Brændstoføkonomi ved akselgeneratordrift

Transkript

1 Bachelorprojekt Brændstoføkonomi ved akselgeneratordrift Kristian Mikkelsen Juni 2009 cd-rom vedlagt

2 Dette rapportsæt omfatter: 1 stk. projekt i hard copy. 1 stk. bilagsmappe i hard copy 1 stk. cd-rom med dokumentation, m.m.

3 Titelblad Forfatter [ ] Kristian Mikkelsen. Projekt titel Brændstoføkonomi ved akselgeneratordrift. Opgave titel Modul 31. Opgave art Bachelorprojekt. Antal anslag incl. mellemrum Uddannelse Uddannelsesforløb Uddannelsesinstitution Vejleder Maskinmester. 6. semester. Århus Maskinmesterskole. Thomas Frederiksen. Afleveringsdato 4. juni Sted Dato Underskrift

4 Indholdsfortegnelse 1. Forord Formalia Formål Målbeskrivelse English summary Læsevejledning Præsentation Rederiet DS TORM Kort om M/S TORM Laura Fra skole til skib Problemformulering Identifikation af projektgrundlag Problemafgrænsning Indsamlede data Empiri Metodevalg Nuværende elforsyning Drift af generatorsæt Forbrugere / Aktuelt forbrug Udnyttelse af nuværende generatorsæt Brændstofforbrug - Generatorsæt Brændstofforbrug - Hovedmotor Delkonklusion I Elforsyning med akselgenerator Akselgenerator Akselgenerator i drift på M/S TORM Laura Ny brændstoføkonomi Delkonklusion II... 38

5 10. Diskussion Konklusion Perspektivering Efterskrift Kildefortegnelse Bilag

6 1. Forord 1.1 Formalia Dette projekt er udarbejdet henover foråret/sommeren 2009 som led i den afsluttende del af maskinmesteruddannelsen på Århus Maskinmesterskole. Projektet er blevet til som en videreudvikling fra et forudgående 53 dages praktikophold, Modul 30-B, ombord på produkt- og kemikalietankskibet M/S TORM Laura fra rederiet DS TORM. Projektet er skrevet i overensstemmelse med de gældende procedurer i Århus Maskinmesterskoles QMS 1 for bacheloropgaven på bachelorsemestret, Modul Formål Den studerende skal lære at arbejde udviklingsorienteret med planlægning og gennemførelse af et projekt. Den studerende skal ved at drage sammenhænge mellem erfaring, praktiske færdigheder og teoretisk viden kunne identificere og analysere problemstillinger, der er centrale i forhold til professionen som maskinmester. Den studerende skal tilegne sig en særlig indsigt i et emne, område eller problem og skal gennem projektarbejdet lære systematisk problemformulering og problembehandling samt indsamling og analyse af datamateriale, herunder relevante resultater fra forskning og udvikling. 1.3 Målbeskrivelse Efter afsluttet uddannelse er det målet, at den studerende skal: på baggrund af tidssvarende og fremmende kilder og teori samt ved inddragelse af metode og videnskabsteori, kunne gennemføre et projekt kunne demonstrere at projektet kan håndteres, herunder planlægges, iværksættes og gennemføres, ved anvendelse af faseidentificering ved analyse, kunne rejse, identificere og beskrive en problemorienteret problemstilling, bl.a. på baggrund af indsamlede data på baggrund af teori, færdigheder og viden kunne anvende dette til at belyse, analysere og diskutere løsningsforslag ud fra udvalgte vinkler, herunder ledelsesmæssige problemstillinger. 1 QMS = Quality Managing System Side 1 af 48

7 2. English summary This bachelor project, Brændstoføkonomi ved akselgeneratordrift (Fuel economy with shaft generator in service), is made by Kristian Mikkelsen for the final exam at Aarhus School of Marine and Technical Engineering, June It is made on the basis of a 53-day long internship at the product and chemical tanker M/S TORM Laura owned by the Danish shipping company DS TORM. During the internship, various data on the main engine and the four generators, respectively, were compiled. The purpose was to calculate whether or not an economical cost saving on the fuel consumption onboard could be achieved by replacing the traditionally driven generators by a shaft generator driven by the main engine. Other related factors by installation and commissioning of a shaft generator are not being dealt with. In a period of high competition between shipping companies, foreign as domestic, the price of consumed bunker fuel is one of the most important competitive parameters. Circumstances involving environmental issues also insist on attention to this consumption. In light of these facts, utilization data of the present generators and the main engine at M/S TORM Laura were recorded to determine the efficiency. During the analysis phase of the project, it is determined how much fuel is consumed by regular power supply. In this regular power supply, the pattern of the heavy power consumers is established to be able to predict the power consumption as a function of daytime and service status of the ship. By connecting these data it is determined that the generators are not being utilized to their maximum. Calculations based on the achieved data from the analysis are used to make a prediction of the new main engine fuel consumption with a shaft generator in commission. The main engine is expected to consume more fuel with a shaft generator enabled since it has to produce more power to turn the propeller shaft with both propeller and shaft generator drive attached to it. The period, in which the main engine and thereby the shaft generator is enabled, will function as an ease or complete replacement of the generators. The difference in fuel consumption is therefore found as the difference of the additional main engine fuel consumption subtracted the reduction in fuel consumption from the generators. Regrettably the difference is found as an additional cost in fuel consumption adding up to 31 % of the fuel expense without a shaft generator in commission. However, doubt about the accuracy of the recorded data is suggested and therefore affects the accuracy of the difference in fuel expenses. An additional investigation of the conditions regarding fuel consumption and mechanical power supply is recommended. By evaluation of the calculations on basis of the recorded data it is assessed that tuning the data accuracy may very well be the difference that separates the present result from a break-even point in fuel cost price. In addition to this, an investigation with a wider problem statement will reveal the saving/additional expenditure in implementation of a shaft generator onboard the ship M/S TORM Laura. In modern time, shaft generators and equipment with the intention to recycle energy from fuel combustion constitutes a considerable part of optimizing existing and new plants powered by fossil fuels. Often these improvements result in giving the companies the extra edge in the battle of keeping jobs from disappearing abroad. With this project, an attempt to extend the ship M/S TORM Laura s place in the Danish merchant navy to many years from now has been made. Kristian Mikkelsen, Aarhus C., June 2009 Side 2 af 48

8 3. Læsevejledning Nærværende rapport er opbygget i afsnit. Hvert hovedafsnit er nummeret med etcifrede afsnitsnumre, f.eks. 6. Problemformulering. Underafsnit nummereres med tocifrede afsnitsnumre. Eksempler herpå er 6.2 Problemafgrænsning. I teksten er der henvist til litteratur, web-links og bilag som parentesnoter. Enkelte steder er der af overskuelighedsmæssige hensyn for teksten henvist som fodnoter. Disse links er interaktive, hvilket betyder at man, ved at holde Ctrl-tasten nede og venstre-klikke på dem med musen, føres automatisk til den kilde som linket henviser til. For korrekt funktion af web-links kræves der en aktiv internetforbindelse. De omtalte interaktive funktioner er kun tilgængelige, hvis projektet tilgås på pc i dets originalformat, Microsoft Word Dette projekt er på den tilhørende cd-rom tilgængeligt med både samlet og separat bilagsmappe. Udgaven med separat bilagsmappe er af hensyn til print i hardcopy Projekt og bilagsmappe kan findes på den tilhørende cd-rom i både originalformat samt i PDF-format. Her findes der endvidere data til grundlag for projektet samt relevante billeder og video fra M/S TORM Laura. Omtalte cd-rom er vedlagt i lommen bagerst i projektmappen. Af hensyn til læsere der af ukendte årsager ikke måtte have den tilhørende cd-rom til rådighed, er de før omtalte web-links medtaget i samlet form på (bilag 41). Her er de gengivet med den fulde web-adresse, og kan skelnes ved hjælp af deres unikke afsnitsnummer som passer til det afsnitsnummer, i hvilket de er gengivet i projektet. Destinationen af henvisninger til litteratur og bilag er implicit i henvisningens form. Alle hyperlinks er kontrolleret og fundet aktive på afleveringsdatoen for dette projekt. Det bemærkes, at antal anslag angivet på titelblad, ifølge gældende procedurer i Århus Maskinmesterskoles QMS for bacheloropgaven på bachelorsemestret, Modul 31, ikke inkluderer afsnittene 1. Forord og 2. English summary samt Indholdsfortegnelse og Kildefortegnelse. Side 3 af 48

9 4. Præsentation 4.1 Rederiet DS TORM A/S Dampskibsselskabet TORM 2 blev grundlagt den 14. januar 1889 af Kaptajn Ditlev Torm og Styrmand Christian Schmiegelow. Selskabet rådede over et mindre antal dampskibe, der sejlede på det baltiske hav. I 1914 bestod flåden af 12 skibe der mest sejlede i nordeuropæisk handel. Under første verdenskrig blev halvdelen af skibene sænket, men i 1922 var flåden igen oppe på 13 skibe. I mellemkrigsperioden begyndte rederiet at sejle med frugt i middelhavet. En del af flåden blev moderniseret og udskiftet med hurtigere diesel skibe. Ved udbruddet af anden verdenskrig bestod flåden af 17 dampskibe og 7 motorskibe, 13 af dem blev tabt i løbet af krigen. Efter krigen var det nødvendigt med en genopbygning af flåden, nye køleskibe og tankskibe blev bestilt til rederiets rutefart, som mest gik imellem USAs østkyst, middelhavet og Syd Amerikas østkyst. Op gennem 60erne og 70erne bestod flåden af cirka 11 skibe, som efterhånden blev større og større. I 1974 blev selskabet slået sammen med Dampskibsselskabet Bornholm af 1866, og i den forbindelse blev der købt to store tankskibe fra Nakskov skibsværft. De to tankskibe blev begyndelsen på det der er i dag er the tanker departement. I 2002 blev Figur 4.1 Ditlev Torm & Christian Schmiegelow Kilde: TORM, (web-link 4.1.5) TORMs Liner departement solgt til Mærsk, for at øge fokus på rederiets hovedbeskæftigelse, tankskibe og bulkcarriers. I dag er DS TORM indgået i et såkaldt pool-samarbejde, hvor de tilsammen med flere rederier udgør verdens største tankskibsflåde på 115 produkttankere mellem dwt Panamax, som primært sejler med raffinerede produkter såsom gasolie, gasoline, jet fuel, naphtha og dieselolie. På Bulk Carrier siden råder rederiet over 17 Panamax skibe, som primært fragter jernmalm, kul og korn. På lige fod med andre rederier har DS TORM har været presset i løbet af 2008 på grund af den internationale finanskrise, som blandt mange ting har tvunget rederiet til at frasælge størstedelen af deres tørlastskibe og dermed satse stort på tankskibsmarkedet. Rederiet har indført spareplaner for alle forretningsprocesser således, at det er bedst mulig rustet til at imødegå efterdønninger fra krisen. På trods af de dystre udsigter for verdensøkonomien har rederiet for det første halvår af 2008 alligevel formået at frembringe det bedste økonomiske regnskab i selskabets historie, og med udsigt til endnu bedre tider takket være en kløgtig forretningsstrategi tegner DS TORM sig til at komme til at dominere verdensmarkedet endnu mere i indeværende år. 2 Kilder brugt i artikel: (bilag 1), (web-link (4.1.1); (4.1.2); (4.1.3); (4.1.4)) samt diverse søgning på web-søgemaskiner. Side 4 af 48

10 Hurtige facts om rederiet DS TORM: Administrerende direktør (CEO) Omsætning 2008 Opskrivning Mikael Skov mio. kr. Selskabet er noteret på Københavns Fondsbørs og er endvidere dobbeltnoteret på NASDAQ Antal medarbejdere Globalt 3500 DK 145 Hovedkontor Tuborg Havnevej 18 DK Hellerup Tlf Web Side 5 af 48

11 4.2 Kort om M/S TORM Laura Produkt og kemikalie tankskibet M/S TORM Laura 3 er bygget af Guangzhou Shipyard International CO. LTD. (web-link 4.2.2) i det sydlige Kina, og leveret til DS TORM i begyndelsen af maj måned, Skibet er 183 meter langt O.A. og 32,2 meter bredt 4. Selve skibskroget er af typen isklasse A1 - MR 5, hvilket betyder at skroget er specielt designet til sejlads i isfyldt farvand. Dette indebærer forstærkning/armering af skroget under vandlinjen, overdimensionering af hovedmotorydelse i forhold til behov ved sejlads i almindeligt farvand samt forstærkede propellerblade. TORM Laura var rederiets første skib i denne klasse, som de benævnte L-klassen. De 14 cargo tanke kan i alt rumme 54031,2 tons last, når de er 98% fyldte. Typisk vil de kun blive lastet til mellem 80 95% så lasten har mulighed for at udvide sig alt efter udendørs temperaturen. Det uudnyttede rum fyldes med inertgas for at fortrænge ilten således, at der ikke er betingelser tilstede for eksplosion og brand. Figur M/S TORM Laura, Bosphorous, 20. september Kilde: DS TORM. I maskinrummet er der én hovedmotor af fabrikatet DMD-Wärtsila, type 7RT-Flex 50 som yder [kw] ved 124 o/min. ved MCR 6. Skrueakslen er koblet direkte fra hovedmotoren til en propeller med indstillelige propellerblade, CPP 7, model Lips CPS145. Der er installeret én bowthruster, Lips CT200M, på 1200 [kw] i stævnen under vandlinjen. Strømforsyningen vil blive omtalt i (afsnit 8). Skibets faste besætning består af 22 personer, hvor af de 8 er officerer. Herudover er der et antal kadetter samt andet personel som ikke direkte indgår i skibets faste besætning. Der er rig variation i nationaliteten af besætningsmedlemmerne, som dog er domineret af henholdsvis fillipinere og danskere. M/S TORM Laura sejler ikke i fast rutefart, men er chartret for perioder af 2 år. Ved afslutning af dette projekt var skibet chartret af selskabet Trafigura (web-link 4.2.3), som er et verdensomspændende handelsfirma, der har specialiseret sig i handel med råolie og raffinerede produkter. Skibets sejlads er meget præget af usikkerhed i aktiekurser og produktværdier og destinationen for en last ændres i takt hermed. 3 Kilder brugt i artikel: (bilag 2), (web-link (s.19 øverst)) 4 For yderligere skibsfakta henvises til (bilag 3) 5 MR = Medium Range 6 MCR = Maximum Continuous Rating 7 CPP = Controllable Pitch Propeller Side 6 af 48

12 5. Fra skole til skib I løbet af foråret 2008 kørte rederiet DS TORM en omfattende landsdækkende reklamekampagne, som skulle gøre op med fortidens haltende PR. I stedet skulle rederiet føres frem som en stærk, moderne og inspirerende virksomhed. En del af denne kampagne bestod af reklameplakater opsat i busskure rundt omkring. Med iøjnefaldende slogans for især byens unge skulle disse plakater gøre opmærksom på rederiet som, til trods for rent faktisk at være Danmarks anden største rederi, var forblevet anonymt for offentligheden. Den stærke branding af rederiet fængede mange blikke. Her i blandt også undertegnede som dengang gik på 5. semester på Århus Maskinmesterskole. På dette tidspunkt var jeg allerede gået i gang med at overveje min forestående virksomhedspraktik på 6. semester, og da jeg vidste at jeg gerne ville prøve at stå til søs, da jeg også havde valgt maskinmesteruddannelsens maritime linje, var der ikke langt fra dette og til at tage kontakt til TORM. Jeg fik skabt kontakt til rederiet og efter diverse intelligenstest, samtaler og klargøring af formalia såsom ren straffeattest, vaccination- og sundhedsattest samt visum til USA, kunne jeg omsider sammen med rederiet skrive under på uddannelseskontrakter til henholdsvis skolen og rederiet. Den 7. februar 2009, efter fem velbeståede eksamener, m.m., kunne jeg forlade Danmark for at påmønstre det gode skib M/S TORM Laura i New York. Det blev til 53 dage ombord med talrige destinationer og tilhørende oplevelser, og i maskinrummet fik jeg i stor grad lov til at afprøve det terpede lærestof fra skolen i praksis. Mange teorier blev sat på prøve og jeg fik god og konstruktiv støtte af maskinrummets besætning på 4 maskinmestre og 3 arbejdsmænd. Omtrent halvvejs i virksomhedspraktikken havde jeg udset mig et emne som jeg mente Figur 5.1 Branding plakat fra DS TORM. Kilde: (web-link 5.1) muligvis kunne udgøre det som potentielt materiale for et bachelorprojekt. Denne empiri vil jeg således arbejde videre med. Side 7 af 48

13 6. Problemformulering 6.1 Identifikation af projektgrundlag Fra den første dag af praktikperioden ombord fremstod skibets kontroludstyr 8 (web-link 6.1.1) for eldistribution velkendt, da computerens interface i høj grad mindede om det simulatorprogram 9 (web-link 6.1.2) som på skolen blev brugt til at simulere maskinrumsdrift på et skib. Forskellen her var dog iøjnefaldende ((bilag 4, figur 4.1) og (bilag 4, figur 4.2)), da der i simulatorprogrammet var to stk. dieseldrevne generatorer, en turbogenerator samt en akselgenerator. Ombord på TORM Laura var der fire stk. diesel-/hfo 10 drevne generatorer og ikke andet på nær nødgeneratoren naturligvis. Denne forskel påkaldte sig særlig opmærksomhed, da det i disse tider med så stor fokus på genvinding af energi og økonomiske besparelser virkede besynderligt, at man ikke havde forsøgt at installere alternativer til én eller flere af de traditionelt drevne generatorer. Ved forespørgsel blandt maskinmestrene var svaret, at skibet var købt i Kina til lavest mulige pris, og at der fra rederiets side ikke var spekuleret i at installere kvalitetsmæssigt udstyr med henblik på besparelser, da skibet skulle sælges igen efter maksimalt 5 år. Fortjenesten på fragt af cargo samt maksimale besparelser på vedligehold og forbedringer, især i maskinrummet, ville ved sammenlægning med provenuet for salg af skibet overstige det beløb, der eventuelt kunne spares ved for en højere nypris at bede skibsværftet om at gøre skibstyperne mere energibesparende. Som vordende maskinmester er det naturligvis ikke nemt at forlige sig med den tanke, at en situation, der virker som rent ressourcespild giver fin mening for rederiets økonomer. Med baggrund i maskinmesteruddannelsen var det derfor oplagt at prøve at belyse den aktuelle status for el-forsyningen ombord med henblik på at klarlægge eventuelle muligheder for økonomisk besparelse ved alternativer til el-forsyningen. Alternativer er naturligvis et vidt begreb, da der findes et utal af forslag til løsning af den slags situationer. I første omgang var den mest nærliggende tanke at installere enten en turbogenerator eller en akselgenerator. Installation af en turbogenerator stiller store krav til omkonstruktion og yderligere plads i maskinrummet, da der i så fald også skal installeres en kedel med langt større trykkapacitet end skibets nuværende med maksimal trykkapacitet på 8. Valget faldt derfor på, hvad der umiddelbart virkede mere simpelt; nemlig implementering af en akselgenerator. Da opgaveskriver under de forhold dette projekt skrives under må erkende, at der hverken er kapacitet eller tid nok til at komme med et komplet løsningsforslag til TORM Laura, er udvalgt de områder som ved denne problemstilling findes mest interessant at undersøge. Ud fra dette perspektiv er følgende problemformulering udformet: Hvilke brændstoføkonomiske konsekvenser for driften af el-forsyning vil implementering af en akselgenerator på M/S TORM Laura medføre? 8 Lyngsø Marine, type MCS Kongsberg Norcontrol, program MC 90 IV 10 HFO = Heavy Fuel Oil Side 8 af 48

14 6.2 Problemafgrænsning Da implementering af en akselgenerator på et skib må forventes at ville medføre vidtrækkende konsekvenser er det valgt at afgrænse projektet. Dette vil således helt eller delvist udelade de forhold der omfatter omkonstruktion af skibets design af maskinrum, opbygning og tilslutning til hovedtavle, krav om kontinuerligt omdrejningstal på propellerakslen, vibrationer og resonans, udvekslingsgear, m.m. Der ønskes udelukkende udført en drifts- og brændstofmæssig analyse af generator- og hovedmotordriften på M/S TORM Laura så grundigt som det tilgængelige datamateriale tillader, og med afsæt i dette en redegørelse for, hvorvidt en økonomisk brændstofbesparelse kan opnås ved at indsætte en akselgenerator. 7. Indsamlede data 7.1 Empiri Dette bachelorprojekt vil tage udgangspunkt i de data, det har været muligt at indsamle under den 53 dage lange virksomhedspraktik ombord på M/S TORM Laura. Dataene er indsamlet ud fra et projektudkast, da arbejdspligter og selve erhvervspraktikstedets miljø har forhindret et mere omfangsrigt arbejde med dette projekt i løbet af praktikperioden. Da dataene er indsamlet på et oceangående skib, har det således heller ikke været muligt at vende tilbage efter erhvervspraktikkens afslutning og indsamle yderligere data efter behov. De i forvejen store arbejdsmæssige pligter for maskinbesætningen på et skib har forhindret, at yderligere data efterfølgende kunne blive indsamlet efter opgaveskrivers anvisninger. Opgaveskrivers opnåede erfaring og knowhow omkring selve generatorsættene og øvrigt maskineri ombord kommer derfor til at tjene som baggrund for diverse vurderinger og umiddelbare anskuelser af måledata og resultater. For selve generatorsættene er der logget værdier for effektforbrug på udvalgte tidspunkter af døgnet igennem hele praktikperioden. Endvidere er det noteret i hvilken driftssituation 11 skibet befinder sig på det aktuelle tidspunkt. Ved skemalagt vedligeholdelse er der udført performancetest af generatorsættene med automatisk logning af trækdiagrammer, trykmålinger samt andre relevante data. Yderligere er der ved rens af smøreoliefiltre for generatorsættene noteret antal driftstimer siden sidste rensning, tykkelse af sedimentlag, hvilket generatorsæt det er udført på samt dato for rensningen. På hovedmotoren er målt bremseffekt én gang per driftsdøgn. Performancetest for kontrol af hovedmotorens trykforhold er rekvireret fra arkiv på skibets maskinrumscomputer. Maskinrumsdagbogen for praktikperioden er blevet kopieret, således at der for erhvervspraktikperioden er data tilgængelige for: akselomdrejninger per døgn, timetællere, temperaturer samt diverse andre data. Maskinrumsdagbogen er udfyldt og ajourført af opgaveskriver i praktikperioden. I visse data er der talt timer på et døgn. Dette skyldes til dels, at skibets ur stilles enten frem eller tilbage hver gang en meridian krydses, og til dels aflæsning af timetællere uden decimaler. Brændstofforbrug for henholdsvis hovedmotor og generatorsæt er blevet manuelt aflæst på de tilhørende måleure af opgaveskriver og noteret. 11 Eksempler på driftssituationer: Load, Discharge, Manouvering, Sea, Anchoridge Side 9 af 48

