til investeringer i rederiet, såsom virksomhedens kalkulationsrente og maksimal tilbagebetalingstid. Indhentet tilbud ved kedelproducenter via mailkorrespondancer For at kunne besvare projektets hypoteser, er der via mail udsendt forespørgsler angående tilbud på nye udstødningskedler. Forespørgslen indeholdte nødvendige oplysninger omkring ønsket placering af nye kedler, udstødningsgastemperatur, udstødningsgasmængde og det målte modtryk. Tre forskellige kedelproducenter har besvaret forespørgslen og er kommet med tilbud på 12

14 indkøbspris og installationspris for nye udstødningskedler, det er valgt at anvende tre forskellige tilbud for at dokumentere hvilket prisleje en sådan investering ligger i. I projektets afsnit omkring løsningsforslag vil tilbuddene blive analyseret, dette er for at kunne udvælge det bedste tilbud for projektet. Via mailkorrespondance er der også indhentet et prisoverslag fra skibets tekniske inspektør, på hvad værftsdelen af installationen vil koste, her tænkes der på den del hvor de eksisterende kedler fjernes og to nye skal bringes på plads i casingen. Databehandling i Excel for at vise tallenes udvikling visuelt Til databehandlingen er programmet Microsoft Excel blevet anvendt, alle aflæste og målte værdier er blevet behandlet i samme Excel fil. Filen indeholder flere forskellige faner med hver sin beskrivende titel for at gøre det lettere for læseren at orientere sig i de mange data og beregninger. Der er til beregningerne indsamlet formler og viden fra bøgerne: Damptabeller og Dieselengines 1, de vigtigste beregninger er med eksempler beskrevet direkte i analysen. I projektet er Excel hovedsageligt anvendt til at fremstille grafer, tabeller og beregninger. Internet For at kunne beregne skibets samlede MGO udgift til kedlerne, er der gennem internettet søgt viden omkring MGO prisen pr. tons på shipandbunker.com, samt dollarkursen og eurokursen på valutakurser.dk. Til at beregne skibets årlige udgift er der er indsamlet data for MGO prisen og dollarkursen over en periode fra d. 24. april og frem til 1. december Årsagen til at det er for netop denne periode skyldes, at det ikke har været muligt at finde specifikke MGO priser længere tilbage i tiden. MGO prisen, dollarkursen og eurokursen er også blevet indsamlet d , og anvendes til at beregne investeringssum og tilbagebetalingstid i projektets afsnit løsningsforslag. Trip rapport For at kunne analysere kedlernes MGO forbrug over en længere periode, er der via skibets indkøbs- og vedligeholdssystem Sertica, indhentet data for alt brændolie forbrug ombord på skibet, for perioden og frem til Dataene for olieforbruget stammer fra maskinchefernes daglige aflæsninger af forbrugsmåleren i kontrolrummet, værdierne aflæses hver dag efter ankomst for HVM, HJM og kedlerne. Efter værdierne er aflæst, indtastes de manuelt i Excel dokumentet - trip rapport, hvorefter værdierne bliver brugt til analyse både ombord på 13

15 skibet og af rederiet. Rapporten indeholder også oplysninger omkring: tid på søen, tid i havn og antal tilbagelagte sømil, hvilket er vigtige faktorer for at kunne analysere brændstofforbruget. 3 Metodekritik Til at beregne udgifterne til MGO på årsbasis er der for en periode beregnet en gennemsnits dollarkurs og MGO pris. denne beregnings metode giver ikke et præcist resultat af udgifterne men blot en ide om hvor store udgifterne til MGO for de oliefyrede kedler er. Metoden er anvendt da det ikke har været muligt at finde specifikke oliepriser længere tilbage i tiden. Da kedlernes belastning under havneophold, samt hjælpemotorernes driftsmønster under havneophold kun er observeret over en periode på 7 dage, er der en vis usikkerhed forbundet med analysen af dette. For at gøre analysen mere valid, skulle der have været foretaget observationer over en periode på et år. Værdierne for de estimerede beregninger der indgår til at kortlægge hjælpemotorernes driftsmønster i de varme måneder, kan ikke dokumenteres via målinger, men er vurderet realistiske. Selvom der havde været foretaget målinger over en periode på et år, kan værdierne stadig variere år for år, alt efter hvor varm en sommer der er målt for. Olieforbruget for kedlerne i forhold til årstiden er beregnet som et gennemsnit over det samlede antal timer i havn for den givne årstid, ved denne type beregning er der ikke taget højde for at forbruget ændrer sig alt efter tidspunktet på dagen. Metoden er alligevel anvendt da det ikke har været muligt at indsamle oplysninger omkring kedlernes reelle belastning tilbage i tiden. Udstødningsgasmålingerne fra HJM 1 burde også have været foretaget ved højere belastninger end det er gjort, dette for at kunne beregne på effekten der går tabt i udstødningsgassen ved højere belastninger. Flere målinger kunne også have bidraget til at der kunne analyseres på muligheden for at hjælpemaskinernes belastningsprocent forøges inden en ekstra maskine bliver startet op, eksempelvis ved AC drift. Til beregningerne omkring motorens producerede udstødningsgasmængde har det været nødvendigt at antage den kemiske sammensætning for den ombord anvendte ULSFO, fordi det ikke har været muligt at indhente dokumentation for denne. Selv leverandøren har ikke kunne dokumentere den kemiske sammensætning, dog har Verifuel tilbudt at lave en laboratorietest af 14

