Bachelorprojekt ved Fred. Olsen Windcarrier RØGPROBLEMER I TOMGANG PÅ BAYARD KLASSEN

Transkript

1 Bachelorprojekt ved Fred. Olsen Windcarrier RØGPROBLEMER I TOMGANG PÅ BAYARD KLASSEN Mogens Ebsen Michael Jørgensen FREDERICIA MASKINMESTERSKOLE 11/

2 Titelblad Opgave Bachelorprojekt Titel Røgproblemer i tomgang på Fred. Olsen s Bayard skibe Problemformulering Hvordan vil tomgangsdriften af hovedmotorerne, som er opvarmet til 40 C, kunne nedbringes, samt hvilken indflydelse har tomgangsdriften på røgudviklingen? Vejleder Klaus Kalmeyer, Lektor Kontaktperson Benjamin Graff, technical manager Fred. Olsen Windcarrier A/S Projektgruppe Mogens Ebsen E Michael Jørgensen E Skole Fredericia Maskinmesterskole Antal normal sider á 2400 anslag 26.3 Termin 11/

3 Abstract This paper will discuss a topic related to an occurrence observed while being an intern at Fred. Olsen Windcarrier. The problem relates to emissions from their ships while idling to pre-warming their engines, before leaving the berth. This instance has led to complaints from the passengers, which rely on their services to be transported offshore to nearby windmill farms. The topics analyzed, will address how the contents of the emissions affect the passengers. By relating to the combustion products. In addition to that, it will be discussed, how to keep the warm up phase to a minimum by relating to the already installed pre-warmer which currently, is not capable of keeping the engine coolant heated to 40 C. The methods used to examine the issues, consists of, gas analysis used to determine the exhaust gas contents. As well, as airflow and fuel consumption measurements used to analyze the conditions, in which the engine operates. In addition, there has been performed an interview, as well as a survey on how the crews has experienced the situation. The examination has resulted in documentation, which shows that by idling, the combustion is far from ideal. As well as the current pre-warmer installed in the engine is insufficient, by its heating capability. The conclusion is that it will be required to replace the current pre-warmer with a more suitable one that could ensure a coolant temperature of 40 C regardless of the surrounding temperatures. This would result in less emission because no idling is necessary while at berth. 2

4 Indhold Titelblad... 1 Abstract Indledning Problemformulering Afgrænsning Læsevejledning Metode Brændstof forbrugsmåling Metode: Indsugningsluftsmåling Metode: Målte værdier: Røggas måling Metode: Metodekritik Analyse af røggas i tomgang Problemets omfang på skibene Motorens styring af luft- og brændstofstilførelsen Visuel kontrol Analyse af målinger O CO Lambda analyse CO Analyse af luft- og brændstofforbrug Luftforbrug Brændstofforbrug Opsummering af målte værdier af luft- og brændstofforbrug Delkonklusion Forvarmeren Opbygningen af den eksisterende motorforvarmer Opbygningen af hovedmotorens kølekreds ift. den nuværende forvarmer

5 4.2. Problemstillinger med den nuværende forvarmer Forslag til ny motorvarmer Forvarmer med naturlig cirkulation Forvarmer med cirkulationspumpe Montering af den nye forvarmer Tilslutning oliekøler Tilslutning manifold Delkonklussion Kilde og kildekritik Konklusion Litteraturliste

6 1. Indledning Grundlaget for dette projekt opstod ved at problemet blev observeret under praktikopholdet i England, efterfulgt af samtale, om problemet, med den tekniske afdeling hos Fred. Olsen Windcarrier, Fredericia. Problemstillingen er at Fred. Olsen Windcarrier ønsker at få belyst røgudvikling på Bayard klassen, hvilket har medført at de har fået klager fra passagerer de sejler med. Klagerne opstår når passagererne, der befinder sig ombord på skibene, oplever røggener fra skibenes hovedmotor, når de ligger for trosserne i havn og kører tomgang. Disse klager ønskes undgået, da det ikke er godt for virksomhedens omdømme og kan i værste tilfælde ende med, at kontrakten ikke bliver fornyet, grundet dette. Derfor vil der blive undersøgt hvordan man kan nedbringe tiden, hvori motorerne ligger i tomgang, ved at sikre at disse er forvarmet til 40 C efter motorfabrikantens henvisning. Da den eksisterende forvarmer ikke kan opretholde temperaturen, når vejret bliver koldere, bliver der givet forslag til en ny forvarmer. Denne kan ved sin større varmeeffekt bedre opretholde temperaturen uanset årstiden og derved undgå opvarmning af motorerne ved hjælp at tomgangsdrift. For at undersøge hvilken indflydelse tomgangsdriften har på røgudviklingen, vil der blive målt og analyseret på røgkvaliteten fra hovedmotor, for at belyse motorens forbrænding i denne driftstilstand og for at falsificere eller verificere klagerne. De målinger der er blevet udført på motoren, er af røggassen ved hjælp af en røggasmåler. Motorernes luftforbrug og brændstofforbrug er også blevet målt, for at kunne foretage beregninger til at underbygge de målte røggas værdier. Ved hjælp af dataindsamling fra besætningen og datablade fra MAN, samt MAN s udtalelser i forbindelse med et interview, vil der blive analyseret på dette Problemformulering Formålet med dette projekt er at finde en løsning på, hvordan virksomheden undgår fremtidig klager på røggener fra passagererne ombord, samt at belyse hvad tomgangsdrift har af indflydelse på forbrændingen. Derfor er der valgt følgende hypoteser. Ved at erstatte den nuværende forvarmer med en ny, der ved sin større effekt er bedre egnet til at kunne opretholde de 40 som MAN foreskriver, samt stabilt vil kunne holde denne temperatur uanset årstiden, nedbringes driften i tomgang. Ved at undersøge røggassen i tomgang, vil der kunne blive belyst om motoren forbrænder korrekt, samt om der er belæg for klagerne. Hypoteserne danner udgangspunkt for løsningen af følgende problemformulering. 5

7 Hvordan vil tomgangsdriften af hovedmotorerne, som er opvarmet til 40, kunne nedbringes, samt hvilken indflydelse har tomgangsdriften på røgudviklingen? 1.2. Afgrænsning Da problemet kun er tilstede når skibene ligger i tomgang, bliver der kun foretaget målinger og analyse i denne driftssituation. Reduceringen af tomgangsdrift med ny forvarmer, bliver kun set på, når skibene ligger ved kajen. Da driften er forskellig, når de ligger ude ved vindmøllerne, alt efter hvor de opererer. Tilgængeligheden af skibene har været begrænset af deres 24 timers drift, derfor er der kun blevet foretaget målinger på et enkelt skib, som vi så har taget udgangspunkt i. De målte værdier anses som at være de samme på alle skibe, da de sejler med samme type motor. Der vil ikke blive kigget på de økonomiske aspekter, da det ikke har relevans i dette projekt Læsevejledning Metodeafsnittet indleder projektet, ved at beskrive de valgte målemetoder som er blevet anvendt i projektet. Dernæst kommer analyseafsnittet som indeholder hovedafsnittene omhandlende de hypoteser der arbejdes med, hvor der vil være en særskilt delkonklusion til hvert analyse afsnit. Bilagene er vedlagt i en særskilt mappe hvor de er nummeret i kronologisk rækkefølge, dette vil bevirke en bedre overskuelighed i forhold til læsningen af rapporten. Projektskabelonen ligger som den første side i bilagsmappen. For nemheds skyld er der i bilagene kun taget udklip fra manualer, dokumenter osv. De fulde dokumenter anvendt som bilag er dog vedlagt på USB. 6

