DRIFTSOPTIMERING PÅ PRODUKTTANKER

Transkript

1 DRIFTSOPTIMERING PÅ PRODUKTTANKER 2014 Bachelorprojekt Mikkel Aagaard Knudsen, V10888 Kristian Agergård Kaspersen, V10893

2 Titel: Driftsoptimering på Forfattere: Kristian Agergård Kaspersen, V10893 Mikkel Aagaard Knudsen, V10888 Projekttype - Bachelorprojekt Uddannelsesinstitution - Aarhus Maskinmesterskole Inge Lehmanns Gade 10, 8000 Aarhus C Vejleder - Esben Hedegaard Thomsen Adjunkt/Maskinmester Dato for aflevering december 2014 Omfang - 33,2 normalsider á 2400 tegn med mellemrum Forsideillustration - TORM Lilly (eget arkiv, 2014) Side 1 af 67

3 Indholdsfortegnelse Abstract... 4 Forord... 5 Læsevejledning... 6 Formål... 6 Problemstilling:... 7 Brændstofforbrugere... 8 Hovedmotor... 8 Incenerator... 8 Inert Gas generator... 9 Generatorsæt... 9 Kedel... 9 Problemformulering Afgrænsning Metode Vurdering af målinger Ydre påvirkninger Bunkerpriser Emission Control Area (ECA) Generatorsæt Opbygning Anslået drift Søpassage Losseoperation Manøvre Anker/Lasteoperation Driftsfordeling Optimal generatordrift Specifikt brændolieforbrug (SFOC) Kedelsystemet Udstødningskedel Oliefyret kedel Side 2 af 67

4 Damsystemet som helhed Optimal drift på den oliefyrede kedel Primære dampforbrugere M/E Jacket water forvarmer M/E og A/E HFO forvarmere HFO forvarmer til oliefyret kedel Steam tracing og tab i rørledninger Centrifuger Dieseloliecentrifuge M/E smøreoliecentrifuge Smøreoliecentrifuge til generatorsæt HFO centrifuger Bunkertanke Waste oil settling- og servicetank Vandvarmer til forbrugsvand Løsningsforslag Løsning 1: Installering af el-forvarmere Løsning 2: Dieseldrift Løsning 3: Implementering af elektrisk dampkedel Sammenligning af løsningsforslag Løsningsforslagenes tilbagebetalingstid Valg af løsningsforslag Konklusion Perspektivering Bibliografi Figur- og tabelliste Nomenklaturliste Bilagsliste Tekniske tegninger Bilag 10 - M-28 STEAM PIPING DIAGRAM IN ENGINE ROOM Bilag 11 - M-30 BOILER FEED WATER PIPING DIAGRAM Side 3 af 67

5 Abstract This project is about energy optimization on board a large product oil- and chemical tanker. When the vessel has its main engine stopped, the demand for steam production from the auxiliary boiler is low due to the low steam consumptions on various steam consumers. The need of steam/heat comes from only 4 consumers, which all together are capable of keeping the vessel in a state where required machinery is ready for use when needed. TORM Lilly has a large oil-fired boiler, designed to deliver a maximum steam flow of 20t/h. It is used to fulfil the need of heat when the vessel is at anchorage. The needed amount of heat is lower than that, and thus the capacity of the boiler is excessively high when the main engine is not running. We believe that if an alternative electric steam supply is installed on the vessel, the large boiler can be shut down and give us some cost savings for fuel used to produce the necessary steam/heat. Furthermore, the ship s power plant is more than capable of delivering electric power to this alternative for the boiler. The power plant is running on low load on HFO and is better off by increasing the load. In order to dimension the right size of the electric boiler, we have examined the output from the boiler, and made measurements regarding the fuel usage, the temperature and the demand from all the heat consumers. We have collected much of our data from the ship s SRO and by using this together with the theoretical knowledge, we have gained throughout our education, by consulting experienced engineers, reading textbooks and datasheets we have reached a conclusion. After having a correspondence with the manufacturer Alfa-Laval, we have come to a point where installing an electric steam-heater would be a good solution to optimize the fuel saving. By doing this, it would be possible to achieve a payback period of 2.7 years, which is satisfying. Side 4 af 67

6 Forord Denne rapport tager sit udgangspunkt i projektperioden fra den til den ombord på produkttankskibet TORM Lilly. Ruten gik fra Houston til Balboa, Guatemala, El Salvador, Honduras, videre til Lake Charles og afmønstring i Togo. Skibet tilhører Tankskibsrederiet TORM A/S. Rapporten skal afspejle brugen af de færdigheder som vi gennem uddannelsen på Aarhus Maskinmesterskole har tilegnet os. Rapporten henvender sig til alle der har teknisk indsigt i tankskibsbranchen og/eller interesse i det maritime erhverv. Der er lagt vægt på egne observationer og målinger lavet ombord på TORM Lilly. Det skal dog ikke ses som et projekt kun tiltænkt dette skib, men nærmere som en analyse af hvordan man kan spare på driften på lignende skibe, hvilket vil sige langt de fleste skibe indenfor MRklassen ( til dwt). Dette projekt vil dog være tilpasset forholdene på TORM Lilly. Vi vil gerne en stor tak til: TORM A/S Herunder: Allan Rasmusen, Vice President, Energy Efficiency & Innovation Lars Vest Sørensen, Maskinchef på TORM Lilly Michael Algren Petersen, 1. mester på TORM Lilly Alfa Laval Herunder: Jan Jasper Haikens Area Sales Manager, Forvarmer Centre Marine & Diesel Division Side 5 af 67

7 Læsevejledning Rapporten er skrevet, så den kan læses uden bilag. Bilagene er nummereret, og vedlagt på CD-rom. Bagerst i rapporten vil enkelte bilag forefindes i en printet version, som med fordel kan læses sammen med relevante afsnit. De 2 sidste sider i rapporten er fortrolige, og vil derfor ikke kunne findes på CD-rommen. Kilder bliver igennem rapporten henvist til med fodnoter. En udspecificering af kilden kan ses under Bibliografi. Tabeller og figurer er nummereret. I rapporten vil der blive brugt tekniske, maritime termer og forkortelser. En udspecificering heraf, kan findes i nomenklaturlisten. Formål Formålet med rapporten, er en demonstration af at identificere en specifik problemstilling fra praktikken, og koble den til tilegnet teori samt forskningsresultater. Herigennem fokuseres på videreudvikling, og optimering af praksis. Side 6 af 67

8 Problemstilling: Rederiet TORM er en stor aktør på det internationale produkttankskibsmarked. Et marked som i de seneste år været under pres grundet lave fragtrater og høje oliepriser. Rederiet sejler langt færre penge ind end tidligere. Det er derfor af yderste vigtighed at optimere driften på flåden. Når indkomsten opgøres er regnestykket, på forenklet form som følger: Fragtrate omkostning = Resultat Det eneste som TORM selv kan justere i ovenstående er omkostningerne. Størstedelen af udgifterne til driften af et skib er allokeret til brændstof 1. Derfor er det nærliggende at lede efter besparelser her. For at skabe et overblik over, hvor der kan spares brændstof, opstilles en figur over de største brændstofforbrugere ombord: Kedel Hovedmotor Inertgas generator Brændstof Incinerator Diesel generator Figur 1 Brændstofforbrugere (Eget arkiv, 2014) 1 (Kuiken, 2008, s. 23) Side 7 af 67