16 olien for at klarlægge den kemiske sammensætning, dette var dog mod betaling og er derfor ikke blevet foretaget. Ydermere er de indhentede tilbud kun vejledende, og dækker ikke for hele installations processen. For at tilbuddene kunne blive mere realistiske skulle hvert kedelfirma have været ombord på skibet og undersøgt installations forholdene. I tilbuddene er der medregnet et overslag fra skibets inspektør for udgifterne til at få de nye kedelkomponenter anbragt i skibets casing, denne del af installationen skal udføres på et værft. For at denne del af tilbuddet skulle der have været taget kontakt til et skibsværft og indhentet et mere specifikt tilbud på denne del. Metoden der er anvendt til at beregne besparelsen ved den nye dual-kedel kunne være mere præcis, men da Global Boiler ikke i tide har kunne levere mere specificeret data for kedlens ydeevne, har dette ikke været muligt. Derfor er der beregnet en estimeret virkningsgrad for denne type kedel som er blevet godkendt og vurderet realistisk af Global Boiler, denne er efterfølgende blevet anvendt til at beregne den afgivne effekt fra udstødningsgassen til kedelvandet. 15

17 4 Beskrivelse af eksisterende anlæg 4.1 HTI systemet generelt Kedelsystemet ombord på King Seaways er leveret af HTI-Gesab, og kaldes i daglig tale ombord for HTI systemet 1. HTI systemet var oprindeligt et termiskolie system, med 2 oliefyrede kedler, 4 udstødningskedler til hovedmotorerne og 4 udstødningskedler til hjælpemotorerne. Systemet er ombygget over flere gange, og idag er opvarmningsmediet tekniskvand under tryk, trykket holdes under fordampningstrykket via en nitrogenpude i overflow tanken. Desuden er udstødningskedlen til HVM 4 taget ud af drift, det samme er alle 4 HJM kedler og har været det i alt den tid DFDS har ejet skibet dvs. over 12 år. Temperaturen for HTI vandets afgangs temperatur er under havneophold med de oliefyrede kedler i drift omkring 145 grader celsius og der kræves et minimum tryk 2 på systemet på 4,2 bar, med HVM udstødningskedler i drift er temperaturen omkring 155 grader celsius hvilket kræver et tryk på minimum 5,44 bar. 4.2 Oliefyrede kedler HTI systemet består af 2 oliefyrede kedler der er vertikalt opstillet med brænderne monteret i toppen. Den ene er en rotationskop brænder Saacke SKV 30 3, dens maksimale er ydelse er designet til 2035 kw, ydelsen reguleres via en 10-trins compound regulator efter vandets afgangstemperatur for kedlen. Saacken er oprindeligt tiltænkt anvendt til at afbrænde spildolie mm. fra driften af skibet. Den anden oliefyrede kedel er med olietrykforstøvningsbrænder og af mærket Weishaupt, model MS9Z 4. Dens maksimale ydelse er også designet til 2035 kw, brænderen er monteret med 2 forskellige størrelse dyser for at kunne regulere belastningen alt efter den krævede effekt. Begge oliefyrede kedler er udført som vandrørskedler af typen HTI HE 17,5 V40 5 hvor kedelrørende ligger som en stor spiral langs kedelvæggen og med et stort frit brændkammer i midten af kedelopbygningen. 4.3 Hovedmotor udstødningskedler HVM udstødningskedlerne er HTI AHE09V40 6 med en effekt på 1050 kw ved 90% last på HVM, disse kedler er udstyret med reguleringsspjæld som kan bypass udstødningsgassen uden om 1 Detaljeret tegning af HTI systemet - bilag 1 2 Minimums tryk for at undgå dampdannelse - Hansen, Dennis Damptabel side Saacke datablad - bilag 2 4 Weishaupt datablad - bilag 3 5 HTI delivery description - Bilag 4 6 HVM kedel specifikationer - Bilag 5 16