8 2. Metode Ved hjælp af virksomheden er der blevet fremskaffet officielle klager, der tidligere er blevet tilsendt virksomheden, fra sites hvor FOWIC er under kontrakt og dermed opererer ud fra. Dette er gjort for, at kunne dokumentere, at problemet er eksisterende og samtidigt er problemet blevet drøftet med vores kontakt person og andre ansatte, både på hovedkontoret og på de skibe vi har besøgt og foretaget målinger på. Målingerne vi har foretaget er blevet udført på Bayard 6 i Rødvig. Da muligheden for, at udføre dem bød sig, grundet de havde en vejrligsdag og dermed kunne der foretages målinger ved den driftssituation som projektet omhandler. De målinger der er blevet udført, er lavet for at kunne få tilgang til oplysninger der i projektet vil blive anvendt til at underbygge den problemstilling projektet bygger på. Målingerne der er udført, er alle lavet på en motor. Da denne ene måling vil være repræsentativ for de resterende motorer, da de er af samme type og at deres tekniske tilstand, antages for at være ens. Der er blevet udført målinger på røggassen, da denne ville kunne afsløre motorens forbrænding. I samme ombæring er der også blevet udført målinger på hovedmotorens brændstofforbrug og luftforbrug. Disse målinger var tænkt som, at skulle anvendes til at validere røggasmålingen ved hjælp af beregninger. For yderligere at få belæg for problemets omfang, er der blevet udfærdiget et spørgeskema der er tilsendt alle 7 Bayard skibene. Dette er gjort for at kunne komme i besiddelse af oplysninger direkte fra besætningerne og derved oplysninger der er objektive og ikke genfortællinger fra tredje person. Grunden til der blev valgt et spørgeskema var, at skibene opererer fra forskellige destinationer. Så i stedet for at skulle opsøge alle og foretage et interview blev der valgt at indhente informationerne på denne måde. Der er blevet foretaget et interview med MAN nutzfarzeuge vertrieb i Flensborg. Som er leverandør og samarbejdspartner med FOWIC, angående service og reparation af de motorer som fartøjerne er udstyret med. For at få indblik i deres erfaringer, omhandlende drift af motorerne. For at finde en anden forvarmer, der vil være bedre egnet til at opretholde den ønskede temperatur på hovedmotoren. Er der foretaget søgninger på nettet. Hvor der blev fundet egnede forvarmere. Desuden er der lavet beregninger for at give belæg for en forvarmer der er udstyret med en cirkulationspumpe. Hvilket vil medføre, at det vil være muligt, at holde de to typer op mod hinanden og til sidst konkludere på disse. Dataene anvendt til beregning af forvarmeren er fremkommet ved hjælp fra en af skibsførerne. Der frakoblede forvarmeren, for at kunne tage målinger på hvor hurtigt motorerne afkølede. Dette vil sige at det ikke er målinger undertegnede selv har udført. Men de er foregået efter vores anvisninger. Slutteligt er motorfabrikantens manualer blevet anvendt til at søge informationer om, hvilken drift de foreskriver at motorerne skal bruges ved. De anvendte metoder er mere udførligt beskrevet i de kommende afsnit. 7

9 2.1. Brændstof forbrugsmåling Måling: Brændstofsforbrug for at undersøge det reelle forbrug. Dato: 15/10-15 Hvor blev den udført: Bayard 6 i Rødvig Måleapparat: Mærke: Controlotron Model: 1010 DP1 Transducere: B3 Skinne: 1012 TPB Metode: Først blev der undersøgt hvilket materiale rørene var udfærdiget i. Ud fra en konstruktionstegning af installationerne i maskinrummet (tegn.nr ) 1 hvor der stod angivet at brændstofrøret vi skulle udføre målinger på, var Ø22x2mm. Denne værdi blev tastet ind i måleudstyret. Dernæst blev der undersøgt hvilken tilstand den målbare væske var i, som skulle bruges til at indstille måleudstyret med. Der blev valgt en af de forprogrammerede olier, som var diesel oil, samt indtastet densiteten på 841 kg/m 3, beregnet 2 ud fra oplysninger fra olieleverandøren Monjasa 3. Figur 1 - Brændstofmåling 1 Bilag 2 Installationstegning rørføringer 2 Bilag 3 Densitet beregning 3 Bilag 4 Monjasa marine gas oil 8

10 Da motoren allerede havde været tændt, var der en temperaturangivelse på SRO en på brændstoffet på 21 C. Denne temperatur blev anvendt, til at aflæse viskositeten på brændstoffet til 5 cst ved hjælp af et V-T diagram 4. Denne værdi blev også tastet ind. Skinnerne blev monteret som vist på figur 1, hvor der var god afstand til bøjninger på røret. Ud fra manualen til måleudstyret, var der oplyst en afstand på min. 10 gange rørdiameteren 5. Denne afstand blev overholdt. Afstandene blev målt til 82cm for og 83 cm agter. Samtidigt blev der taget højde for, at skinnerne blev placeret på siden af røret, for at minimere chancen for at måle på andet end det tiltænkte, som kunne være bundfældede partikler i rørene. Transducerne blev monteret, så der kunne udføres en direkte måling, som instrumentet havde foreskrevet ud fra de data på røret, der var indgivet. Den direkte måling medfører at transducerne sidder forskudt 180 over for hinanden, på hver deres skinne. Transducer A blev placeret i index samt transducer B blev monteret i position 4 på den overfor stående skinne. Derefter foretog instrumentet en kalibrering. Hvorefter flowet kunne nulstilles og der kunne udføres målinger med motoren i tomgang. Der blev foretaget målinger på forsyningsrøret til hovedmotoren, samt på returrøret til tanken. På returrøret blev der dog udført to målinger da værdierne svingede meget. Så det var muligt at få nogenlunde valide målinger. På fremløbet blev der kun foretaget en enkelt måling. Da målingen var stabil Indsugningsluftsmåling Måling: Hovedmotorens luftforbrug i tomgang Dato: 15/10-15 Hvor blev den udført: Bayard 6 i Rødvig Måleapparat: Mærke: Kimo Model: AMI 300 Udstyr: Varmetrådsanemometer FTC 900 Og pitotrør TPL Tryk modul: MDP 500 Ydre forhold: Barometertryk Kanaltemperatur 1017 mbar 17,7 C Kanalens dimension: Diameter: Ø160mm 4 Bilag 5 VT-diagram 5 Bilag 6 Måleafstande fra FUP1010_inst 9