15 Mærkedata for relevant maskinrumsudstyr er henholdsvis blevet affotograferet og noteret. Tegninger fra skibsværftet over M/S TORM Laura er blevet rekvireret ved maskinchefen, og vil blive inddraget i projektet hvor det måtte findes nødvendigt af hensyn til overskueligheden. For generatorsæt samt akselgenerator er relevant dokumentation og ekspertise erhvervet fra fabrikantens hjemmeside. Til sammen vil dette omtalte datamateriale samt opnået empiri tjene som udgangspunkt for nødvendige udregninger og ræssonementer. De indsamlede data vil blive brugt i udregninger i henhold til gældende teori og tjene som et repræsentativt billede af driftssituationen ombord på M/S TORM Laura i erhvervspraktikperioden, 9/2 2/ Metodevalg Ombord på M/S TORM Laura er der kun i ringe grad løst måleudstyr tilgængelig, så størstedelen af alle data er erhvervet igennem skibets fastinstallerede måleudstyr. Dette omfatter direkte aflæsning på stedet ved måleudstyr samt aflæsning gennem interface på PLC, PC samt andet udstyr i forbindelse med transducere. Effektforbruget for skibets generatorer er aflæst på skibets fastinstallerede PC i kontrolpulten i maskinkontrolrummet. PC en modtager data fra hver generator ved hjælp af en central styreboks (bilag 9) påmonteret den enkelte generator. Denne styreboks er forbundet med ledninger til sensorer placeret ved relevante målesteder på generatorsættet. Effektforbruget er forsøgt aflæst fire gange i løbet af en arbejdsdag, men dette har ikke altid været muligt på grund af det daglige arbejde i forbindelse med erhvervspraktikken. Der vil derfor være mangler i aflæsningerne over de 53 dage. Det er endvidere ved samme lejlighed noteret, hvor mange generatorer der er i brug på det enkelte tidspunkt set ud fra skærmbilledet sammenholdt med den aktuelle driftssituation for skibet. Anvendeligheden for disse data vil, på trods af manglende aflæsninger, udgøre et kvalitativt godt indtryk af det generelle effektbehov ombord i de respektive driftssituationer. For rensning af smøreoliefiltre på hvert generatorsæt er antal driftstimer for generatorsættet aflæst på den tilhørende timetæller, som er kontrolleret og fundet fuldt funktionsdueligt. Timetallet er derefter i TORMs QMS holdt op imod noteret timetal for sidste filterrensning, og antal forgangne driftstimer er fundet som differensen. Sedimentlaget er målt med en skydelære. Dato for filterrensningen er noteret sammen med hvilket generatorsæt operationen er udført på. Disse data regnes for pålidelige, da muligheden for fejl er minimal så længe timetællerne er testet og fundet funktionsduelige og QMS en er opdateret korrekt. Bremseeffekten for hovedmotoren er aflæst på tilhørende måleur ved skrueakslen. Denne måler den leverede effekt på akslen ved hjælp af en fjederbelastet modstand. Måleusikkerheden på dette instrument kendes ikke, og data for bremseffekten vil derfor blive vurderet for troværdighed under analyse. Maskinrumsdagbogen indeholder mange data for diverse udstyr i maskinrummet. Disse data er blevet aflæst manuelt på det aktuelle sted eller på kontrolpulten i maskinrummet. Aflæsningerne har fundet sted hver dag henholdsvis kl. 6:30 og kl. 11:30 lokal tid for at de kan sammenlignes med tidligere aflæste data. Aflæsningerne er foretaget i forbindelse med henholdsvis morgenrundering og middagsrundering for den vagthavende maskinmester, som i praktikperioden havde overdraget disse pligter til opgaveskriver. Ved løbende at sammenholde data for flere døgn i maskinrumsdagbogen kontrollerer maskinchefen jævnligt for Side 10 af 48

16 variationer/fejlindikationer på de respektive måleenheder, og pålideligheden af disse data regnes derfor for høj. Performancetest af generatorsættene er foretaget med specialudstyr 12 (web-link 7.2.1) hertil. En tryksensor forbundet til en bærbar pc-enhed påskrues generatorens indikatorventil placeret på toppen af forbrændingskammeret efter at denne har været kortvarigt åbnet for at blive blæst ren for eventuelle rester af olie, etc. Samtidig forbindes den bærbare pc-enhed til generatorens styreboks, som sender signaler fra generatorens interne sensorer om, hvornår stemplet er henholdsvis i TDC 13 og BDC 14, indsprøjtningstidspunkt samt med hvilket omdrejningstal generatorsættet kører. Herefter åbnes indikatorventilen og et måleforløb af cylindertryk som funktion af stempelposition aktiveres på pcenheden. Efter et kort øjeblik stopper dette forløb automatisk, indikatorventilen lukkes og tryksensoren skrues af indikatorventilen. Det samme forløb gentages herefter med de øvrige 5 cylindre. Efter endt måling kan data fra pc-enheden overføres via. USB-stik til labtop. Selve den bærbare pc-enhed er udstyret med et automatisk aktiveret program, der ved opstart kontrollerer enheden for fejl. Data for performancetest vurderes derfor for repræsentative for de aktuelle tilstande på de målte generatorsæt. Diverse tryk, temperaturer, m.m., for generatoren i målesituationen aflæses på fast installeret måleudstyr ved generatorsættet. Performancetest for hovedmotoren er ikke udført af opgaveskriver, men af tidligere maskinbesætning ombord på M/S TORM Laura. Denne test er udført på samme måde som ved generatorsættene. Data for brændstofforbrug er beregnet ud fra 2x2 måleure opsat på brændstofenheden i skibets centrifugerum. De måler henholdsvis antal kubikmeter brændstof sendt ind i hver brændstofkreds og antal kubikmeter der løber ud igen. Forskellen her i mellem giver så det forbrugte, medmindre der er en lækage naturligvis. Data for brændstofforbrug for hovedmotorkreds og for generatorsætkreds er noteret af opgaveskriver hver dag kl. 12:00 (L.T.). Mærkedata er henholdsvis affotograferet direkte fra mærkepladen på det omtalte udstyr eller noteret derfra. Hvis muligt er yderligere dokumentation på udstyr erhvervet fra fabrikanten sammen med omtaltes ekspertise inden for feltet. 12 Baewert GmbH, model HVL 2005-MK 13 TDC = Top Dead Center, et udtryk for stemplets øverste position i cylinderen under et forbrændingsslag. 14 BDC = Bottom Dead Center, et udtryk for stemplets nederste position i cylinderen under et forbrændingsslag. Side 11 af 48

17 8. Nuværende elforsyning 8.1 Drift af generatorsæt Skibet M/S TORM Laura har installeret 4 stk. generatorsæt, som kan køre på både dieselolie og HFO (bilag 17). Disse generatorsæt er af hensyn til driftssikkerheden placeret således, at generatorsæt #2-3-4 er placeret ved siden af hinanden i ét rum og generatorsæt #1 er placeret separat i et rum ved siden af (bilag 5). Dette er naturligvis som en forholdsregel i tilfælde af, at der skulle udbryde brand e.a. i hovedgeneratorrummet. I et adskilt rum vil man således stadig have en operationel generator ud over nødgeneratoren. Disse diesel-/hfo motorer (bilag 6, figur 6.1) af fabrikatet Wärtsila, type 875W6L20, er hver især koblet til en 3-faset børsteløs synkrongenerator (bilag 6, figur 6.2) af fabrikatet CSIC Electrical Machinery Science & Technology CO LTD, type TFJ6, som kan yde op til 1094 kva ved 900 o/min. Dette giver ud fra motorens mærkeplade en overført maksimaleffekt på 875 kw, hvilket på kontroludstyrets skærmbillede er angivet som et grænsemærke på søjlediagrammet for hver generator (bilag 4, figur 4.1). Frekvensen holdes konstant på 60 Hz ved en omdrejningshastighed på 900 o/min, hvilket styres automatisk. For yderligere data på generatorsæt henvises til (bilag 6), (bilag 7), (bilag 8) og (bilag 39). Alle de nævnte sætpunktsværdier er programmeret ind i kontrolcenterets PMS 15. Denne styring overvåger belastningen fra forbrugerne og overstiger denne 75 % af maksimal tilladt belastning af generatorsættet opstartes automatisk yderligere et generatorsæt såfremt dette er markeret i PMS en som tilgængeligt. Tilgængeligheden af generatorsæt disponeres af den vagthavende maskinmester som, af hensyn til planlagt vedligehold, fordeler driftstimer på generatorsættene. Herved markeres det hvilket sæt skal være Master og hvilke skal være henholdsvis Standby #1, #2 og #3. En ulempe ved PMS en er dog, at den ikke selv kan slå et generatorsæt af igen, hvis der er under tre i drift. Det skal altså forestilles, at styringen kan slå en generator af indtil der kun er to tilbage i drift. Derefter er denne funktion blokeret, hvilket vises med en pil ned på kontrolskærmen, hvilket skal symbolisere at styringen gerne vil slå en generator af men er forhindret i det. Af hensyn til driftsikkerheden for skibet er det tilsyneladende vurderet fra skibsværftet, at almindelig apteringsdrift trækker tilstrækkelig med effekt til, at risikoen for et blackout er overhængende hvis en storforbruger pludselig slår ind på hovedtavlen med kun et generatorsæt i drift. Denne udkobling skal derfor vurderes af den vagthavende maskinmester, som derefter skal udkoble manuelt på hovedtavlen hvis ønsket. Dette betyder at der i perioder med ubemandet maskinkontrolrum kan være to generatorsæt i drift selv om der kun er behov for et. Fra fabrikanten er det oplyst, at det anbefales at belaste generatorsættene til 100 % af nominel belastning (bilag 8). Det er åbenlyst, at det ikke er muligt at følge denne anbefaling, da driftssikkerheden må prioriteres. Som nævnt er den maksimalt tilladte begrænsning for hvert generatorsæt på 875 kw. I tilfælde af at det ikke er muligt for styringen automatisk at indkoble yderligere et generatorsæt ved 75 % belastning vil en alarm om No Standby Generator aktiveres. Overskrides 100 % belastning kobler generatorsættet automatisk ud og skibet får blackout. Den daglige drift af generatorsættene forløber derfor ikke optimalt ifølge fabrikanten, da disse belastes til under 100 %. 15 PMS = Power Management System, Lyngsø Marine Side 12 af 48

18 Startes yderligere et generatorsæt op og den forøgede belastning falder bort igen, vil driften ved to generatorsæt i drift blive yderligere forringet, da belastningen af hver generator kan risikere at falde helt ned til 30 % belastning. Herved vil motorens temperatur på udstødsgassen fra de 6 cylindre falde så meget, at motoren begynder at sode. Dette er tidligere på M/S TORM Laura fundet til at skyldes, at svovl- og askeindholdet, i den HFO som generatorsættene kører på, ikke bliver brændt tilstrækkeligt af 16. Størstedelen af disse partikler vil hermed ikke forsvinde sammen med resten af udstødsprodukterne ud igennem turboladeren og videre op til skorstenen. Det tydeligste sted dette kan observeres er i smøreoliefilteret på generatorsættet, hvor aflejringerne fra HFO en vil sætte sig som en tyk kant. I løbet af erhvervspraktikken blev der renset filtre på hver generator. Ifølge TORMs QMS skal filtrene, som dybest set fungerer som en centrifuge (Jørgensen/Pedersen, (2000b), figur ), renses for hver 250 driftstime og tykkelsen på det bredeste sted i laget af sedimenter skal måles og indrapporteres til henholdsvis maskinchefen og rederiets tekniske afdeling. De rensninger der blev foretaget af opgaveskriver under erhvervspraktikken kan aflæses i nedenstående tabel. Endvidere skal det også bemærkes, at hvert generatorsæts smøreolie og kølevand også vil falde en anelse i temperatur ved for lav belastning (bilag 8). Rens af smøreolie filter Dato Gen.set nr. Driftstimer siden sidste rens Tykkelse af sedimentlag - # [h] [mm] 18-mar mar mar Tabel Data for rens af smøreolie filter Kilde: Privat notat I perioden hvor erhvervspraktikken blev afviklet var generatorsæt #1 ude af drift på grund af en elektrisk fejl i styreboksen (bilag 9) påmonteret generatorsættet. Denne fejl blev ført mod Wärtsila som et claim ; altså en erstatningssag. Det var derfor i denne periode ikke muligt at køre med mere end tre generatorsæt ad gangen, hvilket yderligere har eksponeret systemets sårbarhed i tilfælde af fejl på de resterende velfungerende generatorsæt. Der findes ikke for rederiet TORMs vedkommende manualer eller retningslinjer for, hvor mange generatorsæt der skal være i drift af gangen. Det er den vagthavende maskinmesters pligt at sørge for, at der altid kan leveres den effekt forbrugerne efterspørger. Derfor vil det altid være op til maskinchefen og den vagthavende maskinmesters kvalifikationer at vurdere behovet for indkoblede generatorer. Ombord på M/S TORM Laura blev det observeret, at der blandt maskinens personale verserede visse uskrevne regler vedrørende generatordrift. Disse vil blive omtalt i (afsnit 8.2). 16 Det skal her bemærkes, at denne konklusion er draget af maskinpersonalet under betingelserne af, at den HFO der benyttes er testet og godkendt ifølge rederiets kvalitetskrav. Side 13 af 48

19 8.2 Forbrugere / Aktuelt forbrug Alle elektriske forbrugere på M/S TORM Laura er forbundet til hovedskinnen, MSB 17, hvor på skibets generatorer også er koblet. Forbrugerne er delt op i henholdsvis 230V, 440V og Heavy Consumers. Dette er forsøgt illustreret på nedenstående diagram 18 konstrueret med baggrund i originaldiagrammer over skibets elektriske system (bilag 10) og affotografering af PMS (bilag 4, figur 4.1). For yderligere dokumentation henvises til (cd-rom/data/ TORM Laura Diagrams/E PART/E-46, E-47, E-104 og E-105). Figur Oversigtsdiagram over de væsentligste komponenter og elektriske forbrugere ombord på M/S TORM Laura Kilde: Privat illustration. Ved drift af skibet er denne MSB altid belastet, da der på skibet er forbrugere, der er aktive døgnet rundt uanset skibets driftssituation. Eksempler på disse forbrugere kan være blæsere, lys, køleskabe, overvågningsudstyr, air condition, diverse el-motorer, etc. Typisk vil denne gruppe også inkludere det meste af 230 Volt belastningen ombord. Disse forbrugere er for nemheds skyld i det følgende benævnt kontinuerlige forbrugere. Hertil kommer så driftsbetonede forbrugere. Altså forbrugere der kun er aktive i bestemte driftssituationer for skibet. Disse forbrugere kan deles op i 440 Volt forbrugere, og 440 Volt Heavy Consumers. Inden for 440 Volt forbrugere kan denne gruppe deles yderligere op i henholdsvis automatiske og manuelle forbrugere. Automatiske forbrugere er typisk at finde i maskinrummet, hvor de er kontrolleret af en styring, 17 MSB = Main Switch Board 18 Der skal bemærkes, at omtalte diagram udelukkende er frembragt for at skabe et hurtigt overblik. Det er derfor ikke komplet, da der er udeladt diverse komponenter og forbindelser Side 14 af 48

20 der automatisk aktiverer eller deaktiverer dem efter behov. Eksempler på disse kan være air-conditioning, startlufts- og servicekompressorer, pumper, m.m. Fælles for de automatiske forbrugere er, at de sammen med de kontinuerlige forbrugere udgør en fælles daglig belastning uanset skibets driftssituation. For bedst muligt at kunne beskrive standardbelastningen for skibet benævnes kontinuerlige forbrugere og automatisk 440 Volt elektrisk forbrug for normal apteringsdrift. Den normale apteringsdrift er delvist påvirket af dagstidspunktet, da M/S TORM Laura er et tankskib. Derfor er al brug af elektrisk udstyr på dækket forbudt på grund af eksplosionsfaren ved udsivende dampe. Alt mekanisk arbejde udføres derfor i stedet med pneumatisk værktøj, hvilket igen stiller større krav til skibets service air kompressor i dagtimerne end om natten, hvor besætningen har fri. Der kan også være udsving i det normale apteringsforbrug alt efter omgivelsestemperaturen, hvilket eksempelvis vil påvirke aircondition og behovet for el-drevne blæsere på skibet. I løbet af erhvervspraktikken var der temperaturudsving i nogen grad, da skibet sejlede fra koldt farvand omkring New York til varmere strømme i Caribien. Temperatur [Celcius] Omgivelsestemperaturer Maskinrumstemperatur Søvandstemperatur Graf Omgivelsestemperaturer for M/S TORM Laura i perioden 9/2-2/ Kilde: Maskinrumsdagbog, (bilag 11), (cd-rom/data/engine log) De manuelle forbrugere vil, som navnet antyder, kræve en manuel aktivering. Eksempler på elektriske manuelle forbrugere kan være hydrauliske pumper, transferpumper til brændstof, diverse pumper, m.m. Fælles for alle disse forbrugere er, at de er situationsbestemte. De vil kun blive aktiveret i bestemte situationer, som fordrer deres nødvendighed. Heavy Consumers er i lighed med de manuelle forbrugere situationsbestemte og kræver manuel aktivering. Fælles for dem alle er dog, at de trækker et anseeligt antal kw ved både opstart og drift. Eksempler på disse elektriske storforbrugere kan være kran- og fortøjringsspil, bowthruster, cargo-, brand- og ballastpumper, m.m. Som nævnt i (afsnit 8.1) blev det i løbet af erhvervspraktikken observeret, at der blandt maskinpersonalet herskede visse uskrevne regler vedrørende generatordrift. Den vagthavende maskinmester har som tidligere nævnt altid ansvaret for, at der er den effekt til rådighed som der behøves. Dette har med tiden ført til, at der med baggrund i kendskab til skibets Heavy Consumers er opstået nogle uskrevne retningslinjer af hensyn til driftssikkerheden. Eksempelvis må der ikke startes Heavy Consumers op uden forud indhentet tilladelse fra den vagthavende maskinmester. Dette naturligvis af hensyn til, at det skal vurderes hvorvidt der er tilstrækkeligt med generatoreffekt på hovedskinnen. Ved losning, hvor skibets cargopumper og inertgasgenerator er i drift i modsætning til lastning, skal der altid være mindst to generatorsæt tilkoblet hovedskinnen uanset effektforbrug. Når skibet manøvrerer skal der altid være mindst tre generatorsæt tilkoblet hovedskinnen af hensyn til bowthrusteren, som er den største Side 15 af 48

21 enkeltforbruger ombord på M/S TORM Laura (figur 8.2.1). Denne er dog automatisk blokeret og kan ikke startes hvis ikke ovenstående krav er opfyldt. Driftssituationerne har derfor en indvirkning på, hvor mange generatorsæt der tages i drift samt hvor hårdt de belastes. Disse driftssituationer kan deles op i fem kategorier: 1. Sea Skibet er til søs, fremdrivningsmaskineriet er aktivt, ingen cargo operationer 2. Load Skibet er i færd med at laste enten ved kaj eller STS Discharge Skibet er i færd med at losse enten ved kaj eller STS 4. Anchoridge Skibet ligger for anker, ingen cargo operationer 5. Manouvering Skibet manøvrerer, fremdrivningsmaskineriet er aktivt, ingen cargo operationer Nedenfor er, på baggrund af optagne data i løbet af erhvervspraktikken, forsøgt illustreret de driftssituationer som der har været data tilgængelige for Sea Effekt [kw] Belastning Generatoreffekt Graf Neteffekter for driftssituationen Sea ombord på M/S TORM Laura i perioden 4/3 31/ Kilde: Privat notat, (bilag 12, tabel 12.1), (cd-rom/data/effektdata/sea) Effekt [kw] Discharge Belastning Generatoreffekt Graf Neteffekter for driftssituationen Discharge ombord på M/S TORM Laura i perioden 4/3 31/ Kilde: Privat notat, (bilag 12, tabel 12.2), (cd-rom/data/effektdata/discharge) 19 STS = Ship To Ship Side 16 af 48

22 2000 Anchoridge Effekt [kw] Belastning Generatoreffekt Graf Neteffekter for driftssituationen Anchoridge ombord på M/S TORM Laura i perioden 4/3 31/ Kilde: Privat notat, (bilag 12, tabel 12.3), (cd-rom/data/effektdata) For grafer for neteffekter fordelt over dagstidspunkt henvises til (bilag 13). 8.3 Udnyttelse af nuværende generatorsæt De fire generatorsæt ombord på M/S TORM Laura bliver udnyttet forskelligt efter skibets driftssituation, og der vil derfor fremkomme forskellige virkningsgrader på udnyttelsen af et eller flere generatorsæts effektkapacitet over et arbejdsdøgn. Med afsæt i (graf 8.2.3), (graf 8.2.4) og (graf 8.2.5) vil det derfor være nærliggende at forsøge at blotlægge udnyttelsen af de fire installerede generatorsæt ombord. Her tænkes især på udnyttelse af tilgængelig generatorkapacitet i forhold til den totale installerede kapacitet. Som tidligere nævnt har generatorsæt #1 været ude af drift i løbet af hele erhvervspraktikken og der foreligger derfor ikke driftsdata for denne. Derfor vil eventuelle data for dette være antagede og dette vil fremgå hvor disse bruges. For at kunne udregne eventuelle udnyttelsesgrader i forhold til det optimale må der nødvendigvis fastlægges et punkt for 100 % udnyttelse. Dette er valgt til at være defineret som kontinuerlig drift ved fuldlast igennem døgnets 24 timer. Eksemplet vil afgøre om der skal regnes optimal udnyttelse per generatorsæt eller for alle fire generatorsæt på en gang. Regnes der på årsbasis fastsættes et år til 365 døgn og en måned til 30 døgn. Et andet vigtigt faktum er, at alle generatorsæt på M/S TORM Laura altid køres i Equal Share Mode 20, (bilag 4, figur 4.1). Dette betyder at den samlede leverede el-effekt er fordelt ligeligt over det antal generatorsæt, der er i drift. Den aktuelle belastning af hvert generatorsæt kan derfor findes som den samlede leverede effekt delt med antal generatorsæt i drift. 20 I Lyngsø Marine PMS benævnt Balanced Mode. Side 17 af 48

