for forbedring af cylindertilstand og reduktion af cylindersmøreolieforbrug Inge Lehmanns Gade Aarhus C Teglholmsgade København SV.

Transkript

1

2 Forfatter: Titel: Undertitel: Projekttype: Uddannelse: Uddannelsesinstitution: Jens Lange - V11905 Automated Cylinder Oil Mixing (ACOM) for forbedring af cylindertilstand og reduktion af cylindersmøreolieforbrug Bachelorrapport Maskinmester Aarhus Maskinmesterskole Inge Lehmanns Gade Aarhus C Praktikvirksomhed: Vejleder: MAN Diesel & Turbo Teglholmsgade København SV. Thomas Møller Hansen Afleveringsdato: , kl Tidsramme: Antal normalsider: 47.5 Antal tegn inkl. mellemrum: Jens Lange Jens Lange Forside-kilde: (Eget arkiv, 2015) Side 1 af 74

3 Abstract This report is about the development project Automated Cylinder Oil Mixing (ACOM) unit by MAN Diesel & Turbo SE (MDT), which is a topic that has come about as a consequence of the more stringent legislation on fuel quality with sulfur limits for fuel in Sulfur Emission Control Areas and more cold corrosive engine designs, especially on newer engines. These consequences pulling in opposite directions require several types of cylinder lubrications oils (CLO) on-board to neutralize sulfuric acid formed in the combustion chamber by fuels with different sulfur content. The ACOM makes is possible to mix two different CLOs to a third variety. The objective of the ACOMunit is among other optimization of the lifespan of cylinder liner and piston rings on two stroke crosshead diesel engines. Another objective is to reduce the CLO consumption. The report will analyze a side effect by implementing the ACOM-unit in the form of change-overtime from one type of CLO to another. Three cases are used to show the differences in change-overtime by impact of the ACOM-unit. The first case is the reference case without ACOM installed. The other two cases are described with the use of the ACOM prototype as the installation is today and with the change-overtime calculated with upgrades of the ACOM for the future. A comparison of the two ACOM cases versus the reference case will afterwards be done. The report will analyze the financial advantages from implementing the ACOM-unit due to the reduction of the CLO consumption on engines with different cold corrosive levels. Three cases are examined to determine the difference in annual CLO consumption on three engines with different cold corrosive levels, and the result is shown as a simple payback time. The point of reference in the three cases is the sulfur content in the fuel, which has been chosen for comparison with the sulfur content in the bunkered fuel worldwide. The results of the report show that the change-overtime is done significantly faster by implementing the ACOM-unit and the pay-back time is less on highly corrosive engines bunkering low-sulfur fuels in areas such as South America. In the last part of the report, the ACOM-unit is compared with other systems for the same purpose. As a closing on the project, a servicetest has been launched onboard Torm Agnete, where the ACOM-unit has been implemented. Due to the few running-hours of this servicetest and because the ACOM-unit does not mix yet due the high sulfur content in the fuel, results of the cylinder condition will not be ready before the submission date of this report. Side 2 af 74

4 Forord Denne rapport er udarbejdet under udviklingen af prototypen for et af MAN Diesel & Turbos SE Københavns større tiltag de senere år inden for forbedring af cylindertilstanden på deres 2-takts krydshoved-dieselmotorer til skibsfremdrivning. Tiltaget hedder ACOM og står for Automated Cylinder Oil Mixing. Enheden er forholdsvis simpel i sin funktion ved at kunne mixe to cylindersmøreolier til en, men er sat i verden for at løse et meget komplekst problem. Cylindersmøreolier er basiske i forskellig grad og med en ACOM-enhed ombord, vil det være muligt at mixe i mellem to opblandingsoliers øvre og nedre basiske niveau til præcis det behov, motoren har. Jeg har valgt projektet, bl.a. fordi ACOM kan løse forholdsvis mange problemstillinger på bagrund af et relativt simpel koncept. Målgruppen for projektet er bl.a. virksomhedens kunder, såsom redere, men også kollegaer og CLO-producenter. I rapporten forsøges det at holde et meget overordnet, neutral syn for at belyse projekts brede potentiale. Der vil så vidt det har været muligt, ikke tages udgangspunkt i konkrete eksempler, men mere generelt set. Der vil dog gøres undtagelser af hensyn til læserens forståelse. Der skal lyde en stor tak til MDT og specielt gruppen LEO3 for deres behjælpelighed med viden og ekspertise omkring projektet og ikke mindst for at have udvist stor tillid til mig under projektet. Der skal lyde en tak for alle de ressourcer, MDT har stillet til rådighed for research af projektet, bl.a. i form af rejser. Ligeledes vil jeg gerne rette en særlig tak til følgende personer for deres store hjælp: Jesper Mark Pedersen Superintendent Engineer MDT Dorthe Marie Sveistrup Jacobsen Senior Research Engineer MDT Julia Svensson Research Engineer MDT Kim Dyrvig Superintendent Engineer MDT Torben Oxving Manager MDT Gert Rosing Superintendent Engineer MDT Kristian Mogensen Superintendent Engineer MDT Thomas Møller Hansen Projektvejleder AAMS Ulrik Hooge Marine Account Manager Danmark Shell Rasmus Obel D. Jensen Projektleder S&T Læsevejledning Til beregninger er programmet Excel benyttet. I rapporten vil blive vist ét regneeksempel, hvor de andre resultater i Excel er opbygget efter samme udregningsmetode. Det endelige resultat vil være vist i rapporten, og der henvises til bilag for det fulde regneark. Bilag findes i særskilt bilagsmappe. Alle kilder er refereret i henhold til Havard systemet (forfatter, årstal). Den fulde angivelse fremgår af litteraturlisten. Forkortelser kan slås op i afsnittet Forkortelser. Der benyttes punktum til tal i stedet for komma. Ordvalget mixe og ikke blande er bevidst og skyldes at Maersk Fluid Technology har udviklet et system med nogenlunde samme formål kaldet BOB, mere herom i senere afsnit. Ordene CLO og olie vil i gennem rapporten være en fælles betegnelse for cylindersmøreolie. Side 3 af 74

5 Indholdsfortegnelse Forkortelser Indledning Problemstilling Problemformulering Problemafgrænsning Metode ACOM Udviklingen af ACOM ACOMs formål og baggrund for projektet Beskrivelse af ACOM Betjening og styring af ACOM Mixermetode Delkonklusion Cylindersmøring Cylindersmøringssystemets opbygning Dosering af cylinderolie Eksempel driftssituation 1 (2.7 -> 0.1 % S) Eksempel driftssituation 2 (3.5 -> 1.4 % S) Opsamling på eksempler Dosering af cylinderolie med ACOM Eksempel driftssituation 3 (Med ACOM) Beskrivelse af forudsætninger for ACOM Hvad der sker i forbrændingskammeret Oliefilmens betydning og motorens behov for CLO Reaktion under forbrændingen Dannelsen af svovlsyre Beskyttelse mod svovlsyre Over-/undersmøring Undersmøring - Kold korrosion Oversmøring - Belægninger Tilpasning - Drænolieprøver Delkonklusion Omstillingstid Side 4 af 74