11 Metode: Der blev monteret et fleksibelt rør på begge cylinderbanker, for at muliggøre målingen og ikke beskadige luftfiltrene. I disse rør blev der lavet to huller, for at kunne foretage målingerne i måleplanet. Instrumentet blev indstillet til at skulle måle i et rør, med en diameter på 160mm. Figur 2 - Måleplanets placering Måleplanets placering (Figur 2) i forhold til hvad ventilationsståbien foreskriver, er ikke overholdt med tanke på længderne. Hvis kravet for længderne skal overholdes indebærer dette, at der før måleplanet skal være minimum 5 gange og efter måleplanet 2 gange den hydrauliske diameter uden bøjninger eller andre restriktioner. Derfor foretog vi to ekstra målinger i måleplanet, da ventilationsståbien foreskriver dette hvis længderne ikke kan overholdes, dermed sagt at der blev udført 6 målinger i røret i forhold til de 4 der normalt foreskrives 6. Til lufthastighedsmålingen blev der anvendt et varmetrådsanemometer, da der var færre udsving i hastighedsmålingerne, i forhold til pitotrøret grundet pulseringer fra motorens 12 cylindre og dermed muliggjorde at aflæse værdierne da målingen var mere stabil. Målingerne er blevet udført som der ses på figur 3 og 4, hvor målepunkterne kan ses. Måleresultaterne der senere anvendes til beregninger på luftforbruget kan ses i skemaerne. 6 Ventilation ståbi s

12 Figur 3 - Måling på BB side af SB motor Figur 4 - Måling på SB side af SB motor Målte værdier: Luftmasse hastighed i SB side af SB motor (m/sek.) 1a 1b 1c 2a 2b 2c 3,8 3,3 5,6 3,4 4,3 5,5 Luftmasse hastighed i BB side af SB motor (m/sek.) 1a 1b 1c 2a 2b 2c 4 4,5 4,7 3,9 4,3 4, Røggas måling Måling: Måling af røggasser ved tomgang Dato: 15/10-15 Hvor blev den udført: Bayard 6 i Rødvig Måleapparat: Mærke: Testo Model: Ydre forhold: Luft temperatur: 17,7 C 11

13 Metode: Målingen af røggassen er udført på styrbord hovedmotor kort efter turboerne i udstødningen, fra hver cylinderbanke, hvor der var mulighed for at foretage disse i nogle forskruninger (Figur 5), der er beregnet til montering af analoge udstødningsgastemperatur målere. Målingerne blev foretaget efter, at der var sikret at motoren havde en kølevandstemperatur på omtrent 40 C. Da der fremadrettet vil blive arbejdet omkring denne temperatur igennem projektet. Brugen af instrumentet var at det først kalibrerede i forhold til omgivelsesluften, hvorefter målingerne blev foretaget ved light fuel valgt i menuen. Da der kun var mulighed for enten at vælge denne eller heavy fuel. Aflæsningen af værdierne blev først foretaget efter værdierne havde stabiliseret sig. Da der ved de frembragte måleresultater på røggassen fremkom tvivl om deres rigtighed, blev der foretaget en kontrolmåling med det anvendte apparat på en bil. Målingerne blev verificeret med et andet apparat, hvilket underbyggede de først frembragte resultater ved at der ikke var nogen nævneværdig differens imellem de to apparater. Figur 5 - Røggasmåling 12

14 Metodekritik Spørgeskemaet der blev sendt til skibene, vil kunne indeholde en hvis usikkerhed. Denne usikkerhed vil kunne gøre sig gældende ved, at der ikke er svaret specifikt nok i forhold til de spørgsmål undersøgelsen omhandlede eller at spørgsmålene ikke er udfærdiget skarpt nok. Derudover var der også en af de adspurgte skibe der valgte ikke at udfærdige spørgeskemaet, hvilket ville kunne resultere i manglende brugbare data. Interviewet med MAN blev igennem forløbet lidt ukonkret. Da den forberedte spørgeguide ikke blev fulgt, grundet at samtalen udviklede sig mere løst end der var tænkt. Men til trods for dette blev alle informationer indsamlet, samt yderligere informationer der fremkom under samtalerne. Det var ikke muligt at validere røggas målingerne ved, at gentage dem på en af de andre tilsvarende skibe. Da vores tilgang til disse var begrænset til vejrligsdage. Samt at skibene ellers var i 24 timers drift. Klagerne projektet forholder sig til, er modtaget fra B5, da det er dem vi har haft tilgang til og på tidspunktet hvor vi efterspurgte dokumenterede klager, var de seneste virksomheden havde modtaget. Men problemet er udbredt og der er blevet snakket om lignende tilfælde fra andre lokationer. Udvælgelsen af forvarmeren med naturlig cirkulation er foretaget ved direkte, at forholde sig til fabrikantens angivelser af værdier som denne har valgt at frigive på nettet. Der er yderligere forsøgt, at komme i kontakt med virksomheden, som lykkedes. Dog ikke med det resultat som ønsket angående nogle værdier. Som kunne anvendes til udvælgelsen eller underbygge deres dimensionering af den krævede varmeeffekt. Ved dimensionering af forvarmeren med tvungen cirkulation, ses motoren som én samlet enhed, så der tages ikke hensyn til, at denne ikke varmes ens op, med hensyn til de væsker den indeholder samt metallets opvarmningshastighed. Der er ikke søgt kontakt med flere leverandører, da de ønskede funktioner var opfyldt, af de fabrikanter der først blev fundet. Da projektet ikke omhandler økonomi, ville det heller ikke give belæg for at indhente data og holde dem op mod hinanden, for at finde det bedst egnede produkt til pengene. 13