23 Udnyttelse af de tre aktive generatorsæt i løbet af erhvervspraktikken er ved hjælp af indsamlede data (bilag 14) bearbejdet til at vise følgende tendens: Generatorudnyttelse u. driftssituation %effekt udnyttelse Kl. 06:00 Kl. 09:00 Kl. 12:00 Kl. 15:00 Gennemsnit Graf Generatorudnyttelse eksklusiv driftssituation på M/S TORM Laura i perioden 4/3 31/ Kilde: Privat notat, (bilag 14), (cd-rom/data/effektdata/udnyttelse u. driftssituation) På (graf 8.3.1) tenderer gennemsnitsudnyttelsen af de tre aktive generatorsæt som funktion af driftsdøgn cirka 53 % af fuld kapacitet. Denne tendens er fordelt over dagsperioden 06:00 15:00 for d marts Som nævnt i (afsnit 8.1) anbefaler fabrikanten af generatorsættene at de belastes til 100 % af maksimal effektydelse. Målt imod denne information afviger effektbelastningen af de tre generatorsæt sig og effektudnyttelsen kan ikke betegnes som optimal. Dette er dog baseret på et gennemsnit af skibets driftssituationer, da måledataene er optaget henover en dag uagtet skibets driftssituation. Da det før er fastslået, at skibets effektforbrug er afhængigt af driftssituationen, må dette faktum tages i betragtning. Driftssituationsafhængig generatorudnyttelse fordeler sig som følgende: Generatorudnyttelse m. driftssituation 75 % effekt udnyttelse Sea Discharge Anchoridge Gennemsnit Graf Generatorudnyttelse inklusiv driftssituation på M/S TORM Laura i perioden 4/3 31/ Kilde: Privat notat, (bilag 15), (cd-rom/data/effektdata/udnyttelse m. driftssituation) På (graf 8.3.2) tenderer gennemsnitsudnyttelsen af de tre aktive generatorsæt som funktion af driftsdøgn ca. 57 % af fuld kapacitet. Denne tendens er fordelt over dagsperioden 06:00 15:00 for marts Side 18 af 48

24 Denne gennemsnitsudnyttelse afviger også fra fabrikantens anbefaling for effektudnyttelse og driften af generatorsættene kan derfor ikke betegnes som optimal. Ved udnyttelse i forhold til den maksimale kapacitet til rådighed per driftssituation på M/S TORM Laura kan opstilles følgende tendens, som viser en gennemsnitudnyttelse på 18 %: 120 Generatorudnyttelse ift. maks.kapacitet % effekt udnyttelse Sea Discharge Anchoridge Gennemsnit Maksimal effekt Graf Generatorudnyttelse af maksimal tilgængelig kapacitet på M/S TORM Laura i perioden 4/3 31/32009 Kilde: Kilde: Privat notat, (bilag 15), (cd-rom/data/effektdata/udnyttelse m. driftssituation) Til (graf 8.3.1), (graf 8.3.2) og (graf 8.3.3) bemærkes det, at effektudnyttelsen udelukkende kan antage 100 % teoretisk. Som nævnt i afsnit 8.1 vil generatorsættene være styret af PMS en i tilstanden Auto. Denne vil, hvis muligt, indkoble yderligeree et generatorsæt ved 75 % belastning af det/dem i drift. Altså må de sidste 25 % udnyttelse sikres af den vagthavende maskinmester ved manuel indkobling/udkobling. Optimal udnyttelse af generatorsættene er altså derfor delvist betinget af menneskelig vurdering. Måles generatorudnyttelsen på driftstimer fremkommer et sammenligneligt resultat med effektudnyttelsen. Optimal driftsudnyttelse på driftstimer fastsættes her til alle generatorer i drift i døgnets 24 timer, og der er optaget driftstimedata for 53 døgn. Forholdet mellemm optimum og aktuel driftstimeudnyttelse tegner sig som følgende: Driftstimemæssig udnyttelse af generatorsæt 0% 62% 20% 13% 5% Generator #1 Generator #2 Generator #3 Generator #4 Standby Graf Generatorudnyttelse på M/S TORM Laura baseret på driftstimer i perioden 9/2 2/42009 Kilde: Privat notat, (bilag 16), (cd-rom/data/effektdata/udnyttelse v. driftstimer) og (cd-rom/data/engine Log) Side 19 af 48

25 På (graf 8.3.4) henledes opmærksomheden på, at generatorsæt #1 ikke har været i drift i perioden for dataindsamling og derfor ikke tegner sig for nogle driftstimer i samme periode. Antal driftstimer for optimum er dog stadig baseret på fire generatorsæt, da det faktum at generatorsæt #1 har driftsstop ikke ændrer på optimum. Da der er installeret fire generatorsæt må optimum nødvendigvis baseres på fuld udnyttelse af disse. 8.4 Brændstofforbrug - Generatorsæt Generatorsættene ombord på M/S TORM Laura kan drives på både MDO 21 og HFO, som nævnt i (afsnit 8.1). De drives dog udelukkende på sidstnævnte, da dette er det billigste brændstof frem for MDO. Både HFO og MDO er brændstoffer specielt til marineindustrien, da de begge kræver filtrering. HFO kræver ydermere opvarmning for at være i flydende form og at befinde sig inden for sit antændelsesområde (Hauge-Pedersen, s.24). At kunne benytte disse marinebrændstoffer kræver derfor, at der er en form for behandlingsanlæg tilgængelig (web-link 8.4.4). På grund af denne merudgift sælges disse produkter til en billigere pris end traditionelle finere brændstofprodukter til brug på land. MDO er dyrere end HFO, da det er et finere raffineret produkt. HFO er et restprodukt fra raffinering som er blandet op med andre brændstofprodukter for at opnå den krævede viskositet, densitet og brændværdi ifølge gældende bunkernorm 22. Der findes flere forskellige anerkendte bunkernormer, så HFO er ikke nogen entydig garanti for en bestemt kvalitet. Derfor gøres der også meget ud af kontrol af olien, når et skib bunkrer (web-link 8.4.1). Da der forbruges meget brændstof ombord på et oceangående motorskib som M/S TORM Laura købes der derfor også det mest økonomiske brændstof, da brændstofforbrug indenfor skibsfart i nyere tid er den mest væsentlige konkurrencefaktor. Muligheden for at kunne slå generatordriften på M/S TORM Laura om til drift på MDO forbeholdes derfor nødsituationer og driftsmæssige særtilfælde. Endvidere ville det kræve større bunkertanke end de nuværende, da MDO har en lavere massefylde end HFO (bilag 18) og (bilag 19), og det derfor ville kræve mere plads at bunkre til det samme forbrug som på HFO. Ombord på M/S TORM Laura er nødgeneratoren og inertgasgeneratoren de eneste faste forbrugere af MDO som drivmiddel. HFO er, som nævnt, det brændstof som forsyner generatorsæt #1 4. Her ud over forsynes også hovedmotoren med HFO. Forsyningslinjerne til hovedmotoren og generatorsættene deler den samme varmevekslerenhed til opvarmning af HFO en. Derefter opdeles de i to forsyningslinjer. Hver linje har sin egen brændstofcentrifuge af hensyn til driftssikkerheden i tilfælde af havari på den ene centrifuge (bilag 40, figur 40.1). De enkelte forbrugere har deres egne brændstofpumper og indsprøjtningssystemer. I løbet af erhvervspraktikken blev der optaget data på brændstofforbruget fra såvel hovedmotor som generatorsæt. På grund af driftsstop har generatorsæt #1 ikke forbrugt brændstof. 21 MDO = Marine Diesel Oil 22 Bunker = Betegnelse for marinebrændstof. Eksempelvis udtrykket at bunkre betyder at tage brændstof ombord. Side 20 af 48

26 Ved grafisk opstilling fremkommer følgende tendens for generatorsættene: 6,5 Brændstofforbrug [tons] 5,5 4,5 3,5 2,5 Generatorsæt #2,3 og 4 Gennemsnitligt forbrug 1,5 Graf Graf over det samlede brændstofforbrug for generatorsæt #2,3 og 4 i perioden 9/2 2/ Kilde: Privat notat, (bilag 20) På grafen ligger det gennemsnitlige forbrug som funktion af driftsdøgn for de tre driftsklare generatorsæt på cirka 3,9 tons HFO. I denne tendens er der ikke taget forbehold for driftssituationer, men kurven skal ses som et gennemsnit for alle skibets driftssituationer. På grund af manglende data er det ikke muligt at opstille en eksakt graf for generatorsættenes brændstofforbrug for de enkelte driftssituationer. Da generatorbrændstofsystemet, som de respektive måleure tæller ind/ud flow på (bilag 40, figur 40.2), er fælles for alle fire generatorsæt, er det derfor heller ikke muligt eksakt at fastslå brændstofforbruget per generatorsæt. Det kan dog tilnærmes ved at dele det totale forbrug med tre, da de tre aktive generatorsæt altid kører i equal share mode rent effektmæssigt. For at kunne regne på brændstofforbruget for generatorsæt #2-4 er der visse størrelser, der først må kendes. Generatorvirkningsgraden har det ikke været muligt at indhente oplysning om fra fabrikanten CSIC Electrical Machinery Science & Technology Co., Ltd., (web-link 8.4.6). Derfor er den for denne model generator, TF-J6 (bilag 6, figur 6.2), antaget til 0,98 [-]. Ligeledes er akselvirkningsgraden antaget til 1[-], da akslen er kortere end 0,5 [m]. Under erhvervspraktikken blev der den 30/ optaget en såkaldt performancetest på de tre aktive generatorsæt (afsnit 7.2). Denne test resulterede i måling af trykforholdene i hver cylinder under drift på de respektive generatorsæt (bilag 21). Med afsæt i disse grafer og måledata kan den mekaniske virkningsgrad for hvert enkelt generatorsæts motor beregnes som forholdet mellem akseleffekt og indiceret effekt. Side 21 af 48

27 De mekaniske virkningsgrader for generatorsættene nedenfor er fundet ved hjælp af beregninger baseret på performancetests (bilag 23): d s c ηgen ηa pi n Pnet Pi Pb ηm [m] [m] [-] [-] [-] [bar] [o/min] [kw] [kw] [kw] [-] Gen.set #1 0,2 0,28 6 0,98 1 n/a n/a n/a n/a n/a n/a Gen.set #2 0,2 0,28 6 0, ,15 901, ,3 661,2 0,66 Gen.set #3 0,2 0,28 6 0, ,89 899, ,3 678,6 0,72 Gen.set #4 0,2 0,28 6 0, ,16 900, ,9 703,1 0,77 Gennemsnit 0,2 0,28 6 0, ,07 900, ,5 681,0 0,72 Mærkedata d = cylinderdiameter s = slaglængde c = antal cylindre Antagede værdier ηgen = generatorvirkningsgrad ηa = akselvirkningsgrad Målte værdier pi = indikeret middeltryk n = omløbshastighed Pnet = optaget neteffekt Beregnede værdier Pi = indikeret effekt Pb = bremseeffekt ηm = mekanisk virkningsgrad Tabel Indsamlede og beregnede data for generatorsæt #2-4 Kilde: (bilag (21), (22) og (23)) Den mekaniske virkningsgrad er et udtryk for, hvor meget energi fra forbrændingen i cylinderkammeret der går tabt til friktion (Kerstens, (2007), s.39) og således også et udtryk for forholdet imellem den effekt, der virker oven på stemplet og den effekt der rent faktisk kommer ud på akslen til generatoren. Ved hjælp af denne virkningsgrad, som regnes for konstant, kan det lade sig gøre at beregne tilbage på stemplet ved en anden belastning fra generatoren, og dermed også beregne det nye brændstofforbrug. For at dette kan lade sig gøre er der dog nogle yderligere forhold omkring generatorsættene som må afklares først. Da det som tidligere nævnt ikke har været muligt at optage data for brændstofforbrug på hver enkelt generatorsæt, må disse data tilnærmes ved at tage et gennemsnit per generator ud fra den oplysning, at hvert generatorsæt indkoblet kører i equal share mode. Ved hjælp af denne antagelse kan brændstofforbruget per generatorsæt findes ved at dele den forbrugte mængde med samlede antal driftstimer. Ydermere er det nødvendigt at benytte et gennemsnit for det specifikke effektive brændstofforbrug for generatorsættene, da der ikke foreligger kontinuerlige oplysninger om effektbelastningen fra nettet men der i mod sporadiske enkeltoplysninger i forskellige driftssituationer. Dette gennemsnit er baseret på, at gennemsnitseffektbelastningen for driftssituationerne Sea og Anchoridge afviger meget lidt fra hinanden (graf 8.2.3) og (graf 8.2.5), og da disse driftssituationer er stærkt overrepræsenteret i de optagne data gøres den antagelse, at det gennemsnitlige specifikke effektive brændstofforbrug for alle optagne data er et kvantitativt repræsentativt udtryk for den gennemsnitlige belastning i driftssituationerne Sea og Anchoridge. Side 22 af 48

28 Ud fra disse antagelser kan følgende tendens opstilles ifølge respektive beregninger (bilag 23) og (bilag 24): Samlet be for gen.set. # be sorteret[kg/kj] 7,700E-05 6,700E-05 5,700E-05 4,700E-05 3,700E-05 2,700E Pb sorteret [%] Samlet be for gen.set. # Løbende gennemsnit Graf Gennemsnitlig specifik effektiv brændselsforbrug, generatormotor #1-4, M/S TORM Laura, i perioden 4/3 31/ Kilde: Privat notat samt Maskinrumsdagbog, (bilag 28), (cd-rom/data/engine Log) Bremseeffekt - Generatorsæt Pb [kw] Pb gennemsnitsværdier Max kapacitet Graf Gennemsnitlig effektiv akseleffekt, generatormotor #1-4, M/S TORM Laura, i perioden 4/3 31/ Kilde: Privat notat samt Maskinrumsdagbog, (bilag 28), (cd-rom/data/engine Log) Det bemærkes, at generatorsæt #1 er medregnet trods driftsstop. Dette generatorsæt tæller, på trods af driftstop, med i maksimal effekt ombord og figurerer altså derfor også på graferne ovenfor. Da generatorsæt #1 som nævnt har driftsstop antager brændselsforbruget for dette generatorsæt derfor også værdien 0 i statistikken som grundlag for (graf 8.4.3). Side 23 af 48

29 For (graf 8.4.3) antages, som tidligere nævnt, en gennemsnitsværdi af på grund af mangelfulde data. Denne gennemsnitsværdi benyttes i fremtidige beregninger på brændstofforbrug fra generatorsættene, da det ikke er muligt ud fra nuværende optagne data fra M/S TORM Laura at beregne for hver enkelt generatormotor. I denne antagelse begås der en bevidst fejl, da ifølge teori (Jørgensen/Pedersen, (2000a), s.83) antager følgende tendens for et 4-takts motorsæt: Figur Specifikt brændolieforbrug som funktion af for 4-takts HFO motor med turbolader (kurve 1) Kilde: (Jørgensen/Pedersen, (2000a), figur 2.25) Som (figur 8.4.5) viser, afviger meget i intervallet % akselbelastning. Da den gennemsnitlige akselbelastning for generatormotor #2-4 i perioden for optagne data ligger et sted mellem % af maksimal ydelse (graf 8.3.1) og (graf 8.3.2) antages det derfor, at disse værdier i dette område antager en stabil værdi på, 51,2 10 (bilag 28). Som (figur 8.4.5) endvidere viser, udnyttes brændstoffet bedre jo mere motoren belastes til dens maksimale ydelse. Ved den nuværende akselbelastning på % udnyttes brændstoffets potentiale derfor ikke optimalt. For en eksakt -kurve for hver generatormotor kræves en nøjere analyse med kontinuerlige dataoptagelser for henholdsvis brændstofforbrug, driftstimer og effektiv akselbelastning. Ved den nuværende drift og belastningsudnyttelse af generatorsættene ombord på M/S TORM Laura kan der ud fra ovenstående opstilles en bekostningstendens ud fra generatorparkens forbrug af HFO. Brændstofpriser på HFO er dog en meget flygtig størrelse, og udregninger herpå er derfor baseret på en øjebliksværdi hentet fra kursmarkedet. Side 24 af 48

30 Eksempler på beregninger findes på (bilag 27). På grundlag af disse beregninger kan følgende opstilles for generatorsæt #1-4: Brændstofpris [kr] Brændstofpris Σdriftstimer gen.set. #2-4 [h] Generatorsæt #1-4 Graf Pris for forbrugt brændstof, gen.set. #2-4, M/S TORM Laura, i perioden 4/3 31/ Kilde: Maskinrumsdagbog samt privat notat, (bilag 28), (cd-rom/data/effektdata/motorberegninger AUX) Af (graf 8.4.6) fremgår det, at generatorerne ikke har været belastet lige meget ved hver timeregistrering, da kurven ellers ville forventes at antage en mere støt stigende tendens. Endvidere var der i løbet af erhvervspraktikken problemer med det måleur, som målte returløb af brændstof fra generatorkredsen. Det var stoppet til med partikler, hvilket bevirkede at det interne løbehjul i måleuret ikke løb frit, og måtte renses. Datoen for denne rensning er ikke noteret, og det kan derfor ikke vides med sikkerhed, hvor længe dette måleur har haft en fejlmargen. Denne fejlmargen må tages i betragtning ved (graf 8.4.6) og øvrige beregninger hvor brændstofforbruget indgår. Gennemsnitsprisen for brændstofforbrug per driftsdøgn ved den nuværende udnyttelse både belastningsmæssigt samt driftstimemæssigt ligger på cirka 7840 [kr] med en gennemsnitlig økonomisk virkningsgrad på 0,52 [-], (bilag 28, tabel 28.1) samt (bilag 24). 8.5 Brændstofforbrug - Hovedmotor Hovedmotoren på M/S TORM Laura, Wärtsila 7RT Flex50, er i lighed med generatorsættene konstrueret til både at kunne drives med MDO såvel som HFO. Sidstnævnte er dog det primære brændstof, og MDO bruges udelukkende til at rense motoren og brændstofsystemet ud for HFO såfremt skibet skal på værft eller på anden vis lukke alle systemer ned. Som tidligere nævnt skal HFO holdes varmt hvor det i modsat fald vil stivne i brændstofsystemet og hovedmotor og forårsage tilstopning. MDO tjener også som en ekstra driftssikkerhed, hvor driften i nødstilfælde kan slås over på MDO som hovedbrændstof. Dette er dog en delikat affære, da skiftet fra HFO til MDO skal ske gradvist for at undgå varmechok m.m. i hovedmotorblokken. Hovedmotoren har sin egen brændstofkreds separat fra generatorsættenes brændstofkreds. Begge forsyningskredse er dog bygget ensartet op med nogle få forskelle. Generatorsættene har én brændstofpumpe per cylinder, hvor i mod hovedmotoren samler brændstoffet i en såkaldt commonrail, hvor brændstoffet sættes under tryk fra brændstofkredsens cirka 8 [bar] til commonrailtryk på cirka 650 [bar]. Forsyningen til cylinderen reguleres ved hjælp af elektronisk styrede ventiler fra softwaren i kontrolrummets reguleringsudstyr. I lighed med generatorsættene blev der optaget data på brændstofforbrug, leveret bremseeffekt samt driftstimer hvert døgn kl. 12:00. Side 25 af 48

31 Ud fra disse data kan hovedmotorens brændstofforbrug opstilles grafisk: 35 Brændstofforbrug [tons] Hovedmotor 15 Gennemsnitligt forbrug Graf Hovedmotorens brændstofforbrug i perioden 9/2 2/ Kilde: Maskinrumsdagbog, (bilag 20), (cd-rom/data/engine Log) Af (graf 8.5.1) kan hovedmotorens ovedmotorens gennemsnitlige brændstofforbrug brændstofforbrug aflæses til cirka 18,2 [t] per driftsdøgn. I forhold til generatorsættenes gennemsnitlige forbrug per døgn på 3,9 [t] er det en væsentligt større forbruger. Med baggrund i data for brændstofforbrug ombord på M/S TORM Laura kan der opstilles følgende oversigt over forbrugerne af HFO: Forbrugt HFO [tons] Hovedmotor Generatorsæt #2-3-4 Kedel Graf Samlet forbrug fra HFO-forbrugere, HFO M/S TORM Laura, i perioden 9/2 2/ Kilde: Maskinrumsdagbog samt Privat notat, (bilag 20), (cd-rom/data/engine rom/data/engine Log) Hovedmotoren er således den største forbruger ombord af HFO, set i forhold til både generatorparken og skibets oliefyrede kedel.. Sidstnævnte startes op når skibet ikke er på søen, hvor udstødskedlen ud i stedet benyttes. Side 26 af 48

32 Det store brændstofforbrug fra hovedmotoren begrundes i større effektydelse fra hovedmotoren som også udnyttes bedre rent timemæssigt i forhold til maksimum: Hovedmotordrift 42% 58% Aktiv Standby Graf Timemæssig udnyttelse af hovedmotor, M/S TORM Laura, i perioden 9/2 2/42009 Kilde: Maskindagbog, (bilag 16), (cd-rom/data/engine Log) Med henblik på at kunne udføre beregninger på hovedmotoren ved ændret belastning må der nødvendigvis udføres visse beregninger først. På hovedmotoren udføres der jævnligt performancetest magen til de før omtalte performancetest på generatorsættene. Det samme måleudstyr og den samme metode benyttes. Der blev dog ikke optaget nogen performancetest på hovedmotoren i løbet af erhvervspraktikken, så de følgendee beregninger er baseret på ældre tilgængelige performancetest udført på hovedmotoren henholdsvis den 21. august og den 30. august 2008, samt den 5. september 2008 (bilag 30). Beregningerne er udført på samme vis som på generatorsættene (bilag 23) med udgangspunkt i hovedmotorens mærkedata (bilag 29). Disse beregninger viser følgende: Dato d [-] [m] 21-aug-08 Hovedmotor 0,5 30-aug-08 Hovedmotor 0,5 05-sep-08 Hovedmotor 0,5 05-sep-08 Hovedmotor 0,5 Gennemsnit 0,5 s c ηa pi n Pb Pi ηm [m] [-] [-] [bar] [o/min] [kw] [kw] [-] 2, ,49 117, ,87 2, ,87 105, ,95 2, ,83 117, ,91 2, ,61 123, ,90 2, ,45 116, ,91 Mærkedata d = cylinderdiameter s = slaglængde c = antal cylindre Antagede værdier ηa = akselvirkningsgrad Målte værdier pi = indikeret middeltryk n = omløbshastighed Pb = bremseeffekt Beregnede værdier Pi = indikeret effekt ηm = mekanisk virkningsgrad Tabel Indsamlede og beregnede data for hovedmotor, Wärtsilä 7RT Flex50, M/S TORM Laura Kilde: M/S TORM Laura Side 27 af 48