18 kedelrørene for at regulere HTI vandets afgangstemperatur. Udstødningsgassen til disse kedler bliver leveret fra hver deres HVM af mærket MAK model 8M552 som hver yder 4900 kw. 4.4 Hjælpemotorudstødningskedler De oprindelige HJM udstødningskedler er HTI AHE03V30 7 med en effekt på kcal/time svarende til 349 kw ved 85 % motor last. Udstødningsgassen bliver leveret fra 4 stk. MAN B&W 9L28/32 8 der hver kan producere 1890 kw aksel effekt. Som nævnt tidligere Har disse kedler ikke været i drift i minimum 12 år, kedel elementerne sidder dog stadig placeret oppe i maskinrumscasingen. HTI vandets til og afgange er blændet af med blindflanger og rørene der skulle forbinde kedlerne til resten af systemet afmonteret, desuden er alt elektronisk måle og overvågnings udstyr afmonteret og i stedet anvendt som doner til resten af HTI systemet. Årsagen til at disse kedler ikke længere er driftsdygtige skyldes formentlig at før DFDS overtog skibet har der ikke været de lange havneophold som i dag, derfor har HJM kedlerne kun haft et minimalt bidrag til opvarmningen ombord. Derudover har tidligere ejer formentlig vurderet at kedlerne ikke kunne bære omkostningerne i forbindelse med ombygningen fra termiskolie til hedt vand, og ved at tage kedlerne ud af drift er daglige udgifter til vedligeholdelse samt klasse fee sparet væk. Kedlernes reelle tilstand har ikke været muligt at undersøge men det vurderes at de ikke umiddelbart kan sættes i drift igen efter de mange års frakobling. Som dokumentation for HJM kedelsituationen kan skriftlig dokumentation fra maskinchefen ombord findes i bilag Beskrivelse af HTI systemet ud fra principskitse Overflow tanken der er placeret midt på skitsen med teksten HT - LT, er midtpunktet i hele systemet, fra tankens LT-side suger cirkulationspumperne til de oliefyrede kedler samt cirkulationspumperne for udstødningskedlerne. Den varmeafgangs vand fra kedlerne sendes retur til overflow og kommer ind på dens HT-side, det er også fra denne side at consumer cirkulationspumperne suger. Mængden af HTI vand til forbrugerne reguleres via en elektronisk bypass ventil, og overskydende vand sendes retur til LT-siden. Cirkulationskredsen for HVM udstødningskedlerne er desuden udført med en dumpcooler, denne er til at nedkøle HTI vandet før udstødningskedlerne hvis varme forbruget ikke er stort nok holde temperaturen nede under det ønskede set punkt. Dumpcooleren køles via en ferskvandskreds, der længere ude er kølet med 7 HJM kedel specifikationer - bilag 6 8 HJM specifikationer - bilag 7 17

19 søvand, som alternativ til dumpcooleren kan ferskvandsgeneratoren startes op for at aftage den overskydende varmeeffekt og i stedet udnytte den til at producere teknisk vand. Figur 2 - princip skitse for HTI systemet 4.6 HTI systemets forbrugere systemet levere opvarmning til følgende komponenter - Varmt forbrugsvand - Fuel Tank opvarmning - Opvarmning af bilgewater settlings tank og sludge tanken - Opvarmning af fuel og smøreolie i separatorernes forvarmere - Opvarmning af ventilationsluft til hele apteringen - Bilge separator - Ferskvandsgeneratoren 18

20 Tons MGO Jesper N. Bruhn FMS - Esbjerg Bachelor projekt 5 Analyseafsnit 5.1 De oliefyredes kedlers MGO forbrug på årsbasis De følgende tal der bliver brugt til at kortlægge skibets tid under havneophold kan findes bilag trip rapport, tallene fra dette aflæses og indtastes på daglig basis af maskinchefen og kan dateres tilbage til d og frem til d I dokumentet kan der være fejlindtastninger samt sammenlagte tal fra længere perioder under eksempelvis dokophold, disse er markeret med rødt for at overskueliggøre hvilket data som ikke stammer fra normal drift. Under sejlads levere HVM udstødningskedlerne alene det krævede varmeforbrug, dette er kun muligt indtil skibet ligger langs kaj og hovedmaskinerne stoppes. Under havneophold er der kun skibets 2 oliefyrede kedler til at levere varmeeffekt til hele skibet, Skibet har i gennemsnit 7 ½ time i havn om dagen hvor de 2 kedler skal producere den krævede opvarmning af skibet. Igennem praktikforløbet har det hovedsageligt været Saacken der var i drift, og Weishaupten har i perioden været brugt som backup ved nedbrud på Saacken eller i perioder med spidsbelastning hvor varmebehovet har været større end Saacken har kunnet levere alene. Kedlernes MGO forbrug afhænger meget af årstiden og dermed udetemperaturen, da den største mængde varme bliver afsat i ventilationsanlægget der opvarmer hele apteringen. Nedenstående diagram viser kedlernes MGO forbrug i tons pr. måned fra januar 2016 og frem til afslutningen af praktikopholdet i marts Kedlernes MGO forbrug Januar februar Marts April Maj Juni Juli August Septem ber Oktober Novemb er Decemb er ,17 21, , , ,293 17,04 21,78 23,5 15, , , , , , , , , ,48 8, ,76 20, , ,21 37, , , ,76 Figur 3 - MGO forbruget til de oliefyrede kedler på årsbasis - bilag