9 Brændstofforbrugere Herunder følger en beskrivelse af de 5 største brændstofforbrugere vist på Figur 1. Hovedmotor På TORM Lilly bruges hovedmotorens udstødningsgas til at danne damp ved hjælp af et waste-heat recovery system (WHR). Hovedmotoren (M/E) er den klart største forbruger af brændstof som med et gennemsnitsforbrug 2 på 23,7t/h står for 77% af brændstofforbruget (se Figur 2). 4% 4% Fuel forbrug 15% 77% ME Aux. Engines Boiler IG Figur 2 Fuel forbrug under sejlads 2 (Eget arkiv, 2014) Den letteste måde at spare brændstof på hovedmotoren er at sænke omdrejningstallet. Dette ses af den tilnærmede formel: P b = k n 3, hvor effekten og dermed motorens brændstofforbrug stiger med omdrejningerne i tredje potens. Der er med andre ord god økonomi i at slow steame med lave omdrejninger. Incenerator Inceneratoren er skibets affaldsforbrænding. Den bruges til at brænde spildolier, brændbart affald og andre affaldsprodukter. Inceneratoren må ikke anvendes i særlige områder, angivet af MARPOL 3. Inceneratoren er en af de mindste af de 5 brændstofforbrugere. 2 Se bilag 1 - Fuel fordeling under sejlads 3 (IMO, 2014) Side 8 af 67

10 Inert Gas generator Inertgas generatoren (IGG) er primært kun i drift under losning. Dette gør at IGG en derfor samlet er i brug relativt få dage om året, og en stor besparelse er svær at hente her. Generatorsæt TORM Lilly er udstyret med 4 generatorsæt, hvilket giver 4 forskellige belastningskapaciteter. Der er altid mindst 1 i drift og ekstra kan startes efter behov. Når skibet ligger for anker, hvilket er cirka 136 dage om året 4, er der relativt lav belastning på generatorsættet. Det samme gælder under sejlads hvor behovet for strøm oftest er lavt. Når skibet ligger langs, og under losseoperationer er behovet dog større, da cargo- og ballastpumperne er drevet af elmotorer. Generatorsættene kunne sagtens gemme på en brændstofbesparelse, da de er i drift hele tiden. Der er ikke installeret WHR på de 4 generatorsæt. Kedel Dampen på TORM Lilly leveres af to forskellige enheder; en udstødningskedel, som er monteret efter turboladeren på hovedmotoren, og en oliefyret kedel, der leverer dampen når hovedmotoren ikke kører. Det er den oliefyrede kedel som skal levere den mængde damp, der er behov for, når man ligger for anker, laster, losser og under manøvre når hovedmotoren ikke leverer røggas til udstødningskedlen. Skibet bruger altid damp. Dampen anvendes til at varme brændstoftanke, varme på lasten, til centrifugerne, og til fuel booster-units. Hvis man kan sænke dampforbruget vil man derfor hente en brændstofbesparelse til driften af den oliefyrede kedel. Det får os til at formulere følgende problem angående dampsystemet, der skal analyseres nærmere. 4 Se Tabel 3 Dags-inddeling på side 22 Side 9 af 67

11 Problemformulering. o Hvordan optimeres dampsystemet på TORM Lilly? Hvordan kan udgiften til driften af dampsystemet på TORM Lilly mindskes? Hvilke dampforbrugere kan undværes når skibet ligger for anker? Hvordan kan generatorsættene inddrages i dampproduktionen, når skibet ligger for anker? Side 10 af 67

12 Afgrænsning Da skibet opererer i forskellige driftssituationer, har vi fokuseret på en af de situationer, hvor størstedel af driften befinder sig 5. Vi vil afgrænse os til kun at se på driften når skibet ligger for anker. Det skyldes, at man producerer damp med WHR-systemet under sejlads, og det er derfor mest relevant koncentrere sig om situationen, hvor den oliefyrede kedel er i drift. Vi vil ikke arbejde med tryktab i rørledningerne og ventiler. Vi undlader dette, da vi ikke har haft det fornødne måleudstyr til rådighed. Når fuelolien cirkulerer fra skibets fuel oil booster unit, frem til hovedmotoren og generatorsættene, har olien der løber tilbage til forvarmerne mistet noget af sin varme. Da vi ikke kender det endelige tal for hvor meget af brændolien der cirkuleres, kan tabet ikke regnes, og vi anser derfor temperaturen for værende konstant. Effekten der bruges til at opvarme fuel-tankene medregnes ikke, da disse bliver opvarmet af den effekt der udvindes gennem skibets WHR, som leverer effekt når hovedmotoren kører. Vi beskæftiger os ikke med omkostningerne til vedligehold. Det gælder både nuværende samt nye installationer. Det gør vi ikke, fordi det vil være det allerede ombordværende mandskab, som skal varetage vedligeholdet. Dermed er der ingen ændring til lønomkostningerne. Steder hvor ikke andet er nævnt, beregnes varmeveksling som var det et isoleret system, der ikke afgiver varme til omgivelserne. Varmetabet kan ikke regnes, da både ventilation, isolation og materiale er ukendte værdier. 5 Se Figur 6 Samlet drifts-fordeling side 25 Side 11 af 67

13 Metode Alle informationer som danner grundlag for denne rapport, er informationer som vi på den ene eller anden måde selv har fremskaffet ombord på skibet i praktikperioden. Informationerne ligger til grund for vores analyser, og ud fra disse fremkommer en generalisering. Alle effektmålinger på generatorsættene er taget fra skibets SRO hvor alle data logges. SRO står for Styring, Regulering og Overvågning. Det er et anlæg, som samler information fra hele skibet, og fremstiller oplysningerne på en brugervenlig måde, med illustrationer af de pågældende systemer, så brugeren nemt kan danne sig et overblik. Det er muligt selv at vælge intervallet mellem målingerne. Vi har valgt et interval på 5 minutter. Intervallet er valgt, for at kunne observere små udsving i effektforbruget, samt give et mere præcist gennemsnitsforbrug. Ved at notere hvilken driftssituation skibet befinder sig i, og sammenkoble det med målinger med skibets SRO, bliver det muligt at opstille det reelle forbrug i en hvilken som helst driftssituation og først bagefter tage stilling til hvor der potentielt kan optimeres. Da antallet af målinger er højt, og intervallet imellem småt, er de målte data kvantitative. Blot en måned inden praktikkens begyndelse, implementeredes der på TORM Lilly en ny kedelstyring. Derudover blev kedlen opdateret med nye dyser til forskellige belastningsgrader samt frekvensomformer på blæseren. Alt dette samlet giver en kedeldrift med færre start/stop og et væsentligt mindre olieforbrug til følge. På grund af denne ændring, er data før implementeringen ikke repræsentative for den nuværende situation og medtages ikke i rapporten. Perioden efter implementeringen betragtes, som værende et normalt udsnit af hvordan den normale drift af skibet fungerer. Vi bruger derfor vores målinger fra de 2 måneder vi var ombord til at lave gennemsnitsberegninger, og anser det som repræsentativt for hele årets drift. Ud over målingerne fra skibets SRO-anlæg anvender vi også manuelle målinger undervejs i projektet. Vi har gentagne gange været rundt i maskinrummet på TORM Lilly og foretage fysiske målinger til projektet på egen hånd. Når egne målinger og data fra skibets SRO-anlæg ikke har været tilstrækkelige har vi gjort brug af datablade, systemdiagrammer og manualer. Side 12 af 67