33 Den mekaniske virkningsgrad for hovedmotoren regnes som et gennemsnit over de 4 optagne performancetest og sættes i de følgende beregninger lig 0,91. Denne virkningsgrad er nødvendig for at kunne regne effekter fra akslen om til virkeeffekt oven på stemplerne i hovedmotoren. Det specifikke brændstofforbrug for hovedmotoren ved fuldlast er fra fabrikanten opgivet til 171 (bilag 29). Kurven for er opgivet fra fabrikanten til at antage følgende form, hvor 0 på y-aksen skal symbolisere 171 : Figur Kurve for, Wärtsilä 7RT Flex50, Standard tuning Kilde: Wärtsilä, (web-link 8.5.1) Ved beregning på de erhvervede performancetest for hovedmotoren følges de samme procedurer som for beregningerne på generatorsættene (bilag 24) og (bilag 27). Akselvirkningsgraden forudsættes til 1 og omdrejningstallet per rejse for hovedmotoren udregnes som et gennemsnit. Da hovedmotoren drives så den kører på et fast omdrejningstal per rejse, vil disse data være pålidelige. Omdrejningstallet per rejse dikteres fra rederiet af hensyn til brændstoføkonomi vs. profit ved +/- ankomsttidspunkt, og indstilles af den vagthavende broofficer ved rejsens begyndelse. Herved kan opsættes følgende tendenser for hovedmotoren i løbet af erhvervspraktikken: be for hovedmotor be sorteret [g/kwh] Pb sorteret [%] be Løbende gennemsnit Graf Specifikt effektiv brændstofforbrug for hovedmotor, M/S TORM Laura, i perioden 9/2 2/ Kilde: Maskindagbog samt Privat notat, (bilag 31), (cd-rom/data/engine Log) Side 28 af 48

34 Sammenlignes (figur 8.5.5) og (graf 8.5.6) er der en tenderende lighed mellem de to grafiske fremstillinger, som repræsenterer henholdsvis fabrikantdata og reelle data. På (graf 8.5.6) er der et afvigende punkter ved,% 49 % 61 %. En mulig forklaring på denne afvigelse kan være usikkerhed i måling af henholdsvis brændstofforbrug samt bremseffekt. Såfremt der ses bort fra disse afvigelser er der en vis lighed mellem fabrikantkurven og kurven fra M/S TORM Laura. Afvigelsen imellem disse må grunde i slitage på hovedmotoren, da (figur 8.5.5) er optaget for en fabriksny hovedmotor. Den gennemsnitlige er udregnet som et gennemsnit af alle målinger i løbet af erhvervspraktikken, og vil i de følgende beregninger indgå som værdien 3, (bilag 31). Udnyttelsen af hovedmotoren rent effektmæssigt er beregnet (bilag 31) til et gennemsnit på 56 % igennem erhvervspraktikkens løbeperiode. Ved grafisk fremstilling kan opstilles følgende tendens: Bremseeffekt hovedmotor Pb [kw] Målt bremseeffekt Max. kapacitet Løbende snit Graf Bremseeffekt målt på hovedmotor, M/S TORM Laura, i perioden 9/2 2/ Kilde: Privat notat samt Maskinrumsdagbog, (bilag 31), (cd-rom/data/engine Log) Det bemærkes at hovedmotorens udnyttelsesgraf har ligheder med udnyttelsesgraferne for generatorsættene i deres respektive driftssituationer (graf 8.2.3), (graf 8.2.4) og (graf 8.2.5). Endvidere bemærkes det at hovedmotoren i hele grafens udstrækning har ekstra kapacitet at trække på i forhold til fabrikantens mærkedata for maksimal kapacitet, [kw] (bilag 29), samt målt maksimal kapacitet under performancetest, [kw] (bilag 30, figur 30.4). I lighed med beregning af brændstofforbrug for generatorsættene ombord på M/S TORM Laura er der, som tidligere nævnt, udregnet en gennemsnitlig værdi for det effektive specifikke brændstofforbrug. Denne størrelse vil i følgende udregninger for brændstofforbrug på hovedmotoren udgøre en repræsentativ værdi for det gennemsnitlige forbrug på hovedmotoren. For at opnå en eksakt graf for de værdier, vil antage ved forskellige akselbelastninger for propeller m.m., kræves der kontinuerlige og mere præcise målinger på hovedmotorens brændstofforbrug som funktion af henholdsvis omløbstal, akselbelastning og driftstimer. Disse målinger har ikke været mulige at opnå under erhvervspraktikken og der antages derfor en gennemsnitlig værdi for. Ved den nuværende drift og belastningsudnyttelse af hovedmotoren ombord på M/S TORM Laura kan der ud fra ovenstående opstilles en bekostningstendens ud fra hovedmotorens forbrug af HFO. Beregninger på Side 29 af 48

35 brændstofpriser er udført som ved analysen af brændstofforbruget for generatorparken (afsnit 8.4) og eksempler på beregninger findes på (bilag 27). På grundlag af disse beregninger kan følgende opstilles for hovedmotor Wärtsilä 7RT Flex50: Brændstofudgift [kr] Brændstofudgift Driftstimer [h] Hovedmotor Graf Pris for forbrugt brændstof, hovedmotor, M/S TORM Laura, i perioden 9/2 2/ Kilde: Maskinrumsdagbog samt privat notat, (bilag 31), (cd-rom/data/effektdata/motorberegninger ME) Brændstofudgift [kr] Brændstofudgift Pb[MWh] Hovedmotor Graf Pris for forbrugt brændstof, hovedmotor, M/S TORM Laura, i perioden 9/2 2/ Kilde: Maskinrumsdagbog samt privat notat, (bilag 31), (cd-rom/data/effektdata/motorberegninger ME) På (graf 8.5.8) og (graf 8.5.9) er brændstofforbruget grafisk illustreret henholdsvis som funktion af antal driftstimer og af antal MWh på akslen. De to grafer illustrerer henholdsvis, at jo mere motoren belastes, jo mere brændstof forbruger den for at kunne yde den krævede effekt, samt at der naturligvis forbruges mere brændstof jo længere tid hovedmotoren holdes i drift. Den gennemsnitlige udgift til brændstof på M/S TORM Laura i løbet af erhvervspraktikken er udregnet til [kr] per driftsdøgn (bilag 31). Hovedmotorens økonomiske virkningsgrad, som beskriver hvor meget motoren yder i forhold til den tilførte energimængde (Kerstens, (2007), s.39), er beregnet til et gennemsnit på 0,57 [-] (bilag 31). Side 30 af 48

36 8.6 Delkonklusion I Efter analyse af driftssituationer og driftsudnyttelse vedrørende generatorparken ombord på M/S TORM Laura er der flere forhold, der træder frem. Det vigtigste forhold er udnyttelsen af generatorernes maksimale kapacitet rent effektmæssigt, som i (afsnit 8.3) blev fundet til at ligge på et gennemsnit på 57 % medregnet driftssituation og 53 % uden driftssituation. Disse procentsatser repræsenterer dog kun det antal generatorsæt, der har været indkoblet ved målingerne, der ligger til grundlag for beregning på udnyttelse. Fabrikanten af generatorsættene, Wärtsilä, oplyser at det optimale for generatorsættene vil være 100 % belastning af maksimal kapacitet; altså 875 [kw] per generatorsæt. Dette er dog ikke muligt da generatorerne kører i Equal Load Share Mode, hvor endnu et generatorsæt startes automatisk op ved 75 % udnyttelse. Selve generatordriften kræver endvidere opmærksomhed fra den vagthavende maskinmester, da generatorstyringen ikke selv er i stand til at minimere til kun en generator indkoblet såfremt situationen fordrer til det. Med andre ord udnyttes generatorerne på M/S TORM Laura aldrig til deres fulde kapacitet, hvilket må forventes at være et økonomisk tab i afskrivningen på generatorerne. Endvidere skaber dette forhold også øgede udgifter til mandskabstimer for vedligehold på generatorsættene, da smøreoliefiltrene skal renses oftere for partikler, som har aflejret sig som sediment i de enkelte generatorers centrifugefiltre, da disse partikler ikke er blevet brændt tilstrækkeligt af til at forsvinde bort med udstødsgassen. For selve forbrugerne er belastningen blevet fundet til et gennemsnit på henholdsvis 570 [kw], 607 [kw] og 983 [kw] for driftssituationerne Anchoridge, Sea og Discharge. Ved hjælp af de indsamlede data for driftssituationerne giver disse størrelser et kvantitativt godt indtryk af, hvordan generatorparken belastes jævnt henover et standarddriftsdøgn. Heavy Consumers er indregnet i disse størrelser på nær bowthrusteren, som bruges udelukkende under manøvre. Denne belastning kan være op til 1200 [kw] for denne ene forbruger. Betragtes gennemsnitsbelastningen på driftssituationerne Sea og Anchoridge ville én generator være tilstrækkeligt, da disse belastninger i løbet af erhvervspraktikken aldrig overskred den maksimale effekt for en generator på 875 [kw], (graf 8.2.3) og (graf 8.2.5). Her i mod ville driftssituationen Discharge kræve 2 generatorsæt indkoblet på grund af cargo pumps som Heavy Consumers, (graf 8.2.4). Som status er på M/S TORM Laura p.t. skal skibet bruge 3 generatorsæt til drift. Med andre ord er der et generatorsæt for meget. Rent driftstimemæssigt er generatorerne ikke udnyttet optimalt, da der for erhvervspraktikperioden blev registreret 62 % standby driftstimer for generatorsættene i forhold til antal tilgængelige driftstimer. Dette må i lighed med den manglende effektudnyttelse beskrives som et økonomisk tab, da der er over dobbelt så mange uudnyttede driftstimer tilgængelige som dem der rent faktisk udnyttes for de samme generatorsæt. Brændstofmæssigt har generatorerne et gennemsnitsforbrug per døgn på 7840 [kr] med en gennemsnitlig økonomisk virkningsgrad på 0,52. Da der som tidligere nævnt hersker usikkerhed omkring det specifikke effektive brændstofforbrug på grund af manglende data skal denne virkningsgrad kun ses om vejledende. Den gennemsnitlige udgift på 7840 [kr] per driftsdøgn skal ses i lyset af, at generatorerne kun belastes til snitligt 57 % af deres maksimale kapacitet. Disse størrelser indikerer sammen med den økonomiske virkningsgrad, at der unødigt sættes penge til på brændstof, da der teoretisk set er flere kwh tilgængelige i det samme brændstof jævnfør (figur 8.4.5). Hovedmotoren på M/S TORM Laura blev i løbet af erhvervspraktikken udnyttet 58 % af tilgængelige driftstimer, hvilket kan sættes op i mod generatorsættenes 38 % (bilag 16). Udnyttelsen af tilgængelige driftstimer på hovedmotoren er dog betinget af ydre faktorer som sejlplaner og ophold i havn, og kan derfor ikke tilskrives uhensigtsmæssig drift af maskineriet. Andre forhold stiller sig dog an ved betragtning Side 31 af 48

37 af udnyttelse af tilgængelig bremseffekt på hovedmotoren. Ved analyse er fremkommet en udnyttelsesprocent på 56 % af maksimal kapacitet. Denne beregning er dog udført i forhold til motorens mærkedata på [kw] og der er derfor ikke taget højde for slitage på maskineriet. Ved performancetest opnåede hovedmotoren en maksimal bremseeffekt på [kw] ved 124 o/min, og udnyttelsesprocenten skal derfor ses i lyset af denne kendsgerning. Ved 124 o/min med forøget index 23 på brændstofsystemet forventes hovedmotoren dog stadig at kunne tilføre ekstra effekt på akslen (Jensen, (2006), figur 3.5.4). Det kan konkluderes på nuværende tidspunkt, at hovedmotoren, med dens nuværende drift, ikke er udnyttet fuldt ud rent effektmæssigt. Set fra et økonomisk synspunkt er hovedmotoren dog mere økonomisk i drift end generatorsættene, da den økonomiske virkningsgrad for hovedmotoren er bestemt til 0,57. Dette er en klar fordel, da hovedmotorens brændstofforbrug var næsten 5 gange så stort som generatorsættenes til sammen i løbet af erhvervspraktikken. Det gennemsnitlige brændstofforbrug beløb sig således til [kr] per driftsdøgn. 23 Index = Et mål for brændstofventilernes stilling på en skala. Angiver i procent i forhold til maksimum hvor meget der åbnes for brændstoftilførsel til hovedmotorens cylindre. Side 32 af 48

38 9. Elforsyning med akselgenerator 9.1 Akselgenerator En akselgenerator er beregnet til at blive drevet af hovedmotorens propelleraksel. Ved at udnytte hovedmotorens ofte store effektydelse drives akselgeneratoren ved hjælp af en udvekslingskomponent, der er koblet direkte på propellerakslen. Denne udvekslingskomponent kan eksempelvis være et udvekslingsgear eller en hydraulikpumpe. Disse komponenter kan placeres i begge ender af hovedmotoren, da de som sagt drives af akslen, som bekendt går tværs igennem hovedmotoren. Visse hovedmotorer har dog ikke udtag i begge ender. Akselgeneratoren er typisk placeret ved siden af eller oven på udvekslingen. Nedenfor er vist en skitse over en akselgenerator, som er drevet via en gearudveksling: Figur Eksempel på installation med akselgenerator via udvekslingsgear Kilde: MAN B&W, (web-link 9.1.1, s.26) Akselgeneratorer blev populære i løbet af 1980 erne, da man eftersøgte alternativer til de, dengang, mindre effektive traditionelt drevne generatorsæt, som ikke var i stand til at køre på HFO men der i mod på den dyrere dieselolie, (web-link 9.1.3) og (web-link 9.1.4). Med tiden er generatorsættene dog blevet mere udviklede og effektive, og nu om dage er det meget afhængigt af den enkelte situation, hvad der er bedst økonomi og størst driftssikkerhed i. Akselgeneratoren har dog en del fordele som skiller sig ud frem for generatorsæt. De er støjsvage, da de ikke kræver deres eget motorsæt til fremdrivning, men der i mod benytter hovedmotorens effekt. De optager ikke meget ekstra plads i maskinrummet, hvilket har meget at sige indenfor skibsfart, og så kræver de mindre vedligeholdelse end generatorsæt. En klar ulempe er dog, at siden de er afhængige af hovedmotoren som drivmiddel, kan de naturligvis ikke benyttes, når hovedmotoren er standset ved eksempelvis havneophold. Ydermere stiller de visse krav til omdrejningstallet på drivakslen alt afhængigt af de aktuelle krav fra forbrugerne til frekvens og spændingskvalitet. Disse krav til omdrejningstal kræver oftest, at der er installeret en CPP, Side 33 af 48

39 (web-link 9.1.1, s.5), medmindre der kan kompenseres ved hjælp af frekvensomformere. Dette er dog typisk en dyr løsningsmodel. Akselgeneratoren kan bygges til både at virke som generator og motor, PTO/PTI 24, hvilket kan være en fordel, hvis der eksempelvis er brug for ekstra effekt på propellerakslen af en årsag. De kan installeres, så de benytter hovedmotorens smøreolie og kølevandssystem, såfremt de respektive systemer har ekstra kapacitet til denne ekstra byrde (web-link 9.1.1, s.8). Akselgeneratoren har således vist sig at være fleksibel både ved implementering og i drift, og der er blevet udviklet videre på dens koncept. Blandt andet har den inspireret til udvikling af en akselmotor, som drives af damp produceret ved hjælp af hovedmotorens udstødsgas ( Maskinmesteren, bilag 32). Akselgeneratorer tilbydes blandt andet af hovedmotorfabrikanter, som direkte implementerer akselgeneratorer i motorløsninger til nybygninger, men de fremstilles også separat til installering ved modificering af allerede installerede motoranlæg og elforsyningsanlæg. 9.2 Akselgenerator i drift på M/S TORM Laura Som et alternativ til en del af elforsyningen ombord på M/S TORM Laura forestilles der installeret og i drift taget en akselgenerator. Ved at flytte dele af belastningen fra de nuværende 4 installerede HFO/diesel generatorsæt over på en akselgenerator vil udgifterne til brændstof fordele sig anderledes, da den flyttede el-effekt skal leveres af hovedmotorens drivkraft i stedet. Akselgeneratoren forestilles at skulle varetage elforsyning til den normale apteringsdrift, når skibet er til søs. Denne belastning er tidligere fundet til et gennemsnit på 607 [kw] med en peakværdi i løbet af erhvervspraktikken på 722 [kw]. Endvidere forestilles akselgeneratoren at skulle supplere op med tilgængelig effekt under havnemanøvre, når bowthrusteren bruges og hovedmotorens tilgængelige effekt varierer i takt med belastningen fra CPP. Til denne opgave er valgt en akselgeneratormodel fra danske MAN B&W. Typen er valgt til at være en BW IV/CGR 25, hvor BW IV henviser til akselgeneratorens fysiske konfiguration (bilag 33). Denne type akselgenerator er beregnet til at blive installeret bag hovedmotoren. Dette typevalg er begrundet i, at der er uudnyttet plads til en akselgenerator agten for hovedmotoren på M/S TORM Laura. Der er her således opmålt 9,71 [m] målt fra svinghjulet agten på hovedmotoren til stævnrørspakningen ved agterskottet. For detaljeret tegning over hovedmotor og akselarrangement henvises til Stævnrørspakning Hovedmotor Figur Agten for hovedmotor, M/S TORM Laura Kilde: Privat foto (bilag 34). I løbet af erhvervspraktikken blev der gennemsnitlig leveret en bremseeffekt fra hovedmotoren på 6320 [kw], og en peakværdi på 9729 [kw]. Tages det i betragtning, at hovedmotoren fra fabrikanten er oplyst til en maksimal bremseffekt på [kw], (bilag 29, figur 29.3), og ved performancetest den 5. september 2008 er målt til at opnå en bremseffekt på 9738 [kw] ved maksimalt omløbstal og ukendt propellerbelastning, (bilag 30, figur 30.4) og (tabel 8.5.4), vurderes hovedmotoren til at have tilstrækkelig effekt til at drive en akselgenerator ud fra de forhold og driftsformer som M/S TORM Laura blev drevet under i løbet af erhvervspraktikken. Ud fra de nævnte effektdata vælges en standardstørrelse på akselgeneratoren til 1200 [kw] el-effekt, med en total virkningsgrad på 0,92 [-], (web-link 9.1.1, s ). Der forudsættes installeret automatisk reguleret udstyr til styring af effektfordelingen mellem 24 PTO/PTI = Power Take Out / Power Take In. 25 CGR = Gear Constant Ratio. Side 34 af 48

40 akselgeneratoren og de HFO drevne generatorsæt således, at hovedmotoren ikke overbelastes og derved kommer til at sejtrække, (web-link 9.2.1, kapitel 3). Ligeledes forudsættes der konstant omdrejningstal på hovedmotorens aksel under sejlads, hvortil akselgeneratorens udvekslingsgear er tilpasset således at en frekvens på 60 [Hz] kan holdes konstant. Da denne type akselgenerator er udviklet specielt til at fungere i arbejdsmiljøet på et skib forudsættes det også, at den valgte akselgenerator er i stand til at fungere i miljøet ombord på M/S TORM Laura. Her tænkes blandt andet på temperatursvingninger og vibrationer. Akselgeneratoren forudsættes synkroniseret og indkoblet på hovedskinnen så snart hovedmotoren er opstartet og fundet stabil. Dette forudsættes gjort manuelt af den vagthavende maskinmester ved hjælp af det før omtalte load-share program, som tjener til forebyggelse af overbelastning af hovedmotoren. I loadshare programmet forudsættes det slutteligt, at den vagthavende maskinmester manuelt kan regulere belastningen af akselgeneratoren, hvis dette skulle blive aktuelt. 9.3 Ny brændstoføkonomi Ved indsættelse af en akselgenerator på M/S TORM Laura må det forventes ud fra gældende forudsætninger fra (afsnit 9.2), at den byrde fra el-forsyningen som før pålå generatorsættene under driftssituationen Sea, nu flyttes til akselgeneratoren og dermed hovedmotoren. Denne belastning fra elnettet er tidligere fundet til en gennemsnitbelastning på 607 [kw], (bilag 12, tabel 12.1). Dette gennemsnit vil i de følgende beregninger repræsentere driftsbelastningen Sea. Fabrikanten oplyser den totale virkningsgrad på den valgte model af akselgenerator til 0,92 [-]. Ved omregning (bilag 36, beregning 36.1) med denne faktor findes denne belastning, hovedmotoren udsættes yderligere for af akselgeneratoren, til 660 [kw]. Hovedmotorens leverede effekt til propelleren samt leveret effekt til akselgeneratoren vil derfor være den nye driftsbelastning af hovedmotoren. Dette vil selvfølgelig medføre en ændring i det specifikke effektive brændstofforbrug, når hovedmotoren skal trække en tungere belastning. Det antages, at denne forøgelse af det specifikke effektive brændstofforbrug stiger proportionalt med effektbelastningen, da den ekstra effektbelastning udgør cirka 6 % ekstra i forhold til den oprindelige belastning af hovedmotoren fra propelleren (bilag 35). Set ud fra (figur 8.5.5) vil stigningen i så lille et interval tilnærmelsesvis kunne betragtes som proportionalt med effektforøgelsen (bilag 36, beregning 36.3). Ud fra denne antagelse kan det nye brændselsolieforbrug per sekund findes (bilag 36, beregning 36.4), og dette vil kunne omregnes til et nyt totalt brændstofforbrug i alt for hovedmotorens driftstimer med akselgenerator indkoblet (bilag 36, beregning 36.5). Ud fra de gældende bunkerpriser samt valutakurser er dette nye forbrug for hovedmotoren med akselgenerator indkoblet for marts 2009 beregnet til [dkr] i forhold til et tidligere forbrug for samme måned på [dkr] uden akselgenerator indkoblet (bilag 36, beregning 36.7). Altså en merudgift på [dkr] for at have akselgeneratoren indkoblet. Til disse data skal det dog nævnes, at de er beregnet på baggrund af driftsbelastningen Sea på M/S TORM Laura for marts måned Denne er, som tidligere nævnt fundet som en gennemsnitsbelastning, og der er regnet med denne samme belastning som ekstra belastning på hovedmotorakslen for hele måneden i løbet af hovedmotorens driftstimer. Der er således ikke taget højde for eventuelle fluktuationer i netbelastningen. Eventuelle overskridelser af akslegeneratorens fastsatte grænseværdier for belastning vil således resultere i indkobling af et HFO-/diesel drevet generatorsæt jævnfør forudsætningerne i (afsnit 9.2). Ud fra de nævnte beregninger vil hovedmotorens økonomiske virkningsgrad således ændre sig fra 0,57 [-] uden akselgenerator til 0,60 [-] med akselgenerator indkoblet (bilag 31) og (bilag 35). Ud fra (figur 8.5.5) ville den økonomiske virkningsgrad forventes at falde en anelse, da hovedmotoren med akselgenerator indkoblet vil kræve mere brændstof, da den krævede effekt også er højere. Dette er aflæst Side 35 af 48