6 5.1 FAT Anvendte materialer Bestilling af TBN 35, 55 og Omstilling fra TBN Resultat for bestilling af TBN 35, 55 og Resultat for omstilling fra TBN Teoretisk udregning af FAT Koncentration af kalcium Densitet af olien Udregning af omstilling fra TBN Sammenligning af FAT og teori Fejlkilder Omstillingstid for Torm Agnete Inden installation af ACOM Efter installation af ACOM Efter installation af ACOM med opdatering Delkonklusion MDT dokumenter Service-Letters No Objection Letters Cylindersmøreolie Markedet i dag Markedet for fremtiden Økonomi Indflydelse på tilbagebetalingstid ACC Svovlindhold rundt om i verden Opsamling Pris Installation Priser CLO Tilbagebetalingstid Tilbagebetalingstid ved ACC Tilbagebetalingstid ved ACC Side 5 af 74

7 8.3.2 Tilbagebetalingstid ved ACC Delkonklusion Diskussion Konklusion Perspektivering Litteraturliste Side 6 af 74

8 Forkortelser ACU Auxiliary Control Units ASRY Arab Shipbuilding and Repair Yard BDC Bottom Dead Center CCU Cylinder Control Units CLO Cylinder Lube Oil CPP Controllable Pitch Propeller FPP Fixed Pitch Propeller DKK Danske kroner DOJA Dorthe Marie Sveistrup Jacobsen (Senior Research Engineer, MDT) ECR Engine Control Room EICU The Engine Interface Control Units ECU The Engine Control Units ER Engine Room EUR Euro FAT Factory Acceptance Testing FO Fuel Oil FR Feed Rate HCU Hydraulic Cylinder Unit HRR Henrik Rolsted (Senior Research Engineer, MDT) MIP Michael Petersen (MDT) JAP Jesper Mark Pedersen (Superintendent Engineer, MDT) JUSV Julia Svensson (Research Engineer, MDT) MOP Main Operating Panel NC Normally Closed NOL No Objection Letter R&D Reseach and Development ROI Return On Investment SCU Scavenge Control Units SECA Sulphur Emission Control Area SL Service-Letters SMCR Specified Maximum Continuous Rating S&T Serman & Tipsmark A/S TBN Total Base Number TBO Time Between Overhaul TDC Top Dead Center ULSFO Ultra-Low-Sulphur Fuel Oil USD US Dollar XRF X-Ray Fluorescence Side 7 af 74

9 1. Indledning MDT (MAN Diesel & Turbo SE), det tidligere Burmeister og Wain (B&W), har gennem en periode på 150 år etableret sig som verdens førende producent af to takts dieselmotorer til skibsfremdrivning. Firmaet er i dag en del af Volkswagen Group, og 50 % af al verdenshandlen bliver flyttet af MDT motorer 1. Virksomheden har dybe rødder i den dansk maritime historie og har førhen været en af landets største arbejdspladser med både skibsværft og motorfabrik. I dag bliver motorerne bygget af licenshavere, primært i Syd Korea (53 %) efterfulgt af Japan (30 %), Kina (17 %) og sidst Europa (0.4 %) 2. Denne rapport tager udgangspunkt i et tre måneders ophold i Operation-afdelingen nærmere bestemt gruppen LEO 3 (12/90 ansatte). Afdelingen består af en blanding af maskinmestre og ingeniører og har en central position i udvikling og R&D. Arbejdsopgaverne favner vidt, men er primært tests af prototyper og tilbagerapportering af serviceoplevelser til organisationen fra skibsredere, licenstagere, skibsværfter, kraftværker og ombord på skibe. LEO 3 s arbejdsområde er afgrænset til cylindertilstand og holdes så vidt muligt indenfor cylinderforing, stempelkrone, stempelskørte, stempelring, stempelstang, skylleluftboks, skylleluftsreceiver og vandudskiller. De serviceparametre, som påvirker cylindertilstanden, er alt, hvad der tilføres og det som omgiver cylinderen. Det kunne være kvaliteten på FO og luft, kølevandstemperatur og sidst, men bestemt ikke mindst, typen af CLO. Parametrene er både inden for og uden for besætningens kontrolområde. Vurdering af cylindertilstand kan ske uden at immobilisere fartøjet ved en skylleluftsportinspektion, som foretages gennem skylleluftsreceiveren, der baseres på opmålinger og visuel inspektion af overflader. Overfladerne på stempelringene er de bedste indikatorer for cylindertilstanden. Hvis tilstanden af stempelringene er tilfredsstillende og fri for defekter, vil cylinderforingsoverfladen være i en tilsvarende god stand. I takt med motorens arbejdsgang, vil et af de områder, som skal smøres, være indvendigt i cylinderen mellem stempelringe og cylinderforing. Friktionen herimellem vil skabe en varmeudvikling. For at mindske friktionen tilføres CLO som en tynd hinde på cylinderforingens indvendige, krumme overflade. En af ulemperne ved at bruge HFO som brændstof er, at den indeholder en vis mængde svovl. Under forbrændingsprocessen bliver svovlen omdannet til svovlsyre, som har en korroderende effekt på cylinderforingen. Den korroderende effekt kan kontrolleres ved at tilfører CLO med et TBN tilpasset svovlindholdet i den forbrændte FO. TBN angiver, hvor basisk olien er, og må ikke være for lav af hensyn til korrosionsbeskyttelse. Omvendt må den ikke være for høj, da der derved dannes belægninger, og foringen vil begynde at polere. Med tiden vil poleringen medføre, at smøreolien ikke vil kunne hænge ved overfladen. Ved at kontrollere slidraten forlænges tiden mellem overhaling af motoren. 1 Tal fra MDT selv 2 Tal fra MDT selv (periode: Jan-jul 2015) Side 8 af 74

