ENERGIOPTIMERING AF KØLEVANDSSYSTEM

Transkript

1 ENERGIOPTIMERING AF KØLEVANDSSYSTEM

2 Indhold Titelblad... 3 Forord... 4 Tak... 4 Abstract... 5 Indledning... 6 Metodeafsnit... 8 Pareto-analyse... 9 Boiler/kedlen Generator Engine Airconditionkompressoren Central C.F.W. Pump Steering gear pump NO Aux C.S.W. pumpe Working air compressor Other equipment E/R Fan NO.1 og E/R Fan NO Delkonklusion Beskrivelse af kølevandssystem Anlægsbeskrivelse SW-systemet FW-systemet LT-system HT-system Analyse af kølevandssystem Analyse af data Nødvendige data til analysen Redegørelse for flow Flow i LT-systemet Flow i S.W-systemet Analyse af dimensioneret kølevandssystem Effekt og flow ved havne kondition Effekter og Flow ved Unloading Side 1 af 76

3 Effekter og flow ved normal sejlads Effekter og flow ved normal sejlads med tank rensning eller opvarmning af lasten Opsummering af analysen Strømprisen ombord Opbygning af mulige løsninger Systemkrav Løsningsforslag LT system Løsningsforslag Økonomi: Løsningsforslag Økonomi Løsningsforslag Økonomi Løsningsforslag til SW system Økonomi Diskussion Anbefaling af løsningsforslag Løsningsforslag 1 optimeret Delkonklusion Kildekritik Konklusion Perspektivering Litteraturliste Side 2 af 76

4 Titelblad Titel Energioptimering af kølevandssystem Problemformulering Hvordan finder vi de største energiforbruger ombord på Torm Estrid? Hvordan er det muligt at energioptimere kølevandssystemet ombord på de tre søskende skibe Torm Estrid, Torm Emilie og Torm Ismini? Hvor stor en økonomisk besparelse kan der opnås ved energioptimering af kølevandssystemet? Forfattere - G Morten Rauhe - E Antal normalsider 39,3 normalsider ( anslag med mellemrum) Dato for aflevering 9/ kl Institutionens navn Fredericia Maskinmesterskole Fag/modul Bachelorprojekt 6.B Side 3 af 76

5 Forord Som afslutning på maskinmesterskolen og som færdiggørelse af bacheloruddannelsen har vi udarbejdet dette projekt. Projektet er skrevet ud fra de oplysninger vi har indsamlet i vores 10 ugers praktikophold ombord på Torm Estrid. Projektet omhandler Energioptimering af kølevandssystemet ombord på Torm Estrid, for derefter at kunne implementere dette energioptimeringstiltag på flådens søskende skibe, hvis det er en succes. Projektet henvender sig primært til personer med grundlæggende teknisk viden inden for kølevandssystemer og maskinmester faget. Bilag er vedlagt i et separat bilagshæfte og henvisninger dertil fremgår af fodnoter. Tak Vi vil gerne påskønne de personer som har hjulpet os med dette projekt og vi vil derfor gerne takke: Bachelorvejleder Jan Sturm Almind Vejledning i pumpeteknik Dennis Hansen Vejledning i form af databehandling Bill Petersen Vessel manager Troels H. Petersen Kaptajn Jørgen Gøgsig Søndergaard Maskinchef Petur M Petersen Maskinchef Ole Flyvholm 1. Mester Kurt Græsborg Madsen 2. Mester Casper Bjørga Jensen Technical Sales Manager CS Electric ApS - Gert M Andersen Side 4 af 76

6 Abstract New emission control regulations set by IMO has forced Torm to make their fleet more energy efficient. Based on our Pareto analysis we found that the cooling water system uses a lot of energy, and it is one of the heavy consumers where Torm Estrid can improve their energy efficiency. We have therefore made an analysis of the cooling water system on Torm Estrid with energy optimization in consideration. Torm Estrid has two sister vessels were our recommended solution also can be implemented. Based on our analysis of the cooling water system we have come up with solutions that will decrease the energy consumption. The solutions will be evaluated by economic savings, payback time and how it should be implemented. Based on these issues we will find and recommend the most optimal solution for Torm. The solution we have recommended Torm to install is a full automatic system that controls the revolutions on one of the freshwater pump, by measuring the temperature and the pressure in the system. This solution will save Torm DKK per year and the payback time will be 18 months. Side 5 af 76

7 Indledning TORM A/S er et aktieselskab, som administrerer og driver tankskibe i hele verden. Rederiet blev grundlagt i 1889 og har i dag ca søfolk og 275 medarbejdere på land. Alle TORM s skibe er underlagt lovbestemmelser udstedt af IMO (the International Martime Organization). IMO udsender løbende, til alle deres medlemslande, nye retningslinjer og regulativer, som skal overholdes af rederierne i deres medlemslande. En af konventionerne i IMO, er MARPOL. MARPOL har særlig fokus på forurening i den maritime industri. Derfor stiller MARPOL hele tiden nye krav til rederierne, for at mindske bl.a. luftforureningen. Et af de grundlæggende krav i henhold til MARPOL er, at alle medlemslande i IMO skal have fokus på energi effektivisering, som et led i nedbringelsen af emissioner 1. I TORM har man særlig fokus på miljøet og sikkerheden ombord, som også er udtrykt i deres CSR-rapport 2 (Cooperate Social Responsibility). I rapporten står bl.a. at TORM bestræber at øge fokus på miljøforbedringstiltag. På baggrund af dette er vi blevet bedt om at lave en energioptimering ombord på et af de tre søskendeskibe Torm Estrid, Torm Emilie eller Torm Ismini, for derefter at kunne benytte og videreføre vores projekt ombord på søskendeskibene. De tre produkttankskibe er fra samme serie og var derfor ens i maskinrummet da de blev bygget. De er alle bygget i år 2004, med en længde på 228,19m og har alle en dødvægt på tons. Da skibene blev bygget var der ikke fokus på energioptimering, derfor er alle skibene blevet dimensioneret til at sejle i farvande med en havtemperatur på 32 C. Da disse skibe opererer i hele verden, hvor der kun få steder er en havtemperatur på 32 C 3, mener vi at der i dette system er potentiale for at lave en energioptimering. 1 Measures.aspx Side 6 af 76