14 Gennem projektet kigger vi på dampsystemet og analyserer på de største forbrugere der er heri. Vi undersøger ved hjælp af kedlens forbrug hvor meget energi der går til at producere damp, samt vurdere om nogen forbrugere kan undlades/erstattes under visse driftsformer Ydermere beskæftiger vi os også med generatorsættene. Det gør vi fordi de generelt under visse former for drift ligger i et forholdsmæssigt lavt driftspunkt, hvilket kan have nogle uhensigtsmæssige konsekvenser for motoren. Denne analyse er nærmere beskrevet i afsnittet Optimal generatordrift. Vi vil gennem den teori vi har tillært os på studiet, analysere driften af generatorsættet og derigennem søge at finde en eventuel løsning som kan give et bedre drift af generatorsættene. Under fremstillingen af løsningsforslag vil vi benytte os af de muligheder, der allerede er eksisterende ombord på skibet, og som sammen med nyt udstyr kan modificeres til at skabe optimering for driften af skibet. I den forbindelse tager vi kontakt til leverandører og producenter som har kendskab til branchen og kan levere et godt og gennemtestet produkt. På den måde sikrer vi os, at løsningsforslagene med rette kan implementeres i den daglige drift ombord på skibet. Side 13 af 67

15 Vurdering af målinger For at komme frem til en troværdig konklusion må vi forholde os kritisk til de målinger vi har taget, og som ligger til grund for vores udregninger. Der er tale om målinger taget over en periode på 2 måneder, eller enkeltstående målinger i de tilfælde hvor der ikke er behov for at have målingen over tid, men blot som øjebliksværdi. Vi har taget mange målinger fra skibets SRO-anlæg. SRO-anlægget bruges i den daglige drift af vagthavende mester til at vurdere skibets tilstand, og her igennem operere de forskellige driftstilstande. Dog kan vi ikke sige noget om usikkerheden i de målekomponenter, der leverer data til SROanlægget, da der ikke foreligger data, der beskriver denne. Vi må antage at målingerne er valide, ud fra den viden, at det på daglig basis bliver brugt til at styre maskineriet ombord på skibet og man ikke har mulighed for at tage ekstra manuelle målinger og styre maskineriet ud fra disse. Når vi har lavet temperatur målinger som ikke er taget fra SRO-anlægget er det foretaget med en temperaturmåler af mærket Fluke 62MAX som er et håndholdt infrarødt termometer med en usikkerhed på ± 1,5 eller 1,5% af aflæsning alt efter hvad der er størst. 6 Selvom instrumentet har en forholdsvis høj nøjagtighed, har det stor indvirkning på vores effektberegninger. For at få en idé om, hvor meget usikkerheden betyder, kan man opstille følgende eksempel: Med en vandtemperatur målt på tilgang og afgang på jacket-water forvarmer er temperaturerne: t1 = 70 og t2 = 74 Det giver en Δt på 4 C. Med værst tænkelige usikkerhed er: t1 = 70 1,5 = 68,5 t2 = ,5 = 75,5 Det svarer til Δt = 7 C 6 Se bilag 2 - Fluke 62MAX Side 14 af 67

16 I en effektberegning vil man få følgende resultater, når der korrigeres for usikkerheden i målingen: P JCW = m c t = 3,4 kg s 4,19 kj (4 ) 57 kw kg K P JCW korrigeret = m c t = 3,4 kg s 4,19 kj (7 ) 100 kw kg K Her ses det at usikkerheden har en stor indvirkning. Temperaturforskellen er stadig relativ lille, men grundet det store flow, bliver resultaterne vidt forskellige. Til dimensionering af forvarmere, er det derfor nødvendigt, at tage højde for denne usikkerhed. Når der anvendes tal fra manualer, systemdiagrammer og datablade betragtes disse som værende valide. Dataene leveres af de producenter som har leveret produktet, eller fra 3. part som har tilladelse til at anvende produktet hvilket i vores tilfælde er skibsværftet. Når udregningerne af de forskellige driftsformer bliver til, sker det ud fra observationer, lavet under de 10 uger vi befandt os ombord. Ud fra vores egen erfaring fra tidligere udmønstringer og ved at rådføre maskinbesætningen, har vi vurderet at vores udmønstringsperiode stemmer nogenlunde overens med hvordan skibets generelle drift forløber. Ud fra det har vi valgt at gøre vores 10 ugers målinger repræsentative for et år. Dog skaber det en vis usikkerhed, når 10 ugers målinger danner grundlag for 54 ugers (1 års) drift. Side 15 af 67

17 Ydre påvirkninger Der er nogle ydre faktorer som ikke kan ændres, men stadig er væsentlige. Da projektet primært beskæftiger sig med besparelse af brændstof, er man nødt til at se på oliepriser, de forskellige typer brændstoffer samt hvilke områder de må anvendes i. Bunkerpriser Til beregning af økonomien i løsningsforslagene er det nødvendigt at kigge på brændstofpriserne, da de er afgørende for om løsningsforslagene er rentable. Det er ikke nemt at forudse, hvordan oliepriserne ser ud i fremtiden. Desuden er der stor forskel i priserne på de forskellige kvaliteter af brændstof. I dette projekt er bunkerpriserne 7 hentet fra Bunkerworld.com 8 Firmaet bag hjemmesiden er et uafhængigt firma Petromedia Group, der udgiver bl.a. nyheder fra shippingverdenen. Hjemmesiden opdaterer løbende priser på de forskellige brændstoffer fra alle de største havne. Til beregning af en gennemsnitspris på brændstoffet Intermediate Fuel Oil 380 (IFO380) er der sammenlignet priser fra 20 havne, heriblandt Singapore og Houston. IFO380 er en fuel standard, der beskriver en HFO med en viskositet på 380 centistokes ved 50 C altså en meget tyktflydende olie Prisen for diesel- og gasolie er noget højere. Dette skyldes at det er et mere forædlet produkt, der er dyrere at fremstille. Dog ville denne type brændstof ikke kræve opvarmning før brug, og der spares derfor energi til opvarmning. På grafen side 17 er de nævnte brændstoffers priser sammenlignet i en graf. Som man kan se på grafen så er det ikke meget prisen svinger. Dog kan man se, at sidst på året (2014) har der været en faldende tendens, hvilket er bestemt af markedskræfterne udbud/efterspørgsel. Store udsving i oliepriserne vil have stor betydning for økonomien i dette projekt. Hvis x kilo sparet brændstof var indkøbt til en dyrere pris, ville besparelsen til brændstoffet være tilsvarende højere. Det betyder at jo billigere brændstoffet bliver, desto mindre er der sparet, og når brændstofprisen stiger, følger besparelsen med. 7 Se bilag 3 Bunkerpriser 8 (Petromedia Ltd., 2014) Side 16 af 67