21 Som det kan ses i diagrammet, er MGO forbruget størst i årets kolde måneder fra november til april, og ligeledes er forbruget væsentlig mindre i de varmere måneder fra maj til september. Dog skyldes de helt store udsving i januar og februar, at skibet har haft dokophold eller oplægger i forbindelse med ombygning og vedligehold. Under førnævnte forhold er kedlerne i drift det meste af døgnet og MGO forbruget til kedlerne er derfor væsentlig større end i normal drift med sø rejser Nuværende udgifter til MGO Som det kan ses i nedenstående diagram, har MGO forbruget for 2016 og 2017 lagt på henholdsvis 355 tons og 359 tons. Det har ikke været muligt at finde MGO priserne længere tilbage end, 24. april 2017, derfor er der beregnet en gennemsnitspris fra d og frem til d på 481 USD pr tons LSMGO 9 - Low Sulphur Marine Gas Oil omtalt MGO i projektet. Ligeledes er der beregnet en gennemsnitlig dollar kurs for den nævnte periode på 648 kr, dataene for disse beregninger kan findes i bilag 9.3. MGO forbrug pr. år januar februar marts april maj juni juli august september oktober november december total ,17 21,89 27,02 32,06 15,23 17,04 21,78 23,5 15,69 14,72 28,41 37,21 354, ,75 63,46 29,06 28,32 14,53 17,48 8,87 14,76 20,01 18,19 27,21 37,68 359,32 LSMGO pris gennemsnit - shipandbunker.com - Rotterdam 24-apr 01-maj 01-jun 01-jul 01-aug 01-sep 01-okt 01-nov 01-dec gennemsnit i USD gennemsnit i DKK 2017 $ 445,00 $ 427,50 $ 436,50 $ 430,50 $ 477,00 $ 487,50 $ 518,00 $ 526,00 $ 581,00 $ 481, ,18 kr. Dollar kurs gennemsnit 24-apr 01-maj 01-jun 01-jul 01-aug 01-sep 01-okt 01-nov 01-dec gennemsnit ,85 kr. 6,82 kr. 6,63 kr. 6,50 kr. 6,29 kr. 6,27 kr. 6,30 kr. 6,40 kr. 6,26 kr. 6,48 kr. Figur 4 - årlige omkostninger til MGO - bilag 9.3 Projektet regner med de gennemsnitlige priser for MGO og dollarkurs er ens for årene 2016 og 2017 dette resulterer i følgende udgifter til MGO for de to år. MGO udgift forbrug total (pris USD kurs USD ) MGO udgift 2016 = 355 (481 6,48) = kr MGO udgift 2017 = 359 (481 6,48) = kr Disse tal er ikke præcise da både dollarkursen og MGO prisen ændrer sig hver eneste dag, derfor er det nødvendigt at kende de specifikke bunkerdage og mængde pr bunkring for at regne de helt 9 Beregning af gennemsnitspris MGO pris for bilag

22 kg/time Jesper N. Bruhn FMS - Esbjerg Bachelor projekt korrekte priser ud. Derfor skal disse beregninger blot bruges til at give en ide om hvor store de årlige udgifter til MGO cirka er. Desuden har DFDS en fast bunkerleverendør i Ijmuiden hvor der er forhandlet special aftale omkring pris og vilkår, disse tal er hemmelige men vil formentlig medføre at de reelle omkostninger har været endnu lavere end beregnet i projektet. 5.2 De oliefyredes kedler driftsmønster under havneophold Under havneophold er kedlen i drift indstillet til et set punkt på 145 grader som afgangstemperatur for HTI vandet, og det er dette set punkt brænderne reguleres efter at holde. HTI vandet cirkuleres rundt til forbrugerne via Consumer pumperne der kan ses på figur 2 - HTI princip skitse, disse pumper er af mærket ALLWEILER, type CTWH80-160/11 og er af producenten oplyst til at levere et flow på 180 m 3 /timen 10. Pumperne levere et konstant flow, samtidig med at brænderne regulerer efter HTI vandets tilgangstemperatur som varierer alt efter forbrugernes varmeoptag. Det er denne temperatur differens mellem HTI tilgangsvandet og HTI afgangsvandet der skaber et varierende MGO forbrug. For at få indblik i varmebehovet under havneophold er der blevet foretaget observationer og aflæsninger af kedlernes MGO forbrug fra d. 19 marts til og med d. 26 marts, disse observationer har til formål at kortlægge hvor stort varmebehovet er samt hvornår på dagen kedlernes belastning er størst, de specifikke tal kan findes i bilag ,00 Gennemsnitlig olieforbrug efter klokkeslæt 130,00 120,00 110,00 100,00 90,00 80,00 70,00 60,00 10:30 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 M_olie 105,36 100,84 105,41 105,41 113,41 120,26 130,73 124,76 Figur 5 - gennemsnitligt olieforbrug efter klokkeslæt - bilag HTI Consumer-pumpe - bilag 10 21