8 Vi vil i dette projekt finde de største energiforbrugere ombord på Torm Estrid. Når disse forbrugere er fundet, vil vi finde ud af hvordan det er muligt at energioptimere kølevandssystemet ombord på Torm Estrid, Torm Emilie og Torm Ismini. Herefter vil vi finde ud af hvor stor en økonomisk besparelse, der kan opnås ved at energioptimere kølevandssystemet. Ved hjælp af en pareto-analyse forventer vi at kunne påvise, at pumperne som driver kølevandssystemet er mellem de 10 største energiforbrugere. Vi formoder at ved at lave en energioptimering på kølevandssystemet vil der kunne opnås en besparelse på kr. om året. Vi forventer samtidig, ved en installation af frekvensomformere på de største pumper i hhv. søvands og ferskvandssystemet, vil dette have den hurtigste tilbagebetalingstid. Fremgangsmåden, hvorpå vi vil afdække problemstillingerne, er at vi først vil analysere tegninger over kølevandssystemet, for at danne os et overblik over, hvordan kølevandssystemet ombord på skibet fungerer. Ud fra disse tegninger vil der så blive udarbejdet en matrix til dataindsamling af kølevandsbehov ved forskellige konditioner og ved forskellige havtemperaturer. Dataindsamlingen til vores analyse, samt observationer ombord på skibet Torm Estrid, vil danne grundlag for beskrivelsen af kølevandsystemet. Ud fra vores dataindsamling, analysen af kølevandssystemet og observationer ombord, vil vi komme med forskellige løsningsforslag, hvorpå en energioptimering ombord på de tre søskendeskibe kan opnås. Vi vil ud fra disse løsninger beregne besparelsen for hver enkel løsning, hvorefter tilbagebetalingstiden vil blive beregnet på baggrund af tilbud. Der vil herefter blive diskuteret fordele og ulemper ved de forskellige løsninger, for derefter at komme med en anbefaling på et løsningsforslag. Da vi ikke regner med at varme overførelsen fra luften i maskinrummet til mediet i rørene har nogen betydende virkning, ser vi bort fra denne varmeoverførelse. Vi antager samtidig at pladevekslerne i kølevandssystemet har en virkningsgrad på 100%. Side 7 af 76

9 Metodeafsnit I projektet analysereres de største energiforbrugere ved hjælp af en pareto-analyse. Pareto-analysen skal danne grundlag for at finde en mulig energioptimering ombord på Torm Estrid. Pareto-analysen er baseret på vores 10 ugers ophold ombord på Torm Estrid i forbindelse med vores praktik. Pareto-analysens dataindsamling er foretaget under ankerophold ud for Afrikas vestkyst. Dataindsamlingen er foretaget i løbet af tre uafhængige dage, for at få et retvisende resultat af energiforbruget. I projektet analyseres kølevandssystemerne ombord på Torm Estrid, for at finde ud af hvor det er muligt, at lave en energioptimering. Analysen af kølevandssystemerne er baseret på dataindsamling over 20 uafhængige dage under vores ankerophold ud for Afrikas vestkyst. For at sikre os, at den korrekte data er indsamlet, har vi analyseret tegningerne for kølevandssystemerne, og derefter opbygget et måleskema. Måleskemaet gør det muligt for os, at danne et overblik over forskellige konditioner ombord på skibet, samt sammenligne de forskellige værdier ved forskellige havtemperaturer. Der er blevet taget målinger på temperaturforskellen over de forskellige pumper og kølere i kølevandssystemerne til beregning af effektforbruget. På baggrund af analysen og de observationer af driften, vi har gjort ombord, vil vi udarbejde forskellige løsninger på, hvordan man kan energioptimere kølevandssystemet. De fundne løsninger diskuteres ud fra den årlige besparelse, tilbagebetalingstiden og implementeringen af løsningen. På baggrund af denne diskussion vil der blive anbefalet en løsning til Torm A/S. Side 8 af 76

10 Hvordan finder vi de største energiforbrugere ombord på Torm Estrid? Energioptimering handler overordnet om at udnytte den energi som bliver tilført et system bedst muligt. Det er derfor vigtigt for os at vide, hvor de største energiforbrugere er ombord på skibet. Det er dog lige så vigtigt, at kunne gennemskue energiforbrugets størrelse i forhold til, hvor vigtigt dette forbrug er for resten af skibet. Derfor laves en pareto-analyse. Pareto-analyse Ved hjælp af en pareto-analyse vil vi påvise alle de hovedsagelige energiforbrugere ombord. Ved hjælp af denne analyse vil vi forklare hvorfor hver enkel energiforbruger bruger den mængde energi som den nu gør og hvor vi mener der kan laves en besparelse. Der vil i dette afsnit være mest fokus på de store forbrugere, da det ikke er muligt at finde hver en enkel lille forbruger på skibet. Vi ser i dette afsnit bort fra hovedmotoren som energiforbruger, da den er ca gange større end den næststørste forbruger. Vi har lavet tre uafhængige dataindsamlinger 4 af energiforbruget ombord på skibet. Ud fra disse dataindsamlinger har vi i figur 1,2 og 3 illustreret de 10 største energiforbrugere. Alle disse dataindsamlinger og grafer er foretaget under ankerophold, hvilket der derfor vil blive taget udgangspunkt i. Der er i alle graferne taget udgangspunkt i brændstofforbruget. I disse tilfælde, hvor der er tale om et eldrevet drivmiddel til fx pumperne, er dette elforbrug blevet omregnet til et brændstofforbrug pr. døgn ved hjælp af det gennemsnitlige brændstofforbrug over vores 20 dages dataindsamling 5. 4 Bilag 2 - Pareto analyse s. 6-9 i bilagshæftet 5 Bilag 3 - Gennemsnits Brændstofforbrug s. 10 i bilagshæftet Side 9 af 76

11 kg fuel i døgnet kg fuel i døgnet Morten Rauhe Pareto analyse , ,7 309,5 278,6 216,7 201,2 185,7 123,8 114,5 Forbrugere Figur 1 - Pareto analyse Pareto analyse ,2 346,7 309,5 278,6 235,2 216,7 201,2 185,7 114,5 Forbrugere Figur 2 - Pareto analyse Side 10 af 76

12 kg fuel i døgnet Morten Rauhe Pareto analyse ,7 346,7 309,5 278,6 262,5 216,7 201,2 185,7 114,5 Forbrugere Figur 3 - Pareto analyse På de 3 illustrationer ses det, hvordan energien ombord på skibet fordeler sig. Vi har valgt at illustrere energiforbruget i kg fuel pr. døgn, da dette er den eneste råenergiressource som findes ombord. I det efterfølgende vil det blive forklaret, hvorfor energiforbruget er som det er, og hvor vi mener der kan laves en besparelse. Boiler/kedlen Det ses ud fra vores illustrationer, at kedlen er enten den største eller anden største energiforbruger ombord på skibet. Dette afhænger af, om der bliver produceret ferskvand under vores dataindsamling. Forbruget på kedlen varierede mellem 2100 og 2900 kg pr. døgn mens skibet lå for anker ud for Afrikas vestkyst. Den leverede dampmængde fra kedlen bliver hovedsagelig brugt til at opvarme de tanke, hvori der er lagret fuelolie. Udover at opvarme disse tanke bliver dampen fra kedlen også brugt til at holde hovedmotoren varm, producere ferskvand, opretholde den rigtige viskositet af fuelolien før centrifugerene og hoved- samt hjælpemotorer, desuden bliver denne damp også brugt til at varme forbrugsvandet i apteringen. Side 11 af 76