41 på (figur 8.5.5) indenfor en akselbelastning på %, som synes at være den tenderende belastning med og uden akselgenerator jævnfør (bilag 31) og (bilag 35). Det bemærkes dog imidlertid, at den økonomiske virkningsgrad uden akselgenerator er beregnet over hele praktikperioden 9/2 2/ (bilag 31) hvor i mod den økonomiske virkningsgrad med akselgenerator er beregnet for en udvalgt periode, marts 2009 (bilag 35). Den netbelastning, der nu forestilles flyttet over på hovedmotorens aksel ved hjælp af akselgenerator, forestilles ligeledes fjernet fra de nuværende installerede generatorsæt. I det følgende forudsættes det, at netbelastningen for driftssituationen Sea varetages af ét generatorsæt, når akselgenerator ikke er indkoblet. Denne belastning fra nettet vil generatorsættets motor opleve som en hårdere belastning på grund af generatorens virkningsgrad. Som nævnt i (afsnit 8.4) er denne virkningsgrad antaget til 0,98 [-] og akselvirkningsgraden til 1 [-]. Ved hjælp af disse virkningsgrader kan den faktiske belastning for generatormotoren findes (bilag 37, beregning 37.1). Endvidere regnes der, af mangel på eksakte data for generatorsættene, med en gennemsnitsværdi for generatorsættenes specifkke effektive brændstofforbrug på 5,120 10, som nævnt i (afsnit 8.4). Herved er det muligt med en vis fejlmargen at beregne generatormotorens brændstofforbrug per sekund (bilag 37, beregning 37.2). Da det er af interesse at fastslå generatorens totale brændstofforbrug for den periode akselgeneratoren ville have kørt, findes dette ud fra gennemsnitsværdien af og hovedmotorens driftstimer per døgn (bilag 37, beregning 37.3). Herved kan differensen i totalt brændstofforbrug for generatorsæt #1-4 for kørsel med og uden akselgenerator altså beregnes ved at subtrahere den beregnede differens fra det målte totale brændstofforbrug for generatorsæt #1-4(bilag 37, beregning 37.4). Ved grafisk fremstilling fremkommer følgende tendenser: 50,0 Brændstofforbrug TORM Laura, marts 2009 Brændstofforbrug [tons] 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 ME m. akselgenerator ME u. akselgenerator AUX u. akselgenerator AUX m. akselgenerator Graf Brændstofforbrug for hovedmotor og generatorsæt, M/S TORM Laura, marts 2009 Kilde: Maskinrumsdagbog samt (bilag (16), (20), (28), (31) og (35)), (cd-rom/data/effektdata) Kurverne for hovedmotor med og uden akselgenerator bemærkes til at følge hinanden. Forklaringen skal findes i, at der under beregningerne konsekvent blev lagt den samme procentvise stigning til det specifikke effektive brændstofforbrug som fundet i den leverede akseleffekt (bilag 36, beregning 36.3) samt (afsnit 9.3), hvilket netop var fastsat som et gennemsnit på 660 [kw] hvert døgn. Denne antagelse medfører en vis fejlmargen for det endelige resultat, men det er desværre ikke muligt at beregne den eksakte værdi af uden en ligning/funktion for omsætningsforholdet per kwh. (figur 8.5.5) er kun vejledende og det har ikke været muligt at indhente en eksakt graf over fra fabrikanten. Kurverne for Side 36 af 48

42 generatorsættene med og uden akselgenerator bemærkes endvidere til at overlappe hinanden punktvis. Dette skyldes, at brændstofforbruget fra generatorsættene med og uden akselgenerator er identiske, når hovedmotoren, og dermed akselgeneratoren, ikke er i drift. Generatorsættene aflastes dermed ikke, og brændstofforbruget er dermed det samme med/uden akselgenerator. Forsøges differensen ved kørsel med/uden akselgenerator illustreret ved hjælp af driftstimer på generatorsættene, fremkommer følgende tendens: Driftstimer [h] Driftstimer generatorpark, TORM Laura, marts 2009 m. akselgenerator "Sea" u. akselgenerator Graf Driftstimer for generatorpark, M/S TORM Laura, marts 2009 Kilde: Maskinrumsdagbog samt (bilag (16) og (35)), (cd-rom/data/effektdata) Det bemærkes, at differensen imellem de to kurver netop er lig hovedmotorens driftstimer og dermed også akselgeneratorens, når der ses bort fra opstart, m.m. Ved kørsel med akselgenerator vil der således kunne spares 40 [%] af generatorsættenes driftstimer væk for marts 2009 (bilag 38, beregning 38.1). I dette er der ikke taget højde for eventuel simultan kørsel med flere generatorsæt, hvorved der eventuelt kunne spares yderligere driftstimer væk med kørsel af akselgenerator. Udføres der beregning på kostprisen for den mængde brændstof, generatorsættene forbruger mindre ved kørsel med akselgenerator for marts 2009 findes den nye kostpris til [dkr] i forhold til kostprisen for kørsel uden akselgenerator på [dkr], (bilag 36, beregning 36.6). Altså en besparelse i brændstof på [dkr]. Da værdien for det specifikke effektive brændstofforbrug for generatorsættene jo blev forudsat til en gennemsnitsværdi, som antager den samme størrelse ved kørsel med/uden akselgenerator, forbliver den økonomiske virkningsgrad for generatorsættene den samme, da denne størrelse jo netop angiver et forhold om, hvor meget motoren yder i forhold til den tilførte energimængde, (Kerstens, (2007), s.39). Ved kørsel med akselgenerator er den værdi, der har brændstofmæssigt størst interesse, differensen i kostpris for at flytte el-forsyningen over på hovedmotoren frem for de traditionelle generatorsæt på M/S TORM Laura. Ved beregning findes denne værdi dog til en negativ værdi på [dkr], (bilag 35). Altså en merudgift til brændstof for at køre med akselgenerator på hovedmotoren i marts 2009 frem for at lade elforsyningen ske med generatorsæt, som situationen er p.t. Dette forhold vil dog være genstand for yderligere vurdering under (afsnit 10). Side 37 af 48

43 9.4 Delkonklusion II Analysen af drift med akselgenerator installeret på M/S TORM Laura har belyst mange aspekter af denne nye situation samt rejst en række fordele og ulemper ved drift med akselgenerator. Eksempelvis vil det ikke kræve frigørelse af yderligere plads til akselgeneratoren i maskinrummet, da der er ledig plads agten for hovedmotoren. Denne frie plads er beliggende direkte oven over propellerakslen, hvilket er optimalt for placeringen af en akselgenerator. Hovedmotoren på M/S TORM Laura er fra skibsværftet forberedt på en mulig installation af akselgenerator, og det vil således ikke kræve en komplet omkonstruktion af hovedmotorens design at montere en akselgenerator (bilag 34). Da akselgeneratoren er drevet af hovedmotoren kan denne naturligvis udelukkende bruges, når hovedmotoren er i drift. Dette indskrænker akselgeneratorens drift til at omfatte driftssituationen Sea og under havnemanøvre, hvor den kan bruges til at supplere bowthrusteren, såfremt der er ledig kapacitet. De omtalte omstændigheder stiller derfor krav om, at der ved el-forsyning med akselgenerator er behov for el-forsyning ved selvstændig drift også, således at skibets el-forsyning kan opretholdes uanset skibets driftssituation samt i situationer, hvor akselgeneratoren ikke måtte kunne levere den effekt, der er påkrævet uanset årsag. Endvidere stilles der visse krav til akselgeneratorens, og dermed hovedmotorens, omdrejningstal. Såfremt en konstant frekvens på 60 [Hz] skal kunne opretholdes, er det afgørende at propellerakslen, som driver akselgeneratoren, holder et konstant omdrejningstal. Dette sikres ved hjælp af akselgeneratorens påmonterede udveksling, såfremt kravene til spændingskvalitet og frekvens tillader det. Fabrikanten af akselgeneratoren oplyser, at der ved den valgte model akselgenerator, BW IV/CGR 1200 [kw], stilles krav om CPP (web-link 9.1.1, s. 5). I forvejen er der installeret CPP på M/S TORM Laura. Dette krav vil således kunne regnes for opfyldt. Til dette projekt er dog forudsat, at kravene til henholdsvis omdrejningstal, frekvens og spænding, m.m. er opfyldt, således at der kan fokuseres på det brændstofmæssige aspekt ved drift af akselgeneratoren. Ved drift af akselgeneratoren i driftssituationen Sea er netbelastningen henover et døgn fundet som et gennemsnit på 607 [kw]. Denne netbelastning omregnes med respektive virkningsgrader, og ligger således til grund for alle udregninger på skibets behov for el-forsyning til søs. Ved beregninger er udvalgt marts måned 2009 som datagrundlag. I disse beregninger findes, at den ekstra belastning af hovedmotoren ved drift af akselgeneratoren ved før nævnte forhold beløber sig til 6 %. Denne ekstra belastning vurderes at være indenfor hovedmotorens kapacitetsområde således, at det sammen med en forudsat automatisk regulering af effektbelastningen styres, at hovedmotoren ikke overbelastes på noget tidspunkt. Hovedmotorens specifikke effektive brændstofforbrug er indenfor de 6 % ekstra belastning forudsat til at stige proportionalt med belastningen. Af mangel på data begås der en bevidst fejl ved denne antagelse, hvor der skal tages højde for dette ved en vurdering af beregninger der inkluderer denne størrelse. Ligeledes forudsættes det specifikke effektive brændstofforbrug for generatorsættene at antage en fast værdi ved det antagede gennemsnit for netbelastning på 607 [kw] i driftssituationen Sea. Denne værdi er udregnet som et gennemsnit per generatorsæt, og regnes som en konstant størrelse. Dette skyldes at der ikke foreligger belastnings- og brændstofdatadata for hver enkelt generatorsæt. Ved denne antagelse begås der igen en bevidst fejl, som der må lægges vægt på ved vurdering af beregningsmæssige resultater hvori denne antagede værdi har indgået i beregningerne. Ved drift med akselgenerator i driftssituationen Sea på M/S TORM Laura er det for marts 2009 beregnet, at hovedmotorens merforbrug med akslegenerator indkoblet overstiger besparelsen i udkobling af traditionelle generatorsæt med [dkr]. Dette på trods af en besparelse på 40 % af de driftstimer, som generatorsættene ellers ville have forbrugt for marts 2009 uden akselgenerator. Side 38 af 48

44 10. Diskussion Det negative resultat af beregningerne på brændstoføkonomien på M/S TORM Laura skal, som tidligere nævnt, ses i lyset af de data, der har været at arbejde ud fra. Her ledes tankerne især hen på de antagede værdier for specifik effektiv brændstofforbrug. For generatorsættene blev der beregnet en gennemsnitsværdi, som blev forudsat konstant for netbelastningen ved driftssituationen Sea. Definitionen på specifik effektivt forbrug er forbrug i forhold til den aktuelle ydelse (Kerstens, (2007), s. 41). Altså er der her tale om en flygtig værdi, der kontinuerligt ændrer sig som funktion af belastningen, hvilket ikke stemmer overens med den antagede konstante værdi for. En korrekt øjebliksværdi af det specifikke effektive brændstofforbrug må ud fra teorien nødvendigvis defineres ud fra en funktion af brændstofflowet til den enkelte generatormotor som funktion af den leverede akseleffekt. Disse værdier må for at opnå en kvalitativt repræsentativ brugbarhed optages kontinuerligt over et antal driftsdøgn i driftssituationen Sea, og en graf for som funktion af leveret akseleffekt må tegnes op. Nøjagtigheden af denne graf kan sammenholdes med grafen for et fabriksnyt generatorsæt, såfremt dette er tilgængeligt og afvigelserne mellem disse må antages primært at skyldes slitage på det installerede generatorsæt. Fabrikanten Wärtsilä oplyser , (bilag 39), men oplyser intet om kurven for. Sammensættes de stykvise værdier for, der er beregnet ud fra de indsamlede data under erhvervspraktikken, kan følgende tendens for det specifikke effektive brændstofforbrug illustreres: Specifik effektivt brændstofforbrug, TORM Laura, marts 2009 Samlet be [g/kwh] Akseleffekt Pb [%] Samlet be for gen.set. # totalt gennemsnit Løbende gennemsnit Graf 10.1 Graf for beregnet ud fra stykvise data, M/S TORM Laura, marts 2009 Kilde: (bilag 28) Ombord på M/S TORM Laura var det ikke muligt at optage kontinuerlige data over leveret akseleffekt samt brændstofflow, og de værdier der er brugt i de respektive beregninger på må betragtes som værende vedhæftet en fejlmargen. Grafisk illustreres dette argument bedst ved at sammenholde (graf 10.1) med (figur 8.4.5). Om end enheden på ordinaten er anderledes fra (graf 8.4.3) fremkommer samme tendens. Det ses tydeligt, at grafen ikke er identisk med den forventede teori (figur 8.4.5) og afvigelsen må antages at skyldes den forventede fejlmargen ved at benytte en fast værdi for i beregninger på generatorsættenes brændstoføkonomi. Bemærk at endepunktet for grafen for løbende gennemsnit er den antagede konstante værdi 5, ,3 som er benyttet i beregninger vedrørende generatorsættene. Side 39 af 48

45 Den mekaniske virkningsgrad, der ligger til grund for beregninger på brændstofflow på generatorsættene og dermed det specifikke effektive forbrug, er beregnet ved hjælp af de optagne performancetest på generatorsættene. Om end måleudstyret til denne performancetest er selvkontrollerende må det stadig tages i betragtning, at der kun blev taget en performancetest på hvert generatorsæt, hvilket kvantitativt ikke giver det bedste grundlag for fastsættelse af en virkningsgrad, der er blevet brugt i samtlige beregninger på brændstofflow for generatorsættene. Endvidere blev der brugt et samlet beregnet gennemsnit af værdierne for mekanisk virkningsgrad på generatorsæt #2-4 på 0,72 [-]. Hvor stor en indvirkning forholdene omkring den mekaniske virkningsgrad har haft på det endelige brændstoføkonomisk resultat kendes ikke. Til beregning af den økonomiske virkningsgrad er der endvidere benyttet en antaget værdi for brændstoffets nedre brændværdi på 40,9, (bilag 18). Der er ikke rekvireret data fra brændstofanalysen af den HFO, der blev benyttet i løbet af erhvervspraktikken. Det kan således heller ikke vides med sikkerhed, at den benyttede nedre brændværdi stemmer overens med den faktiske værdi. Den mulige fejlmargen er dog yderst begrænset (Wetterberg, (2007), s ), da den nedre brændværdi for HFO varierer i mindre grad. Set ud fra projektets endelige resultat må det vurderes ikke at have nogen betydning, da den økonomiske virkningsgrad ikke indgår i beregninger på brændstofflow, men der i mod kun har en overbliksmæssig værdi. Et forhold vedrørende brændstofflow, der derimod vurderes som vigtigt at tage i betragtning er svigtet af det måleur, der måler returløb af brændstof fra generatorkredsen. Som nævnt i (afsnit 8.4) vides det ikke, hvor længe dette måleur har været vedhæftet en fejlvisning grundet træg bevægelse af løbehjulet indvendigt. Dette kan have forvrænget billedet af totalt brændstofforbrug til generatorsættene for en periode. Brændstofflowet til de enkelte generatorsæt er beregnet som et gennemsnit baseret på netop denne oplysning om totalt brændstofforbrug per driftsdøgn. Hvorvidt dette har haft en afgørende betydning vides ikke med sikkerhed, men det må tilskrives som en mulig fejlkilde ved variation i de data, der berører brændstoføkonomi for generatorsæt #1-4 på M/S TORM Laura. Ved beregning af på hovedmotoren er denne værdi fundet uden gennemsnit, da der er data tilgængelig for samtlige driftsdøgn for marts 2009 som beregningerne er baseret på, samt at der her er tale om beregninger på kun én motor. Dette gør disse data for på hovedmotoren mere repræsentative. Der er dog stadig en væsentlig forskel mellem fabrikantens oplyste kurve for (figur 8.5.5) og den kurve, der er fremkommet ved hjælp af beregninger på data optaget i løbet af erhvervspraktikken (graf 8.5.6). Sidstnævnte kurve har ikke en tenderende U-kurve som (figur 8.5.5). Der er flere oplagte grunde til denne afvigelse, hvor af slitage på hovedmotoren må tages i betragtning. Hovedmotoren havde ved afslutning af erhvervspraktikken den. 2. april 2009 været i drift timer (cd-rom/data/engine log). Efter drift i dette antal timer må der forventes effekttab flere steder i motoren. Her i blandt ved stempelringene, som ved slidte tolerancer må forventes at have forøget tryk- og varmetab ved friktion mellem stempelringene og cylinderforingerne (Jørgensen/Pedersen, (2000b), s. 168). Der skal således mere brændstof til at opretholde det samme forbrændingstryk påkrævet. Der foreligger ingen oplysninger om udskiftning af stempelringe på M/S TORM Laura efter levering fra værftet. Et andet forhold vedrørende afvigelse i hovedmotorens graf der er oplagt, er validiteten af de data, der er optaget for bremseeffekt på hovedmotoren. Der er her kun optaget data én gang per driftsdøgn, hvor i mod det for generatorsættene blev tilstræbt fire gange per driftsdøgn. Det må anses for optimalt at optage kontinuerlige målinger på akseleffekten sammenhørende med brændstofflowet til hovedmotoren over flere driftsdøgn. Dette har ikke været muligt, så i stedet er der brugt punktvise værdier per driftsdøgn for ovennævnte i beregninger på hovedmotorens brændstoføkonomi. Dette må forventes at forringe sandsynligheden for sandfærdige resultater ved Side 40 af 48

46 beregningerne på brændstoføkonomien. Endvidere foreligger der ikke fabrikantoplysninger om måleusikkerheden på instrumentet til måling af bremseeffekt på hovedmotorens aksel. En fejlkilde dette sted ville kunne give store usikkerheder for alle beregninger baseret på data om hovedmotorens bremseeffekt. Forøgelsen af på hovedmotoren ved drift med akselgenerator blev netop i lighed med forøgelsen af bremseeffekten fastsat til 6 %, da det blev vurderet at stigningen af i så lille et interval (graf 8.5.6) var næsten lig de 6 % stigning for bremseeffekt. Da dette forhold må anses for at variere fra de faktiske forhold, vil en eventuel fejlkilde i bremseeffekten kun forstærke dettes virkning. Hovedmotoren er som nævnt under analysen vurderet til at have tilgængelig bremseeffekt til at drive en akselgenerator i driftssituationen Sea. Dette er baseret på de målinger af bremseeffekt, der blev foretaget i løbet af erhvervspraktikken. Er de aflæste data for bremseeffekt behæftet med fejl, vil selve grundlaget for implementering af akselgenerator falde bort, da det naturligvis ikke er muligt at drive en akselgenerator uden den nødvendige effekt. Netbelastningen Sea er fundet som et gennemsnit ud fra en serie registrerede øjebliksværdier, og udgør således kun en repræsentativ størrelse for netbelastningen over et driftsdøgn. Det skal her bemærkes, at der kun er optaget værdier for netbelastningen indenfor tidsrummet 6-15, hvilket også udelader muligheden for et komplet statistisk overblik. Ved drift med akselgenerator er det tidligere nævnt, at der ikke er taget højde for eventuelle fluktuationer i netbelastningen. Dette faktum vil således kunne risikere at ændre brændstofforbruget, da hovedmotoren må henholdsvis forstærke og formindske tilførslen af brændstof for at imødekomme effektbehovet. Ved eventuel svær belastning på hovedmotorakslen fra propelleren, således at styringen for akselgeneratoren vurderer at hovedmotoren eller akselgeneratoren overbelastes ved yderligere netbelastning, vil opstart af et generatorsæt ved fluktuationer i netbelastningen medføre, at der forbruges mere brændstof end antaget i beregningerne på brændstoføkonomi med akselgenerator i drift, da disse er baseret på en jævn belastning igennem hele hovedmotorens driftstid. Der er således ikke taget højde for variationer i brændstofflowet samt eventuelt samkørsel af akselgenerator og et eller flere generatorsæt. I løbet af erhvervspraktikken blev der registreret en peakværdi på netbelastning i driftssituationen Sea på 722 [kw], hvilket svarer til en forøgelse på 16 % i forhold til det, i beregningerne, brugte gennemsnit for netbelastning på 607 [kw] i driftssituationen Sea. Disse fluktuationer i netbelastningen må vurderes at have en latent risiko for at ændre brændstofforbruget til henholdsvis hovedmotor og generatorsæt fra det beregnede. Ved kontinuerlige målinger af netbelastningen opnås endvidere et mere klart overblik over selve effektudnyttelsen af generatorsættene end det, der er tilgængeligt for erhvervspraktikken. Fabrikanten Wärtsilä anbefaler som nævnt 100 % udnyttelse af generatorsættenes effekt, hvilket ud fra de tilgængelige data ikke kan siges at være opnået i løbet af erhvervspraktikken på M/S TORM Laura. Hvorvidt den manglende effektudnyttelse kan siges udelukkende at være skyld i tilstopning af partikelfilteret på hvert generatorsæt med kortere serviceintervaller til følge er uvist. De optagne performancetest indikerer dog via kompressionstrykkene for generatormotor #2-4, at stempelringstætningerne i de respektive forbrændingskamre ikke er slidte. Skraberingene på stemplet må derfor forventes at fungere efter hensigten, hvilket indikerer at der under ringe udnyttelse af forbrændingens effekt samt eventuelt særlig partikelholdigt HFO sodes ekstra under forbrændingsslagene. Denne sod optages i generatormotorens smøreolie og udskilles derefter primært i generatormotorens centrifugefilter. Ved overleveret mundtlig empiri fra maskinbesætningen udtrykkes dette forhold til at være fundet til netop at skyldes ovenstående kriterier. Dette er ikke entydigt, da der udelukkende er ført log over sedimentlaget i centrifugefilteret og Side 41 af 48