23 Olieforbruget for ovenstående graf er beregnet over den tidligere nævnte tidsperiode som et gennemsnit af alle dagene undtaget d. 22. marts hvor der blev foretaget andre tests. Grafen illustrerer hvordan kedelbelastningen ændrer sig i løbet af dagen, om formiddagen og frem til eftermiddag er forbruget forholdsvist lavt og stabilt, dette skyldes at skibet i disse timer er uden passagerer og at det dermed kun er skibets besætning og udstyr til at forbruge varme. Stigningen for kedelbelastningen fra klokken 14 og frem skyldes at her begynder passagerende at komme ombord og der forbruges nu store mængder varmt badevand og varmelufts tilførslen på kabinerne bliver justeret et par trin op. For yderligere specifikke tal kan der i bilag 11 ses det konkrete forløb for MGO forbruget for alle observationsdagene, disse data er taget fra det elektroniske fuelmåler system der kan overvåges fra kontrolrummet. 5.3 Det gennemsnitlige MGO forbrug afhængig af årstiderne Formålet med dette afsnit er at finde frem til hvor stor en effekt der er behov for HTI-systemet får tilført alt efter tidspunktet på året. Ved at beregne kedlernes afgivne effekt er det muligt at finde frem til hvor stort det virkelige varmebehov for systemet er. For at kunne beregne det mindste gennemsnitlige varmebehov fra kedlerne er olie forbruget pr måned omregnet til gennemsnitligt olieforbrug pr. time for hver enkelt måned efter følgende metode. Herunder er vist et eksempel for den anvendte beregningsmetode til at finde forbruget pr time, yderligere beregninger for de andre måneder kan findes i bilag 9.2. gennemsnitlig MGO forbrug pr time = MGO forbrug pr. måned antal dage pr. måned antal timer i havn pr. dag Eksempel for april 2016 = 32, ,6 = 140 kg pr. time Herefter er det valgt at se på time forbruget som et gennemsnit efter årstiderne for at se forbruget i et større perspektiv og over alle de datoer der er fuel forbrugs data fra. Som det ses i figur 6, er MGO forbruget mindst i sommerperioden, med et gennemsnitligt forbrug på 70 kg i timen, set over alle havneopholdene fra 2016 og frem til foråret

24 Gennemsnit i tons og kilo pr time efter årstid vinter: December - Februar forår: Marts - April Sommer: Juni - August Efterår: September - November 0, , , ,09 90 kedel belastning i kw efter årstid Brændværdi = kj/kg og η_kedel = 0,85 vinter: December - Februar 2.317,76 kw forår: Marts - April 1108,49 kw Sommer: Juni - August 705,41 kw Efterår: September - November 906,95 kw Figur 6 - gennemsnitligt forbrug efter årstid - bilag 9.2 Figur 7 - kedelbelastning efter årstid - bilag 9.2 For at kunne omsætte MGO forbruget til et kw optag i figur 7, er følgende beregning brugt for alle de gennemsnitlige tal ved de forskellige årstider. Den anvendte brændværdi stammer fra en tidligere brændstofs analyse udført af Verifuel og kan findes i bilag 12, brændstofs analysen er fra et andet DFDS skib, men olien er samme type og brændværdien anses derfor også for at gælde for olien ombord på King Seaways. Brændstofs analysen laves kun for hver 3. bunkring og siden arbejdet med analyserne er sat i værk har der endnu ikke været foretaget 3 MGO bunkringer ombord, dette resultere i manglede testresultater ombord og disse er derfor fundet i et af rederiets andre skibe Magnolia Seaways. Eksempel for sommerperioden P kedel = M olie h i 3600 η kedel , kw 3600 Kedlernes virkningsgrad er ikke oplyst i databladende fra kedelproducenten, derfor er der blevet taget kontakt til producenten via mailkorrespondance som har oplyst virkningsgraden til at være 85% 11 for HTI HE 17,5 V40 kedlerne. 11 Dokumentation for kedlernes virkningsgrad - bilag 13 23

25 Tons pr. havneophold Antal timer i havn Jesper N. Bruhn FMS - Esbjerg Bachelor projekt Eksempel for ude temperaturens påvirkning på varmebehovet Som tidligere beskrevet har udetemperaturen stor betydning for kedlernes MGO forbrug, herunder ses et skærmbillede fra ventilations anlæggets SRO system. Billedet viser udviklingen i ude temperaturen over en periode fra d. 27 marts og frem til d. 30 marts. Figur 8 - Udetemperaturen - bilag 14 Som det ses på figur 8, er der store udsving i udetemperaturen under havneopholdene, med en maksimal temperatur på 12 grader d. 30 og ned til under 4 grader d. 28. Ude temperaturens indvirkning for de gældende dage er herunder illustreret med den blå linje for MGO forbruget i tons, samt den røde linje der illustrerer tids variationen af antal timer i havn. Total Boiler Consumption Time in loading port (hours) 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0, ,5 8 7,5 7 6,5 6 5, Total Boiler Consumption 0,6389 0,902 0,9301 0,7798 Time in loading port (hours) 7, ,8 7, ,4 Figur 9 - udetemperaturens påvirkning - bilag