13 For at kunne lave en besparelse på dette system er det nødvendigt at lukke eller skrue ned for dampen til nogle forbrugere. Det er svært at påvise om kedlen bruger for meget eller for lidt brændstof. Vi mener dog at de ombord på skibet var meget påpasselige med at skrue på dampen, og da der allerede tidligere er skrevet et bachelorprojekt omkring optimering af dampforbruget på et af søskendeskibene 6, mener vi ikke at det er et område som vil give mening, at skive et nyt energioptimeringsprojekt om. Generator Engine Hvis vi ser nærmere på generatorerne, ses det at det er disse som forbruger den største eller anden største mængde energi ombord på skibet. Det giver meget god mening, at generatorerne bruger en stor mængde energi, da de producerer strøm til størstedelen af alle forbrugere ombord på skibet. Hvis man ser nærmere på generatorerne ses det at generatorerne forbruger mellem 2396,2 og 2622,2 kg fuel i døgnet. Disse tal siger dog ikke noget om hvor effektive generatorerne er. Dog kan vi ved hjælp af vores dataindsamling 7 se, hvor mange kwh vi har fået ud af hver gram brændstof vi har forbrændt i motoren. Det ses i dataindsamlingen at SFOC (Specific Fuel Oil Consumption) svinger mellem 251,4 g/kwh og 267,6 g/kwh. Vi har dog ved hjælp af vores dataindsamling regnet en gennemsnitlig SFOC på 257,95 g/kwh 8, hvilket vi vælger at regne videre med. Ved hjælp af oplysninger over en ny generator af samme type ved 900 omdr./min 9, er det oplyst at den kan producere 1 kwh ved hjælp af 195 g brændstof. Der står dog intet om hvilken type brændstof denne generator producerer denne 1 kwh ved, hvilket har meget stor indflydelse på sammenlignelighed af tallene. 6 Ifølge udtalelse fra maskinchef Petur M. Petersen 7 Bilag 4 - Dataindsamling s i bilagshæftet 8 Bilag 3 - Gennemsnits brændstofforbrug s. 10 i bilagshæftet 9 Bilag 5 - Diesel fact s. 32 i bilagshæftet Side 12 af 76

14 Taget i betragtning af, at generatorerne ombord snart skal overhales og vi ikke kan sammenligne SFOC for den nye og de gamle generatorer, mener vi ikke dette område er det første punkt at kigge på indenfor energioptimering, før en overhaling er blevet foretaget. Airconditionkompressoren Airconditionkompressorerne er de tredje største energiforbrugere på skibet. Disse kompressors opgave er at opretholde det ønskede fordampningstryk i airconditionanlægget. Dette anlæg er det vigtigste anlæg, når man tænker på komfort og velvære ombord på skibet, det er derfor et meget ømt punkt at pille ved, så længe det kører som det skal. Ved en hurtig gennemgang af airconditionanlægget fandt vi ud af, at airconditionkompressorerne er manuelt styret af maskinchefen. Vi fandt dog også ud af, at fordampningstryk i airconditionanlægget er styret af, hvor mange cylindere som er koblet ind på airconditionkompressorerne. Vi fandt samtidig ud af at disse kompressorer er styret, så de enten kan køre med 33%, 66% eller 100% last. Under vores dataindsamling kørte vi konstant med 66% last, hvilket opretholdte en temperatur på 22 C i apteringen. Denne temperatur var den ønskede temperatur for besætningen ombord og det var derfor umiddelbart ikke noget problem, at airconditionanlægget blev manuelt reguleret. Det kunne hurtigt konkluderes, at når kompressorerne lige nøjagtig opretholdte det ønskede fordampningstryk, kunne det ikke betale sig at investere i en reguleringsteknisk løsning. Side 13 af 76

15 Central C.F.W. Pump Den fjerde største forbruger er vores LT kølevandspumper, også nævnt som Central C.F.W. pumps. Ved en hurtig rundering i maskinrummet og ved hjælp af tegninger over LT kølevandssystemet 10 ses det, at dette system består af tre ens pumper. Det ses ud fra mærkepladen over LT pumperne 11, at de ved fuld last hver kan levere 450 m³/h. Vi mener at der inden for dette område, med tre identiske LT pumper, muligvis kan laves en energioptimering. Dette begrundes med, at når skibet sejler, er der behov for en meget større køleeffekt, end når skibet ligger for anker eller i havn. Steering gear pump NO.1 Styremaskinepumpen trækker en meget stor effekt, i forhold til at vi under hele vores dataindsamling har lagt for anker eller lagt standby. Styremaskinepumpen bliver reguleret af den vagthavende maskinmester. Pumpen har tre stillinger, slukket, low speed eller high speed. Under vores ankerophold kørte pumpen konstant på low speed, hvilket maskinchef Ole Flyvholm begrunder med dønningerne ved Afrikas vestkyst 12. Mens vi var ombord var det derfor ikke muligt, at slukke for denne pumpe, da skibet dermed ville ændre position og det ville være mindre behagelig, at være ombord på. Det er derfor ikke muligt at energioptimere på denne. 10 Bilag 6 - Main Central Cooling FW system s. 33 i bilagshæftet 11 Bilag 7 - Pumpe data s. 34 i bilagshæftet 12 Bilag 8 - Mail korrespondance med Ole Flyvholm s. 35 i bilagshæftet Side 14 af 76

16 Aux C.S.W. pumpe Den mindste af søvandspumperne ombord på skibet - også kaldt Aux C.S.W. pumpe eller havnepumpen - bruger ca. 217 kg 13 brændstof i døgnet. Søvandspumpen er en nødvendighed for at køle det interne kølevandssystem / LT systemet. Man kan derfor med god grund sige at søvandspumpen og LT kølevandspumpen hænger sammen. Ved hjælp af tegninger over sø-kølevandssystemet 14 ses det at der er to forskellige søvandspumper i dette system. To store Main C.S.W. pumper, som hver kan levere 930 m³/h og en lille Aux C.S.W. pumpe, som kan levere 320 m³/h. Ved en snak med maskinchefen Petur M. Petersen fik vi dog fortalt, at der størstedelen af tiden, også under sejlads, kun blev brugt den lille Aux. C.S.W. pumpe. Dette kan antyde, at selv den lille Aux C.S.W. pumpe leverer et for stor effekt under havneophold. Vi mener derfor, at der inden for dette kølevandssystem bør undersøges, om der kan laves en energioptimering. Working air compressor Arbejdsluftskompressoren er den 7. største energiforbruger ombord på skibet. Denne kompressor komprimerer luften op til 8 bar, som så bruges til at styre mange forskellige komponenter ombord. Udover at styre flere komponenter, bliver denne luft også brugt i værkstedet til arbejdsluft og anvendt til sodblæsning. Ved første indskydelse virker det som en stor effekt at bruge på arbejdsluften, det blev derfor undersøgt om der kunne findes nogle luftlækager ombord på skibet. Efter en grundig gennemgang blev der dog ikke fundet nogen betydelige lækager, og i henhold til at kompressoren er fra juli måned 2016, menes der ikke at kan optimeres inden for dette system. 13 Se figur 1,2 og 3 14 Bilag 9 - Central Cooling Seawater system s. 36 i bilagshæftet Side 15 af 76