18 USD / TON Driftsoptimering på På Figur 3 er tegnet en graf over udviklingen af bunkerpriser et år tilbage. $1.050,00 BRÆNDSTOFPRISER $950,00 $850,00 $750,00 $650,00 $550,00 $450, DATO IFO380 MDO/MGO LSMGO 0.1%S Figur 3 Brændstofpriser (se bilag "bunkerpriser") (Eget arkiv, 2014) Det er uvist hvordan priserne udvikler sig, men da de nye regler om brug af brændstof med en lavere svovlprocent træder i kraft pr. 1 januar 2015, forventes det, at efterspørgslen stiger på LSMGO, og hvis ikke olieproducenterne hæver produktionen af LSMGO, formodes det at prisen stiger. Gennemsnitspriserne 9 er beregnet til: IFO USD/ton MDO/MGO 914 USD/ton LSMGO 918 USD/ton De er alle beregnet på baggrund af målingerne mellem 1. april 2014 til 4. november 2014, da det kun har været muligt at finde priser på MGO med lav svovlprocent fra april måned. Svovlprocenten i brændstoffet er et højaktuelt emne, da det pålægges rederierne at udlede mindre og mindre svovl. Kravene til udledningen er forskelligt defineret, alt efter fartsområde og underlagt international lovgivning. 9 Se bilag 3 - Bunkerpriser Side 17 af 67

19 Emission Control Area (ECA) International Maritime Organization (IMO), er en underorganisation i FN som primært arbejder for at højne sikkerheden til søs, miljøproblemer og udarbejdelse af regulativer, som medlemslandene af FN skal lovgive om. Det er IMO der har udstedt de skrappere krav til udledning af fx svovl til skibsfarten når der sejles i specielle sårbare områder, kontra udenfor disse områder. De sårbare områder er defineret under Marine Pollution (MARPOL) og vist på verdenskortet på Figur Figur 4 ECA områder og mulige nye områder, som ECA ventes af omfatte (Dupont, 2014). Her kan man se, at store dele af Nordeuropa, Nordsøen, hele Østersøen samt den amerikanske øst- og vestkyst er omfattet af specielle regler. Desuden verserer en debat om, at ECA også skal omfatte blandt andet kysten omkring Japan, Middelhavet og kysterne ved Mellemamerika. Reglerne for, hvad skibe må udlede og ikke mindst, hvad de ikke må udlede står beskrevet i MARPOL Annex I VI, hvor Annex VI beskriver, hvor meget svovl, der må være i brændstoffet, når man sejler indenfor de viste ECA områder og hvad grænseværdien er, når man sejler udenfor. Som reglerne 11 er defineret nu, må skibe sejle med maksimalt 3,5 % svovl i deres brændstof. Inden man sejler ind i et ECA område, skal man have skiftet fuldt over på et brændstof med maksimalt 1 % svovl. 10 (Dupont, 2014) 11 (International Maritime Organization, 2014) Side 18 af 67

20 Svovlindhold i % Driftsoptimering på Hvis man har installeret en scrubber, der kan rense røggassen, til samme niveau, som hvis man sejlede med et brændstof med lav svovlprocent, er dette også en mulighed. Der er dog nye grænseværdier på vej. Som man kan se på Figur 5, skal alle skibe, der sejler ind i ECA områder, skifte over til et brændstof med et maksimalt svovlindhold på 0,1 %, gældende fra 1. januar Grænseværdier for svovl i skibsbrændstof 5 4, ,5 3 2, , , År Outside ECA Inside ECA Figur 5 Tilladt svovlindhold i skibsbrændstof (Eget arkiv, 2014) Svovlindholdet i brændstoffet kræver stor årvågenhed fra redernes side. Hvis ikke man overholder gældende lovgivning, kan det udløse store bøder. For at opfylde kravene, vil man enten skulle købe det svovlfattige brændstof, som er dyrere end det mere svovlholdige og mindre forarbejdede brændstof, eller investere i anlæg til røggasrensning. I dette projekt er der ikke taget højde for, hvordan oliepriserne eventuelt vil udvikle sig i fremtiden, da det er meget svært at spå om. Olieprisen er dog en faktor der vil komme til at påvirke et hvilket som helst rederi og dermed også løsningen på dette projekt. Efter at have analyseret brændstofpriserne og anvendelsesområderne, er det nærliggende at se nærmere på en af de installationer, som forbruger brændstoffet, nemlig generatorsættene. Side 19 af 67

21 Generatorsæt Opbygning TORM Lilly er udstyret med 4 generatorsæt. Disse udgør skibets kraftværk, og bruges udelukkende til at producere elektricitet til skibets forbrugere. Der er ikke andet elproducerende maskineri, så de 4 generatorsæt er alene om at producere nok elektricitet til alle tænkelige scenarier ombord. Generatorsættene er af mærket Wärtsilä 875W6L20. Ved 900 RPM yder hver af de 4 sæt maksimum 875kW og leverer 440 Volt ved 60Hz. Det betyder at effekten, som er til rådighed svarer til: kw = 3500 kw = 3,5 MW Generatorsættet består af en 4-takts turbodiesel rækkemotor med 6 cylindre. Samt en børsteløs synkrongenerator. De 4 sæt kan køre uafhængigt af hinanden, hvilket betyder at man starter og stopper hvert enkelt generatorsæt afhængigt af det pågældende effektforbrug. Det sker ved hjælp af elektronisk styring, kaldet Power Management System (PMS). Hvis der i PMS registreres et øget effektbehov, vil systemet sørge for at starte ekstra generatorsæt op. Et effektbehov kan forekomme hvis der startes for større maskineri som f.eks. en stor pumpe. Omvendt slukker PMS også for generatorsæt hvis der er mindre behov end det tilgængelige. Anslået drift Når man betragter driften af generatorsættene falder det naturligt at analysere de forskellige driftsscenarier. Som udgangspunkt er der 5 forskellige tilstande ombord på skibet. Der er tale om søpassage, anker, lasteoperationer, losseoperationer og manøvre. Dog kan anker og lasteoperationer lægges sammen, da effektforbruget ombord på skibet, som udgangspunkt er ca. det samme ved disse to tilstande. Dermed ender vi ud med 4 scenarier. Side 20 af 67