10 Et sidste formål for tilføring af CLO til forbrændingskammeret er rengøring. Der vil over tid tilføres urenheder til forbrændingskammeret, og rengøring af stempelringe, ringspor og ringlande (området mellem stempelringene) er essentielt. 1.1 Problemstilling Inden for de senere år har flere faktorer vanskeliggjort og forværret cylindertilstanden og gjort motorerne mere korrosive. Nye regulativer i MARPOL Annex VI pr. 1. januar 2015 introducerede en signifikant ændring vedrørende det maksimalt tilladte svovlindhold i marinebrændstoffer i udpegede svovlemissionskontrollerede områder (SECA), fra max. 1.0 % S til max. 0.1 % S. Ligeledes medførte indførelsen af Tier 2 i 2011 en reduktion af NO X emissionerne, hvilket førte til optimering af brændstoføkonomien for at undgå en forøgelse, som følge af den lavere NO X udledning. Ændringer deraf med bl.a. reduceret luftoverskud og en generel forøgelse af max. trykket, har medført nogle stærkt korrosive motorer. Specielt på de nyere generationer (mk. 8, 9 og 10) i S (Super) og G (Giga) med ekstra lang slaglængde, og lavere omdrejningstal/skruehastighed. Det stigende korrosionsniveau og de strengere krav trækker i hver sin retning og kræver flere varianter af basisk cylindersmøreolier (CLO) ombord for at opretholde en god cylindertilstand. De korrosive motorer ved drift på høj-svovls FO kræver højere TBN end hidtil. Ved drift på lav-svovls FO i SECA-områder kræver motoren lav-tbn CLO. Olierne bliver normalt leveret i faste grades med fx TBN 25, 40, 60, 70, 80 eller 100. Sortimentet er de senere år udvidet i begge ender af skalaen, hvilket komplicerer cylindersmøring, til gene for MDT, reder og CLO-producent. Problemstillingen medfører, at et skib der opererer world wide, med en nyere motor må påregne at have optil 3 typer CLO ombord, for at kunne operere optimalt på alle slags FO; 25 TBN til drift på MGO (Marine Gas Olie) i SECA zonerne 40 TBN til drift på HFO (Heavy Fuel Oil) under 1.5 % svovl 100 TBN til drift på HFO over 1.5 % svovl For rederen vil det være et problem at holde så mange olier ombord. Det er også ofte et problem at få leveret olievarianterne i alle havne til gene for både redere og CLO-producenter. Den forværrede cylindertilstand øger også driftsomkostninger for reder. Doseringen af CLO styres af motorstyringen ved at angive en smørerate mellem 0.6 g/kwh til 1.7 g/kwh, og denne er i nogle driftssituationer steget for at kompensere for motorenes øgede korrosionsniveau. Som en løsning på problemstillingen er MDT ved at udvikle en ACOM-enhed. Denne løsning har været under udvikling indenfor det seneste års tid, men bygger på en ide i virksomheden som går nogle år tilbage. Udviklingen af ACOM er nået så langt, at der er bygget en prototype, som kører servicetest på olie/kemikalie tankeren Torm Agnete. Side 9 af 74

11 1.2 Problemformulering Hovedspørgsmål: Underspørgsmål: Hvor hurtig er ACOM til omstilling fra én driftssituation til en anden og hvor meget vil omstillingstiden forbedres for Torm Agnete? Hvordan vil økonomien for reder se ud ved installation af ACOM og hvordan påvirkes det af motorens korrosionsniveau og svovlfordelingen i verden? Hvordan fungerer ACOM? Hypotese: En ACOM vil kunne forbedre cylindertilstanden, heriblandt omstillingstiden, samt reducere forbruget af CLO. 1.3 Problemafgrænsning Rapporten omhandler udelukkende cylindertilstand. Alle omkringlæggende områder af motoren udover cylinder, stempel og cylindersmøringssystem vil ikke blive belyst. Overordnet motorlære vil ikke blive gennemgået. Økonomien i ACOM tager udgangspunkt i en simpel tilbagebetalingsmetode. Der tages ikke højde for investeringen i hele levetiden. Af eksterne faktorer vil svovlprocenten i FO globalt blive undersøgt. Omstillingstid for ACOM afgrænses til et konkret skib og dets pågældende forbrug. Omstillingstid for FO vil ikke blive undersøgt nærmere. Konsekvensen ved ændring af omstillingstiden vil ikke blive undersøgt. Der vil blive set bort fra fremdrift på alternative brændsler såsom LNG, atomkraft mv. Derudover vil der blive se bort fra ældre traditionelle motorer (MC/MC-C) og dets komponenter. FO ens dybdegående egenskaber er udeladt. Dybdegående gennemgang af optimeringssystemer som øger og sænker koldkorrosionsniveauet er udeladt. Forklaring af lovtekst fra IMO, særligt MARPOL Annex VI er udeladt. Opbygning af intranet ombord og dermed kommunikationen mellem MOP, ECU, MPC s (CCU, ECU, ACU, EICU, SCU) og solenoid valve lubricator vil ikke blive gennemgået yderligere i denne rapport. Side 10 af 74

12 1.4 Metode Som projektstyring er udarbejdet en tidsplan i form af to gantt-diagrammer med datoer for start- og sluttidspunkt for opgaverne i projektet. Den ene gantt-diagram blev udarbejdet ved projektets start (bilag 1), og det andet viser, hvorledes projektet reelt forløb (bilag 2). Forløbet er inddelt i fire faser; definitions-, udførelses- og opfølgnings- og afslutningsfasen. Varigheden af faserne er afhængig af omfanget og en vurdering inden opstart af projektet. Som det fremgår, er projektet nogenlunde forløbet efter tidsplanen. Ud fra en kvantitativ metode er primær data indsamlet. Efter en naturvidenskabelig fremgangsmåde er der indsamlet og behandlet empiri ud fra en fabrikstest af ACOM-enheden hos underleverandøren. Ligeledes er der efterfølgende indsamlet data ved deltagelse i servicetest af ACOM ombord på skibet Torm Agnete. Alt sammen for at besvare problemformuleringen og be- /afkræfte hypotesen. For at supplere hinanden, er kvalitativ metode benyttet til indsamling af sekundær, forholdsvis blød data. Indsamlingen er sket ved dialog gennem kommunikationsformer som samtale, telefon og e- mail med kollegaer fra MDT, underleverandøren og samarbejdspartnere. Dataene kommer til udtryk undervejs gennem rapporten i form af udtalelser/citater med meninger, grunde og konstateringer fra fagfolk. Citater er dokumenteret, og der vil henvises til bilag for det fulde interview. Alle udtalelser, der indgår i rapporten, er godkendt af de pågældende personer. Basal viden omkring cylindertilstand bygger på data fra MDT s interne database, deltagelse i gruppens arbejde på hovedkontoret, deltagelse i møder, besvarelse af mails og deltagelse i praktiske arbejdsopgaver grundet garanti og test på hhv. containerskibet Morten Maersk, Wide Charlie og Torm Agnete. Under databehandlingen er det forsøgt at gøre resultaterne repræsentative og generaliserbare. Store sammenhænge er forsøgt kortlagt. Til undersøgelsen af problemstillingen er dannet delkonklusioner, som danner grundlag for rapportens samlede konklusion. Kvalitative data er forsøgt valideret af kvantitative data og omvendt. Det kvantitative data er indsamlet under en kontrolleret test i et forholdsvis kunstigt miljø. Det kan betyde, at man mister validitet i forhold til virkeligheden, hvilket der er taget hånd om i afsnit med fejlkilder. Især de kvalitative data er blevet behandlet med omhu, under stærk kildekritik og belyst er fra flere sider, når det har været muligt. Yderligere konkret kildekritik er kommenteret undervejs i rapporten. Side 11 af 74