17 Other equipment Andet udstyr er et meget bredt område, og det er derfor nærmest umuligt at analysere energiforbruget helt nøjagtigt inden for dette område. Forbrugere som kan nævnes inden for dette område er: lys, it udstyr, køkkenudstyr, personligt udstyr i apteringen, mindre køleblæsere, navigationsudstyr, maskiner i værkstedet osv. Uden at have nogle tal over, hvordan dette forbrug har ændret sig gennem tiden, mener vi at dette tal kan nedbringes, men da de allerede er i gang med flere tiltag inden for dette område, såsom LED belysning, mener vi ikke det er her vi skal finde flere energioptimeringstiltag i første omgang. E/R Fan NO.1 og E/R Fan NO.2 De to sidste forbrugere er to maskinrumsblæsere. Deres opgave er at levere en konstant luftmængde til maskinrummet, så der altid er et lille overtryk i maskinrummet. De har samtidig til opgave at levere en sådan mængde luft, at der ikke bliver for varmt til at arbejde i maskinrummet. De to blæsere kører med et konstant omdrejningstal og med en fast propel, som er dimensioneret til disse elmotorer. Disse elmotorer, sammen med to andre maskinrumsblæsere, bliver styret af 1. mesteren i kontrolrummet. Måden hvorpå de bliver styret, er ved at henholdsvis slukke eller tænde for en blæser. Da temperaturen i maskinrummet har noget at sige for komforten og arbejdssikkerheden, prøver man altid at holde en passende temperatur. Mens vi var ombord kørte disse to blæsere konstant, da temperaturen var mellem 36 og 40 grader i maskinrummet. Under renovering af E/R Fan No.1, blev det konstateret at denne var i meget fin stand og E/R Fan No.2 betragtes derfor at være ligedan. Der ses derfor ikke efter en mulighed energioptimering på disse to maskinrumsblæsere. Side 16 af 76

18 Delkonklusion De største energiforbrugere på skibet har vi fundet ved hjælp af en pareto-analyse. Vores hypotese om, at pumperne, som driver kølevandssystemet, er mellem de 10 største forbrugere ombord, kan afkræftes. Dog ses det ud fra pareto-analysen at to af de pumper, som driver kølevandssystemet, var mellem de 10 største forbrugere. Det ses da også ud fra pareto-analysen, at to af de forbrugere som er mulige at lave en energioptimering på, er en del af kølevandssystemet. Side 17 af 76

19 Beskrivelse af kølevandssystem For at vide om det er muligt at energioptimere på kølevandssystemerne, er det vigtigt for os at forstå de enkelte komponenters funktion i systemet, samt hvordan de drives. Vi vil i det efterfølgende afsnit beskrive anlægget og driften af det. Anlægsbeskrivelse Kølevandssytemet er opbygget i to adskilte systemer, et søvandssystem (SW = Sea Water) 15 og et ferskvandssystem (FW = Fresh Water) 16. De to systemer vil i resten af opgaven blive omtalt som SW-system og FW-system. Kølevandssystemet er opbygget således, at SW-systemet køler FW-systemet, og FWsystemet køler forbrugere ombord på skibet, såsom hovedmotoren, hjælpemotorerne og ladeluftskøleren. FW-systemet er yderligere opdelt i et lavtemperatursystem (LT = Low Temperatur) og et højtemperatursystem (HT = High Temperature). SW-systemet En forsimplet skitse af SW-systemet ses på figur 4 næste side. SW-systemet er opbygget omkring tre elektrisk drevet centrifugalpumper, der sidder parallelt. Systemet har to store pumper der hver er designet til at levere 930 m 3 /h 17, samt en mindre auxillery-pumpe der kan levere 320 m 3 /h 18. Den mindre auxillery-pumpe bruges når kølebehovet ikke er så stort, fx når skibet ligger for anker eller ligger i havn. Efter hver af de tre søvandspumper, er der monteret en kontraventil, hvilket sikrer systemet mod tilbageløb, gennem de pumper der er standby. 15 Bilag 9 - Central Cooling Seawater system s. 36 i bilagshæftet 16 Bilag 6 - Main Central Cooling FW system s. 33 i bilagshæftet 17 Bilag 9 - Central Cooling Seawater system s. 36 i bilagshæftet 18 Ditto Side 18 af 76

20 Figur 4 Forsimplet skitse af SW system Søvandspumperne pumper søvandet fra den søkiste, der er i brug, gennem rørledningerne, hen til LT-kølerne, som er to parallelle pladevarmevekslere. Der anvendes som regel kun en enkelt varmeveksler af gangen, men ved høje søvandstemperaturer kan man køre begge varmevekslere parallelt. Grunden til at det er pladevarmevekslere er, at de giver en større køleflade og dermed en bedre varmeoverførsel mellem søvandet og ferskvandet 19. Pumperne suger fra enten høj eller en lav søkiste, afhængig af om skibet sejler eller ligger for anker. Søvandet kører, efter pladevarmevekslerne, gennem dumpkondensatoren eller via et bypass overbord. 19 Diesel Engines 1, side 386, 2nd edition, Side 19 af 76

21 FW-systemet LT-system En forsimplet skitse af LT systemet ses nedenfor i figur 5. LT-systemet er opbygget omkring 3 lige store centrifugalpumper, der hver kan levere 450 m 3 /h 20. Efter hver pumpe er der, ligesom på SW-systemet, monteret kontraventiler, der beskytter systemet mod tilbageløb. Pumperne i LT systemet pumper kølevandet rundt til forbrugerne i LT-systemet. Af forbrugere kan nævnes: Hjælpemotorer, aircondition plant, smøreoliekøler og startluftskompressorer 21. LT-kølevandet, der bliver pumpet ud til forbrugerne, er styret af en trevejsventil (41V), med et set-punkt på 36 C, der styrer hvor meget flow der skal igennem LT-køleren, og hvor meget der skal bypasses. Desuden kan flowet ud til forbrugerne styres ved hjælp af et bypass lige efter trevejsventil (42V), hvor det er muligt at bypasse en delmængde vand for at undgå for højt et tryk i systemet. Figur 5 Forsimplet skitse af LT-system 20 Bilag 6 - Main Central Cooling FW system s. 33 i bilagshæftet 21 Bilag 10 - AUX Central Cooling FW System s. 37 i bilagshæftet Side 20 af 76