22 I Tabel 1 Totalt effektbehov ses det, hvordan skibsværftet mener, at belastningen af generatorsættene fordeler sig ved de forskellige driftsformer. Det er teoretiske værdier som værftet udregner, ved at vurdere hvilket maskineri, der er tændt i de givne situationer, regnet med fuldlaststrømmen. Konstant belastning Variabel belastning Samtidighedsfaktor Totalt effektbehov Antal Gen. sæt. Søpassage 588,1kW 342kW 30% 690,7kW 1 Anker/Lasteoperation 517,8kW 339kW 50% 687,5kW 1 Losseoperation 1915kW 282,8kW 30% 1999,9kW 3 Manøvre 1901,3kw 296,4kW 30% 1990,3kW 3 Tabel 1 Totalt effektbehov 12 (Eget arkiv, 2014) Søpassage Når man taler om søpassage, menes der det stykke som sejles mellem to havne. Søpassagen starter ofte når lodsen stiger af skibet og slutter igen når man har nærmet sig destinatonen, der igen kommer lods ombord, og der er ønske om ekstra manøvreabilitet. Søpassage foregår som udgangspunkt med en rimelig ensartet fart. Under søpassage er der typisk kun 1 generatorsæt i brug. Vores observationer viser at det faktiske gennemsnitlige effektforbrug under søpassage har været 525kW 13 Losseoperation Effektbehovet under losseoperationer kan variere en del. På TORM Lilly er cargo-pumperne MARFLEX pumper som får sin effekt fra generatorsættene ombord. Det betyder at jo flere pumper der kører på samme tid, jo større er effektbehovet. Antallet af aktive pumper varierer i henhold til hvor stor kapacitet modtageren på land har. Vores observationer af effektforbruget fra praktikperioden, har været fra havne, hvor kapaciteten i land har været relativt begrænset. Dette betød, at flowraterne under losning var relativt lave, og effektforbruget tilsvarende lavt. 12 Se bilag 4 - Estimeret elforbrug 13 Se bilag 5 - Samlet måling (drift) Side 21 af 67

23 Udover cargo-pumper er inert gas generatoren (IGG en) en stor forbruger når man losser, da cargo-tankene skal holdes fyldt med IG, selvom niveauet af last i tanken falder. Effektforbruget i den målte periode ligger på 519kW 7 Manøvre Under manøvre er befinder skibet sig i en situation hvor der kræves ekstra driftssikkerhed. Det kan være i smalle søpassager, eller ved havneanløb. Det vil være en kritisk situation, hvis man fik black-out under manøvre, så derfor kører der herunder altid 2 generatorsæt i parallel. TORM Lilly har en bowthruster som forøger skibets manøvredygtighed betragteligt. Bowthrusteren er dog også en af skibets største el-forbrugere og bruger ved fuld last 1333,3kW 14. Hvis der anvendes bowthruster har man 3 generatorsæt i drift (4 til at indkoble bowthrusteren på nettet). Når man har manøvre, er der variabel belastning på hovedmotoren, og derfor kan man ikke forvente at udstødningskedlen leverer den nødvendige mængde damp. For at imødekomme dette er også den oliefyrede kedel i drift under manøvre. Derudover kører M/E med lave omdrejninger og leverer ikke nok udstødningsgas til turboladeren hvilket resulterer i en dårligere skylning af cylinderne. Det imødekommes ved at lade to hjælpeblæsere levere luft til hovedmotoren. Desuden er to hydraulikpumper til styremaskinen i drift for at give roret maksimalt bevægehastighed. Alt i alt er effektbehovet under manøvre ret stort. Vores observationer har vist et effektbehov på gennemsnitligt 584kW 9 som er det højest målte gennemsnitlige forbrug. Anker/Lasteoperation Ved denne driftsform er det samlede effektbehov det mindste af alle 4 driftsformer og ligger på 355kW 9. M/E er bakket af, og der er derfor ikke behov for at køle denne, men tværtimod at holde den varm. Der er en del maskineri som der ikke længere er behov for og derfor er forbruget ikke så stort. Under denne driftsform har man ikke nogen dampproduktion fra udstødningskedlen, og den oliefyrede kedel varetager dampproduktionen. 14 Se bilag 6 - Generatorforbrug Side 22 af 67

24 Driftsfordeling For at afgøre hvordan driften ombord på Lilly fordeler sig til de 4 driftsformer (søpassage, losseoperation, manøvre og anker/lasteoperation), tager vi udgangspunkt i det tidsrum vi har observeret. Det drejer sig om samlet ca timer. 15 For at få et billede på et års drift ser vi vores målinger som repræsentative for hvad man kan kalde normalt drift af skibet. Derved kan vi multiplicere vores observationer og på den måde analysere hvordan driften af skibet ligger. Gennemsnitsforbruget på generatorsættene fordeler sig som vist i Tabel 2. Gennemsnitlig effekt Søpassage 525kW Anker/Lasteoperation 355kW Losseoperation 519kW Manøvre 584kW Tabel 2 Målt effekt 10 (Eget arkiv, 2014) Fordelingen af de forskellige driftsformer fordeler sig som vist på Figur 6. Samlet drifts-fordeling 43% 37% Anker/Lasteoperation Manøvre Losseoperation Søpassage 11% 9% Figur 6 Samlet drifts-fordeling 16 (Eget arkiv, 2014) 15 Se bilag 5 - Samlet måling (drift) 16 Se bilag 5 Samlet måling (drift) Side 23 af 67

25 For at kunne analysere, hvordan driften fordeler sig på årsbasis udregnes hvor mange dage der årligt hengår til de forskellige driftsformer (Tabel 3). Driftssituation Dage Anker/Lasteoperation 37% 365 dage 136 Manøvre 8,5% 365 dage 30 Losseoperation dage 41 Søpassage 43% 365 dage 158 Tabel 3 Dags-inddeling (Eget arkiv, 2014) TORM s kundesegment har gennem de sidste år ændret sig, og flere chartere bruger skibene til at opbevare en last længere tid inden de sælger den. Dette gøres for at få højest mulig profit i en tid hvor oliepriserne er høje og raterne for at hyre et tankskib er lave. Det er derfor ikke nødvendigvis en dårlig forretning, at skibet ikke er i søpassage mere end 158 dage om året, selvom det giver mest mening at et skib selvfølgelig skal sejle så meget som muligt. I og med at TORM ofte er charteret og modtager rate for at ligge for anker og vente med lasten ombord og stadig får betaling for det, kan det godt accepteres at skibet kun sejler 43% af tiden. Optimal generatordrift For at sikre så optimal en drift som muligt, anvendes til tidligere omtalte PMS. Fordelingen af lasten sker ved hjælp af en belastningsprofil som kan indstilles alt efter vagthavene mesters ønsker. Dog er der visse generelle retningslinjer. Når et generatorsæt belastes med 80-90% startes en ekstra op, og de to deler lasten med 40-45%. Når begge disse generatorsæt belastes med 80-90% startes et tredje generatorsæt op osv. alt efter hvor mange generatorsæt man har. Når belastningen falder til 30% 17, udkobles et generatorsæt. På TORM Lilly startes et nyt generatorsæt når belastningen er 85% og det kobles ud igen ved 30%. Det svarer til belastninger på: 85% 875kW = 743,75 kw 30% 875kW = 262,5 kw 17 (Jensen, 2006, s. 5.34) Side 24 af 67