47 ikke effektbelastningen på hvert generatorsæt for samme driftsperiode. Forholdene indikerer dog kraftigt, at der er en sammenhæng. Primært bør opmærksomheden rettes mod det faktum, at styringen for generatorsættene ikke er i stand til at slå et generatorsæt af, hvis der er under tre generatorsæt i drift. Den dermed forventede forringede effektudnyttelse til følge ud fra optagne data over netbelastning i driftssituationen Sea ved tvunget equal share mode er oplagt som værende forstærkende faktor ved dette forhold. På henholdsvis hovedmotor og generatorsæt blev der registreret driftstimer hvert døgn i løbet af erhvervspraktikken. Ud fra disse data er det fastslået, hvor længe hver enhed har kørt i det indeværende driftsdøgn. Driftstimedataene for generatorsættene viser dog ikke noget om, hvor vidt ét eller flere generatorsæt har kørt på samme tid i løbet af et døgn. Som tidligere nævnt er det registreret ved punktvis optagelse af data for netbelastning, hvor mange generatorsæt der var i drift på registreringstidspunktet. Disse data er dog mangelfulde, og der fremkommer ikke noget fuldstændigt overblik over hvert generatorsæts driftstimer, som der ville ved kontinuerligt driftstimeregistrering. Herved ville der skabes komplet overblik over hvilke generatorsæt der har været i drift hvornår og det ville kunne anslås, hvorvidt der ville kunne spares brændstofflow til ét eller flere generatorsæt ved kørsel med akselgenerator. Den beregnede differens i brændstof mellem drift med/uden akselgenerator ville således kunne risikere at ændres, så differensen blev mindre eller ligefrem til en positiv differens i brændstof. Den beregnede differens i før omtalte brændstofforbrug er i projektet baseret på, at der kun er ét generatorsæt i drift i løbet af samtlige driftstimer for hovedmotoren. Eventuel samkørsel med flere generatorsæt er der ikke kompenseret for. Hvis der var mulighed for kontinuerlig registrering af driftstimer og netbelastning på generatorsættene samt brændstofflow, ville det have været muligt at beregne den eksakte differens i brændstofforbrug. Udnyttelse af hovedmotor og generatorsæt rent driftstimemæssigt påvirkes dog ikke af denne fejlmargen, da denne udnyttelse er beregnet på grundlag af optimum; det vil sige alt maskinel i drift kontinuerligt. Der er her således tale om faste værdier, og de fundne resultater på 38 % udnyttelse driftstimemæssigt i forhold til maksimum for generatorsættene samt 58 % for hovedmotoren kan herved betragtes som pålidelige. Enkelte størrelser blev antaget til en værdi under beregningerne. Aksel- og generatorvirkningsgraden på generatorsættene blev antaget til henholdsvis 1 [-] og 0,98 [-]. Teorien bag en akselvirkningsgrad bunder i, at der er mulighed for energitab ved eksempelvis vibrationer i samlinger og over lange akselafstande. Akslen på generatorsættene er som nævnt under 0,5 [m] længde samt afbalanceret med et løbehjul 26 (cdrom/videoer/ Rundtur i hovedgeneratorrum), hvorved det vurderes at der ikke forekommer nævneværdige vibrationer. Fabrikanten oplyser intet om akselvirkningsgrader, og med baggrund i ovenstående er virkningsgraden derfor antaget til optimum. Energitab i akslen som følge af varme ved friktion anses for ikke tilstedeværende, da der ikke er nogle samlinger, lejer eller led på akslen. Både motor og generator er solidt boltet fast til dørken i generatorrummet således, at selve generatorsættet kan betragtes som fikseret. Den antagede akselvirkningsgrad er vurderet som sandsynlig som følge af nævnte argumenter. Ligeledes som akselvirkningsgraden foreligger der ikke nogle oplysninger fra den kinesiske fabrikant (web-link 8.4.6) om generatorvirkningsgraden. Denne er antaget til 0,98 [-], da det vurderes i forhold til gældende teori, at generatoren har visse strømvarmetab til henholdsvis stator og magnetiseringsviklinger, jerntab i stator og 26 Flywheel = Et massivt løbehjul påmonteret generatorakslen med det formål, at opnå et intertimoment under driften således, at generatoren og motoren er mindre følsom overfor pludselige ændringer i omdrejningshastigheden, m.m. Side 42 af 48

48 polsko samt mekaniske tab i lejer og eventuelle samlinger (Petersen, (2006), s. 173). Generatoren er endvidere kølet med generatormotorens kølevand (bilag 21, tabel 21.1), og ud fra temperaturdifferensen på dette kølevand er det vurderet sammen med varmetabet fra generatormotoren, at generatorvirkningsgraden af mangel på fabrikantdata kunne sættes til 0,98 [-]. Ved sammenligning med den af fabrikanten oplyste total virkningsgrad for akselgeneratoren på 0,92 [-] fremstår denne antagede værdi ikke usandsynlig, da akselgeneratorens indre komponenter er bygget op ud fra samme princip som generatoren på generatorsættene. De nævnte forhold vedrørende beregninger på brændstofforbrug må tages i betragtning når de beregnede resultater for brændstofdifferens skal vurderes. Forøgelsen af brændstofforbrug til hovedmotoren for marts 2009 blev beregnet til [dkr], hvilket svarer til en procentvis forøgelse på 13 % i forhold til brændstofforbrug for marts 2009 uden akselgenerator. Reduktionen i brændstofforbrug til generatorsættene blev beregnet til [dkr], hvilket svarer til en procentvis reduktion på 41 %, ligeledes i forhold til brændstofforbrug for generatorsæt marts 2009 uden akselgenerator. Forskellen imellem den negative differens, merudgift, ved drift med akselgenerator på [dkr] og til et break-even point svarer således til en forskel på 31 %. I hvor stor grad de her diskuterede fejlmargener på de udførte beregninger på M/S TORM Laura har indflydelse på det endelige resultat kendes ikke. De beregnede brændstofmæssige økonomiske konsekvenser ved drift med akselgenerator på M/S TORM Laura må derfor vurderes ud fra kvalitet og kvantitet af de data og den empiri, der har været tilgængelig. Da der er brugt gennemsnitlige værdier i stor grad som grundlag for beregninger på det specifikke effektive brændstofforbrug på generatorsættene, må disse forventes at være årsag til en væsentlig fejlmargen på resultatet for, hvor meget differens i brændstofforbruget til generatorsæt der vil være ved drift med/uden akselgenerator. Ligeledes er der usikkerhed omkring den antagede stigning i specifik effektivt brændstofforbrug på hovedmotoren på 6 % ved drift med akselgenerator. Måling af bremseeffekt på hovedmotoren indtager en central rolle i beregninger på hovedmotorens brændstofforbrug, og muligheden for fejl i disse målinger vil medføre en væsentlig forskel på differensen i forbrugt brændstof ved drift med akselgenerator. Disse tre forhold må anses for at være de primære mulige fejlkilder, hvis totale indflydelse på det beregnede resultat er ukendt. Endvidere foreligger der usikkerhed omkring forbruget af brændstof til generatorsættene på grund af et midlertidigt fejlbehæftet brændstofmåleur, manglende overblik over fluktuationer i netbelastningen grundet punktvis aflæsning af netbelastning samt mangel på oplysning om eventuelt samkørende generatorsæt. Det har ligeledes ikke været muligt at måle separat brændstofforbrug på hvert enkelt generatorsæt, hvilket har medført et manglende overblik over brændstoffordeling ved netbelastning. Ved beregning blev det fastslået, at det ville medføre en negativ differens i kostpris for brændstof på [dkr] at drive en akselgenerator i driftssituationen Sea på M/S TORM Laura for marts Forskellen til break-even på 31 % kan meget vel være udlignet ved ovennævnte forhold. Da der imidlertid ikke foreligger nogle konkrete oplysninger om disse forholds præcise indflydelse på det beregnede resultat kan dette ikke understøttes, men der i mod udelukkende insinueres kraftigt. Side 43 af 48

49 11. Konklusion Der er blevet indsamlet data og empiri på M/S TORM Laura i løbet af perioden for erhvervspraktik 9/2 2/ Disse data er blevet indsamlet for at kunne blotlægge brændstofforbruget på henholdsvis hovedmotor og generatorsæt som funktion af henholdsvis propellerbelastning og netbelastning. Dette med henblik på at fastslå en eventuelt brændstofmæssig differens i kostpris ved drift med akselgenerator på hovedmotoren frem for drift af HFO-drevne generatorsæt, når skibet er til søs. Ved beregninger ud fra de indsamlede data er den brændstofmæssige differens fundet til en merudgift ved drift med akselgenerator på [dkr] for marts Dette er således en forøgelse af brændstofudgifterne for marts 2009 på 31 %, og det må herfor konkluderes på grundlag af beregninger på det tilgængelige datamateriale, at en besparelse rent brændstofmæssigt ved drift med akselgenerator på M/S TORM Laura ikke er opnået. De indsamlede data har dog imidlertid rejst stor tvivl om det beregnede brændstofmæssige resultats nøjagtighed, da der er fundet adskillige indikationer på, at de indsamlede data er mangelfulde i forhold til, hvad beregninger af et pålideligt brændstofmæssigt resultat for drift med akselgenerator har krævet. Der er således brugt gennemsnitlige værdier i væsentlige beregninger grundet mangel på præcise og beskrivende data, samt antaget værdier hvor der ikke har været data tilgængelig. Det har med de tilgængelige data ikke været muligt at skabe et detaljeret overblik over brændstofforbruget fra hvert HFOdrevet generatorsæt på M/S TORM Laura for den omtalte erhvervspraktikperiode uden akselgenerator i drift, men i stedet er opnået et overordnet overblik. Der er endvidere nogen usikkerhed omkring metoden for beregninger på hovedmotorens merforbrug af brændstof ved drift med akselgenerator samt validiteten af de data, der er anvendt til beregningerne. Det beregnede brændstofmæssige resultat bærer således stærkt præg af, at det er frembragt på baggrund af data, der er indsamlet over én omgang. Ved dette forstås at samtlige data er indsamlet på M/S TORM Laura ud fra et projektudkast inden projektet havde taget sin endelige form og analysedelen var mere fremskreden. Det har under analysen efter endt erhvervspraktik således af logistiske og udgiftsmæssige årsager ikke været muligt, at vende tilbage til M/S TORM Laura for at indhente udvalgte data i den form beregninger og selve projektets udformning har påkrævet. Ligeledes har det ikke været muligt at iværksætte dataindsamling på M/S TORM Laura ved maskinbesætningens hjælp ud fra udarbejdede retningslinjer. Det må derfor vurderes, at resultatet af analyserne på M/S TORM Laura ikke entydigt kan bruges til at argumentere imod, at der installeres en akselgenerator i forbindelse med hovedmotoren. Til dette kræves et mere præcist, omfangsrigt og samhørigt datagrundlag. Der synes dog at være grundlag for yderligere dataindsamling på M/S TORM Laura med henblik på en analyse af de brændstofmæssige forhold, da der er fundet flere indikationer på, at den nuværende løsning med drift udelukkende ved HFO-drevne generatorsæt ikke er optimal rent økonomisk. Side 44 af 48

50 12. Perspektivering De opnåede resultater ved dette projekt har belyst væsentlige forhold omkring brændstofforbruget ombord på M/S TORM Laura. Der er blandt andet blevet afdækket en metode til at lave beregninger på brændstofforbruget til henholdsvis generatorsæt og hovedmotor med henblik på brændstofbesparelse ved indsættelse af en akselgenerator. Endvidere er der ført en statistik over den gennemsnitlige udnyttelse at de nuværende generatorsæt ombord såvel driftstimemæssigt som effektmæssigt. Førstnævnte forhold vil kunne medvirke til at skabe en mere klar tilgang til målrettet dataindsamling samt analyse på M/S TORM Laura, såfremt der ønskes en uangribelig og entydig beregning på den brændstofmæssig differens der vil være forbundet med drift af en akselgenerator. Ved hjælp af den optagne statistik over udnyttelse af de nuværende generatorsæt er det fastslået, at de ikke udnyttes optimalt. Ved drift af denne form for udstyr vil den bedste økonomi, med henblik på afskrivning og udnyttelse af udstyret, være 100 % udnyttelse. Dette projekt har således også klarlagt visse forhold, der kan benyttes til at argumentere for og i mod, at der skal iværksættes en grundigere undersøgelse med henblik på alternativer til el-forsyningen på M/S TORM Laura. Hvis rederiet DS TORM beslutter at iværksætte en grundigere undersøgelse som før omtalt, anbefales det at udføre kontinuerlig og samhørig datalogning på bremseeffekt på hovedmotor, effektbelastning fra nettet, effektbelastning af hvert generatorsæt, driftstidspunkter for hvert generatorsæt samt brændstofflow til såvel hovedmotor som generatorsæt. Herved vil de i dette projekt benyttede beregninger kunne præcisere den brændstofmæssige differens ved drift med akselgenerator yderligere. Ud over de allerede nævnte forhold i dette projekt som er forbundet med drift af akselgenerator er der visse andre aspekter, der også bør tages hensyn til i en endelig vurdering. De udeladte forhold i problemafgrænsningen har naturligvis stor indvirkning på det endelige økonomiske resultat for implementering af en akselgenerator på M/S TORM Laura, hvorfor disse må tilskrives stor opmærksomhed. I tillæg til disse er der endvidere visse indirekte følgevirkninger ved implementering og drift med akselgenerator, der også bør undersøges nøje. Akselgeneratoren flytter ganske vist belastningen fra ét eller flere generatorsæt over på hovedmotoren under drift, når skibet er til søs. Men der bør også klarlægges værdier for den forurening der vil fremkomme henholdsvis fra hovedmotoren med akselgenerator indkoblet og fra generatorsættene. Der er stor fokus fra myndigheder og det internationale samfund på forurening fra skibe, og det ville være meget uheldigt hvis der på trods af en mulig brændstofmæssig besparelse ved drift med akselgenerator blev forurenet mere. Denne ekstra forurening kan meget vel hurtigt gå hen og blive til en ekstra regning for rederiet i form af påbud om røgrensning, bøder for overskridelse af -kvoter, m.m. Ligeledes bør det undersøges, hvor stor en besparelse der kan opnås i form af mindre reservedelslager på M/S TORM Laura, da en akselgenerator består af færre dynamiske dele og samtidigt kræver mindre vedligehold frem for generatorsæt, hvor det mekaniske slid må betragtes som mere omfattende med større krav til reservedelslager til følge. Typisk vil reservedelene til generatorsættets motordel også være dyrere end til en akselgenerator, da der stilles væsentlig højere krav til disse reservedeles kvalitet og tolerancer. Som nævnt i problemafgrænsningen er der mange forhold, der gør sig gældende ved implementering af en akselgenerator på et skib med en allerede eksisterende el-forsyning. Men selve grundlaget for at starte yderligere en undersøgelse op med henblik på at opnå besparelser på el-forsyningen ombord på M/S TORM Laura synes at være tilstede i dette projekt. En bredere problemformulering vil således også afdække resten af de forhold, som er forbundet med implementering af akselgenerator på et skib. Herved vil en endelig afgørelse kunne træffes om, hvorvidt det kan betale sig med akselgenerator i drift. Ligeledes vil der Side 45 af 48

51 kunne dannes overblik over udgifterne til implementering af akselgenerator på et skib med en allerede eksisterende el-forsyning i forhold til implementering af akselgenerator i forbindelse med en nybygning Efterskrift Udarbejdelsen af dette projekt har været en utrolig lærerig arbejdsproces, hvor langt den største udfordring har bestået i at opnå brugbare resultater ud fra et indsamlet datamateriale, som har været optimalt til en forundersøgelse men mangelfuldt til en endegyldig konklusion. Anvendelse af indlært pensum fra maskinmesteruddannelsen på Århus Maskinmesterskole har indtaget en central rolle i analysefasen samt bragt dette projekt vidt omkring i forsøget på at tilføre ny viden og empiri. I en tid hvor danske rederier kæmper en indædt kamp for at beholde deres position på markedet mod udenlandske konkurrenter med lavere lønnet personale og dermed mere favorable konkurrencevilkår til følge, er der naturligt stor fokus på besparelser og optimering af skibsdriften som helhed. Maskinmesterens profil indenfor dette hverv tegner sig derfor for et stort ansvar for at holde arbejdspladser på danske hænder ved at bruge professionens potentiale til at skabe nye og bedre løsninger for rederierne. Løsninger der forhåbentlig også kan medføre en økonomisk fordel i at producere skibe af høj kvalitet og med morgendagens teknologi, således at disse skibe holdes i drift i det samme rederi levetiden ud frem for at der spekuleres i at nedprioritere kvalitet og vedligehold med hurtigt videresalg af skibet for øje. Dette projekt er udarbejdet ud fra netop dette standpunkt, og med det frembragte resultat er der således skabt rammerne om et værdigt forsøg på at holde M/S TORM Laura i drift i den danske handelsflåde længere tid end projekteret. 27 Nybygning = Betegnelse for et nyt skib ved levering eller under konstruktion på skibsværftet. Side 46 af 48

52 Kildefortegnelse Websites Ledelse; Økonomi; CEO TORM; TORM Flåde; Ditlev Torm Anchor - Februar 2008 (s.19 øverst); Guangzhou; Trafigura TORM branding reklame Lyngsø Marine, MCS 220; Kongsberg Norcontrol, MC 90 IV Baewert GmbH, model HVL 2005-MK Forhold omkring MDO / HFO; Data på HFO; Data på MDO; Pris på HFO; Valutakurser; HFO-generator fabrikant; ME Mærkedata MAN B&W Akselgenerator; Fagbladet Maskinmesteren, okt. 2007; Ingeniøren; Ingeniøren 2; Skibsfremdrivning; Data på generatorsæt; Litteraturliste Elektriske maskiner, Poul Erik Petersen, Bogfondens Forlag, 4. udgave, 2. oplag, (2006), ISBN Kraftanlegg, Øystein Jørgensen /Svein Erik Pedersen, Yrkesforlaget AS, 1. udgave, 1. oplag, (2000a), ISBN Marine dieselmotorer, Øystein Jørgensen /Svein Erik Pedersen, Yrkesforlaget AS, 1. udgave, 1. oplag, (2000b), ISBN Motorlære Skibssystemer og Elteknik, Flemming Hauge Pedersen, Fiskericirklen, 1. udgave, 1. oplag, (2007). ISBN Skibs dieselmotorer, Peter Storegård Jensen, Gads Forlag, 2. udgave, 4. oplag, (2006), ISBN Skibsmotorlære, Jørn Wetterberg, Bogfondens Forlag, 1. udgave, 1. oplag, (2007), ISBN Side 47 af 48

53 Interne dokumenter, Århus Maskinmesterskole Vejledningsfaser i et bachelorprojekt, Poul Høegh, lektor v. Århus Maskinmesterskole, version 2, februar (2008) Rapportering en vejledning for maskiningeniørstuderende, Søren Gundtoft, Ingeniørhøjskolen i Århus, (2004) Projektstyring metoder til styring af studieprojekter, Benny Dalgaard, lektor v. Århus Maskinmesterskole, januar (2007) Forbrændingsmotorer, Henrik Kerstens, lektor v. Århus Maskinmesterskole, december (2007) Ekstern litteratur til udformning af projekt "Den gode opgave", Peter Stray Jørgensen, Forlaget Samfundslitteratur, 3. udgave, 2. oplag, (2006), ISBN "Skriv så det fænger", Teddy Petersen, Frydenlund, 1. udgave, 5. oplag, (2004), ISBN Problemorienteret projektarbejde, Poul Bitsch Olsen & Kaare Pedersen, Roskilde Universitetsforlag, 3. udgave, 4. oplag, (2003), ISBN Side 48 af 48

54

55 Bilagsmappe Brændstoføkonomi ved akselgeneratordrift Kristian Mikkelsen Juni 2009

56 Information Dette bilagshæfte er tilknyttet bachelorprojektet Brændstoføkonomi ved akselgeneratordrift, skrevet af studerende Kristian Mikkelsen, juni 2009, i forbindelse med den afsluttende del af maskinmesteruddannelsen på Århus Maskinmesterskole. Rapportsættet omfatter: 1 stk. projekt i hard copy. 1 stk. bilagsmappe i hard copy 1 stk. cd-rom med dokumentation, m.m. I denne bilagsmappe er der henvist til dokumentation på tilhørende cd-rom samt til web-links. Disse weblinks er interaktive. Føres musemarkøren henover web-linket og der venstre-klikkes samtidig med at Ctrl-tasten holdes nede, føres man automatisk til det henviste website forudsat at computeren er tilsluttet en aktiv internetforbindelse.