26 Længden af havneopholdende varierer fra 7,4 timer til maksimalt 7,91 timer i havn, dette illustrerer at tiden i havn for de 4 dage er næsten ens, hvorimod MGO forbruget varierer med næsten 300 kg pr havneophold. Ovenstående illustration skulle gerne skabe indsigt i hvor meget MGO forbruget til kedlerne reduceres, når udetemperaturen stiger, og hermed dokumentere at størstedelen af varmebehovet går til opvarmning af ventilationsluft til apteringen. 5.4 HJM driftsmønster Under havneophold er der altid minimum en HJM i drift og efter behov kan der startes flere op. som udgangspunkt køres der kun med en HJM, men i årets varme måneder stiger behovet for køling af både maskineri og apteringen, apteringen nedkøles via 2 store AC-anlæg 12 hver på 350 kw og med disse i drift opereres der med 2 HJM for at levere tilstrækkelig el effekt. - Fra midt september til midt april - 1 HJM i drift under havneophold - Fra midt april til midt september 2 HJM i drift under havneophold En HJM i drift Under praktikopholdet er der i perioden og frem til d foretaget observationer over hjælpemotorernes afgivne effekt, for hele perioden gør det sig gældende at der kun har været en motor i drift. El effekten er aflæst digitalt i kontrolrummet via PMS systemet, efterfølgende er el effekten omregnet til aksel effekt via generatorens virkningsgrad 13. Virkningsgraden ligger imellem 94,3 % og 96,5 % men regnes for at være 96% konstant i projektet. P aksel = P el 1126 = 1178 kw η generator 0,96 12 AC datablad - bilag Generator virkningsgrad - HJM datablad - Bilag 7 25

27 Ovenstående graf viser hjælpemotorens effekt efter forskellige tidspunkter af havneopholdene, effekttallene er et gennemsnit over alle dagene ved de specifikke tidspunkter. Yderligere værdier samt beregninger kan findes i bilag 9.6. Grafen viser en høj men faldene effekt fra 10:30 og frem til 11:00 dette skyldes at mange pumper i maskinen stadig er i drift til køling og cirkulation på maskinerne der netop er blevet stoppet af. Fra 11:00 og frem til 14:00 er forbruget lavt og stabilt da der kun er besætning ombord i dette tidsrum. Ligesom med kedlernes olieforbrug stiger også HJM effekten efter klokken 14:00 da passagererne her begynder at komme ombord og samtidig klargøres der til afgang i maskinen og på dækket hvilket kræver en yderligere forøget motoreffekt på HJM Sommer drift - to HJM i drift I årets varme måneder er der som tidligere beskrevet et behov for køling af ventilationsluften til apteringen, ved opstart af skibets AC-anlæg startes der samtidigt en ekstra HJM op så der er 2 maskiner i drift. AC-anlægget har ikke været i drift under praktikopholdet og det har derfor ikke været muligt at foretage observationer for HJM belastningen i denne driftstilstand. I stedet er HJM belastningen beregnet som en estimeret værdi for sommermånederne, dette er foretaget på baggrund af AC kompressorens forventede effektoptag og med forbehold for øget kølings behovs af yderligere komponenter i maskinen. Figur 10 - kw gennemsnit med 1 motor i drift - bilag

28 Det forventes AC-anlæggets optagede effekt er lav i starten af havneopholdet og derefter stigende frem mod afgang, skemaet herunder viser den estimerede last forøgelse. El effekt 10:30-12:00 12:00-17:00 AC optag komponent køling total Figur 11 - estimeret effekt forøgelse - bilag 9.6 For at kunne visualisere den nye HJM belastning ved sommer drift er følgende beregning foretaget, yderligere beregninger og data for den efterfølgende graf kan ses i bilag 9.6 Aksel effekt pr motor ved sommer drift = P normal + AC + komponentkøling η generator antal motorer i drift Aksel effekt klokken 11: 00 = ,96 2 = 664 kw Effekt pr motor ved AC drift i kw (2 motorer i drift) :30 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 HJM el effekt ved AC i drift HJM aksel effekt ved AC i drift Figur 12 - estimeret kw gennemsnit med 2 motorer i drift - bilag 9.6 Ovenstående graf illustrerer HJM effekterne med AC-anlægget i drift, det høje elforbrug om eftermiddagen skyldes blandt andet at skibets langsomt opvarmes af solens stråler i løbet af dagen og holder på en stor mængde varme. Dette påvirker indeklimaet ombord og skaber forøget behov for køling af ventilationsluften. Den ovenstående driftssituation for HJM anses som værende 27