26 Som skrevet tidligere er effekten der anvendes gennemsnitligt når skibet er i driftssituationen anker/lasteoperation på 355kW. Generatorsættet er derfor i denne situation belastet med: 355 kw 875 kw 100 = 40,6%, hvilket er relativt lavt. Et generatorsæts driftstilstand og levetid afhænger af, hvor godt generatorsættet vedligeholdes og hvordan driften forholder sig. Det bedste for generatorsættet er, at have en kontinuerlig last uden for mange udsving ved omkring 70-80%. 18 Det må siges at den nuværende drift med en belastningsgrad på 40,6% er væsentligt under hvad det optimale driftsforhold for generatorsættene er. Jo lavere lasten er, desto større er risikoen for at svovlen i den anvendte brændstof, potentielt kan forårsage korrosivt slid og kold korrosion som fremkommer pga. den lavere forbrændingstemperatur. Kold korrosion opstår når der dannes svovlsyre på indersiden af foringen i cylinderen, og foringen korroderer. Denne korrosion frembringer et ekstra slid på foringen som ikke er hensigtsmæssig. 19 Hvis olien indeholder carbonrester kan disse sætte sig som aflejringer i forbrændingskammeret og i udstødningssystemet. Hvis motoren kører ved lav last er der større sandsynlighed herfor. Det samme gør sig gældende hvis olien er asfaltenholdig. Når generatorsættet kører ved lav last kan der opstå intern glazing og carbon opbygning på cylindervæggene. Det medfører at trykket i cylinderen bliver lavere på grund den forringede stempelringstætning, hvilket giver en dårligere forbrænding som får sod og uforbrændt brændstof til at samle sig ved stempelringene. Det forværrer den i forvejen forringede tætning ved stempelringene hvilket resulterer i et endnu lavere forbrændingstryk. Det lavere forbrændingstryk giver en lavere forbrændingstemperatur. Det kan i værste fald give anledning til syredannelse, da den væske der evt. måtte være tilstede ville være fordampet ved den højere forbrændingstemperatur. I den nuværende situation med lavere forbrændingstemperatur vil denne syre nu blande sig med smøreolien. Det vil give et langsomt men altødelæggende slid på de dele af motoren hvor smøreolien anvendes (Jensen, 2006, s (5.5.1.)) 19 (ExxonMobil, 2014) 20 (Workspace Technology Ltd, 2014) Side 25 af 67

27 Hvis et generatorsæt kører længe ved lav last, kan det potentielt starte en ond spiral rent tilstandsmæssigt for generatorsættet. Glazing sker når de varme forbrændingsgasser presses igennem den dårlige tætning ved stempelringene, hvilket også kaldes blow-by. Typisk vil der øverst i foringen være monteret en flammering som sørger for at tilbageholde de små partikler som ellers ville blive trukket med ned i foringen og ødelægge honingen. Honingen består af en masse små riller rundt i foringen og har til formål at fordele smøreolien i cylinderen. Hvis partiklerne slipper forbi flammeringen, vil de slibe honingen og gøre rillerne mindre, og derved smøringen dårligere. 21 Partiklerne vil blande sig med smøreolien og skabe uønskede kemiske reaktioner. Kigger man i cylinderen vil man kunne se glazingen ligne en fuldstændig lakeret og let gylden overflade. Hvis denne glazing eller carbonopbygning opdages i tide kan man komme det til livs ved at lade motoren køre med høj last i et godt stykke tid. Det vil få de eventuelle carbonrester til at brænde af, og stempelringere vil skrabe den opståede glazing væk. Dette kan dog kun lade sig gøre hvis problemet opdages inden stempelringene begynder at sætte sig. På Figur 7 22 ses det, hvordan overfladen på foringen har mange små toppe. Disse bliver ved honingen slebet ned så overfladen er jævn, men stadig fyldt med fordybninger hvori olien kan fordele sig. På Figur 8 22 viser den øverste del hvordan glazingen ligger sig som en lakering og fylder alle de mikroskopiske ujævnheder der måtte være, og derved optager smøreoliens normale løbebane. Den nederste del af figuren viser hvordan slibningen af cylinderen fjerner mønsteret i cylinderboringen og på den måde Figur 7 Cylinderforing før og efter honing (Cox & Cox, u.d.) Figur 8 Cylinderboring med glazing og slibning (Cox & Cox, u.d.) fjerner smøreoliens løbebane. Det er åbenlyst at man ikke ønsker generatorsættets tilstand at nå hertil. For at minimere risikoen herfor, ville det være oplagt at hæve belastningen på generatorsættet hvis dette er muligt. 21 (Andersen, 2010, s. 127) 22 (Cox & Cox, u.d.) Side 26 af 67

28 Specifikt brændolieforbrug (SFOC) Når man betragter driften på et generatorsæt er det, som tidligere nævnt, langt fra uvæsentligt hvor hårdt det er belastet. Det har stor indflydelse på hvor lange de forskellige serviceintervaller for overhaling af generatorsættet bliver. Sliddet på generatorsættet er en kombination af belastningen, brændstoffet og køretimerne. Wärtsilä opdeler brændstoffet i 3 forskellige typer: HFO 1 = Heavy fuel af normal kvalitet HFO 2 = Heavy fuel under normal kvalitet DO/LFO = Diesel olie/light fuel oil Ud fra disse tre brændsler er der igen forskel på hvordan intervallet til overhaling fastsættes. Hvis generatorsættet gennemsnitligt belastes med >75% kan der være op til 4000 timers forskel på intervallet i forhold til hvis generatorsættet belastes <75%. (ved DO). 23 Man kan konkludere at ved stigende belastning på generatorsættene, falder tidsintervallet imellem overhalinger. 23 Se bilag 7 - Wärtsilä AUXPAC Maintenance manual Type 520W4L W9L29 Side 27 af 67

29 g/kwh Driftsoptimering på Fra teoriundervisningen ved vi at en forbrændingsmotor får mere eller mindre ud af brændolien, alt efter hvor meget motoren er belastet, da virkningsgraden ændres med belastningen. Ud fra Wärtsiläs egne tests 24 har vi udarbejdet en ligning, så SFOC kan findes ved alle belastninger. Den ser således ud 25 : f(x) = 0,0049x 2 0,9456x + 238,0137 Ligningen er indtegnet i en graf på Figur 9 herunder: SFOC - tilnærmet ligning Loadpoint SFOC - tilnærmet ligning Figur 9 SFOC tilnærmet ligning (Eget arkiv, 2014) Man kan tydeligt se hvordan motoren ved en belastning på 40% har et højere specifikt olieforforbrug end hvis motoren var belastet med 80%. Det er derfor ønskeligt at motoren ligger ved en højere belastning, da det er her motoren yder bedst. 24 (Wärtsila, 2014, s ) 25 Se bilag 8 SFOC Genset Side 28 af 67