15 3. Analyse af røggas i tomgang Som udgangspunkt er det ikke normalt at foretage røggasmålinger i tomgang. Normalt bruger man røggasmålinger til at kontrollere at motoren overholder emissionskravene der er stillet til disse, dog med belastning på motoren. Grunden til at der i dette projekt, bliver målt i tomgangsdrift, er at det er her problemet er og dette ønskes belyst. Men dette har også medført, at der ikke foreligger nogen krav til emissioner i tomgang, hvilket gør at det ikke er muligt at sammenligne værdierne med andre værdier fra samme driftssituation i denne analyse. Der findes yderligere heller ingen data fra motorfabrikantens side, hvad værdierne skal ligge på. Der foreligger dog en emissions testrapport fra MAN 7 på samme motortype. Dog skal der her nævnes igen, at disse værdier er foretaget med belastning på motoren, hvilket gør at der ikke helt kan sammenlignes, men at disse værdier kan bruges til at danne sig et billede af, hvad tomgangsdrift gør ved denne motor. Disse værdier, fra en belastning på 25% på motoren, vil blive holdt op imod de værdier der forefindes i analysen af de målinger som er foretaget på motoren. Røggasmålingerne 8 er blevet foretaget på begge cylinderbanke og dette er blevet udført to gange for at validere målingerne. Målingerne antages for at være nøjagtige, da værdierne stort set ligger ens fra alle målingerne. Ud fra de målinger som er blevet foretaget er det CO2, CO, O2 og lambda værdierne fra styrbordsmotoren på B6, der vil blive analyseret på i dette tilfælde. Da der som tidligere nævnt er begrænset med data fra skibene og at der ikke eksistere data til sammenligning af de målte værdier, blev der yderligere taget målinger af luft- og brændstofforbruget ved hjælp af ekstern måleudstyr, som beskrevet i metode afsnittet, for at kunne sammenligne med de målte røggasser. Disse værdier vil der blive analyseret på enkeltvis og senere bliver der lavet en samlet konklusion af røggasanalysen Problemets omfang på skibene Som nævnt, så er der kun foretaget målinger på et af de syv skibe, da tilgængeligheden af skibene er begrænset, grundet 24 timers drift. Men ud fra spørgsmål 4 i spørgeskemaet 9, kan man se at der er bred enighed blandt de adspurgte om, at der forekommer røgudvikling fra motorerne. Fem ud af de seks retursvar oplyser, at der opleves røgudvikling i tomgang. Den sidste besvarelse 7 Bilag 7 MAN emissionstest på B1 s Bilag 8 Røggasmålinger 9 Bilag 9 Spørgeskema - spørgsmål 4 14

16 kommenterer, dog nogle gange at der opleves røgudvikling. Hvilket indikerer, at problemet også er til stede, men at man måske ikke altid er opmærksom på det eller at det skyldes, at skibet på daværende tidspunkt, var på 24 timers kontrakt og problemet ikke var så udtalt, grundet at motoren som regel er driftsvarm. Der er blevet tilknyttet en yderligere kommentar til spørgsmålet fra et af skibene. Hvor der dokumenteres, at problematikken angående røgudvikling som regel forekommer ved tomgangs drift: Ja ved start, og efter et stykke tid når motorerne bliver varme er det mindre røg Dette skal selvfølgelig ikke anses som gældende for alle skibe, men giver en indikation af, i hvilken situation problemet er i forhold til røgudvikling og må antages at være generelt, da alle skibe er forsynet med samme type motorer, forudsat at motorens tekniske stand er i orden. Forstået sådan, at der f.eks. ikke er taget højder for om der er en brændstofdyse der forstøver dårligt eller lignende. Der er også blevet spurgt til hvor kraftig røgudviklingen er på en skala fra , hvor 5 er meget kraftig. Ved nærmere eftertanke er dette spørgsmål ikke ret brugbart, da det ikke er nemt at vide hvad kraftig røgudvikling er. Skibsførerne har højst sandsynligt forskellige opfattelser af hvad meget røg er, ud fra tidligere oplevelser, som de kan have haft i deres respektive tidligere arbejdsliv. Som man kan se ud fra svarene til spørgsmål 3 i spørgeskemaet 11, så ligger de i tomgang fra 15 og helt op til 60 min. før afgang fra kajen, for at varme motorerne op. Dette er i modstrid med MAN s opfordring om brugen af disse motorer, som kan underbygges ved at kigge i MAN s egen manual 12, hvor de bekræfter at tomgangsdrift resultere i hvid/blå røgudvikling samt større slitage på motorerne og at de ikke anbefaler at være i denne driftssituation i mere end 5 minutter. Det kan yderligere underbygges ud fra interviewet med MAN 13, hvor Knud udtaler: Det dur ikke at skibene bliver startet og køre en halv time i tomgang. Dette begrunder Knud med en anden udtalelse: De kan simpelthen ikke forbrænde alt diesel. Knud nævner også i interviewet, at man kan se diesel film på vandoverfladen i havnen, når de ligger for længe i tomgang, hvilket ikke er godt. Han siger også at det bedste er, at de starter skibene op og sejler ud med det samme og får noget last på motoren. Ifølge Knud, så er det et teknisk problem som er på alle disse motorer. Timo udtaler også 14 : Motoren er ikke konstrueret til at køre i tomgang. 10 Bilag 10 Spørgeskema - spørgsmål 8 11 Bilag 11 Spørgeskema - spørgsmål 3 12 Bilag 12 MAN Operating Instructions s Bilag 13 Interview med MAN 5.30, ,57 14 Bilag 14 Interview med MAN 6.48, ,24 15

17 3.2. Motorens styring af luft- og brændstofstilførelsen Med Knud og Timos udtalelse fra tidligere afsnit, kan de have ret i at det er et teknisk problem for motorerne er en ældre konstruktion med begrænset styring på luft- og brændstofblandingen. Det vil sige at der er begrænset med følere og derved begrænset overvågning, samt ingen reguleringen af den indsugede luftmængde. Den suger bare det luft den kan. Brændstofpumpen er en gammeldags mekanisk rækkepumpe, der fordeler brændstoffet ved hjælp af en knastaksel til de 12 brændstofdyser, som så åbner og forstøver brændstoffet ved hjælp af det tryk som pumpen leverer. Dog bliver mængden af brændstoffet reguleret elektronisk, alt efter hvor meget gas kaptajnen giver den. Der vil ikke blive gået yderligere i detalje om opbygningen, men det betyder at pumpen er indstillet til at kunne overholde emissionskravene, ved givende belastninger, samt at motoren yder sit bedste ved fuld last. Derfor er der ikke taget hensyn til tomgangsdriften. De fleste moderne motor i dag er bygget på commonrail princippet, som er overvåget med adskillige følere og derved er der mere elektronik der sørger for at motoren får det mest optimale forhold for en god forbrænding i alle driftssituationer. Her er det dyserne der er elektronisk styret, hvornår de skal tilføje brændstof til cylinderne, hvilket gør det meget nemmere at kontrollere forbrændingen. Der sidder også typisk et luftspjæld i indsugningen og regulere luftmængden, alt efter behovet og hvad lambda føleren måler i udstødningen Visuel kontrol Ud over målinger på røggassen, har skribenterne af dette projekt, også selv oplevet situationen om røgproblemet. Det foregik i praktikperioden ovre i England, hvor der en tidlig morgen, en time før sejllads blev startet op for motorerne. Der var ingen tvivl om at motorerne røg (Figur 6). Dog Figur 6 - Røgudvikling fra B1 16