13 2. ACOM Dette afsnit vil give svar på, hvad ACOM er, hvad den kan, og hvordan den fungerer. Forbedringer og ideer bag designet og konstruktion under udviklingsfasen og fra servicetesten vil blive gennemgået. Belysning af problemstillinger ved nuværende design vil fremgå i afsnittet inklusiv forslag til forbedringer for fremtiden. 2.1 Udviklingen af ACOM Der blev d afgivet et tilbud på en prototype fra en underleverandør ved navn Serman & Tipsmark, efter flere møder hvor krav til ACOM og dets funktion blev præsenteret af MDT. Tilbuddet blev fulgt op af en ordrebekræftelse d , og udviklingen af ACOM var en realitet. Fra projektets start har Royal Dutch Shell, almindeligvis kaldet Shell, været med for at støtte op om projektet og sagt go for at to CLO er vil kunne mixes. Shell har bl.a. leveret CLO til udviklingsprocessen og foretaget analyser. Dampskibsselskabet Torm har også vist interesse for projektet. Torm opererer 75 fartøjer med omkring fartøjer i ECA af gangen. Torm har stillet deres A-klasse skibe til rådighed for servicetest. A-klassen tæller 10 olie-/kemikalie-tankere med en dødvægt på tons drevet af en 6S50ME-B Mark 8. Der blev kørt FAT på prototypen d , med et tilfredsstillende resultat til følge. Figur 1 og 2 viser fotos af hhv. prototypen i 3D og det færdige produkt under FAT. Figur 1: 3D tegning af prototype (S&T, ) Figur 2: Prototype under FAT (Eget arkiv, 2015) Side 12 af 74

14 Torm Agnete dokkede ind på ASRY værftet i Bahrain d og ud igen d Dokningen var en enestående mulighed for at få køre en servicetest af ACOM. Installationen blev udført fra d til med tilstedeværelse af MDT personel ved udsejlingen fra værftet og 6 dage frem. Forløbet vist på en tidlinje på figur 3: Figur 3: Tidslinje over udviklingsforløbet (Eget arkiv, 2015) 2.2 ACOMs formål og baggrund for projektet MDT påstår, at ACOM kan forbedre følgende: Forbedret cylindertilstand ved at: Mixe til optimalt TBN i forhold til svovlprocent. Hurtigere omskiftningstid. Skyldes ændringer i smøresystemet. Holde lavest mulige FR (Feed Rate). Smøreraten holdes på et minimum, og mængden/udgiften sænkes. Forbedringer for reder ved: Kun to typer CLO ombord. Større worldwide tilgængelighed. Holde lavest mulige FR. Forbedringer for CLO-producent igennem et: Behov for færre olievarianter på lager. Bedre worldwide dækning Det er blevet undersøgt, om CLO-producent (Shell) har samme opfattelse, og om de ser samme grundlag/incitamenter for ACOM: Du skal tænke på at mange af vores leverancer rundt omkring er barges, som også bliver brugt som storage og lager. Vi har ikke plads til et ubegrænset antal produkter og er vokset fra 1 CLO til at vi pludselig skulle have 4. Så hvis vi kan tage noget ud af supply-kæden, så vil vi gerne det, fremfor at addere et ekstra produkt. Du skal tænke på at vi leverer til hovedparten af de lande hvor skibene kalder. Citat af Ulrik Hooge, Marine Account Manager, Shell (bilag 3 spg. 3). Interviewet var telefonisk og er efterfølgende fuldt transskriberet (Hooge, 2015). Ulrik har arbejdet for Shell de sidste 20 år, hovedsageligt med smøreolier. Det er ligeledes blev undersøgt for rederen (Torm), som kan nikke genkendende til det meste og uddyber blandt andet: Side 13 af 74

15 Nu kender jeg ikke en mulig pris på evt. retrofit, men hvis ikke enheden bliver alt for dyr, vil ROI jo være attraktiv. Ja. Vi har en klar forventning om at optimal feed rate og BN kan give længere TBO. Citater af Jan U. Jensen, Manager Engine Support, Torm. Den fulde mailkorrespondance kan ses af bilag 4. Det umuligt på nuværende tidspunkt at undersøge, hvilken effekt ACOM vil have på cylindertilstanden pga. få driftstimer ombord på Torm Agnete. Servicetest programmet for ACOM er sat til 6 måneder med inspektion af cylindertilstanden efter 3 og 6 måneder. Først her vil man kunne sammenligne og konkludere på cylindertilstanden. Forbedringer af omskiftningstiden, og i så fald hvor stor en forbedring ACOM vil medføre, vil på nuværende tidspunkt kunne undersøges. Det vil også være muligt at undersøge, hvordan økonomien vil se ud for reder før/efter installationen af ACOM. 2.3 Beskrivelse af ACOM I dette afsnit vil der blive henvist til bilag 5, som er en teknisk tegning af ACOM med komponentnumre. Det anbefales derfor at have bilaget ved sin side. ACOM består af tre adskilte tanke med et volumen på 2x20 liter og 1x19 liter (figur 4 & 5). Figur 4: Tank 1, 2 og mixertank fra FAT (Eget arkiv, 2015) Figur 5: De tre tanke markeret på teknisk tegning ( (DOJA, ) Der tilføres CLO til mixing med et lavt- og højt TBN-niveau i hhv. tank 1 til venstre (gul) og tank 2 til højre (blå). Olien, som tilføres i lav-tbn tank 1, er af typen Alexia S3 (TBN 25), og i høj-tbn tank 2 er der Alexia S6 (TBN 100). Begge Shell produkter. TBN angiver, hvor basisk CLO en er og udtrykkes i mg af KOH 3 pr. g olie. KOH består af ionerne K + og OH -. CLO en tilføres tank 1 og 2 udelukkende ved det statiske tryk svarende til minimum 1 meter væskesøjle, og dertil skal lægges væskehøjden i storagetanke (bilag 6). Tankene er tryktestet med 2.5 bars tryk, hvilket derfor er det maksimale statiske tryk. Unitten er ikke en trykbeholder, og der er derfor intet krav om tryktest, men tryktesten er foretaget på opfordring fra MDT ud fra den betragtning, at der under ingen omstændigheder vil stå over 25 meter væskesøjle over ACOM. 3 Kaliumhydroxid (kaustisk kali) Side 14 af 74