30 Hvis man kigger på det økonomiske aspekt er det heller ikke uvæsentligt, hvor motorens drift ligger. Hvis en motor ligger ved 40% belastning koster hver produceret kwh 26 : 208,29 g USD kwh g = 0,122 USD kwh Ved 80% belastning koster en kwh: 193,6 g USD kwh g = 0,114 USD kwh Det betyder at man kan spare: 100 0, % = 7,25 %/kwh 0,124 Dog kommer denne besparelse ikke uden at hæve omkostningerne. For at opnå besparelsen på de 7,25% kræver det at motoren får ekstra belastning. Besparelsen bliver derfor først tilgængelig hvis man kan bruge generatorsættets kapacitet i stedet for en anden forbruger. I vores tilfælde er den anden forbruger kedlen. Så hvis forbruget fra kedlen kan fjernes og det ekstra forbrug pålægges generatorsættet vil der muligvis være en økonomisk besparelse at hente. Dette til trods for kedlens relativt højre virkningsgrad 27 på 82% kontra et generatorsæts virkningsgrad. Ved en last på 85% som er den belastning hvor PMS en starter et ekstra generatorsæt vil virkningsgraden for generatorsættet være 28 : η genset = P e = 0, kwh F C h i 193,04 g = 0,32 = 32% kwh 42,7 MJ 3600s kg Hvis generatorsættet skal varetage kedlens belastning, må kedlens funktion analyseres. 26 Bunkerprisen er fra bilag 3 Bunkerpriser 27 Se bilag 9 - Boiler data + flowdiagram 28 Nedre brændværdi fra: (Wärtsila, 2014, s. 9 note 3) Side 29 af 67

31 Kedelsystemet Ombord på TORM Lilly er dampsystemet, som vist på Bilag 10, side 66. Dampen kan produceres af både en udstødningskedel og en oliefyret kedel. Når skibet sejler, vil man kunne producere alt den damp, man har brug for med udstødningskedlen. Når hovedmotoren kører, har man ikke samme mulighed, og derfor er det nødvendigt, at have en oliefyret kedel, der kan varetage dampproduktionen. De væsentlige dampforbrugere ombord på tankskibet er bunkertanke, centrifuger og HFO forvarmerne. De er alle nærmere beskrevet i afsnittet Primære dampforbrugere. Udstødningskedel Udstødningskedlen er en af de to primære dampproducerende enheder på TORM Lilly. Den er af fabrikatet Greens Shazhou GFL 160-0,7 Kedlen kan betragtes som en varmeveksler, der er påmonteret efter hovedmotorens turbolader som vist på Figur 10. Damp ud Fødevand ind Varm udstødningsgas fra M/E Figur 10 Principtegning af en udstødningskedel (Eget arkiv, 2014) Figuren viser hvordan den varme udstødningsgas bliver ledt ind i bunden af kedlen, hvor der sker en varmeveksling mellem udstødningsgassen, og kedelvandet der løber inde i rørene. Hvor stor effekt, der bliver omsat i kedlen afhænger af flere faktorer. En af dem er mængden af energi, der ledes ind i udstødningskedlen i form af røggas. Røggasmængden er afhængig af hovedmotorens belastning; jo større belastning des mere røggas. Energien kan regnes som: Q = m C t, hvor (Q) er den overførte varmeenergi [ kj ], m er massen af røggas s [kg ], (C) er s Side 30 af 67

32 røgens specifikke varmekapacitet [ kj ], og Δt er forskellen mellem røgens ind-, og kg udgangstemperatur [ ]. En anden faktor der spiller ind på dampproduktionen er overfladearealet af rørene i kedlen. Dette ses ud af formlen for varmetransmission: Q = k A LMTD Her er varmeenergien (Q) lig med arealet af røroverfladen (A) ganget med temperaturforskellen mellem røggas og kedelvand samt en varmetransmissionskoefficienten (k), der afhænger af, hvilket medie, som varmen skal gennemtrænge, det være sig røggrænselaget, sodbelægning, stålrør, kedelsten, vandgrænselaget og kedelvandet. LMTD er den logaritmiske middeltemperaturdifference, som afhænger af røggassens temperatur før og efter kedlen, samt dampens temperaturforskel. Udstødningskedlen er som udgangspunkt dimensioneret til som minimum at producere damp nok til et normalt forbrug når skibet er i søpassage, hvor man kun varmer på brændselstanke, brændolieforvarmere og centrifuger. Da kedelrørene i udstødningskedelen, hele tiden skal være dækket af vand, for ikke at bryde sammen, vil man også have en produktion af damp, der er uafhængig af dampforbruget. I driftssituationer hvor man har et lille dampforbrug, men en stor dampproduktion, vil trykket nødvendigvis stige i kedlen. Hvis damptrykket bliver for stort, og man ikke kan afsætte dampen til andre forbrugere, er man nødt til at skille sig af med dampen på anden vis. I denne situation vil damptrykket åbne steam dump ventilen, og overskudsdampen ledes ned i kondensatoren. Her kondenseres dampen og kan bruges som fødevand til kedlen endnu engang. Et alternativ til dette ville være, at lukke damp ud i atmosfæren, hvilket ville koste meget kedelvand. Selve steam dump situationen er ikke en situation, der er ønskelig, da kondensatoren, der køler dampen selv bliver kølet af skibets kølevandssystem. Systemet er drevet af parallelle, hastighedsregulerede kølevandspumper. Hvis kølevandssystemet bliver belastet af dampkondensatoren, må pumperne nødvendigvis øge deres flow, for at kunne afgive den større effekt, der bliver afsat i kølevandssystemet som følge af en steam dumping. En god måde at undgå steam dump, er ved at holde øje med trykket i udstødningskedlen. Hvis trykket nærmer sig åbningstrykket på steam dump ventilen, bør man åbne op for noget forbrug, så dampen anvendes i stedet for at blive ledt til kondensatoren. I praksis åbner man for dampen til nogle flere bundtanke med HFO og dermed få afsat noget energi til opvarmning af brændstoffet. Muligheden for at lede noget af udstødningsgassen udenom udstødningskedlen foreligger ikke. Side 31 af 67