18 skal det her lige siges at det var første tur for dette skib med nye motorer. Motorerne var kun lige kørt til. Det sved i øjnene og kriblede i halsen. Det var tydeligvis ikke sundt at stå i røgen. Men en halv time efter opstart kom teknikerne om bord og der gik ikke længe inden de klagede over røggener. Det resulterede i at motorerne blev lukket ned igen, for at udskyde opstart af disse, til lige før afgang. Så snart de så kom ud og fik lidt last på, røg de stort set ikke mere Analyse af målinger O2 Der skal bruges oxygen til en forbrænding og der er 20.9% tilstede i den indsugede luft. Mængden af den oxygen som er tilstede i udstødningsgassen er en målt værdi og ligger i dette tilfælde på 19% 15 ved alle målinger, hvilket er højt. Der er en måleusikkerhed på måleudstyret på ±0.2 vol.% 16, hvilket der ikke bliver taget højde for, grundet dens størrelse. Hvis man sammenligner med testrapporten 17, kan man her se, at den ligger noget højere, end de 10.9%. Dette vil sige at forbrændingen ikke optager nær så meget oxygen i tomgang som med 25% belastning. De 19% fortæller også, at kun 1.9% af den oxygen som er tilstede i den indsugede luftmængde (20.9%), er blevet optaget i forbrændingen, noget af det er omdannet til CO2 og noget til CO, hvilket ikke er meget i forhold til testrapporten, hvor der er 10% der er optaget af forbrændingen CO2 Kuldioxid kommer fra afbrænding af materiale der indeholder kulstof, i dette tilfælde er det Marine Gas Oil, dette kræver at der er tilstrækkelig oxygen tilstede. CO2 værdien er en beregnet værdi ud fra den ilt procent vi har i atmosfærisk luft, samt den målte O2 procent i udstødningsgassen og CO2max. CO2max 18 er en indstillet værdi på røggas måleudstyret ud fra den valgte brændstoftype, i dette tilfælde light fuel. Røggasmåleren beregner kuldioxiden ud fra følgende formel 19 : 15 Bilag 8 Røggasmålinger 16 Bilag 15 Måleusikkerhed O2 17 Bilag 7 MAN Emissionstest på B1 s Bilag 16 Testo manual s Bilag 17 Testo manual s. 22a 17

19 CO 2 = CO 2max (20.9% O 2 målt ) 20.9% = 15.4% (20.9% 19%) 20.9% = 1.4 % Set ud fra hvor meget kuldioxid der max kan komme ud af dette brændstof (15.4%) ved en ideel forbrænding af denne, så er 1.4% et meget lavt tal, hvilket indikere et alt for stort luftoverskud. I testrapporten fra MAN med 25% belastning, ligger værdien på 7.26%, hvilket er meget normalt. Det bliver nærmere beskrevet i næste afsnit Lambda analyse Lambda værdien er en identifikation af, hvor meget luftoverskud der er tilstede i forbrændingen. Denne værdi giver et meget godt billede af forbrændingen på motoren. En værdi på 1, vil sige at der er tale om en 100% fuldstændig forbrænding, hvor alt ilt og brændstof reagere med hinanden og omdannes til CO2. Dette er ikke noget man normalt ser på en dieselmotor. Lambda er en beregnet værdi ud fra forholdet mellem CO2max og den beregnede CO2 værdi, fra foregående analyse af denne og er beregnet på følgende måde 20 : λ = CO 2 max CO 2 = = 11 Kigger man på denne lambda værdi, ligger den meget højt. Hvis man igen sammenligner lambda værdien fra testrapporten, ud fra CO2max og den oplyste CO2 (7.26%), så ligger lambda værdien her på En lambda værdi på 2 er meget fint og der kan dannes belæg for dette, da man siger at en skibsdieselmotor normalt ligger på omkring Grunden til at den ligger på 3 er at der skal være et rigeligt luftoverskud i forbrændingskammeret, da luften og brændstoffet kun har meget kort tid til at reagere med hinanden, inde i forbrændingskammeret, hvilket gør at det som tidligere nævnt ikke er muligt at have en lambda på 1. Det ekstra luftoverskud er med til at sørge for, at der er tilstrækkelig luft, til at få alt brændstoffet til at reagere med ilten. Ydermere er luftoverskudets formål også at køle cylinderforingerne. Dog vil et alt for højt luftoverskud, resultere i at fjerne alt for meget af varmen fra forbrændingen og derved få en kold forbrænding der vil danne røg, lidt ligesom på en kold bilmotor. 20 Bilag 17 Testo manual s. 22a 21 Bilag 18 Lambda udregning 22 Bilag 19 Udklip fra Diesel Engines bog 1 s

20 Den kolde udstødningsgas, bliver yderligere kølet ned af røggaskølingen, som er tilstede på disse motorer og resultere i at røggassen ikke stiger til vejrs, men bliver liggende i det luftlag hvor mennesker opholder sig, som kun forværrer situationen, specielt i den kolde vintertid CO Kulilte er et restprodukt af ukorrekt forbrænding, som normalt opstår ved at der ikke er nok ilt tilstede i forbrændingen 23, altså når luftoverskudet er under 1. Dette forsøger man at undgå så vidt muligt, netop også som tidligere nævnt, ved at have lidt luftoverskud til forbrændingen. Derfor burde det, efter teorien, ikke forefindes i denne situation, med det store luftoverskud. Men med en målt værdi på 839 PPM 24, kan der konstateres at der alligevel forefindes kulilte i udstødningsgassen, trods det store luftoverskud i denne situation, hvilket modsiger det tidligere nævnte. Dette kan begrundes med den udsædvanlige driftssituation i tomgang, som tidligere udtalt fra Knud, ikke kan anbefales, da der her vil opstå diesel i udstødningen, som producere hvid/blå røg og i værste tilfælde diesel på vandoverfladen. Dette kan forklare kulilte indholdet. Der er en måleusikkerhed på ±5% 25, dette bevirker at der vil være en usikkerhed på ±40 PPM, i forhold til den målte værdi. Kigger man på værdien fra testrapporten, så er der her kun 348 PPM 26 kulilte tilstede mod de målte 839 PPM. Da der ud fra teorien burde være mindre kulilte, jo mere ilt der er tilstede. Bekræfter det hermed også at så stort et luftoverskud resultere i at der dannes mere kulilte. Denne betragtning er dog kun gældende hvis begge motorernes tekniske stand er ens. Der er ikke taget højder for andre påvirkninger, som kan være skyld i det. Igen hvis der er en brændstofdyse der ikke forstøver rigtig. Grunden til at man gerne vil undgå det, er at det er meget skadeligt for mennesker. Kulilte er en gas der hverken lugter, smager, har farve eller virker irriterende, hvilket gør den yderligere farlig. For at danne et billede af hvor farligt kulilten er for passagererne, er der her et skema (Figur 7) over symptomerne der opstår, ved indtagelse af kulilte. Nu er den målte værdi taget direkte i udstødningen, så her er koncentrationen højest og der skal selvfølgelig tages højder for at det bliver fortyndet når det kommer ud i atmosfæren. 23 Bilag 20 Udklip fra Diesel Engines bog 2 s Bilag 8 Røggasmålinger 25 Bilag 21 Testo manual s Bilag 7 MAN Emissionstest på B1 s