22 HT-system HT-systemet er opbygget omkring 2 centrifugalpumper, der hver kan levere 115 m 3 /h, og som ved de to foregående systemer, er der ligeledes her monteret kontraventil til at beskytte systemet mod tilbageløb. HT-systemet bliver kølet ved hjælp af LT-systemet, hvor der i HT-systemet er installeret en trevejsventil, som forsøger at holde en temperatur i HT-systemet på 80 C. Hvis temperaturen bliver højere end det, regulerer trevejsventilen i HT-systemet, så der bliver åbnet for tilføjelse af vand fra LT systemet, og samtidig pumpes en del af vandet fra HTsystemet ud i LT-systemet. Af forbrugere af HT-kølevand, er der hovedmotoren og ferskvandsgeneratoren. Når skibet ligger stille, pumper HT-pumperne kølevand rundt i hovedmotoren for at holde den varm, og det bliver brugt som kølemiddel til at afkøle motoren, når der sejles. Varmen kommer fra preheateren 22, som er opvarmet af skibets kedelsystem. 22 Bilag 6 - Main Central Cooling FW system s. 33 i bilagshæftet Side 21 af 76

23 Analyse af kølevandssystem Hvordan er det muligt at energioptimere kølevandssystemet? Kølevandssystemet er udelukkende til for at køle eller varme nogle komponenter ombord på skibet. Formålet med systemet er at udnytte den energi som bliver tilføjet systemet bedst muligt. For at kunne energioptimere kølevandssystemet er det nødvendigt at vide, hvilke effekter der bliver tilføjet og afgivet i systemet. Den effekt som er nødvendig, for at kunne drive kølevandssystemet, er udelukkende den effekt som bliver tilført centrifugalpumpernes elmotorer. Elmotorenes effekt bliver bestemt ud fra pumpernes tryk og flow, det har derfor størst interesse for os at kigge nærmere på disse centrifugalpumper. HT pumpernes funktion i kølevandssystemet er at køle hovedmotoren og ellers holde den varm når skibet ligger stille. Udover dette bliver H.T pumperne også brugt til at producere ferskvand, dog er HT pumperne så lille en forbruger, at vi vælger at se bort fra disse pumper i det efterfølgende. Analyse af data Ved hjælp af vores pareto-analysen fandt vi ud af, at den største forbruger i kølevandssystemet er L.T pumperne, hvorefter SW pumpen også var mellem de 10 største forbrugere. For at finde ud af, hvordan disse pumper kan optimeres er det nødvendigt at vurdere hvilke data, der skal bruges for at kunne komme frem til en potentiel energioptimering. For at finde den effekt, som bliver tilført eller afgivet til kølevandet gennem de forskellige forbrugere, er det nødvendigt med en måde at beregne denne effekt på. Vi vil i denne rapport tage udgangspunkt i effektformlen: Q = m c t Ud fra formlen ses det at vi skal bruge massestrømmen, den specifikke varmekapacitet og temperaturforskellen før og efter forbrugeren for at finde den aktuelle effekt som bliver overført fra forbrugeren. Side 22 af 76

24 Nødvendige data til analysen Den specifikke varmekapacitet, c afhænger af kølemediet, hvilket kan findes ved hjælp af tabelopslag 23. For at måle temperaturen hen over forbrugerne, var der flere steder monteret kviksølvstermometre. Flere af disse termometre var dog ødelagte eller manglende. Vi valgte derfor, at bruge et infrarødt termometer, som vi foretog temperaturmålingerne med. Disse temperaturmålinger, blev foretaget på røret umiddelbart før og efter forbrugeren. Massestrømmen i systemet ville være nemmest at måle med en flowmåler, vi fandt dog hurtigt ud af, at man ikke har en flowmåler ombord på skibet og vi derfor måtte se om vi kunne skaffe en et andet sted fra. Ved en hurtig snak med kaptajn Jørgen Gøgsig Søndergaard, blev det da konkluderet, at det ikke kunne lade sig gøre at sende en flowmåler ud til skibet på daværende tidspunkt. Eftersom det ikke har været muligt at måle massestrømmen ved hjælp af en flowmåler, måtte vi finde et alternativ. Ved hjælp af differenstrykket over pumpen, pumpekarakteristikken og omdrejningstallet, er det muligt at beregne flowet pumpen leverer 24. Der blev derfor efterfølgende samlet data ind til dette. For at kunne beregne effektbesparelsen, og derved hvor mange penge skibet ville kunne spare i fremtiden, er det nødvendigt at kende effektforbruget på centrifugalpumpernes elmotorer. Det var ikke muligt ombord på Torm Estrid at installere et wattmeter på pumperne i kølevandssystemet, da vi ikke måtte ændre på den eksisterende elinstallation. I stedet kunne vi dog aflæse hvor stor en strøm de forskellige elmotorer brugte, mens de var i drift, hvilket blev målt og registreret i kontrolrummet Fysik%20C/Materialekonstanter/SPECIFIK%20VARMEKAPACITET.aspx 24 PUMPETEORI OG DRIFT SAMT VEDLIGEHOLD s. 36 Side 23 af 76

25 Ud over disse data, som har direkte med kølevandssystemet at gøre, var det også nødvendigt for os at vide, hvor stor en effekt som blev produceret i generatorerne det seneste døgn, og hvor meget brændstof denne generator/de generatorer havde brugt det sidste døgn. Alt dette for at kunne beregne hvor stor en omkostning det var at producere 1 kwh. Det er også blevet noteret hvilken kondition skibet var i, da dataindsamlingen blev foretaget, for at se hvordan dette påvirker kølevandet, men da vores dataindsamling kun blev foretaget mens vi lå for anker, har dette ikke noget at sige i vores rapport. Redegørelse for flow Flowet i de to forskellige kølevandssystemer er påvirket af flere forskellige faktorer. Disse faktorer vil vi prøve at redegøre for i det efterfølgende, for til sidst at kunne vurdere et realistisk flow som pumperne leverer. Flow i LT-systemet LT pumperne er designet til at kunne levere et flow på 450 m³/h ved en løftehøjde på 25 mvs. Det er dog usandsynligt, at det flow som er opgivet på mærkepladen, også er det flow som bliver leveret i virkeligheden, da flowet ændrer sig afhængig af modstanden i systemet. Ved sammenligning af data for pumpen 25, og elmotoren som driver pumpen 26, er der opgivet to forskellige omdrejningstal, hvilket har påvirkning på flowet. Ud fra pumpens data ses det, at pumpen er dimensioneret til at køre 1750 omdr./min., mens elmotoren kører 1765 omdr./min.. 25 Bilag 7 - Pumpe data s. 34 i bilagshæftet 26 Bilag 11 - Motor data s. 38 i bilagshæftet Side 24 af 76