16 Ved installation af ACOM og fyldning af tank 1 og 2 vil det være nødvendigt at udlufte igennem ventilerne 13 og 63. De tre tanke er adskilt og med luft imellem sig for at holde temperaturen mellem mixertank til og tank 1 og 2 uafhængig af hinanden. Ved at benytte én og samme skillevæg ville varmeovergangen stige væsentlig, da stål har en god varmeledningsevne. Derudover vil det gøre fremtidig vedligeholdelsesarbejde betydelig nemmere, idet hver tank kan udskiftes uafhængig af hinanden Inden olien ender i de to tanke, passerer den to grovmaskede filtre (4 & 54) med en maskestørrelse på 250 μm og en kapacitet på 210 l/min. Filtrene tager urenheder, der måtte være blevet tilført den friske olie under transporten til skibet, eller det som måtte befinde sig i systemet/storagetanke. Til at styre temperatur i tankene er monteret tre temperaturtransmittere (10, 31 & 60), som giver et 4-20 milliampere signal skaleret ⁰C med et setpunkt på 0-50 ⁰C. For at skabe en form for sikkerhed, eller redundans om man vil, er der også monteret manuelle termometre (2, 35 & 52). Fra tank 1 og 2 bliver CLO en transporteret videre til mixertank (grøn) af to tandhjulspumper af mærket Hytos fremstillet med udvendig fortanding og et deplacement på 1.2 cm 3. Tandhjulspumperne er drevet af frekvensstyrede elmotorer med en maksimal afgivende effekt på 0.37 kw og med et omdrejningstal, som kan varieres mellem omdr./min. Figur 6: ACOM-enheden set fra tilgangsside (Eget arkiv, 2015) Pumperne er integreret i to aluminiumsblokke monteret ovenpå tank 1 og 2 (figur 6). Blokkene er ens og blot vent modsat hinanden. Pumperne heri er med fast deplacement og kræver en trykbegrænsningsventil på tryksiden, som går retur til tank i tilfælde af at pumpen overbelastes ved at pumpe mod en lukket/stoppet rørledning eller tank. ACOM er udstyret med en trykbegrænsningsventilen på 4.5 bar. Så snart trykkraften overstiger fjederkraften, forskydes lukkeelementet mod fjederen og åbner forbindelsen. Den overskydende væske flyder retur til tank. I det tilfælde vil den hydraulisk energi, som strømmer retur over trykventilen, forvandles til varme. Side 15 af 74

17 Der er fra S&T s side ikke undersøgt, hvor meget varme der kan dannes, hvilket gør det interessant at undersøge. Effekten vil være lig med produktet af trykfaldet over ventilen og oliemængden pr. tidsenhed: PP PPPPPPPPPP 1/2 = ΔΔΔΔ VV = 4.5 = 306 WW (1) 60 hvor ΔP = trykfald over ventilen [Bar] V = oliemængde pr. tidsenhed [cm 3 /s] Den afsatte effekt viser sig værende minimal og ikke alarmerende. Med 306 W, vel og mærke ved fuldt omdrejningstal, vil det tage rigtig lang tid at varme 20 l CLO op, især da der samtidig vil være en varmetransmission fra tank til omgivelserne. For helt at undgå den temperaturstigning, den afsatte effekt vil medføre, anbefales det, at der kommer alarm ved aktivering af trykbegrænsningsventilen, således at problemet løses omgående. Figur 7: Aktuator til ventiler, samt adgang til tilgangsfilter (Eget arkiv, 2015) Figur 8: Kobling mellem elmotor og tandhjulspumpe (Eget arkiv, 2015) De to frekvensstyrede elmotorer til tank 1 og 2 er monteret med blæsere til nedkøling. De drives uafhængig af motordriften og har en efterløbstid, som kan stilles efter ønske fra 2-60 sekunder. Dækslet/lugen i siden, som kan anes på figur 7, er for at kunne skifte pumpe ved havari eller rense tankene for urenheder. Inden CLO pumpes ind i mixertanken passeres to nåleventiler (18 & 68) udstyret med elektrisk NC aktuator (17 & 67). I tilfælde af totalt strømsvigt (Black-ship) vil ACOM miste tilgangsspændingen og tandhjulspumperne og ventilerne kommer til at virke som en stopklods for CLO ens vej til motoren. De to ekstra by-pass ventiler (16 & 66) gør det muligt at lede olien uden om pumpen til mixertanken ved manuelt at åbne en af NC aktuatorene til enten tank 1 eller 2. Alt efter hvilken type CLO der er behov for, åbnes enten den ene eller anden ventil. Side 16 af 74

18 Figur 9: Dæksler til nåleventiler og tilgang til tank (Eget arkiv, 2015) I mixertanken er installeret endnu en pumpe med udvendig fortanding, af mærket Ronzio med et deplacement på 4.2 cm 3. Deplacementet er meget større end de to foregående pumper. Formålet med denne pumpe er at mixe de to CLO er. Elmotoren til pumpen er uden frekvensomformer, og pumpen kører med konstant omdrejningshastighed på 2820 omdr./min. Mixerpumpen ansuger og afgiver CLO hver sit sted, men i samme tank. Alle tre tanke er udstyret med lav-niveau følere (11, 43 & 61), bl.a. fordi pumperne ikke tåler at køre tør, fx i tilfælde at et tilstoppet filter på tilgangen til tanken. Mixertanken er udstyret med en digital niveaumåler (42) og et ånderør ført til et punkt højere end væskehøjden og servicetanken. Når ånderøret er ført så højt op, skyldes det, at der i tilfælde af strømsvigt og dermed overstyring af NCventilerne som by-pass for ventiler/pumper vil kunne løbe CLO ud denne vej. Ånderøret har under normal drift den funktion at forhindre vacuumdannelse, når den mixede CLO forbruges. Fra mixertanken er to afgange: én mod motor og én til drænolieprøver for måling og sammenligning af den indstillede TBN-værdi og den aktuelle. 2.4 Betjening og styring af ACOM Der vil i denne del blive gennemgået, hvordan ACOM betjenes, og hvordan styringen er udført, ift. hvilke informationer/inputs som indtastes. Kun de mest interessante skærmbilleder vil blive gennemgået. Styringen er opbygget omkring en Siemens PLC med tilhørende HMI-skærm, hvorfra ACOM betjenes. De elektriske komponenter er indbygget i et el-skab, hvorpå HMI-skærmen er installeret. På fremtidige ACOM-enheder er det meningen, at betjeningen af ACOM implementeres som en menu i MOP-skærmen placeret i ECR. Der vil være mulighed for at vælge mellem både remote og lokal betjening. HMI-skærmen vil stadig være nødvendig ved fejlfinding. Fordelen ved muligheden for betjening fra MOP-skærmen er, at man vil kunne ændre TBN samtidig med ændring af svovlindholdet i FO. MOP er hovedbrugerfladen for motoren hvorfra besætningen får de vigtigste oplysninger under drift. Herfra kan man justere motorens driftsparametre og observere driftsstatus. Side 17 af 74