21 Figur7 - Symptomer ved indtagelse af kulilte Kigger man på klagerne fra Siemens 27 samt fra besvarelserne fra spørgsmål 9 i spørgeskemaet 28, kan man her se at der er op til flere klager over røgproblemet. Nogen oplever hovedpine, hvilket kan refereres til ovenstående skema på symptomer. Besætningen ombord på B5, mener endda at det er spørgsmål om tid før de bliver sendt offhire. Hvilket er uønskeligt for virksomheden. Det er også besætningen ombord der føler sig generet af røgen. Det kan ses på svarene fra spørgsmål 7 i spørgeskemaet 29, hvor det fremgår, at alle skibsførerne er generet og at det hos nogen af dem, føles meget generende. Det er dog umiddelbart svært, at analysere noget ud fra dette spørgsmål. Da man ikke kan forvente at alle har samme mening om hvor generende røg kan være og hvilke præferencer i forhold til tidligere oplevelser de forholder sig til. Men det giver et indtryk til det videre arbejde med opgaven. Svarene kan dog være forstærket, i håb om at få problemet løst. 27 Bilag 22 Klager fra B5 28 Bilag 23 Spørgeskema - spørgsmål 9 29 Bilag 24 Spørgeskema - spørgsmål 7 20

22 3.5. Analyse af luft- og brændstofforbrug Luftforbrug Som tidligere nævnt er luftforbruget på disse motorer hverken overvåget eller reguleret på nogen måde. Indsugningen af luften foregår rent mekanisk. Det vil sige at motoren suger den luft til sig, som den har mulighed for ved hjælp af stemplerne og ventilernes åbningstid. Ud fra målingerne som blev foretaget på luftforbruget 30, er der blevet beregnet en samlet gennemsnits volumenstrøm til motoren på 604 m3/h 31 ud fra formlen i ventilations ståbien 32. Denne værdi er regnet om til 737 kg luft/h 33, hvor der er taget højder for densiteten af den indsugede luft, som er beregnet ud fra den aktuelle lufttemperatur samt barometertryk. Hvis man holder denne værdi op mod, hvor meget luft motoren teoretisk er i stand til at suge ind, ud fra dens omdrejningerne og cylindervolumen. Nedenstående udregning, er lavet for at give et overslag på luftforbruget ved 100% fyldning, som er ideelt tænkt: V cyl n 60 ρ luft = = 561,8 kg/h Denne værdi er lavere end den målte. Differensen kan skyldes at det er usikkert hvor meget turboen tilføjer til den samlede luftmassestrøm da denne ikke er inkluderet i den ovenstående beregning. Derfor vurderes de 737 kg/h til at være en usikker størrelse. Måleusikkerheden på måleudstyret, ligger på ± 3% 34, samtidigt med at der er en usikkerhedsmargin på 4-6% 35 ved den anvendte målemetode. Der er ud fra disse usikkerheder, blevet beregnet en total usikkerhed på 16.4% 36. Dette bliver yderligere behandlet senere Brændstofforbrug Som beskrevet i metodeafsnittet er der foretaget brændstofmåling på frem- og returløb, for at få oplyst brændstofforbruget, ud fra differensen. Målingerne på fremløbet var stabil mens målingerne på returløbet var meget ustabil. Derfor er der blevet foretaget en gennemsnitsberegning på værdierne Bilag 25 Målinger på luftforbrug 31 Bilag 26 Beregning af luftmassestrøm 32 Ventilations Ståbi s. 465 fig Bilag 27 Luftmassestrøm omregnet til kg/h 34 Bilag 28 KIMO AMI 300 manual s Ventilations ståbi s Bilag 29 Usikkerhedsberegning på luftforbrug 37 Bilag 30 Gennemsnitsberegning på brændstofforbrug 21

23 L/min. L/min. Derefter blev der foretaget beregning ud fra gennemsnitsværdierne, for at komme frem til det reelle forbrug i tomgang som er 48.5 kg/h 38. Denne værdi vurderes ikke til at kunne afspejle det rigtige forbrug, da målingerne, som tidligere nævnt, var meget ustabile på returløbet. Dette kan Fremløb til motor Retur til tank Måling Måling retur måling 1 retur måling 2 Figur 8 - Graf over målingen på fremløbet Figur 9 - Graf over målingen på returløbet nærmere betragtes på Figur 9 som er lavet ud fra hver enkelt måling, set i forhold til fremløbet (Figur 8), som er meget stabil. Forskellen kan ligge i at der på returløbet fra brændstofpumpen, opstår pulseringer samt luftbobler grundet det overskydende brændstof, fra pumpens 12 stempler, som ikke sendes til brændstofdyserne, men derimod ledes direkte tilbage til tanken. Figur 10 - Aeration fremløb Hvor stor indflydelse dette måtte have på måleresultatet, vides dog ikke med sikkerhed. Men billeder fra målingerne viser at luftindholdet (AER), er forskellig fra fremløb Figur 10 og returløb Figur Bilag 31 Beregning på brændstofforbruget 22

24 Figur 11 - Aeration returløbet Her er der 2% på fremløbet, hvorimod den ligger på 33% på returløbet. Som kan resultere i udsving på målingen. Det var oplagt at foretage en gennemsnitsberegning på de målte værdier, men hvor meget luftindholdet har haft af indvirkning på målingen vides ikke. Dog vil målingen have den usikkerhed, at eftersom der detekteres mere luft vil der samtidigt være mindre brændstof tilstede i rørføringen. Derfor ville middelværdien, der er kommet til kendskab gennem målingen, lige så godt kunne ligge i nærheden af den højest målte værdi, som den kan ligge i nærheden af den mindste værdi. Men det er svært at konkludere på. Der er yderligere en måleusikkerhed på måleudstyret på 0.3% til 0.5% 39. Denne værdi anses for at være så lille i forhold til de andre usikkerheder, at fejlen ikke vurderes til at ligge her Opsummering af målte værdier af luft- og brændstofforbrug Ud fra de ovennævnte målinger der har medført beregninger på værdierne. Vil det nu være muligt, at beregne lambda værdien. Hvor brændstofforbruget og luftforbruget danner belæg for denne. De beregninger der er blevet foretaget viser et resultat på lambda der er lig Hvis der endvidere tages højde for måleusikkerheden på luftmængden, som beløb sig til ±16,4% vil dette bevirke, at lambda værdien ændrer sig til enten 0,8 eller 1,2. Hvilket ikke stemmer overens med den målte værdi på 11 med røggasanalysatoren. Da røggasmålingen anses for at være den korrekte at gå ud fra, grundet at denne er målt direkte på forbrændingsprodukterne antages der, at brændstofmålingerne er fejlbehæftede. 39 Bilag 32 FUP1010_inst s Bilag 33 Beregning på lambda ud fra det målte luft- og brændstofforbrug 23