29 normal tilstand med AC i drift, på meget varme sommerdage kan der dog opstå perioder med behov for at kører med to AC-anlæg på samme tid, hvilket vil forøge belastning af motorerne yderligere. Til at bekræfte at de estimerede tal ved AC drift er realistiske, kan der i bilag 16 findes skriftlig dokumentation fra 2. mester Emil Ravn som bekræfter de beregnede værdier. Derudover kan der i bilag 17 ses observationer for HJM belastningen fra 2 tidspunkter i løbet af d hvor AC-anlægget var i drift samt 2 HJM. 5.5 Beregning af udstødningsgasmængden For at beregne hvor stor en effekt der er er til rådighed i udstødningsgassen, er det nødvendigt at kende den specifikke mængde producerede udstødningsgas, derfor er der d blevet foretaget målinger af udstødningsgassen fra HJM 1. Målingerne er foretaget ved forskellige belastninger i løbet af havneopholdet. Målingen ved højeste belastning er med en HJM i drift, og for at kunne lave målinger ved mindre belastninger blev endnu en HJM startet op, herefter kørte maskinerne med usymmetrisk last for at kunne lave målinger ved de aktuelle belastninger på den ene HJM. Målingerne er foretaget lige før de eksisterende kedlers placering på dæk 10 i skibets casing, her er et analogt termometer og følerlomme fjernet for at kunne føre målesonden fra Testo apparatet ind i udstødningsrøret Beregning af luftoverskuddet For at kunne beregne udstødningsgassens luftoverskud er det nødvendigt at kende brændstoffets maksimale indhold af kuldioxid i volumen %, formlen til at beregne dette er fundet i manualen for måleapparatet Testo som findes i bilag 18 sammen med seneste kalibreringsrapport for apparatet. I bilag 9.7 og bilag 19 findes alle de målte værdier ved de aktuelle belastninger, disse værdier er nedenfor anvendt til at beregne brændstoffets maksimale indhold af CO2 ved 1000 kw. CO 2 max = CO 2målt 21% ilt 21% ilt oxygen målt CO 2 max ved 1000 kw = 5,55 21 = 15,75 Vol % 21 13,6 Ovenstående beregning er foretaget ved alle 4 belastninger, hvilket har resulteret i en gennemsnitlig værdi på 15,8 vol. %. De beregnede værdier ud fra målingerne ligger tæt på de i 28

30 manualen oplyste standart værdier 14 for light fuel på 15,5 vol. % og 15,8 vol. % for heavy fuel. Herefter er det muligt at beregne luftoverskuddet i udstødningsgassen ud fra følgende formel. Luftoverskud λ = CO 2max CO 2 Luftoverskuddet er beregnet til de ovenstående værdier figur 13, beregningerne for dette kan findes i bilag Det teoretisk luftforbrug Til at beregne det teoretiske luftforbrug 15 skal brændstoffets kemiske sammensætning kendes, denne har ikke været muligt at få oplyst af hverken DFDS bunker afdeling, Mærsk oil trading eller Verifuel. Det er nødvendigt at kende oliens indhold af carbon, hydrogen, svovl og oxygen til den kommende beregning men da det er ikke noget der anvendes til dagligt, er det fundet nødvendigt at antage egne værdier. Verifuel tilbød dog at udfører laboratorie test af en gammel ULSFO prøve fra King Seaways, dette var dog mod betaling og er derfor ikke blevet udført. I stedet er den kemiske sammensætning for ULSFO antaget ud fra den kemiske sammensætning af HFO 16 med den reducerede svovlmængde omdannet til carbon, dette har resulteret i følgende, angivet i vægt %: - Carbon 88,0 % - Hydrogen 10,9 % - Svovl 0,10 % - Oxygen 1,0 % Måling nummer HJM aksel effekt Luftoverskud 3,39 3,00 2,84 2,76 Figur 13 - luftoverskud - bilag 9.7 Det er nu muligt at beregne det teoretiske luftforbrug. 14 Testo manual - bilag Hansen Dennis, Damptabel - side 7b - luftforbrug og lambda HFO sammensætning 29