19 Figur 10: Hoved-menuen (S&T, ) Figur 11: Setup-menuen (S&T, ) På figur 10 ses Main-menuen, hvorfra man kan se de mest basale oplysninger såsom niveauet i mixertanken, forbruget af mixet CLO siden sidste nulstilling og temperatur på CLO en i de tre tanke. Det er også fra dette skærmbillede, at man indtaster det TBN-niveau, man ønsker i mixet i trin af 5 TBN (25, 30, 35, 40 osv.). Målingen af forbruget beregnes ud fra niveau-måleren i tanken. For fremtiden vil ACOM-enheder være forberedt på et TBN-interval fra 15 til 150 TBN for at sikre dækning af alle fremtidige CLO er. På samme måde som i dag vil brugeren kunne vælge TBN i trin af 5. Klikker man på setup fremkommer Setup-skærmbilledet (figur 11). Herfra indtaster man bl.a. parametre, som ACOM benytter i sin mixerformel. De efterfølgende skærmbilleder tilgås fra Setupskærmbilledet. Figur 12: Fylde niveau i mixertank (S&T, ) Figur 13: Efterløb på mixerpumpen (S&T, ) På Filling Level-skærmbilledet (figur 12) kan man indtaste, ved hvilket volumen [l] i mixertanken, man ønsker, ACOM påbegynder fyldning, kaldet Mix Start. Ved fyldning starter mixingen af CLO efter TBN angivet af brugeren i Main-menu. Mix Stop bestemmer volumen af den færdige mix i tanken. På Mixer Pump Afterrun-skærmbilledet (Mix Tid) på figur 13, sættes parameteren for efterløbet i minutter på mixerpumpen til mixing. Efterløbet er, når elmotorerne til pumperne i tank 1 og 2 stopper. Side 18 af 74

20 Det er ikke undersøgt af S&T, hvor meget olien i mixertanken vil kunne opvarmes i værste tilfælde. Det kunne være interessant at undersøge, bl.a. fordi den hydrauliske effekt må være højere for mixerpumpen end pumperne i tank 1/2 grundet det større deplacement. Det er også interessant, fordi volumen kan sættes lavere end i tank 1/2. Den mest realistiske kritiske situation vil være: - Intet/minimalt forbrug Mix Stop: 11 l Mix Tid: 15 min. Pumpens afgivne effekt til CLO en beregnes: PP PPPPPPPPPP mmmmmm = ΔΔΔΔ VV = 4 = 790 WW (2) 60 Trykfaldet på 4 bar er en antagelse baseret på en vurdering af Rasmus Obel (S&T, Projektleder). Ved at multiplicere den hydrauliske effekt med Mix Tid fås energitilførslen til olien: ΔΔEE TTTTTTTTørrrr = PP PPPPPPPPPP mmmmmm tt MMMMMMMMMMMM = 790 (15 60) 10 3 = KKKK (3) hvor P Pumpe mix = afsatte effekt af mixerpumpe [W] t Mixing = tid for mixing [s] For at finde frem til hvor meget olien vil opvarmes, omregnes volumen til en masse: mm MMMMMM = VV MMMMMM PP MMMMMM = = 10.2 kkkk (4) hvor m Mix = massen af mix [kg] V Mix = volumen af mix [l] P Mix = densitet af mix = [kg/l] Densiteten er et gennemsnit for Alexia S3 og S6 (Bilag 7 & 8). Nu kan temperaturstigningen udregnes: ΔΔEE TTTTTTTTørrrr ΔΔΔΔ = = = 38 CC (5) mm MMMMMM cc MMMMMM hvor ΔT = temperaturstigning [ C] ΔE Tilført = energitilførsel [j] jj m Mix = massen af mix [kg] c Mix = varmekapacitet af mix [ KK kkkk ] Varmekapaciteten er ikke oplyst i databladene, og det har ikke været muligt at få den oplyst af Shell. Varmekapaciteten er i stedet taget fra en motorolie (Aaboe, 2011). CLO en i mixertanken kan i teorien i værste tilfælde opvarmes til 78 C ved et setpunkt for temperaturen i mixertanken på 40 C. Temperaturstigningen vil betyde et fald af viskositeten på olien. Har olien ikke den optimale viskositet, vil der ikke dannes en tilstrækkelig oliefilm. Mere herom i senere afsnit. Med i beregningen er ikke taget hensyn til varmeafgivelsen til omgivelserne og forbrug, og temperaturen vil derfor reelt set være lavere end den oven for estimerede. En mere kritisk situation vil være ved Mix Start = 7.5 l. Volumen af olien som pumpen tilfører energi, vil gå fra 11 l til 7.5 l. Ved samme beregning med et volumen på 7.5 l vil CLO en kunne opvarmes til 91.5 C. Et forslag til en løsning af denne problemstilling vil være at efterløbet af mixerpumpen ikke kan indstilles manuelt på HMI-skærmen, men programmeres til en efterløbstid proportional med volumen i mixertanken (Mix Stop parameter). Side 19 af 74

21 Figur 14: Densitet og TBN-niveau (S&T, ) Figur 15: Efterløb på blæsere (S&T, ) På skærmbilledet TBN Tank Setup (figur 14) indtastes densiteten [kg/l] og TBN [mgkoh/golie] på de to typer af CLO, man ønsker at mixe af. Det er vigtigt at indtaste de korrekte værdier, da det har indflydelse på den mixede CLO. Pump Fan Afterrun-skærmbilledet (figur 15) viser parameteren, der styrer efterløbet i sekunder på blæserne til nedkøling af de to frekvensstyrede elmotorer. Figur 16: Setpunkt for temperaturer (S&T, ) Figur 17: Driftstilstand og mulighed for tvangskørsel (S&T, ) På skærmbilledet Oil Temp. (figur 16) er der mulighed for at indtaste setpunktet for temperaturen af olien i de tre tanke. En ændring af temperaturen i tank 1 og 2 vil kræve en ændring af densiteten i TBN Tank Setup for at mixe korrekt. Der er lavet et fælles setpunkt for lav-tbn tank 1 og høj-tbn tank 2, for at man kan undgå indtastning af to forskellige temperaturværdier. Skærmbilledet på figur 17 er en overvågning af den aktuelle driftstilstand. Herfra vil man kunne se, hvilke komponenter der er aktive/inaktive og se driftsinformationer såsom flow [l/min], omdrejningshastighed [%], temperatur, og hvad der er i tankene. Derudover er der mulighed for tvangskørsel af hensyn til fejlfinding og ved installation. Flowet måles ud fra niveaumåler i mixertank. ACOM var oprindelig udstyret med flowmåler på afgangen, men blev afmonteret pga. for stort trykfald. Ved et øget forbrug vil det kunne give problemer. Mixerpumpen kunne kompensere for trykfaldet. Det vil dog kræve at den skulle kører hele tiden, hvilket ikke er hensigtsmæssigt. Side 20 af 74