26 Ved nærmere gennemgang af data for pumperne og de elmotorer som er monteret på pumperne, ses det at pumperne er produceret i 6. måned 2003, mens elmotorerne er produceret 5. måned Med det samme produktionsår og ved hjælp af udtalelse fra 2. mesteren Casper Bjørga Jensen 27, som mener at disse elmotorer har været monteret siden de var nye, antages det, at den Pump test record 28, som der findes for pumperne, er udarbejdet ved hjælp af de pågældende pumper og elmotorer. Disse Pump test records, som der er foretaget tre stk. af, er opbygget ud fra forsøg, hvor af det ses at resultaterne for disse tre Pump test records for LT pumperne, er forholdsvis ens 29. Ved hjælp af vores dataindsamling 30, fandt vi ud af at sugetrykket på LT pumperne varierede mellem 0,06 MPA og 0,12 MPA. Desuden ses det af dataindsamlingen, at leveringstrykket varierede mellem 0,36 MPA og 0,22 MPA. Dog var det maksimale differenstryk over pumperne i hele dataindsamlings perioden 0,3 MPA, mens det mindste differenstryk var 0,1 MPA. For at finde disse to punkter i Pump test record databladet er det nødvendigt at finde dette differenstryk i mvs, for at kunne sammenholde disse værdier med det flow pumpen leverer. Ved hjælp af konvertering af disse tryk, fandt vi ud af at 0,3 MPA svarer til 30,6 mvs, mens 0,1 MPA svarer til 10,2 mvs. Hvis man tager disse differenstrykmålinger, og tegner ind i denne Pump test record for LT pumperne, som gjort på figur 6 næste side, ses det at differenstrykket på 10,2 mvs slet ikke skærer pumpekarakteristikken. 27 Bilag 12 - Mail korrespondance med Casper s. 39 i bilagshæftet 28 Bilag 13 - Pump test records LT pumper s i bilagshæftet 29 Bilag 13 - Pump test records LT pumper s i bilagshæftet 30 Bilag 4 - Dataindsamling s i bilagshæftet Side 25 af 76

27 Figur 6 Driftspunkter for LT pumper Hvad kan årsagen være til de to forskellige driftspunkter, når pumperne pumper i det samme system med den samme anlægskarakteristik? Denne Pump test record, som er blevet konstrueret for LT pumperne, er fra da pumperne var nye, der er derfor i indtegning af driftspunkterne, ikke taget højde for slitage på pumperne. Da pumperne er 12,5 år gamle og på trods af, at der løbende bliver udført vedligehold og service på pumperne, vil der stadig være slitage på pumperne. Denne slitage vil hovedsageligt være slitage på løbehjul og pumpehus, som gør at pumpen ikke er i stand til at levere det tidligere målte tryk og flow. Side 26 af 76

28 Ved slitage på pumpen vil pumpekarakteristikken flytte sig nedad. Denne forskydning nedad vil betyde at de to driftspunkter, kun lige akkurat vil være at finde på vores pumpekarakteristik, som ses på figur 7 nedenfor. Figur 7 Pumpekarakteristik for slidt pumpe Det er derfor meget upræcist at regne videre med dette flow i systemet, og da der ikke er nogen vedligeholdelseshistorik for hvordan pumpekarakteristikken har ændret sig, er det ikke muligt for os at finde et realistisk driftspunkt, for de tre pumper. Side 27 af 76

29 Flow i S.W-systemet Som nævnt i beskrivelsen af S.W systemet, er der to forskellige størrelser pumper i dette system. De to store pumper kan hver levere 930 m³/h, mens den lille havnepumpe kan levere 320 m³/h. Disse pumper leverer højest sandsynligt heller ikke det oplyste flow på mærkepladen, da dette flow er oplyst ud fra et bestemt tryk. Da der i dette system, størstedelen af tiden, kun er blevet brugt den lille havnepumpe mens vi har indsamlet data, vil der i dette analyseafsnit blive taget udgangspunkt i denne. Ved at se nærmere på data over havnepumpen 31 og elmotoren 32 som driver den, ses det at elmotoren som driver pumpen kører hurtigere, end oplyst på mærkepladen af pumpen. Efter udtalelse fra 2. mester Casper Bjørga Jensen 33, og ved hjælp af mærkepladerne på elmotoren og pumpen står, at elmotoren er blevet produceret i 4. måned 2003 og pumpen er blevet produceret i 6. måned 2003, antages det derfor at pump test record 34 for havnepumpen er blevet foretaget med den elmotor, som stadig er installeret. Det ses i dataindsamlingen 35 at sugetrykket på Aux. C.S.W pump varierer mellem 0,02 MPA og 0,08 MPA. Desuden ses det, at leveringstrykket svinger mellem 0,35 og 0,46 MPA. Dog ses det at, differenstrykket kun varierer mellem 0,32 MPA og 0,38 MPA. For at anskueliggøre hvilket flow pumpen leverer ved disse to forskellige differenstryk, er det nødvendigt, at konvertere disse to tryk om til den målbare størrelse som er i vores pump test record. Ved hjælp af konvertering, fås det største differenstryk til 38,75 mvs, mens det mindste differenstryk fås til 32,63 mvs. Ud fra disse to værdier, kan det nu lade sig gøre at finde to driftspunkter, og derved finde flowet pumpen leverer ved det største og det mindste differenstryk over pumpen. 31 Bilag 7 - Pumpedata s. 34 i bilagshæftet 32 Bilag 11 - Motor data s. 38 i bilagshæftet 33 Bilag 12 - Mail korrespondance med Casper s. 39 i bilagshæftet 34 Bilag 14 - Pump test record for SW pumper, s i bilagshæftet 35 Bilag 4 - Dataindsamling s i bilagshæftet Side 28 af 76

30 Et udklip af Pump test record for havnepumpen, med indtegning af driftspunkterne, kan ses på nedstående figur 8. Ud fra denne figur ses det, at flowet varierer meget fra det ene til det andet driftspunkt. Figur 8 Driftspunkter for Aux SW pump Hvad kan årsagen været til de to forskellige driftspunkter, når pumpen har kørt konstant i det samme system, under hele vores dataindsamling? De to forskellige driftspunkter i systemet, kan kun ændres ved hjælp af drøvling, hvilket vil gøre anlægskarakteristikken stejlere. Den eneste måde dette kan lade sig gøre, i dette system, er ved at drøvle for SW vandet på afgangssiden af pumpen. Er det muligt at tjekke om dette flow er retvisende, selvom der er en stor forskel mellem det mindste og det største flow? Det eneste formål saltvandet i dette system har, er at køle ferskvandet og den damp som bliver ledt tilbage til kaskadetanken. Det er derfor nødvendigt, at analysere hvordan denne rørledningsforbindelse er udført. Side 29 af 76