25 3.6. Delkonklusion Som udgangspunkt er røggas målingen blevet foretaget, for at få røgkvaliteten belyst. Målingerne viser at denne type motor ikke har en optimal forbrænding i tomgang. Derudover påviser lambda værdien at der er alt for meget luft tilstede til forbrændingen i tomgang i forhold til hvad der er nødvendigt. Dette luftoverskud vil resultere i at blandingen af luften og brændstoffet ikke får de optimale forhold, til at reagere med hinanden, som gør at den tilførte brændstofmængde, ikke bliver forbrændt helt, hvilket kan ses på den forholdsvis høje CO værdi fra målingen. Dette er nemlig et tegn på en ufuldstændig forbrænding. Kulilte er meget skadeligt for mennesker og det er farligt i og med at man ikke kan lugte det. Derfor er det også farligt i dette tilfælde, da man må gå ud fra at eftersom passagererne og besætningen bliver chikaneret af røgen, også uvidende bliver udsat for kulilten og derved indtager en mængde af dette, hvor stor en mængde er dog uvist, men nok til at de får hovedpine. Derudover bliver forbrændingen også kølet, af alt den ekstra luft der kommer ind i forbrændingskammeret, hvilket gør, at udstødningstemperaturen bliver lav. Alt dette er med til at der er uforbrændt diesel i udstødningen som danner generende hvid/blå røg, som kan bekræftes af motorfabrikanten MAN, samt Knuds og Timos udtalelser. Disse kilder bekræfter også at disse motorer ikke er konstrueret til at køre i tomgang. Som på nuværende tidspunkt jævnfør besvarelser fra spørgeskemaet foregår fra 15 og helt op til 60min. Hvis tomgangsdriften skulle forbedres ud fra konstruktionen, ville det kræve en større ombygning af motoren og motorstyringen. Dette kunne være vha. et luftspjæld i indsugningen samt en lambdasonde i udstødningen til at måle røggassen, man vil på den måde, kunne regulere for lufttilførslen i forhold til det lambdasonden i udstødningen måler. Dog vil det kræve en større ombygning på disse motorer, så dette er ikke aktuelt. Svar fra spørgeskemaet, bekræfter at problemstillingen er eksisterende på samtlige Bayard skibe. Der blev som tidligere beskrevet, foretaget målinger på brændstof- og luftforbruget for at kunne validere den målte lambda værdi fra røggasmålingen. Men da brændstofmålingen antages for at være fejlbehæftet, kan den ikke bruges til sammenligning. Derfor anbefales det ikke, at disse motorer kører for længe i tomgang. Som MAN foreskriver i deres datablad, anbefaler de maksimum 5 min. Derfor ses dette problem at kunne minimeres mht. klagerne, ved at begrænse tiden, motorerne ligger i tomgang og finde en anden måde at varme motoren op på. Da analysen tydeligvis viser, at disse ikke er konstrueret til at køre i denne driftssituation. 24

26 4. Forvarmeren 4.1. Opbygningen af den eksisterende motorforvarmer Den nuværende forvarmer er monteret på styrbord side af kølevandskredsen på motoren. I samme hus som kølevandspumpen. Effekten på forvarmeren er 700W som forsynes af 230V (Figur 12) ved hjælp af landstrømmen når skibet ligger til kajs og af skibets gensets til søs. Der er ikke udarbejdet nogen styring til enheden, da der efter MAN manualen 41 ikke er behov for dette på grund af, at forvarmeren ikke vil være i stand til at varme kølevandskredsen så meget op så der er risiko for opkogning af kølevandet. Figur 12 - Forvarmeren Funktionen er at vandet opvarmes ved hjælp af den elektriske forvarmer, hvorved vandet cirkulerer ved hjælp af naturlig cirkulation. Dette er også grunden til at forvarmeren er placeret så lavt som den er (Figur 13). Som muliggør naturlig cirkulation, da det varme vand grundet dets lavere densitet vil stige op og det koldere vand vil forplante sig nedad. Figur 13 - Positionering af forvarmer 41 Bilag 34 MAN Instalations instructions s

27 Opbygningen af hovedmotorens kølekreds ift. den nuværende forvarmer. Som der ses er der afbilledet en otte cylindret motor. Men opbygningen er den samme som for de 12 cylindrede motorer denne rapport omhandler, jævnfør MAN s manualer 42. Som nævnt tidligere under forklaringen af forvarmerens funktion, er forvarmeren placeret i huset for kølevandspumpen. Figur 13 - Naturlig cirkulation i kølekredsen Varmen fordeles (Figur 13) som følgende, vandet strømmer imellem lamellerne på pumpen ind til cylindrene hvor fra den forplantes til intercooleren (pos.6) via udstødningsmanifoldkølingen (pos.5) på bagbord side af motoren. Derfra ledes væsken fra turboens kølekanaler tilbage til rørføringen der tilløber oliekøleren (pos.18). Da den er lavere placeret end bagbord turbo. Der vil kunne antages at det er ikke vil være væskestrømning til styrbord udstødningsmanifoldkøling, da begge manifolder er placeret i samme højde. Der vil dog stadig forplante sig noget varme til denne. Ud fra diagrammet over motorens kølekreds kan der også ses, at varmen vil strømme til varmeveksleren (pos.12) hvor det ikke gør nogen gavn. Da vandet ikke kan cirkulere tilbage til pumpehuset fordi termostaten (pos.13) vil være lukket for returløbet da den først åbner ved C. Dette vil medføre tab af varmeeffekt, da søvandet der køler på kølevandet gennem varmeveksleren vil optage denne varme. Der vil gennem den naturlige cirkulation, ikke kunne forventes at motoren varmes homogent op og ovenstående figur skal ses som et tænkt strømningsforløb. 42 Bilag 35 Kølevandskreds 26