57 Indholdsfortegnelse Bilag Bilag Bilag Bilag Bilag Bilag Bilag Bilag Bilag Bilag Bilag Bilag Bilag Bilag Bilag Bilag Bilag Bilag Bilag Bilag Bilag Bilag Bilag Bilag Bilag Bilag Bilag Bilag Bilag Bilag Bilag

58 Bilag Bilag Bilag Bilag Bilag Bilag Bilag Bilag Bilag Bilag

59 Bilag 1 Foto: Torm Turbulens på ledelsesgangen i rederiet Torm Af Morten Johnsen og Jens Chr. Hansen Søndag den 23. november 2008, 05:00 Mens rederiet Torm har succes på søen, er der anderledes disharmoni i topledelsen. Det førte i september til et brud med topchefen igennem otte år, Klaus Kjærulff. Den daglige ledelse har i lang tid været i opposition til selskabets reelle magthaver, den græske skibsreder og bestyrelsesmedlem i Torm, Gabriel Panayotides. Udadtil ser det fint ud. Men på de indre linjer har der i nu flere år været dramatik og uenighed om Torms strategi og om, hvilken vej Torm skulle følge. Centralt i denne strid står rederiets reelle magthaver, den græske skibsreder Gabriel Panayotides. Han har i mange år været vild med tørlast, mens den daglige ledelse har været mere vild med tankfart Torms kerneforretning. Men som altid, når der er uenighed mellem ejer og ansat, er det ejeren, der vinder en sådan magtkamp. Berlingske Business har talt med en række kilder i Torm, som tidligere har været langt oppe i hierarkiet, og andre, som i dag befinder sig i toppen. Herfra er det enslydende signal, at Panayotides har været i klar opposition til den daglige ledelse ved topchefen Klaus Kjærulff i flere år. Side 1 af 89

60 Den strid kulminerede i september med et farvel til Klaus Kjærulff, som forlod rederiet»som følge af en tilbagevendende strid med rederiets græske ejere og i særdeleshed skibsreder Gabriel Panayotides,«oplyser kilder til Berlingske Business. Ifølge det oplyste ville den daglige ledelse endda helt ud af bulk (tørlast) og sælge rederiets bulkskibe. Den idé blev afvist i bestyrelsen. Tvivl om strategien Bruddet med Kjærulff har ført til, at Torm står midt i et ledelsesmæssigt vakuum. Torm-formanden, advokat N.E. Nielsen, besluttede nemlig at erstatte den hidtidige direktør med rederi-rivalen Nordens kronprins, Jacob Meldgaard. Det fik det gamle fjendskab mellem de to selskaber til at blusse op endnu engang. Fra Nordens side valgte formand Mogens Hugo som modsvar prompte at vifte med Jacob Meldgaards halvandet år lange konkurrenceklausul for næsen af Torm-folkene. Det tvang Tormbestyrelsen til at forfremme den afskedigede Kjærulfs højrehånd og daværende næstkommanderende, Mikael Skov, til øverste chef for hele butikken. Men altså midlertidigt. For tidligere Torm-chef Erik Behn fremstår hele polemikken omkring rederiets hjørnekontor som en kedelig plet på ellers mange driftsmæssigt succesrige år.»torm har klaret sig fantastisk godt de senere år, og det er et cadeau til Klaus Kjærulf. Derfor er det trist, når bestyrelse og direktør ikke kan enes om de strategiske beslutninger, for i sidste ende vil det altid være direktøren, der taber den dyst,«understreger den tidligere direktør, som fortsat sidder på en aktiepost i det børsnoterede Torm. Ifølge kilder tæt på Torm var det primært græske Gabriel Panayotides store forkærlighed for tørlast, der ofte bragte ham på kollisionskurs med den kontante Kjærulf, der gentagne gange holdt stædigt fast i, at produkttank skulle være kerneforretningen hos det Hellerup-baserede rederi. For medarbejderne i Torm blev der igen sået kraftigt tvivl om den strategi, da formand N.E. Nielsen 12. september kunne annoncere, at rederiet havde hyret tørlastmanden Jacob Meldgaard til at erstatte Klaus Kjærulf. For hvad var nu det; skulle Torm over i tørlast? Kendte klausulen Den beslutning har ifølge flere kilder internt i Torm skabt stor usikkerhed blandt de ansattes om rederiets fremtidige kurs.»klaus (Kjærulff, red.) har fyldt for meget i forhold til grækeren,«siger en kilde.»derfor kom bruddet.det virker meget mærkeligt, at man fra Torms side ikke får den ledige stilling besat med det samme og nu må vente i halvandet år på den nye direktør. Samtidig kan man selvfølgelig undre sig over, at det er en tørlastmand, der skal overtage posten som topchef,«siger Erik Brehn. Bestyrelsesformand i Torm, advokat N.E. Nielsen, afviser, at Klaus Kjærulff er blevet presset ud og afviser lige så kontant, at der har været og er usikkerhed om strategien. Side 2 af 89

61 »Klaus (Kjærulff, red.) kom til mig og sagde, at han gerne ville prøve noget andet. Og en sådan anmodning kan jeg som formand selvfølgelig ikke sidde overhørig. Derfor startede vi hurtigt processen med at finde en afløser.«n.e. Nielsen mener heller ikke, at det er rigtigt, at bestyrelsen har fejlet ved at ansætte en direktør, som først kan tiltræde om 18 måneder.»vi var selvfølgelig helt klar over konkurrrenceklausulen. Det var en risiko, der indgik i vore overvejelser, og en del af den kalkulerede risiko,«lyder forklaringen fra Torm-formanden. N.E. Nielsen er også synligt irriteret over oplysninger om, at der skulle være usikkerhed om Torms strategi.»der har ikke været uenighed om strategien, der er ikke uenighed om strategien, og det er ikke korrekt, at der er nogen, som har været på kant med hinanden. Selvfølgelig taler vi ind imellem også om bulk, som er en del af vores forretning. Men Torm er ubestridt et tankrederi. Det er der fuldstændighed enighed om.«torm besluttede fredag i forbindelse med kvartalsregnskabet ekstraordinært at udbetale et udbytte, hvoraf halvdelen går til Torrm-ejere med familierelationer til Gabriel Panayotides. Artikel 1.1 Beskrivende artikel om rederiets DS TORMs ledelse Kilde: Websitet Business.dk, (web-link 4.1.1) Figur 2.2 Nøgletal for rederiet DS TORM Kilde: Websitet Borsen.dk, (web-link 4.1.2) Side 3 af 89

62 Figur 1.3 Rederiet DS TORMs direktør Kilde: TORM.dk, (web-link 4.1.3) Figur 1.4 Kort beskrivelse af rederiet DS TORMs flåde. Kilde: TORM.dk, (web-link 4.1.4) Side 4 af 89

63 Bilag 2 Figur 3.1 Kort beskrivelse af nybygningen M/S TORM Laura Kilde: Anchor - Februar 2008, TORMs interne nyhedsblad, s.19 øverst, (web-link 4.2.1) Side 5 af 89

64 Bilag 3 Figur 4.1 Skibsdata for M/S TORM Laura Kilde: Afskrevet efter ophængte data-ark ombord på M/S TORM Laura Side 6 af 89

65 Bilag 4 Figur 4.1 Affotografering af Power Managing System (PMS), M/S TORM Laura Kilde: Privat foto. Side 7 af 89

66 Figur 4.2 Screen dump af Elforsyning, Kongsberg Norcontrol MC 90 IV Kilde: Privat foto. Side 8 af 89

67 Bilag 5 Figur 5.1 Tegning over etagen i maskinrummet, hvor generatorsættene er placeret Kilde: Guangzhou Shipyard International CO. LTD., (cd-rom/data/torm Laura diagrams/a PART/A-01/s.11) Side 9 af 89

68 Bilag 6 Figur 6.1 Mærkeplade for Wärtsila Diesel-/HFO motor. Kilde: Privat foto Figur 6.2 Mærkeplade for CSIC generator. Kilde: Privat foto Side 10 af 89

69 Bilag 7 Figur 7.1 Mærkedata for generatorsæt Wärtsila 875W6L20 Kilde: Wärtsila, (cd-rom/data/brugermanual Wärtsila 875W6L20/s.35-36) Side 11 af 89

70 Bilag 8 Figur 8.1 Af fabrikanten anbefalede driftsdata for generatorsæt, Wärtsila 875W6L20 Kilde: Wärtsila, (cd-rom/data/brugermanual Wärtsila 875W6L20/s.36-37) Side 12 af 89

71 Bilag 9 Figur 9.1 Styreboks for generatorsæt, Wärtsila 875W6L20 Kilde: Privat foto, (cd-rom/data/brugermanual Wärtsila 875W6L20/s.306) Side 13 af 89

72 Bilag 10 Figur 10.1 Oversigt over Heavy Consumers på Main Bus Bar, M/S TORM Laura Kilde: Guangzhou Shipyard International CO. LTD., (cd-rom/data/torm Laura diagrams/e Part/E-16/s.7) Side 14 af 89

73 Figur 10.2 Oversigt over Heavy Consumers på Main Bus Bar, M/S TORM Laura Kilde: Guangzhou Shipyard International CO. LTD., (cd-rom/data/torm Laura diagrams/e Part/E-16/s.8) Side 15 af 89

74 Figur 10.3 Oversigt over Heavy Consumers på Main Bus Bar, M/S TORM Laura Kilde: Guangzhou Shipyard International CO. LTD., (cd-rom/data/torm Laura diagrams/e Part/E-16/s.9) Side 16 af 89

75 Figur 10.4 Oversigt over Heavy Consumers på Main Bus Bar, M/S TORM Laura Kilde: Guangzhou Shipyard International CO. LTD., (cd-rom/data/torm Laura diagrams/e Part/E-16/s.10) Side 17 af 89

76 Figur 10.5 Oversigt over Heavy Consumers på Main Bus Bar, M/S TORM Laura Kilde: Guangzhou Shipyard International CO. LTD., (cd-rom/data/torm Laura diagrams/e Part/E-16/s.11) Side 18 af 89

77 Figur 10.6 Oversigt over Emergency Bus Bar, M/S TORM Laura Kilde: Guangzhou Shipyard International CO. LTD., (cd-rom/data/torm Laura diagrams/e Part/E-23/s.7 Side 19 af 89

78 Bilag 11 feb-09 Klokken 12:00 Dato Maskinrumstemperatur Søvandstemperatur - [Celcius] [Celcius] mar apr Antagede data, da der ikke er optaget data for denne dato. Tabel 11.1 Data for Maskinrums- og Søvandstemperatur, M/S TORM Laura, i perioden 9/2 2/ Kilde: (cd-rom/data/engine Log) og (cd-rom/data/effektdata/omgivelsestemperaturer) Side 20 af 89

79 Bilag 12 mar-09 Dato Klokkeslæt Belastning Til rådighed Udnyttelse Udnyttelse Generatoreffekt Max kapacitet Antal gen. i drift - - kw kw % % kw kw # Sea 7 12: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : Gennemsnit Generatoreffekt = Belastning + Til rådighed = [kw] Udnyttelse af indkoblet kapacitet = (Belastning / Generatoreffekt) * 100% = [%] Udnyttelse af maksimal tilgængelig kapacitet = (Belastning/Max. kapacitet)*100% Tabel 12.1 Neteffekter for driftssituationen Sea ombord på M/S TORM Laura i perioden 4/3 31/ Kilde: Privat notat Side 21 af 89

80 mar-09 Discharge Dato Klokkeslæt Belastning Til rådighed Udnyttelse Udnyttelse Generatoreffekt Max. Kapacitet Antal gen. i drift - - kw kw % % kw kw # 5 06: : : : : : : : Gennemsnit Generatoreffekt = Belastning + Til rådighed = [kw] Udnyttelse af indkoblet kapacitet = (Belastning / Generatoreffekt) * 100% = [%] Udnyttelse af maksimal tilgængelig kapacitet = (Belastning/Max. kapacitet)*100% Tabel 12.2 Neteffekter for driftssituationen Discharge ombord på M/S TORM Laura i perioden 4/3 31/ Kilde: Privat notat Side 22 af 89

81 mar-09 Anchoridge Dato Klokkeslæt Belastning Til rådighed Udnyttelse Udnyttelse Generatoreffekt Max. kapacitet Antal gen. i drift - - kw kw % % kw kw # 4 15: : : : : : : : : : : : : : : : Gennemsnit Generatoreffekt = Belastning + Til rådighed = [kw] Udnyttelse af indkoblet kapacitet = (Belastning/ Generatoreffekt) * 100% = [%] Udnyttelse af maksimal tilgængelig kapacitet = (Belastning/Max. kapacitet)*100% Tabel 12.3 Neteffekter for driftssituationen Anchoridge ombord på M/S TORM Laura i perioden 4/3 31/ Kilde: Privat notat Side 23 af 89

82 Bilag 13 mar-09 Kl. 06:00 Dato Belastning Til rådighed Generatoreffekt Udnyttelse Antal gen. i drift Driftssituation - kw kw kw % # Discharge Discharge Anchoridge Sea Sea Anchoridge Sea Sea Sea Sea Anchoridge Gennemsnit Generatoreffekt = Belastning + Til rådighed = [kw] Udnyttelse = (Belastning / Generatoreffekt) * 100% Tabel 13.1 Neteffekter, M/S TORM Laura, kl. 06:00 (L.T.) Kilde: Privat notat 2500 Kl. 06: Effekt [kw] Belastning Generatoreffekt 0 Graf 13.2 Netteffekter, M/S TORM Laura, kl. 06:00 (L.T.) Kilde: Privat notat Side 24 af 89

83 mar-09 Kl. 09:00 Dato Belastning Til rådighed Generatoreffekt Udnyttelse Antal gen. i drift Driftsituation - kw kw kw % # Discharge Discharge Discharge Sea Sea Anchoridge Sea Sea Sea Anchoridge Gennemsnit Generatoreffekt = Belastning + Til rådighed = [kw] Udnyttelse = (Belastning / Generatoreffekt) * 100% Tabel 13.3 Neteffekter, M/S TORM Laura, kl. 09:00 (L.T.) Kilde: Privat notat 2500 Kl. 09:00 Effekt [kw] Belastning Generatoreffekt Graf 13.4 Netteffekter, M/S TORM Laura, kl. 09:00 (L.T.) Kilde: Privat notat Side 25 af 89

84 mar-09 Kl. 12:00 Dato Belastning Til rådighed Generatoreffekt Udnyttelse Antal gen. i drift Driftsituation - kw kw kw % # Bowthruster Discharge Discharge Sea Discharge Sea Anchoridge Sea Anchoridge Sea Sea Sea Anchoridge Anchoridge Anchoridge Gennemsnit Generatoreffekt = Belastning + Til rådighed = [kw] Udnyttelse = (Belastning / Generatoreffekt) * 100% Tabel 13.5 Neteffekter, M/S TORM Laura, kl. 12:00 (L.T.) Kilde: Privat notat 2900 Kl. 12:00 Effekt [kw] Belastning Generatoreffekt Graf 13.6 Netteffekter, M/S TORM Laura, kl. 12:00 (L.T.) Kilde: Privat notat Side 26 af 89

85 mar-09 Kl. 15:00 Dato Belastning Til rådighed Generatoreffekt Udnyttelse Antal gen. i drift Driftsituation - kw kw kw % # Anchoridge Anchoridge Anchoridge Sea Sea Manouvering Anchoridge Sea Sea Sea (I.G.) Sea Anchoridge Anchoridge Gennemsnit Generatoreffekt = Belastning + Til rådighed = [kw] Udnyttelse = (Belastning / Generatoreffekt) * 100% Tabel 13.7 Neteffekter, M/S TORM Laura, kl. 15:00 (L.T.) Kilde: Privat notat Effekt [kw] Kl. 15:00 Belastning Generatoreffekt Graf 13.8 Netteffekter, M/S TORM Laura, kl. 15:00 (L.T.) Kilde: Privat notat Side 27 af 89

86 Bilag 14 mar-09 Udnyttelse af generatorsæt u. driftssituation % Kl. 06:00 Kl. 09:00 Kl. 12:00 Kl. 15:00 Gennemsnit Gennemsnit = (Kl. 06:00 + Kl. 09:00 + Kl. 12:00 + Kl. 15:00) / antal målinger. Note: Udnyttelse er taget fra diagrammer for klokkeslæt (bilag 13). Tabel 14.1 Data for generatorudnyttelse eksklusiv driftssituation på M/S TORM Laura Kilde: Privat notat Side 28 af 89

87 Bilag 15 mar-09 Udnyttelse af generatorsæt m. driftssituation % Sea Sea Discharge Discharge Anchoridge Anchoridge Gennemsnit Gennemsnit Max. Kapacitet Gennemsnit Udnyttelsesprocenter for den indkoblede effekt hentet fra skibets driftstilstande, (bilag 13). Udnyttelsesprocenter for den maksimale tilgængelige effekt hentet fra skibets driftstilstande, (bilag 13). Tabel 15.1 Data for generatorudnyttelse inklusiv driftssituation på M/S TORM Laura Kilde: Privat notat Side 29 af 89

88 Bilag 16 Tabel 16.1 Datalogning af timetællere, M/S TORM Laura, i perioden 9/2 2/ Kilde: Maskinrumsdagbog M/S TORM Laura, (cd-rom/data/engine Log) feb-09 Timetællere aflæst klokken 12:00 (L.T.) Dato Gen. #1 Gen. #2 Gen. #3 Gen. #4 ME - [h] [h] [h] [h] [h] mar apr SUM Optimal udnyttelse af generatorsæt = 4 Generatorer * 24 timer * 53 døgn = 5088 [h] Indbyrdes procentvis fordeling af generatordrift i forhold til optimal drift : Generatordrift #1 (Drift / Optimal udnyttelse)*100% = 0 [%] Generatordrift #2 = (Drift / Optimal udnyttelse)*100% = 20 [%] Generatordrift #3 = (Drift / Optimal udnyttelse)*100% = 5 [%] Generatordrift #4 = (Drift / Optimal udnyttelse)*100% = 13 [%] + Sum af generatordrift = Generatordrift (#1 + #2 + #3 + #4) = 38 [%] Generator Standby = 100 % - Sum af generatordrift = 62 [%] Optimal udnyttelse af hovedmotor = 1 hovedmotor * 24 timer * 53 døgn = 1272 [h] Hovedmotordrift = Fordeling af hovedmotordrift i forhold til optimal drift : (Drift/ Optimal udnyttelse)*100 % = 58 [%] Hovedmotor Standby = 100 % - Hovedmotordrift = 42 [%] Side 30 af 89

89 Generator #2 Generator # Driftstimer 15 Generator #2 Driftstimer 15 Generator # Graf 16.2 Døgnudnyttelse af generatorsæt #2 for perioden 9/2 2/ Kilde: Maskinrumsdagbog M/S TORM Laura, (cd-rom/data/engine Log) Graf 16.4 Døgnudnyttelse af generatorsæt #4 for perioden 9/2 2/ Kilde: Maskinrumsdagbog M/S TORM Laura, (cd-rom/data/engine Log) 30 Generator #3 30 Main Engine Driftstimer Generator #3 Driftstimer Main Engine Graf 16.3 Døgnudnyttelse af generatorsæt #3 for perioden 9/2 2/ Kilde: Maskinrumsdagbog M/S TORM Laura, (cd-rom/data/engine Log) Graf 16.5 Døgnudnyttelse af hovedmotor for perioden 9/2 2/ Kilde: Maskinrumsdagbog M/S TORM Laura, (cd-rom/data/engine Log) Side 31 af 89

90 Bilag 17 Figur 17.1 Detaljer vedrørende drivmiddel, Generatorsæt Wärtsila 875W6L20 Kilde: (cd-rom/data/brugermanual/wärtsila 875W6L20/s.37) Side 32 af 89

91 Bilag 18 - Forsættes på side 34 - Side 33 af 89

92 Figur 18.1 Data på en udvalgt type HFO Kilde: Shell Danmark, (web-link 8.4.2) Side 34 af 89

93 Bilag 19 - Forsættes på side 36 - Side 35 af 89

94 Figur 19.1 Data på en udvalgt type MDO Kilde: Shell Danmark, (web-link 8.4.3) Side 36 af 89

95 Bilag 20 feb-09 Klokken 12:00 (L.T.) # Dato ME forbrug ME total ME løbende gennemsnit AUX forbrug AUX total AUX løbende gennemsnit BLR forbrug ME CYL. OIL forbrug - - [tons] [tons] [tons] [tons] [tons] [tons] [tons] [kg] 1 9 0,3 0,3 0,3 4,8 4,8 4, ,6 0,9 0,5 5,7 10,5 5,3 3, ,4 1,3 0,4 5,6 16,1 5,4 3, ,3 0,3 3,6 19,7 4,9 4, ,6 2,9 0,6 3,5 23,2 4,6 5, ,7 15,6 2,6 1,9 25,1 4,2 0, ,1 38,7 5,5 3,5 28,6 4,1 0, ,9 64,6 8,1 3,6 32,2 4, ,6 10,3 3,9 36,1 4, ,3 120,9 12,1 3,5 39,6 4, , ,3 4,3 43,9 4, ,4 166,4 13,9 4,9 48,8 4,1 1, , ,9 3,8 52,6 4,0 3, ,2 174,2 12,4 4,8 57,4 4,1 3, ,7 199,9 13,3 3 60,4 4, ,9 14,4 4 64,4 4, ,9 262,8 15,5 3,2 67,6 4, ,6 293,4 16,3 3,2 70,8 3, ,1 325,5 17,1 4,4 75,2 4,0 0, ,6 326,1 16,3 3,7 78,9 3,9 4, Forsættes på side 38 - Side 37 af 89

96 mar ,1 330,2 15,7 6,2 85,1 4, ,6 353,8 16,1 2,7 87,8 4,0 0, ,3 383,1 16,7 4,9 92,7 4,0 1, ,5 414,6 17,3 5,3 98 4,1 0, ,9 418,5 16,7 5,1 103,1 4,1 2, ,5 16,1 5, ,2 3, ,9 424,4 15,7 3,4 112,4 4,2 0, ,6 441,0 15,8 5,2 117,6 4,2 1, ,8 460,8 15,9 3,3 120,9 4,2 1, ,2 490,0 16,3 3,7 124,6 4, ,9 507,9 16,4 3,9 128,5 4,1 1, ,5 511,4 16,0 5,3 133,8 4,2 4, ,5 531,9 16,1 2,5 136,3 4, ,3 561,2 16,5 3,5 139,8 4, ,2 590,4 16,9 3,6 143,4 4, ,4 17,3 3,3 146,7 4, ,9 641,3 17,3 3,6 150,3 4,1 1, ,9 660,2 17,4 3,4 153,7 4,0 1, ,8 662,0 17,0 3, ,0 4, ,2 665,2 16,6 2,5 159,5 4,0 2, ,2 16, ,5 4,0 3, ,2 15,8 3,4 166,9 4,0 3, ,8 693,0 16,1 3,6 170,5 4,0 0, ,5 725,5 16,5 3,6 174,1 4, ,6 758,1 16,8 3,7 177,8 4, ,3 790,4 17,2 3,8 181,6 3, ,7 823,1 17,5 3,8 185,4 3, ,6 830,7 17,3 4,9 190,3 4,0 4, ,4 834,1 17, ,3 3,9 2, ,1 16,7 4,2 196,5 3,9 3, ,1 16,4 3,6 200,1 3,9 3,9 0 apr ,1 16,1 3,5 203,6 3,9 2, ,1 15, ,6 3,9 2,3 0 Sum 837,1 206,6 95, Gennemsnit 18,2 3,9 Tabel 20.1 Data for brændstofforbrug ombord på M/S TORM Laura i perioden 9/2 2/ Kilde: Privat notat Side 38 af 89

97 Bilag 21 Tabel 21.1 Loggede data for generatorsæt #2-4 ved performancetest d. 30/ Kilde: Privat notat Side 39 af 89

98 Bilag 22 Graf 22.1 Trækdiagram for forbrændingsmotor på generatorsæt #2 ved performancetest d. 30/ Kilde: Privat notat Side 40 af 89

99 Graf 22.2 Trækdiagram for forbrændingsmotor på generatorsæt #3 ved performancetest d. 30/ Kilde: Privat notat Side 41 af 89

100 Graf 22.3 Trækdiagram for forbrændingsmotor på generatorsæt #4 ved performancetest d. 30/ Kilde: Privat notat Side 42 af 89

101 Graf 22.4 Maksimum tryk for forbrændingsmotor på generatorsæt #2 ved performancetest d. 30/ Kilde: Privat notat Side 43 af 89

102 Graf 22.5 Maksimum tryk for forbrændingsmotor på generatorsæt #3 ved performancetest d. 30/ Kilde: Privat notat Side 44 af 89

103 Graf 22.6 Maksimum tryk for forbrændingsmotor på generatorsæt #4 ved performancetest d. 30/ Kilde: Privat notat Side 45 af 89

104 Tabel 22.7 Trykdata for forbrændingsmotor på generatorsæt #2 ved performancetest d. 30/ Kilde: Privat notat Tabel 22.8 Trykdata for forbrændingsmotor på generatorsæt #3 ved performancetest d. 30/ Kilde: Privat notat Side 46 af 89

105 Tabel 22.9 Trykdata for forbrændingsmotor på generatorsæt #4 ved performancetest d. 30/ Kilde: Privat notat Side 47 af 89

106 Graf pv -diagram for forbrændingsmotor på generatorsæt #2 ved performancetest d. 30/ Kilde: Privat notat Side 48 af 89

107 Graf pv -diagram for forbrændingsmotor på generatorsæt #3 ved performancetest d. 30/ Kilde: Privat notat Side 49 af 89

108 Graf pv -diagram for forbrændingsmotor på generatorsæt #4 ved performancetest d. 30/ Kilde: Privat notat Side 50 af 89