31 På nedstående figur 9 ses et udklip af SW systemet 36. Ud fra dette udklip ses det, hvordan søvandsrørene er udført. Ud fra vores observationer ombord, fandt vi ud af, at de normalvis kører med en køler fuldt åben, mens den anden køler er lukket. I denne forbindelse var ingen af bypass-ventilerne foran ferskvandskølerne åbne. Efter ferskvandskøleren blev vandet så ledt igennem dump-condenseren eller direkte overbord, afhængig af hvor meget bypass-ventilen ved dump-condenseren stod åben. Figur 9 Udklip af SW systemet 36 Bilag 9 - Central Cooling Seawater system s. 36 i bilagshæftet Side 30 af 76

32 Ud fra disse observationer, kan det konstateres at alt det søvand, som bliver pumpet gennem søvandspumperne enten har været igennem FW cooler 1 eller 2. Ud fra denne betragtning, kan vi nu regne hvor stor en effekt som bliver afsat i køleren, ved hjælp af differenstrykket over pumpen, temperaturdifferensen over køleren og den specifikke varmekapacitet for søvandet. Da vi ikke kender slitagen på pumpen, er der taget udgangspunkt i at pumpen stadig pumper som da den var ny. Denne antagelse er dog ikke realistisk, men for at kunne sammenholde hvor stor en effekt, som bliver afsat i køleren, vil pumpekurven vise hvor stort et flow der bliver leveret, og vi kan derefter beregne den effekt som bliver afsat. Vi kan derefter sammenholde disse effekter, for at se om det nu også er realistisk at vores pumpe svinger sådan op og ned i tryk og flow. Ved gennemgang af differenstryk over pumpen og temperaturdifferensen over køleren er der blevet udarbejdet et skema 37, med effekten som bliver afsat i køleren. Det ses i figur 10, næste side, at den største effekt som bliver afsat i køleren er 889,5 kw, mens den mindste effekt som bliver afsat i køleren er 60,4 kw. Da disse to tal har over en faktor 14 til forskel ved den samme pumpe, mener vi ikke at dette giver et retvisende billede af hvor stor en effekt som bliver afsat i disse kølere, og derved kunne vurdere flowet. 37 Bilag 15 - Effekter afsat i varmeveksleren s i bilagshæftet Side 31 af 76

33 60,42 64,448 84, ,84 92,64 256,79 EFFEKT AFSAT I KW 273,9 319,55 376,62 349,09 506,19 604,2 563,92 620,98 681,4 788,82 839,98 889,52 Morten Rauhe EFFEKT AFSAT I VARMEVEKSLEREN FORSKELLIGE DAGE FOR DATAINDSAMLING Figur 10 Effekt afsat i varmveksleren Hvad kan gøre den store unøjagtighed i disse målinger? Der er flere ting som spiller ind, med hensyn til måling af denne effekt. Da vores specifikke varmekapacitet er konstant, har den ikke noget at sige. Dog kan en lille forskel i måling af tryk og temperatur have stor indflydelse på hvor stor en effekt som bliver afsat. Alle vores temperaturmålinger er foretaget med et infrarødt termometer, af mærket CPS 38. Usikkerheden i dette termometer er ± 1 C, hvilket vil sige at afvigelsen i den temperaturdifference vi har målt, kan i værste tilfælde være helt op til 2 C. Pga. denne store afvigelse i temperaturen, er det ikke muligt at sige hvilke målinger som er mest nøjagtige, og vi kan derfor ikke gå ud fra en specifik dato. 38 Bilag 16 - Infrarødt termometer s. 51 i bilagshæftet Side 32 af 76

34 Udover usikkerheden i termometeret, er der også en hvis usikkerhed i de målinger som er blevet foretaget af differenstrykket. Differenstrykmålingerne blev foretaget ved hjælp af aflæsning på de to manometre som er monteret ved søvandspumpen. Disse to manometre viste trykket før og efter pumpen. Da disse manometre har været monteret siden skibet var nyt, kan der over en årrække forekomme en vis usikkerhed i disse manometre, grundet skidt i de rør som fører optil manometrene, samt at den mekanisme som viser manometertrykket, kan blive slidt. Da der ikke er nogle specifikationer på disse manometre, kan måleusikkerheden, i værste fald, være helt op til 10% afvigelse fra resultatet 39, hvilket giver en stor afvigelse i flowet som bliver leveret af pumpen. Hvordan er det så muligt at estimere et realistisk flow? Efter samtale med Bill Petersen, blev det besluttet at arbejde videre med de data skibets kølevandssystem er dimensioneret efter Side 33 af 76

35 Analyse af dimensioneret kølevandssystem Da Torm Estrid blev bygget, blev der lavet et Heat balance sheet 40. Ud fra dette dokument er hele kølevandssystemet dimensioneret. Dette dokument danner grundlag for, at der kan laves en mulig energibesparelse, da hele kølevandssystemet er dimensioneret til en søvandstemperatur på 32 C med en tilsmudsningsgrad på 15% 41. Det er sjældent skibet er i farvande hvor havtemperaturen er 32 C, hvorfor skibet med god antagelse ofte leverer en for stor køleeffekt. Da skibet blev bygget var der ikke så stor fokus på energioptimering, og frekvensomformere var ikke så ofte anvendt i det maritime miljø. Det var derfor pumper med et fast deplacement som blev monteret til at levere køleeffekten ombord. Torm Estrid er dog ikke lavet helt uden energioptimeringstiltag, da skibet fra nyt har været dimensioneret med en havnepumpe, som de bruger når skibet ligger i havn eller ligger for anker. Ud fra de oplysninger som står i Heat balance Sheet 42, ses det at den specifikke varmekapacitet, som kølevandssystemet er dimensioneret ud fra, er: Den specifikke varmekapacitet for søvandet er: C S.W = 0,94 kcal/kg Den specifikke varmekapacitet for ferskvandet er: C F.W = 1 kcal/kg Ved hjælp af disse varmekapaciteter, temperaturdifferenser og flowet som pumperne leverede fra ny, er det lykkedes værftet at beregne hvor stor en køleeffekt som bliver afsat i de forskellige kølere og komponenter. I det efterfølgende vil vi udelukkende kigge på flowet som SW og LT pumperne leverer og samtidig kun kigge på den effekt, som bliver afsat i de to store F.W. Coolers. 40 Bilag 17 - Heat Balance Sheet s i bilagshæftet 41 Bilag 17 - Heat Balance Sheet s. 55 i bilagshæftet 42 Bilag 17 - Heat Balance Sheet s. 56 i bilagshæftet Side 34 af 76