31 L Min = 1 23 (8 3 c + 8 h + s o 2) = kg luft kg brændstof L Min = 1 23 (8 kg luft ,9 + 0,1 1) = 14,03 3 kg brændstof Beregningen viser den teoretiske nødvendige mængde luft der skal til for at lave en fuldstændig forbrænding af 1 kg af den til HJM anvendte ULSFO Den beregnede udstødningsgasmængde Det er nu muligt at beregne massen af udstødningsgas 17 ved de forskellige belastninger dette gøres efter følgende beregningsmetode. m røg = (L Min λ + 1) m olie m røg.1198 = (14,03 2,76 + 1) 288 = 11452,9 kg/time Yderligere beregninger og værdier for massen af udstødningsgas kan ses nedenfor samt i bilag 9.7. Måling nummer HJM aksel effekt Luftoverskud 3,39 3,00 2,84 2,76 Olie forbrug i kg/time Udstødningsgasmængde kg/sekund 2,22 2,57 2,95 3,18 Figur 14 - den beregnede udstødningsgasmængde ved forskellige belastninger - bilag Beregning af effekten i udstødningsgassen Herefter kan effekten i udstødningsgassens beregnes, hertil er det nødvendigt at kende røgens specifikke varmekapacitet denne er oplyst til 1, Derudover skal massen af udstødningsgas kendes denne kan ses ved de forskellige belastninger i figur 14 ovenfor, ydermere skal temperaturdifferensen mellem maskinrumstemperaturen og udstødningsgastemperaturen anvendes. Effekten i udstødningsgassen er herefter beregnet på følgende måde. P røg1198 = M røg1198 c røg (t røg t maskinrum ) P røg1198 = 3,18 1,04 (339,8 26,9) = 1045 kw Beregningen viser at når en enkelt hjælpemotor er i drift og levere 1198 kw aksel effekt ved 66% belastning, er der i udstødningsgassen omkring 1045 kw varme effekt til rådighed. Effekterne for 17 Hansen, Dennis, Damptabel - side 7b - udstødningsgasmængde 18 Kuiken, Kees, Diesel engines 1 - side 61 - Specifik varmekapacitet for udstødningsgas 30

32 de resterende udvalgte belastninger og med en motor i drift kan ses i figur 15 herunder, og beregningerne kan findes i bilag 9.8. Måling nummer HJM aksel effekt Procent belastning af MCR Udstødnings temperatur 307,3 324,2 335,5 339,8 Maskinrums temperatur 28,9 26,7 26,3 26,9 Temperatur differens 278,4 297,5 309,2 312,9 Udstødningsgasmængde kg/sekund 2,22 2,57 2,95 3,18 Udstødningsgas effekt effekt ved 2 motorer i drift med samme belastning Figur 15 - effekten I udstødningsgassen - bilag 9.8 I figur 15 herover er der også vist hvilken effekt der er i udstødningsgassen når der er 2 motorer i drift med ens belastning, denne driftsform vil forekomme når der skal køres med AC-anlæg som beskrevet tidligere i analysen. Den store effekt der forsvinder med udstødningsgassen, resulterer i en lav virkningsgrad, ved eksempelvis 66 % MCR er virkningsgraden for hver motor kun på 35%. Herunder er virkningsgraden for en HJM i drift ved 1198 kw akseleffekt beregnet. η øko1198 = aksel effekten 1198 effekten i olien % Den anvendte brændværdi for olien stammer fra oplysningerne i brændstofs analysen i bilag 20 fra Verifuel. Den samlede virkningsgrad for en HJM kan derfor forbedres meget, hvis en del af spild energien fra udstødningsgassen blev genanvendt i en udstødningskedel. 31

33 6 Del konklusion Som det ses i analysen, er det sammenlagte MGO forbrug pr. måned størst i vintermånederne fra december til og med februar, da der i denne periode hersker et større opvarmningsbehov til hele skibet. Dog skal der i vinterperioden tages højde for at der har været dokning og længere tids overligger i januar februar måned, hvilket resultere i at kedlerne kører i døgndrift i disse perioder, og derfor giver et væsentligt forøget MGO forbrug. Ud fra analysen om kedlernes belastning under havneophold, kan det ses at belastningen og MGO forbruget til kedlerne stiger i løbet af eftermiddagen, dette skyldes hovedsageligt passagernes ankomst. Det kan også konkluderes at udetemperaturen har stor indvirkning på olieforbruget til kedlerne, for når ude temperaturen er lav stiger MGO forbruget til kedlerne væsentligt, ligeledes er MGO forbruget lavt på varme dage. Udgifterne til opvarmning af skibet har i 2016 & 2017 lagt på lidt over kr om året, dette er meget mindre end som udgifterne til ULSFO som anvendes på både HJM og HVM. Da udgifterne til MGO ikke er større er, vil dette formentlig sætte sine begrænsninger for hvor store investeringer der kan foretages. Med en HJM i drift i årets kolde måneder følger HJM belastningen meget kedelbelastningen, effekten er faldene lige efter ankomst og stiger så lidt hen af dagen for til sidst at toppe lige inden afgang. Belastningens forløbet med en HJM i drift afhænger af de samme faktorer som kedlerne, passagernes ankomst og klargøring til afgang i maskinen. HJM belastningen ser lidt anderledes ud i årets varme måneder hvor AC-anlægget er i drift, men også her går det igen med en generelt stigende tendens over hele dagen. Det kan også konkluderes at en stor del af effekten fra hjælpemotorernes brændstof går til spilde i udstødningsgassen, her mistes omkring 1000 kw ved 66 % last. Det store effekt tab i udstødningsgassen resulterer i en lav virkningsgrad for anlægget, og viser at det er et område med gode optimeringsmuligheder ved at genanvende effekten fra udstødningsgassen. 32