28 4.2. Problemstillinger med den nuværende forvarmer Det der gør sig udslagsgivende for brugen af den nuværende forvarmer er, at den ikke er i stand til at opretholde en temperatur på motoren der svarer til 40 C. Som er den temperatur der vil blive forholdt sig til, for at være sikret at skibene kan sejle ud hvis denne temperatur er overholdt, jævnfør udtalelser fra MAN, Flensborg 43 hvor de udtaler at skibene har bedst ved direkte at kunne sejle ud i stedet for at ligge ved kajen for at varme op. Samt MAN dokument 44 hvor der står at skibene kan sejle ud med full load så snart kølevandet er 40 C. Selv om det er dokumenteret gennem ovennævnte dokument, at motoren kan belastes fuldt ud ved en kølevandstemperatur på 40 C. Er det ikke noget der giver anledning til at anbefale dette. Men det giver belæg for at skibene kan forlade kajen og sætte belastning på motoren ved denne temperatur. Det bedste ville være at sejle stille og roligt afsted indtil motoren opnår sin driftstemperatur på omtrent C. Ved hjælp af dataene modtaget fra besætningerne 45 kan der allerede nu ses, at forvarmeren ikke kan følge med. Selv om omgivelsestemperaturerne endnu ikke er på sit laveste. Gennemsnitsværdien for alle motorer lå den 28/10-15 på 33 C før hovedmotorerne blev startet op. Denne situation vil kun forværres hen over vinteren. Hvor der vil kunne forventes, at de temperatur angivelser der er modtaget vil være faldet yderligere. For at minimere tabet fra kølevandet til omgivelserne i maskinrummet, er der installeret en varmeblæser der anvendes i de kolde perioder, hvilket yderligere giver belæg for at forvarmeren ikke er tilstrækkelig. Om denne har været i brug da målingerne er foretaget er uvist. Derfor vil der blive arbejdet videre mod en løsning, der indebærer udskiftning af forvarmeren til en anden. Brugen af forvarmeren er efter hvad der er overhørt ved samtaler, samt Knuds udtalelse 46 fra interviewet, at den kører kontinuerligt. Der er også ved interviewet med MAN i Flensborg af Timo 47 blevet nævnt, at der har været flere tilfælde hvor motorvarmeren er brændt af. Når der er blevet skiftet kølevand, hvor man har glemt at slukke for forvarmeren. Generelt kan der siges, at den er meget sårbar og det jævnligt er forekommet, at den har skulle skiftes. Dertil kan der yderligere kommenteres, at ud fra førnævnte bilag 38. Ses det at den ene forvarmer på B7 er defekt, samt at der selv er oplevet en episode med en defekt forvarmer på B6 da vi var ovre og foretage målingerne, som tidligere beskrevet Forslag til ny motorvarmer Formålet med at der ønskes, at installere en anden forvarmer med en større varmeeffekt. Er at sikre, at motoren er varmet tilstrækkeligt op, så det retfærdiggør muligheden for, at undgå den opvarmningsfase der på nuværende tidspunkt udføres på alle skibene. Dermed kan røggassen der 43 Bilag 36 Interview med MAN 5.30, ,57 44 Bilag 37 MAN technical data s Bilag 38 Spørgeskema - spørgsmål 2 46 Bilag 39 Interview med MAN 29.48, ,32 47 Bilag 40 Interview med MAN 36.21, ,81 27

29 udvikles ved opvarmning i tomgang nedbringes eller helt fjernes, før afgang ud til hvor skibet skal operere. Den nuværende tid der anvendes til opvarmning 48 af hovedmotorerne. Er den tid, der gennem udarbejdelsen af forslag til andre forvarmere ønskes nedbragt til et minimum. Og derved direkte nedbringe de udledninger der er beskrevet tidligere. Brugen af forvarmeren vil være, at den skal opretholde temperaturen på motoren. Dette vil betyde, at efter skibene har været i brug, vil motoren samt luften i maskinrummet være opvarmet. Dette sikrer, at der er tilstrækkelig med varme tilstede, til at opretholde motortemperaturen, i tidsrummet efter motoren er slukket. Men problemet opstår når omgivelsestemperaturen falder yderligere, som medfører at motoren vil blive kølet af til under 40 C. Det er der, at forvarmeren ved hjælp af sin varmeeffekt skal bibeholde kølevandstemperaturen. Før der blev besluttet, hvilken forvarmer der vil blive brugt som forslag til en ny forvarmer. Blev der besluttet, at i stedet for at installere en forvarmer der som den eksisterende er inkorporeret i motoren. Vil der blive anvendt en ekstern enhed som giver den fordel, at der ved en fremtidig fejl, der kræver udskiftning af denne. Ville der ved brug af en ekstern enhed være muligt, at montere kugleventiler på både til- og afgang af forvarmeren, hvormed det ville være sikret, at man ikke skulle dræne kølevandskredsen ved udskiftning. Som er tilfældet ved den eksisterende forvarmer, da denne er placeret lavt i motorenheden. Yderligere ville det være muligt ved skift til en ekstern forvarmer bedre at kunne udvælge tilslutningsstederne for, at sikre en mere effektiv opvarmning af motoren ved, at sikre en bedre cirkulation. Dette bliver yderligere beskrevet senere i rapporten. Der vil i de næste afsnit blive analyseret, på to forskellige opvarmningsmetoder. Den ene er med naturlig cirkulation, dimensioneret ud fra fabrikantens empiriske værdier. Den anden er med tvungen cirkulation, dimensioneret ud fra varmetabet fra motoren. Gældende for begge forvarmere, er endvidere at de skal være udstyret med en sikkerhedstermostat der sikrer, at det fremtidigt ikke vil være muligt, at ødelægge disse, som tidligere beskrevet, skete efter aftapning af kølevandet uden at slukke for enheden. Forvarmeren skal også være enkeltfaset, da den herved direkte vil kunne tilsluttes den forsyning som den nuværende forvarmer Forvarmer med naturlig cirkulation Den forvarmer der her vil blive analyseret på er fra selskabet Hotstart 49. Forslaget vil bygge på oplysninger fra fabrikanten, der blev fundet gennem søgninger på deres hjemmeside. Efter deres oplysninger er det ikke nødvendigt med en cirkulationspumpe, på motorer der har et slagvolumen 48 Bilag 11 Spørgeskema - spørgsmål

30 på mindre end 27L 50. Så opvarmningen vil som på nuværende tidspunkt, foregå ved naturlig cirkulation Beregning af størrelsen på forvarmeren De kriterier der anvendes til dimensionering af forvarmeren udgøres af slagvolumenet. Samt hvilken nedre omgivelses temperatur motoren kan forventes at operere under. Motorens slagvolumen er på 21,92L og det må ikke forventes at temperaturen på noget tidspunkt vil kunne komme under -18 C, som angivet i bilaget anvendt til den nedenstående beregning. Da skibene må anses altid, at ville opholde sig i vandet og, at virksomheden fremadrettet fortsat vil operere i Nordeuropa eller ud for de Britiske øer, som det er tilfældet i øjeblikket. Ud fra den temperatur der er valgt, som den mindste som skibene vil skulle opholde sig i. Fremgår det fra fabrikantens oplysninger, at der er et varmebehov på 183 W/L 51. Hvilket antages til at være en empirisk værdi, som fabrikanten har opnået gennem deres erfaring inden for deres kerneforretning. Dermed kan der gives et overslag på, hvor stor forvarmerens varmeeffekt bør være: P varmeeffekt = V 12 cylindre 183 W L = 21,93L 183 W L 4013W Udvælgelse af forvarmer med naturlig cirkulation Ud fra ovenstående beregning udvælges modellen af forvarmer: SL1402A Ovenstående forvarmer er en 4kW forvarmer. Som blev valgt, da den nærmeste større forvarmer ville være på 5kW. Og der dermed ikke var belæg for, at vælge den i stedet for at have en forvarmer der efter fabrikantens anvisninger var lidt underdimensioneret. 50 Bilag 41 Thermosiphon-Sizing-Recommendations s Bilag 42 Thermosiphon-Sizing-Recommendations s Bilag 43 SB-SL-heaters s. 1 29