22 Hele brugerfladen er inddelt i tre brugerniveauer. To af dem beskyttet med adgangskode for at sikre mod utilsigtet adgang. Brugerfladen Normal User Level er tiltænkt den daglige drift. Dette niveau kræver ingen adgangskode, og det er ikke muligt at ændre nogle parametre. Niveauet gør at personel uden den nødvendige viden stadig kan notere oplysninger og føre log uden risiko for fejlbetjening. Brugerfladen Chief Level er tiltænkt maskinchefen. Adgangskode er påkrævet og giver adgang til det samme som Normal User Level og ændring af omkring halvdelen af parametrene. Brugerfladen MDT Login er tiltænkt MDT personale. Herfra har man adgang til det samme som Chief Level og de resterende parametre. Der er 10 alarmer for ACOM-enheden; 1 fælles overstrømsbeskyttelse for alle tre motorer, 2 for frekvensomformerne, 1 for hver aktuator (4 stk.) og 1 lav-niveau alarm for hver tank (3 stk.). Alarmerne er samlet til en fælles alarmkontakt, som forbindes til skibets eksisterende alarmsystem. En alarm vil forårsage slow down på motoren. Ved alarm vil besætningen kvittere i ECR, for derefter at skulle ned til ACOM-enheden placeret på upper dæk for at få yderligere oplysninger om alarmen. 2.5 Mixermetode ACOM fungerer ved fyldning af mixertanken, alt efter hvilken TBN brugeren har valgt på HMIskærmen. Alt efter valg af TBN kører pumpe 1 mere ind i mixertanken end pumpe 2 eller omvendt. Begge pumper vil køre, blot med forskelligt omdrejningstal, men vil tilsammen levere et volumen svarende til en enkelt pumpe på fuldt omdrejningstal. En undtagelse, hvor blot en enkelt pumpe kører, er ved bestilling af enten TBN 25 eller 100. I det tilfælde vil pumpen køre på fuldt omdrejningstal. ACOM mixer volumetrisk, og de to pumper er derfor forsynet med frekvensomformer for at kunne styre omdrejningstallet og volumen på tilførslen til mixertanken. Idet en mixing af to olier afhænger af massen og ikke volumen, er tank 1 og 2 forsynet med varmelegemer. På figur 18 ses en principskitse, for hvordan ACOM fungerer: Figur 18: Principskitse over ACOM (Eget arkiv, 2015) Der er tale om en ON/OFF styring, hvor hysteresen kan justeres. Linjen Mix Ud viser, volumen i mixertanken falder pga. motorens forbrug. Ved et forudsat volumen vil ACOM påbegynde en ny mixing og fyldning af mixertanken. Dette forløb gentages igen og igen. Skitsen er lavet i en fase under udviklingen af ACOM, og Mix Stop er på nuværende tidspunkt ændret til maks. 19 l og kan justeres ned til 11 l. På samme måde kan Mix Start ændres, som man ønsker, fra 7.5 til 10 l. Side 21 af 74

23 Ved at sætte Mix Stop til maks. (19 l) og Mix start til min. (7.5 l) vil man mindske start/stop af de tre pumper og forlænge deres levetid. Mix Ud afhænger af, hvilken last motoren kører med samt FR, mere herom senere. Mix Tid er proportional med volumen, der skal mixes, uanset TBN-setpunktet for mixet. Det totale flow for de to fødepumper er nemlig altid ens. Mix Tid afhænger af indstillingen af Mix Start/Stop. Mixerløsningen er valgt ud fra et økonomisk perspektiv, og fordi der ikke stilles større krav til blandingens nøjagtighed fra MDT s side. Valget skyldes, bl.a. at den friske CLO, i forvejen er produceret med en vis unøjagtighed: - Alexia S3 ligger mellem 24 til 26 mg KOH/g. (bilag 9) - Alexia S6 ligger mellem 96 til 106 mg KOH/g. (bilag 9) Også udstyret der benyttes til at måle TBN, har en måleudsikkerhed på +/- 5 % ifølge producentens datablad (bilag 10). For større nøjagtighed kunne man i stedet have reguleret efter to masseflowmålere på tilgangen til mixertanken, men det vil gøre enheden dyre. Det skyldes at masseflowmålere med en sådan nøjagtighed, såsom typen Coriolis, er relativt dyre. 2.6 Delkonklusion På baggrunden af gennemgangen af ACOM vurderes det, at efterløbet på mixerpumpen bør ændres. Som ACOM fungerer i dag, kan CLO en i værst tænkelige situation opvarmes til 91.8 C. En mere realistisk situation vil medføre opvarmning til 78 C. Begge situationer er ved et setpunkt for temperaturen i de tre tanke på 40 C. Det foreslås, at efterløbet af mixerpumpen ikke kan indstilles manuelt på HMI-skærmen, men programmeres til en efterløbstid proportional med volumen i mixertanken (Mix Stop parameter). Den hydrauliske effekt, der kan afsættes af pumperne i tank 1 og 2, blev udregnet til 306 W og vurderes ikke kritisk. Som løsning hertil foreslås, at aktivering af trykbegrænsningsventilen giver alarm på HMI-skærmen og dermed til hele skibets alarmsystem. Side 22 af 74

24 3. MAN Diesel & Turbos motorprogram Motortypen er afgørende for cylindersmøring og vil blive gennemgået i dette afsnit. Alle MDT motorer har en motorkode, som indikerer, hvilken type og størrelse der er tale om. På figur 19 ses betegnelsen for hvert bogstav for alle kombinationer af motorkoder. Figur 19: MDT' motorkode betegnelser (MDT, ) Det mest interessante i denne sammenhæng er slaglængde, stempeldiameter og marknummeret. Marknummeret er en slags udgavenummer, og nyere motorer vil have et højere marknumre end ældre. Motorernes marknumre er steget meget de senere år (fra mk. 8-10), og tendensen har været, at P Comp og P Max er blevet skruet højere op, (figur 20 & 21) især ved dellast, dog uden at ændre væsentlig på differencen herimellem. Figur 20: P Max ved 100 % last (JAP, ) Figur 21: P Max ved 50 % last (JAP, ) Det øgede tryk i forbrændingskammeret har haft indflydelse på motorens korrosion-niveau. Går vi 5 år tilbage i tiden døjede vi slet ikke med kold korrosion på samme måde som vi gør i dag. Udtalelse af Jesper Mark Pedersen, MDT. Jesper har over 12 års erfaring i MDT Operation, med særligt fokus på cylindertilstand, CLO og FO behandling. For at understøtte reliabiliteten af udtalelsen er et citat yderligere indhentet. Så kom koldkorrosionsproblemerne indenfor de seneste år eller skal vi kalde dem udfordringer. Citat af Ulrik Hooge, Shell (bilag 3 spg. 1). Side 23 af 74