33 Oliefyret kedel Den oliefyrede kedel, er den anden enhed, der kan producere damp. Kedlen bliver primært brugt under anker og havneophold, hvor M/E og dermed udstødningskedlen ikke er i brug. Desuden supplerer den udstødningskedlen under manøvre, hvor M/E kører ved lav last, og dampproduktionen ikke dækker dampforbruget. Den oliefyrede kedel vil starte op, og hjælpe udstødningskedlen med at holde damptrykket oppe. Selve kedlen er af mærket Greens Shazhou GFL 160-0,7, med en maksimal dampproduktion på 20 ton/døgn ved 7 bars tryk. Den kan drives på både diesel, gasolie og HFO. Der er ingen tvangscirkulationspumpe på kedlen, så kedelvandet er drevet af naturlig cirkulation. Kedlens opbygning er vist på Figur 11, hvor man kan se underbeholderen i bunden af kedlen, hvor fødevandet bliver pumpet ind via en af de 2 fødevandspumper. Herefter bliver vandet varmet op og stiger op gennem fordamperrørene til overbeholderen. Det er vigtigt at alle rør er fyldt med vand, da de ellers brænder varme og kollapser. Dette sikres ved at holde en passende vandstand i overbeholderen vha. reguleringsventilen efter fødevandspumperne. Alt efter belastningen på kedlen skal der fødes mere eller mindre vand ind i kedlen. Når vandet er fordampet, forlader det overbeholderen som tør, mættet damp og distribueres ud til dampforbrugerne. Figur 11 Billede af kedelopbygningen, taget fra kedelstyringen (Eget arkiv, 2014) Side 32 af 67

34 Selve forbrændingen i kedlen sker ved tilførsel af luft, damp og brændstof. Luften bliver tilført via en 37 kw frekvensstyret elmotor, der er tilkoblet en blæser. Mængden af luft reguleres vha. frekvensen på elmotoren. Frekvensomformeren og hele kedlens styring blev lavet om i juli 2014 og derfor er det gamle luftspjæld stadig påmonteret, og giver yderligere driftssikkerhed, hvis frekvensomformeren skulle havarere. Fordi køleblæseren til en elmotor er fastmonteret på enden af rotoren, kan man ved lave omdrejninger risikere at elmotoren ikke får nok køling. Ved at holde omdrejningerne højere og regulere luftmængden vha. luftspjældet øger man driftssikkerheden på elmotoren. I kedelstyringen er luftkurvebåndet indlagt, så alt efter hvilken dyse (25%, 50% og 100%) man har monteret, gives der den rette mængde luft. Brændstoffet som typisk er HFO eller MGO ledes ind i 2 lanser i kedlen. Den ene lanse er en sekundær brænder, som anvender diesel, der tændes af en gnist. Denne flamme bruges til at tænde hovedbrænderen. Hovedbrænderen kører typisk på HFO, har større dysehuller og dermed en større kapacitet. Damsystemet som helhed Som man kan se på Bilag 11 - M-30 BOILER FEED WATER PIPING DIAGRAM side 67, suger fødevandspumperne kedelvand fra kaskadetanken. Denne tank bliver efterfyldt med ferskvand fra boiler water tank hvis niveauet falder i tanken som følge af lækager rundt om i dampsystemet eller hvis man bund og topblæser kedlen. Tanken holdes på mellem C og for at minimere ilten i kedelvandet. Kaskadetanken modtager alt dampkondensat fra systemet gennem kondensatoren, der er kølet af kølevandsystemet. Den har også til formål at virke som en inspektionstank, da eventuelle lækager fra f.eks. en utæt heating coil i en HFO bundtank, vil bevirke at man gennem skueglasset på tanken ville kunne opdage olie. Desuden vil eventuelt rust og andet snavs bundfælde sig i enten tanken eller kedlen, hvor det kan drænes af. Før fødevandspumperne sidder en kemikaliedoseringstank, som opblander kemikalier i fødevandet der f.eks. hindrer skumdannelse, korrosion, kedelsten og at ilt binder sig til vandet. Fra fødevandspumperne pumpes vandet op til begge kedler. Fælles for de to kedler er, at fødevandet heri bliver varmet op, enten ved hjælp af varmt udstødningsgas eller ved afbrænding af olie, indtil man i kedlen opnår et arbejdstryk på 7 bar. Side 33 af 67

35 På hver kedel er der installeret to sikkerhedsventiler 29, der åbner ved et tryk, der er højere end arbejdstrykket. Dette skal sikre, at der ikke opstår så stort et tryk i kedlen, at den kan kollapse. Fra kedlerne strømmer dampen via hovedledningen til 2 fordelingsrør: et der er tryksat til samme tryk som kedlen; 7 bar og et andet hvor trykket er reduceret til 4 bar gennem en trykreduktionsventil. Varmeforbrugerne, der kræver en stor mængde damp (varme) er tilkoblet den central med højt tryk (7 bar). Det er blandt andre alle bunkertankene, centrifugerne, olieforvarmere og forvarmer til hovedmotoren. Det høje tryk sikrer at man kan overføre en stor mængde varme på kort tid. De forbrugere, der ikke kræver så meget varme, er forsynet med damp fra det trykreducerede damprør (4 bar). Forbrugerne tilkoblet denne central er blandt andet airconditionanlægget, den dampdrevne vandforvarmer samt nogle dampdyser til at fjerne is fra f.eks. søkisten eller ventilerne til ballastvand. Når dampen har afgivet sin varme ude ved forbrugerne, returnerer kondensatet tilbage til kaskadetanken og processen starter forfra. 29 Se bilag 10 - M-28 STEAM PIPING DIAGRAM IN ENGINE ROOM på side 67 Side 34 af 67

36 Optimal drift på den oliefyrede kedel Der er flere ting, der har betydning for, om kedlen kører optimalt. Hvis man ikke har et varmebehov, som det f.eks. er tilfældet ved en last med palmeolie, der størkner hvis ikke det holdes varmt, kan man med fordel sænke trykket fra de 7 bars tryk til 4-5 bar. Med den nye kedelstyring, der er blevet installeret på TORM Lilly, kan kedlen sagtens holde sig kørende med denne lavere belastning. Da kedlen kører på HFO, bruger den damp til at hjælpe med at forstøve olien. Det kan derfor være svært at lade kedlen arbejde ved et tryk lavere end 4-5 bar, da man ellers risikerer at få en dårlig forstøvning. En måde at afgøre på om en kedel kører optimalt, er ved at se på udstødningsgassen. Hvis der i forbrændingen er for lidt ilt i forhold til brændstof, vil man få en mørk røggas. Samtidig vil man kunne se en mere orange flamme i kedlen. Det kan udbedres relativt nemt ved at hæve luftraten. En mørk røggas kan også skyldes, at man har en dårlig forstøvning, fremkommet af problemer med dysen. Mørk røggas kan betragtes som uforbrændte partikler fra brændstoffet. Man får altså ikke udnyttet brændstoffet optimalt, hvilket er dyrt. Hvis man oplever at røggassen bliver grå, kan kedlen få for meget luft. Det kan blive dyrt, da den ekstra luft utilsigtet vil køle kedlen. Når kedlen køles vil olieforbruget stige for at holde kedeltrykket. Problemet imødekommes ved at sænke luftraten til et punkt, hvor kedlen ikke ryger længere og flammen ideelt set er mørk gul. Side 35 af 67