36 Effekt og flow ved havne kondition Ud fra heat balance sheet ses det, hvordan kølevandseffekterne fordeler sig under havnekondition. Ud fra tegningen ses det også at det flow, som er beregningsgrundlag for hvor stor en effekt som bliver afsat i de to F.W Coolers, er det flow som står på mærkepladen. Der kan dog herske tvivl om dette flow nu også er retvisende, men da det er det eneste flow vi har at gå ud fra, er det dermed dette flow vi benytter i vores beregninger i resten af opgaven. Det ses ud fra heat balance sheet og på figur 11, at ved havnekondition, afsættes der i NO.1 CENTRAL F.W. COOLER kcal/h, hvilket svarer til kw. Den effekt som bliver afsat ved havnekondition, er stort set samme effekt som bliver afsat mens skibet ligger for anker. Det kan derfor, med god antagelse, siges at denne effekt er den samme. Figur 11 Effekter ved havne kondition Ved nærmere analyse af dette datablad, ses det at der i LT systemet er et bypass lige efter trevejsventilen. Dette bypass leder størstedelen af LT kølevandet tilbage til indsugningen på pumpen. I figur 12 næste side ses det, at det samlede flow i LT systemet er 450 m³/h, hvor af 316,8 m³/h bliver ledt gennem dette bypass. Dette betyder at der, under havne kondition, kun er brug for et flow på 133,2 m³/h. Side 35 af 76

37 Figur 12 LT flow ved havne kondition Desuden ses det at forskellen mellem indgangstemperaturen på søvand 32 C og afgangstemperaturen 35,1 C er meget lille, hvilket tyder på at havnepumpen, selvom den er mindre end de to hovedpumper, leverer et for stort flow ved denne kondition. Effekter og Flow ved Unloading Ud fra heat Balance Sheet ses det, hvordan kølevandet fordeler sig under losseoperationer. Det ses igen at flowet, som søvandspumpen leverer, er det samme flow som er opgivet på mærkepladerne, altså 930 m³/h i denne situation. Det ses også her at en stor delmængde i LT kølevandet er overflødigt. I denne situation bliver 373,6 m³/h cirkuleret tilbage til pumperne, ved hjælp af bypassreguleringen, som vist på figur 13. Dette betyder at der i dette tilfælde kun er brug for et flow på 526,4 m³/h, og alt derudover er spild af energi. Figur 13 LT flow ved at losse situation Figur 14 Effekter ved unloading Side 36 af 76

38 Hvis man kigger nærmere på figur 14, ses det at der i denne situation er åbnet for begge LT kølere, der tilsammen afgiver en effekt på kcal/h, hvilket svarer til kw. Afgangstemperaturen på søvandet har, i dette tilfælde, heller ikke opnået højere temperatur end 36,4 C. Effekter og flow ved normal sejlads Under normal sejlads findes der to konditioner skibet kan sejle i, enten hvor skibet sejler uden at tankrense eller opvarme lasten, eller hvor skibet sejler og tankrenser, eller varmer på lasten. I dette afsnit vil der blive taget udgangspunkt i hvordan forholdene er når skibet sejler uden tankrensning eller opvarmning af lasten. På Heat balance sheet, ses det hvordan forholdene er under en normal sejlads. Ud fra databladet ses det at der køres med to LT pumper, samt en af de store søvandspumper. Det ses på figur 15, at der i LT systemet bliver ledt en stor delstrøm af LT vand gennem bypasset. Næsten halvdelen af vandet, 421,8 m³/h ud af 900 m³/h, bliver ledt igennem dette bypass. Det vil sige at der, under normal sejlads, kun er brug for et flow på 478,2 m³/h i LT systemet. Figur 15 LT flow ved normal sejlads Figur 16 Effekter ved normal sejlads På figur 16 ses det, at der er åbnet for begge de to LT kølere som er ombord. Her bliver der tilsammen afgivet en effekt på kcal/h, hvilket svarer til kw. I denne situation ses det at, søvandet opvarmes en del mere, end i de to andre tilfælde. Søvandets opnår en temperatur på 41,1 C, inden den igen bliver pumpet i havet. Side 37 af 76

39 Effekter og flow ved normal sejlads med tank rensning eller opvarmning af lasten En normal sejlads med tankrensning eller opvarmning af lasten, vil være den sejlads som har brug for den største kølevandseffekt. Man kan derfor også sige, at dette scenarie er det værst tænkelige. Ved analyse af Heat balance sheet ses det, hvordan flowet og effekterne fordeler sig i det værst tænkelige tilfælde. Der køres med samme antal pumper som ved normal sejlads, altså 1 stor søvandspumpe og 2 LT pumper. Samtidig er begge LT kølere i brug, og de leverer hver kcal/h, som tilsammen giver en køleeffekt på kcal/h, hvilket svarer til kw. Søvandet som bliver brugt til at køle disse to L.T kølere med, opnår her den største temperaturdifferens. Det ses, på figur 17, at søvandet opnår en temperaturstigning fra 32 C til 43,7 C, hvilket er en temperaturdifference på 11,7 C. Figur 17 søvandets temperaturstigning Figur 18 LT flow ved normalsejlads og tankrensning Udover den store varmemængde som skal transporteres væk under fuld last, ses det også, på figur 18, at selvom forbruget nu er på sit maksimum, bliver der stadig bypasset noget ferskvand. 103,6 m³/h, bliver stadig bypasset i LT systemet, selvom skibet, vel og mærke, på nuværende tidspunkt sejler for fuld last og i værst tænkelige tilfælde. Dette betyder at der, ved fuld last i værst tænkelige tilfælde, kun er brug for et flow på 796,4 m³/h i stedet for de 900 m³/h som pumpen leverer. Side 38 af 76

40 Opsummering af analysen Da de data vi har indsamlet ombord ikke var realistiske at regne videre med, måtte vi finde en alternativ måde at analysere flowet og effekten på, i de forskellige situationer. Dette resulterede i at vores analyseafsnit er opbygget ud fra nogle data fra værftet, som har bygget skibet, har indsamlet. Disse data har vi herefter fået godkendt, til analyse af kølevandssystemet, af faglærer Bill Petersen. Ud fra analysen, af de oplysninger som skibets kølevandssystem er dimensioneret ud fra, ses det at der i alle tilfælde bliver bypasset en delstrøm af ferskvand i LT systemet. Denne delstrøm, er et flow pumperne leverer for meget, og der bør derfor ses efter en alternativ løsning, til besparelse på dette flow. Flowet, som bliver bypasset, varierer mellem 103,6 m³/h og 421,8 m³/h, afhængig af hvilken kondition skibet er i. Det ses desuden at de effekter, som bliver afsat i de to store F.W. Coolers er meget forskellige, hvilket der er taget højde for, ved at installere en havnepumpe til søvandet og samtidig have mulighed for at koble flere pumper ind i LT systemet. Søvandstemperaturen, som bliver ledt overbord er meget forskellig. Temperaturdifferencen svinger mellem 3,1 C og 11,7 C, vel og mærke med samme indgangstemperatur på 32 C. Det vil derfor, med god antagelse, være en ide at finde en løsning som kan stabilisere denne temperaturdifferens og derved spare på flowet/ elforbruget til pumperne. Side 39 af 76