25 Forskellen mellem P Comp og P Max er forårsaget af brændstofsindsprøjtningen. Denne trykforskel holdes under ca. 40 bar, fordi kompressionstrykket ved et højere tryk vil få svært ved at nå om på bagsiden af stempelringen under kompression. Trykket på bagsiden af stempelringen er nødvendigt for at trykke ringen ud mod foringen og derved tætne sammen med CLO en. En for stor trykdifference vil i stedet forårsage et prompte tryk på stempelringens udvendige overflade, som med tiden vil få ringen til at kollapse. 3 Cylindersmøring Dette afsnit vil omhandle, hvordan MDT s motorer smøres i dag, og hvordan det vil ændres ved installation af ACOM. 3.1 Cylindersmøringssystemets opbygning MDT s Alpha Cylinder Lubrication System er elektrisk kontrolleret og tilfører CLO intermitterende for hver fjerde til tyvende motoromdrejning. Indsprøjtning sker via ventiler ind i cylinderforingen i en bestemt højde og jævnt fordelt rundt i foringen. CLO indsprøjtes i en afstand svarende til 1/3 af foringens højde målt oppefra og ned. Der bliver i øjeblikket kørt tests med indsprøjtning 1/8-del nede i foringen, da behovet for CLO er størst i den øvre del af forbrændingskammeret. Indsprøjtningen sker, idet stemplet i arbejdsslaget passerer indsprøjtnings-/kontraventilerne, monteret i cylinderforingen. Indsprøjtningen sker ind i ringpakken, nærmere bestemt mellem topring og anden ring. På dette område bliver der også udført test, hvor man i stedet indsprøjter CLO, inden stempelringene har passeret kontraventilerne. Der ligger mange overvejelse til grund, men hovedsageligt, mener man at fordelingen af CLO på cylinderforingsoverfladen vil forbedres. CLO en bliver leveret af producenten og pumpes ombord i CLO storagetanke (bilag 6). Ofte holder rederen i dag to typer CLO ombord i storagetankene med forskelligt TBN. Det kunne være en TBN 25 til destillat og en TBN 100 til HFO. En ekstra CLO til en lav-svovls HFO kunne være fordelagtigt, men vil kræve tre storagetanke, hvilket vil stjæle plads fra fragten, især ved olie-/kemikalietankere. Fra storagetankene pumpes olien til servicetanken, også kaldet dagstanken. Navnet angiver størrelsen på tanken, svarende til et dagsforbrug ved fuldlast på motoren. I dag svarer størrelsen ofte snarere til min. to dages forbrug, men afhænger af reders krav. På bilag 6 er systemet med to storage- og servicetanke. Systemet kan opbygges forskelligt, og Torm Agnete er kun forsynet med en enkelt servicetank. CLO bliver ledt fra servicetanken igennem en varmetank, til Alpha CLO-systemet. Olien drives udelukkende af det statiske tryk fra enten storagetank eller servicetank. Varmetanken er i tilfælde af for lav ER temperatur nødvendig for at holde CLO en på 40 C som giver den optimale viskositet. Det er netop varmetanken, som erstattes af ACOM, og på bilag 11 ses en tegning over hvordan systemet vil se ud med ACOM installeret. Rørene til ACOM kan trækkes direkte fra storage- eller fra servicetank. Side 24 af 74

26 Rørene efter varmetanken/acom mod HCU en holdes opvarmet med heat tracing. MDT anbefaler en meget tyktflydende CLO med viskositetsgrad SAE 50, og opvarmningen holder CLO en letflydende for at sikre fyldning af Alpha Smøreapparatet. CLO en tryksættes af et Alpha Smøreapparat udstyret med små multistempel pumper, inden indsprøjtning gennem kontraventilerne. Hele aggregatet er placeret på HCU en nær hver cylinder. Antallet af stempler i Alpha Smøreapparatet afhænger af antallet af kontraventiler, som igen afhænger af cylinderdiameteren. Motorer med en cylinderdiameter på cm. har 6 kontraventiler placeret jævnt fordelt i cylinderforingen, cm. har 8 stk. og cm har 10 stk. Figur 22: Cylindersmøreolie system for cyl. diameter cm (MDT, ) Hvor ofte, hvor meget og hvornår der skal indsprøjtes CLO, styrer CCU en. Den modtager information om det aktuelle fuel index og modtager et tacho signal samt informationer fra MOP en. 3.2 Dosering af cylinderolie Alpha Adaptive Cylinder Oil Control (ACC) er måden, hvorpå man doserer mængden af smøreolie. CLO doseres proportionalt med motorlasten og svovlindholdet i den benyttede FO. FR [g/kwh] er den mængde/dosering, man tilfører forbrændingskammeret i en bestemt driftssituation. FR skal justeres i forhold til følgende kriterier: CLO doseringen skal være proportional med svovlprocenten i den forbrændte FO [S%]. CLO doseringen skal være proportional med motorlasten [g/kwh] svarende til den mængde brændstof der bliver tilført cylindrene. CLO doseringen afhænger af driftsmønsteret, baseret på slidraten og cylindertilstanden, med andre ord motorens korrosionsniveau [ACC/FR-faktor]. Side 25 af 74

27 Disse kriterier gælder, uanset om skibet er drevet af FPP eller CPP eller om motorens benyttes som et stationært generatoranlæg. Sammenhængen mellem disse nævnte kriterier fremgår af ligning 6: FFFF = AAAAAA SS% = FFFFFF SS% (6) hvor FR = Feed Rate [g/kwh] S% = Svovlindhold i brændstof [%] ACC/FRF = Alpha Adaptive Cylinder Oil Control / Feed Rate-faktor [g/kwh x S%] S% oplyses i FO bunkeranalysen, der modtages efter bunkerring af ny FO. ACC/FRF skal bestemmes ud fra hvor korrosiv motoren er. Motorens korrosionsniveau kan bl.a. findes ud fra en Sweep-test (se afsnit 4.3.3). Generelt gælder det, at jo mere korrosiv motoren er, desto højere ACC. ACC opgives typisk ved en TBN 100 CLO. Den specifikke min. FR er på 0.6 g/kwh. For at illustrere sammenhængen mellem TBN, S% og FR, se figur 23: Figur 23: Sammenhængen mellem TBN, S% og FR (HRR, ) Figur 24: Driftsmønster for to typer CLO. (Eget arkiv, 2015) Som det fremgår af figur 23, doseres der med en min. FR på 0.6 g/kwh indtil en bestemt svovlprocent. Der hærsker her et mekanisk behov for motoren i form af bl.a. friktion indtil knækpunktet. I selve knækpunktet har vi et optimal TBN-niveau. Efter knækpunktet bevæger vi os op ad linjen for den pågældende CLO. Der vil udover det mekanisk behov opstå et forøget kemisk behov. Det skyldes dannelsen af svovlsyre, og det er den basiske CLO s opgave at neutralisere den dannede svovlsyre. Hvis man i stedet fortsatte drift med min. FR ved høje svovlprocenter efter knækpunktet, vil slidraten på motoren stige, da mængden af CLO ikke vil være modstandsdygtig overfor korrosionen. For at kompensere for det øgede kemiske behov er 0.6 g/kwh hæves FR. Det kaldes også at smøre i det ACC-aktive område. På figur 24 kan man se, hvordan driften vil se ud på et skib med to typer CLO, og hvor grænsen for omskiftningen mellem lav TBN og høj TBN er angivet med en stiplet linje. Kurverne i forskellige farver på figur 23 repræsenterer CLO med forskellige TBN (40, 50, 60 og 70). Som eksempel har en TBN 40 et knækpunkt ved en lavere svovlprocent sammenlignet med en TBN 70. Figur 23 illustrerer blot en enkelt motor med et bestemt korrosionsniveau/acc. En motor med et højere korrosionsniveau og dermed højere ACC-faktor vil forårsage en flytning af samtlige knækpunkter mod venstre, samtidig med at hældningen på kurverne vil øges. En motor med et lavere korrosionsniveau vil forskyde knækpunkterne mod højre, og hældningen på kurverne vil mindskes. Side 26 af 74