109 Bilag 23 Udregning: 23.1 Datakilde: Bilag 22, graf 22.2 og tabel 22.8 Målte data: ø 901,1 0,2 æ 0, ,19 Ligning: (Jørgensen/Pedersen, s.80, ligning (8)+(9)) Beregning: (23.1.1) (23.1.2) 10 (23.1.3) 0,2 0, ,15, 10 (23.1.4) 996,8 Bemærk: Differensen mellem (, æ, ) og (, æ, å ) skyldes indstilling af variabel injection timing. Se datakilder for yderligere dokumentation samt litteratur (Jørgensen/Pedersen, (2000a), figur ) og (Kerstens, (2007), figur ) Side 51 af 89

110 Udregning: 23.2 Datakilde: Bilag 21, tabel 21.1 Målte data: 648 Antagede data: 0,98 1 Ligning: Privat skolenotat Beregning: (23.2.1) (23.2.2) (23.2.3), (23.2.4) 661,2 Side 52 af 89

111 Udregning: 23.3 Datakilde: Beregning 23.1, linje (23.1.4) Beregning 23.2, linje (23.2.4) Beregnede data: 998,3 661,2 Ligning: (Jørgensen/Pedersen, (2000a), s.82, ligning (21)) Beregning: (23.3.1) (23.3.2) (23.3.3),, (23.3.4) 0,66 Side 53 af 89

112 Bilag 24 Udregning: 24.1 Datakilde: Bilag 16, tabel 16.1 Bilag 20, tabel 20.1 Beregningseksempel: 4. marts 2009 Målte data:, æ ø Beregnede data: ø, ø ø Antagede data: 0,98 1 Ligning: Privat skolenotat Beregning: (24.1.1) æ (24.1.2), (24.1.3), ( ) (24.1.4) 0,036 Side 54 af 89

113 Beregning: 24.2 Datakilde: Beregning 23.2, linje (23.2.4) Beregning 24.1, linje (24.1.4) Beregningseksempel: 4. marts 2009 Beregnede data: æ Ligning: (Jørgensen/Pedersen, (2000a), s.83, ligning (24)) (Kerstens, (2007), s.41) Beregning: (24.2.1) æ (24.2.2) (24.2.3), (24.2.4) 3, Side 55 af 89

114 Beregning: 24.3 Datakilde: Beregning 24.2, linje (24.2.4) Beregningseksempel: 4. marts 2009 Beregnede data: æ Antagede data: æ æ 40,9 (bilag 18, figur 18.1) samt (Hauge-Pedersen, (2007), s.28) Ligning: (Jørgensen/Pedersen, (2000a), s.83, ligning (25)) (Kerstens, (2007), s.41) Beregning: (24.3.1) ø (24.3.2) (24.3.3) (24.3.4) 0,65 (. ) (, ) Side 56 af 89

115 Bilag 25 Figur 25.1 Uddrag af brændstofpriser. LS180 & LS380 er HFOens viskositet i cst. Kilde: Bunkerworld den 9. maj 2009, (web-link 8.4.4). Side 57 af 89

116 Bilag 26 Figur 26.1 Valutakurser. Kilde: Danske Bank den 7. maj 2009, (web-link 8.4.5) Side 58 af 89

117 Bilag 27 Beregning: 27.1 Datakilde: Bilag 20, tabel 20.1 Bilag 25, figur 25.1 Bilag 26, figur 26.1 Beregningseksempel: 4. marts 2009 Målte data: Oplyste data:, æ 5,3 α å æ 352 $ β 5,5741 $ Ligning: Privat notat. Beregning: (27.1.1) æ (27.1.2), ( ) (27.1.3) 5,3 (352 5,5741) (27.1.4) Side 59 af 89

118 Bilag 28 Dato Pnet tgen#1 tgen#2 tgen#3 tgen#4 Σtgen. Σtgen. ηa ηgen ηm,gennemsnit Pb Pb,max Pb,% Pb,% Σmo,gen mo* γ γ be be be be be hi ηe Marts Kl. 06:00 Kl. 09:00 Kl. 12:00 Kl. 15:00 Gennemsnit Sorteret efter str Sorteret efter str Sorteret efter Σtgen - Sorteret efter Pb Sorteret efter Pb Løbende gennemsnit Løbende gennemsnit - - [#] [kw] [kw] [kw] [kw] [kw] [h] [h] [h] [h] [h] [h] [-] [-] [-] [kw] [kw] [%] [%] [t] [kg/s] [kr] [kr] [kg/kj] [kg/kj] [g/kwh] [kg/kj] [g/kwh] [MJ/kg] [-] ,98 0, ,3 0, ,780E-05 4,039E ,039E ,9 0, ,98 0, ,6 0, ,096E-05 2,874E ,457E ,9 0, ,98 0, ,9 0, ,320E-05 6,258E ,390E ,9 0, ,98 0, ,4 0, ,166E-05 5,098E ,567E ,9 0, ,98 0, ,2 0, ,646E-05 5,338E ,721E ,9 0, ,98 0, ,3 0, ,350E-05 6,201E ,968E ,9 0, ,98 0, ,7 0, ,494E-05 6,704E ,216E ,9 0, ,98 0, ,9 0, ,258E-05 6,744E ,407E ,9 0, ,98 0, ,3 0, ,401E-05 7,401E ,629E ,9 0, ,98 0, ,5 0, ,039E-05 5,403E ,606E ,9 0, ,98 0, ,3 0, ,704E-05 6,000E ,642E ,9 0, ,98 0, ,6 0, ,338E-05 6,303E ,697E ,9 0, ,98 0, ,4 0, ,403E-05 3,166E ,502E ,9 0, ,98 0, ,3 0, ,744E-05 5,877E ,529E ,9 0, ,98 0, ,6 0, ,201E-05 5,959E ,558E ,9 0, ,98 0, ,6 0, ,099E-05 6,099E ,592E ,9 0, ,98 0, ,7 0, ,959E-05 3,350E ,460E ,9 0, ,98 0, ,8 0, ,609E-05 5,609E ,468E ,9 0, ,98 0, ,8 0, ,877E-05 5,494E ,469E ,9 0, ,98 0, ,9 0, ,000E-05 3,320E ,362E ,9 0, ,98 0, , ,874E-05 3,096E ,254E ,9 0, ,98 0, ,2 0, ,098E-05 3,780E ,187E ,9 0, ,98 0, ,6 0, ,303E-05 3,646E ,120E ,9 0,39 Gennemsnit ,98 0, ,0 0, ,120E ,9 0,52 Målte værdier Beregnede værdier Antagede værdier Pnet = optaget neteffekt Pb = bremseeffekt ηgen = generatorvirkningsgrad Pb,max = t = driftstimer per døgn Σmo,gen = samlet generator brændstofforbrug per døgn ηm,gennemsnit = gennemsnitlig mekanisk virkningsgrad mo* = gennemsnitligt brændstofforbrug per sekund ηa = akselvirkningsgrad hi = nedre brændværdi be = effektivt specifik brændstofforbrug ηe = økonomisk virkningsgrad Pb,% = udnyttelse af tilgængelig bremseeffekt γ = pris for forbrugt brændstof Mærkedata maksimal generatorkapacitet M/S TORM Laura Størrelser af hensyn til beregning Tabel 28.1 Oversigt og målte, antagede og beregnede værdier for generatorsæt #1-4, M/S TORM Laura, i perioden 4/3 31/ Kilde: Maskinrumsdagbog og Privat notat, (bilag (13), (16), (18), (20), (21), (22), (23), (24), (25), (26) og (27)), (cd-rom/data/effektdata) Side 60 af 89

119 Bilag 29 Figur 29.1 Mærkedata på Wärtsilä 7RT Flex 50 hovedmotor Kilde: Wärtsilä, (web-link 8.5.1) Side 61 af 89

120 Figur 29.2 Mærkedata på Wärtsilä 7RT Flex 50 hovedmotor Kilde: Wärtsilä, (web-link 8.5.1) Side 62 af 89

121 Figur 29.3 Mærkeplade på Wärtsilä 7RT Flex 50 hovedmotor. Kilde: Privat foto Side 63 af 89

122 Bilag 30 Figur 30.1 Performancetest udført på hovedmotor, Wärtsilä 7RT Flex50, M/S TORM Laura, d. 21/ Kilde: M/S TORM Laura Side 64 af 89

123 Figur 30.2 Performancetest udført på hovedmotor, Wärtsilä 7RT Flex50, M/S TORM Laura, d. 30/ Kilde: M/S TORM Laura Side 65 af 89

124 Figur 30.3 Performancetest udført på hovedmotor, Wärtsilä 7RT Flex50, M/S TORM Laura, d. 5/ Kilde: M/S TORM Laura Side 66 af 89

125 Figur 30.4 Performancetest udført på hovedmotor, Wärtsilä 7RT Flex50, M/S TORM Laura, d. 5/ Kilde: M/S TORM Laura Side 67 af 89

126 Bilag 31 Løbenr. Dato Pb Pb,løbende sum Pb,løbende snit Pb Pb,% Pb,max tme mo,me mo* γ be Pb,% Pb,[MWh] tme γ γ be be be,løbende snit be be,løbende snit ηm,gennemsnit ηa hi ηe δ Δδ nsnit Sorteret efter str. Sorteret efter str. Sorteret efter str. Sorteret efter Pb,[MWh] Sorteret efter tme Sorteret efter Pb,% Løbende sum Sorteret efter Pb,% Sorteret efter Pb,% Sorteret efter Pb,% [#] [#] [kw] [kw] [kw] [MWh] [%] [kw] [h] [t] [kg/s] [kr] [kg/kj] [%] [MWh] [h] [kr] [kr] [kg/kj] [kg/kj] [kg/kj] [g/kwh] [g/kwh] [-] [-] [MJ/kg] [-] [omdr.] [omdr.] [o/min] 1 09-feb ,3 0, ,778E ,000E+00 0,000E+00 0,000E , ,9 0, feb ,6 0, ,966E ,000E+00 0,000E+00 0,000E , ,9 0, feb ,4 0, ,240E ,000E+00 0,000E+00 0,000E , ,9 0, feb , ,000E ,000E+00 0,000E+00 0,000E , ,9 0, feb ,9 1,6 0, ,181E ,000E+00 0,000E+00 0,000E , ,9 0, feb ,7 0, ,534E ,000E+00 0,000E+00 0,000E , ,9 0, feb ,1 0, ,394E ,000E+00 0,000E+00 0,000E , ,9 0, feb ,9 0, ,643E , ,778E-05 2,778E-05 2,778E , ,9 0, feb , ,870E , ,240E-05 6,018E-05 3,009E , ,9 0, feb ,3 0, ,775E ,586E-05 8,604E-05 2,868E , ,9 0, feb ,1 0, ,593E ,966E-05 1,157E-04 2,893E , ,9 0, feb ,4 0, ,250E ,884E-05 1,445E-04 2,891E , ,9 0, feb ,6 0, ,428E ,428E-05 1,788E-04 2,980E , ,9 0, feb ,2 0, ,901E ,637E-05 2,152E-04 3,074E , ,9 0, feb ,7 0, ,532E ,901E-05 3,142E-04 3,928E , ,9 0, feb , ,138E ,443E-05 3,486E-04 3,874E , ,9 0, feb ,9 0, ,231E ,416E-05 3,828E-04 3,828E , ,9 0, feb ,6 0, ,276E ,378E-05 4,166E-04 3,787E , ,9 0, feb ,1 0, ,344E ,516E-05 4,517E-04 3,764E , ,9 0, feb ,6 0, ,586E ,301E-05 4,947E-04 3,806E , ,9 0, mar ,1 0, ,378E ,181E-05 5,666E-04 4,047E , ,9 0, mar ,6 0, ,162E ,250E-05 5,991E-04 3,994E , ,9 0, mar ,3 0, ,292E ,593E-05 6,350E-04 3,969E , ,9 0, mar ,5 0, ,180E ,394E-05 6,689E-04 3,935E , ,9 0, mar ,9 0, ,416E ,530E-05 7,042E-04 3,912E , ,9 0, mar , ,000E ,843E-05 7,427E-04 3,909E , ,9 0, mar ,9 0, ,516E ,584E-05 7,885E-04 3,942E , ,9 0, mar ,6 0, ,083E ,121E-05 8,297E-04 3,951E , ,9 0, mar ,8 0, ,238E ,162E-05 8,613E-04 3,915E , ,9 0, mar ,2 0, ,069E ,643E-05 8,978E-04 3,903E , ,9 0, mar ,9 0, ,530E ,775E-05 9,355E-04 3,898E , ,9 0, mar ,5 0, ,443E ,937E-05 9,749E-04 3,899E , ,9 0, mar ,5 0, ,896E ,532E-05 1,010E-03 3,885E , ,9 0, mar ,3 0, ,937E ,896E-05 1,039E-03 3,849E , ,9 0, mar ,2 0, ,839E ,175E-05 1,081E-03 3,860E , ,9 0, mar , ,584E ,344E-05 1,124E-03 3,877E , ,9 0, mar ,9 0, ,175E ,069E-05 1,165E-03 3,883E , ,9 0, mar ,9 0, ,843E ,138E-05 1,206E-03 3,892E , ,9 0, mar ,9 1,8 0, ,901E ,238E-05 1,249E-03 3,902E , ,9 0, mar ,2 0, ,301E ,276E-05 1,292E-03 3,914E , ,9 0, mar , ,000E ,292E-05 1,334E-03 3,925E , ,9 0, mar , ,000E ,534E-05 1,360E-03 3,885E , ,9 0, mar ,8 0, ,121E ,870E-05 1,399E-03 3,885E , ,9 0, mar ,5 0, ,311E ,055E-05 1,439E-03 3,889E , ,9 0, mar ,6 0, ,323E ,231E-05 1,481E-03 3,898E , ,9 0, mar ,3 0, ,279E ,279E-05 1,524E-03 3,908E , ,9 0, mar ,7 0, ,325E ,311E-05 1,567E-03 3,918E , ,9 0, mar ,6 0, ,055E ,323E-05 1,611E-03 3,928E , ,9 0, mar ,4 0, ,637E ,325E-05 1,654E-03 3,938E , ,9 0, mar , ,884E ,083E-05 1,685E-03 3,918E , ,9 0, mar , ,000E ,839E-05 1,723E-03 3,916E , ,9 0, apr , ,000E ,180E-05 1,765E-03 3,922E , ,9 0, apr , ,000E ,901E-05 1,824E-03 3,965E , ,9 0, SUM 734,8 837, Gennemsnit ,2 0, ,965E-05 3,965E-05 0,57 76 Målte værdier Beregnede værdier Antagede værdier Mærkedata Pb = bremseffekt nsnit = gennemsnitlig omdrejningstal for hovedmotoren per døgn ηa = akselvirkningsgrad Pb,max = maksimal akseleffekt M/S TORM Laura tme = driftstimer per døgn ηm,gennemsnit = gennemsnitlig mekanisk virkningsgrad hi = nedre brændværdi mo,me = brændstofforbrug per døgn mo* = gennemsnitligt brændstofforbrug per sekund δ = omdrejningstal på skrueakslen be = effektivt specifik brændstofforbrug ηe = økonomisk virkningsgrad Størrelser af hensyn til beregning γ = pris for forbrugt brændstof Tabel 31.1 Oversigt og målte, antagede og beregnede værdier for hovedmotor, M/S TORM Laura, i perioden 9/2 2/ Kilde: Maskinrumsdagbog og Privat notat, (bilag (16), (18), (23), (24), (25), (26), (27), (29), (30), og (tabel i projekt)), (cd-rom/data/effektdata) Side 68 af 89

127 Bilag 32 Figur 32.1 Artikel om genvinding af energi fra hovedmotorens udstødsgas Kilde: Fagbladet Maskinmesteren, Oktober 2007, s , (web-link 9.1.2) Side 69 af 89

128 Bilag 33 Figur 33.1 Forskellige typer akselgeneratorer fra MAN B&W Kilde: MAN B&W, (web-link 9.1.1, s.4) Side 70 af 89

129 Bilag 34 Figur 34.1 Værftstegning over hovedmotor og akselarrangement, M/S TORM Laura Kilde: Guangzhou Shipyard International CO. LTD., (cd-rom/data/torm Laura diagrams/m PART/M-05) Side 71 af 89

130 Bilag 35 Dato Pb,ME,u.a.gen. Pb,ME,m.a.gen. Pb,ME,gl,% Pb,ME,ny,% ΔPb,ME % Pb,ME,max tme Pnet,snit, SEA ηtot,a.gen. Pb,a.gen.,snit,SEA taux,gl. taux,ny. be,me,gl. be,me,ny mo*,me,gl. mo*,me,ny mo,me,gl. mo,me,ny γme,gl. γme,ny be,aux,snit be,aux,snit ηe,me,ny ηa ηgen Pb,AUX,snit,SEA mo*,aux mo,aux,differens Σmo,AUX,gl. Σmo,AUX,ny γaux,gl. γaux,ny [#] [kw] [kw] [%] [%] [%] [kw] [h] [kw] [-] [kw] [h] [h] [kg/kj] [kg/kj] [kg/s] [kg/s] [t] [t] [kr] [kr] [kg/kj] [g/kwh] [-] [-] [-] [kw] [kg/s] [t] [t] [t] [kr] [kr] 01-mar , ,378E-05 3,590E-05 0,228 0,266 4,1 4, ,120E ,68 1,00 0, ,032 0,6 6,2 5, mar , ,162E-05 3,350E-05 0,262 0,300 23,6 27, ,120E ,73 1,00 0, ,032 2,1 2,7 0, mar , ,292E-05 4,542E-05 0,370 0,421 29,3 33, ,120E ,54 1,00 0, ,032 2,5 4,9 2, mar , ,180E-05 4,434E-05 0,380 0,433 31,5 35, ,120E ,55 1,00 0, ,032 2,6 5,3 2, mar , ,416E-05 3,613E-05 0,217 0,253 3,9 4, ,120E ,68 1,00 0, ,032 0,6 5,1 4, mar , ,000E+00 0,000E+00 0,000 0, , ,120E ######## 1,00 0, ,032 0,0 5,9 5, mar , ,516E-05 3,711E-05 0,234 0,272 5,9 6, ,120E ,66 1,00 0, ,032 0,8 3,4 2, mar , ,083E-05 3,249E-05 0,271 0,307 16,6 18, ,120E ,75 1,00 0, ,032 1,9 5,2 3, mar , ,238E-05 4,497E-05 0,367 0,419 19,8 22, ,120E ,54 1,00 0, ,032 1,7 3,3 1, mar , ,069E-05 4,323E-05 0,353 0,403 29,2 33, ,120E ,57 1,00 0, ,032 2,6 3,7 1, mar , ,530E-05 3,736E-05 0,276 0,317 17,9 20, ,120E ,65 1,00 0, ,032 2,1 3,9 1, mar , ,443E-05 3,637E-05 0,194 0,229 3,5 4, ,120E ,67 1,00 0, ,032 0,6 5,3 4, mar , ,896E-05 3,076E-05 0,248 0,283 20,5 23, ,120E ,79 1,00 0, ,032 1,9 2,5 0, mar , ,937E-05 4,163E-05 0,326 0,372 29,3 33, ,120E ,59 1,00 0, ,032 3,5 3,5 0, mar , ,839E-05 4,048E-05 0,338 0,383 29,2 33, ,120E ,60 1,00 0, ,032 3,3 3,6 0, mar , ,584E-05 4,829E-05 0,367 0, , ,120E ,51 1,00 0, ,032 3,3 3,3 0, mar , ,175E-05 4,419E-05 0,355 0,405 17,9 20, ,120E ,55 1,00 0, ,032 1,6 3,6 2, mar , ,843E-05 4,061E-05 0,309 0,353 18,9 21, ,120E ,60 1,00 0, ,032 1,9 3,4 1, mar , , ,901E-05 1,052E-04 0,556 0,660 1,8 2, ,120E ,23 1,00 0, ,032 0,1 3,3 3, mar , ,301E-05 4,540E-05 0,296 0,343 3,2 3, ,120E ,54 1,00 0, ,032 0,3 2,5 2, mar , ,000E+00 0,000E+00 0,000 0, , ,120E ######## 1,00 0, ,032 0,0 4 4, mar , ,000E+00 0,000E+00 0,000 0, , ,120E ######## 1,00 0, ,032 0,0 3,4 3, mar , ,121E-05 4,354E-05 0,336 0,384 27,8 31, ,120E ,56 1,00 0, ,032 2,6 3,6 1, mar , ,311E-05 4,559E-05 0,376 0,428 32,5 37, ,120E ,54 1,00 0, ,032 2,7 3,6 0, mar , ,323E-05 4,573E-05 0,377 0,429 32,6 37, ,120E ,53 1,00 0, ,032 2,7 3,7 1, mar , ,279E-05 4,530E-05 0,374 0,426 32,3 36, ,120E ,54 1,00 0, ,032 2,7 3,8 1, mar , ,325E-05 4,584E-05 0,378 0,431 32,7 37, ,120E ,53 1,00 0, ,032 2,7 3,8 1, mar , ,055E-05 4,271E-05 0,352 0,399 7,6 8, ,120E ,57 1,00 0, ,032 0,7 4,9 4, mar , ,637E-05 3,841E-05 0,189 0,225 3,4 4, ,120E ,64 1,00 0, ,032 0,6 2 1, mar , ,884E-05 3,060E-05 0,093 0, , ,120E ,80 1,00 0, ,032 1,0 4,2 3, mar , ,000E+00 0,000E+00 0,000 0, , ,120E ######## 1,00 0, ,032 0,0 3,6 3, Sum 436 Sum 1102 Sum Sum Gennemsnit Differens = Gennemsnit 0,60 Differens = Differens ved kørsel med akselgenerator = Beregnede værdier Pb,ME,m.a.gen. = akseleffekt på hovedmotor med akselgenerator indkoblet ved netbelastning på 607 [kw], "SEA" tilstand Pb,ME,gl,% = procentvis belastning af hovedmotoraksel ift. Pb,ME,max (bremseeffekt) uden akselgenerator indkoblet Pb,ME,ny,% = procentvis belastning af hovedmotoraksel ift. Pb,ME,max (bremseeffekt) med akselgenerator indkoblet ΔPb,ME % = procentvis differens af belastning på hovedmotor (bremeseeffekt) med/uden akselgenerator indkoblet Pnet,snit, SEA = gennemsnitlig netbelastning ved driftssituationen "SEA" baseret på tidligere udregning Pb,a.gen.,snit,SEA = gennemsnitlig belastning af hovedmotoraksel fra akselgenerator ved netbelastning for driftssituationen "SEA" taux,ny = total antal driftstimer for generatorpark per døgn fratrukket hovedmotortimer (akselgenerator indkoblet) be,me,gl. = specifik effektivt brændstofforbrug for hovedmotor uden akselgenerator indkoblet be,me,ny = specifik effektivt brændstofforbrug for hovedmotor med akselgenerator indkoblet mo*,me,gl. = brændstofforbrug per sekund for hovedmotor uden akselgenerator indkoblet mo*,me,ny = brændstofforbrug per sekund for hovedmotor med akselgenerator indkoblet mo,me,ny = totalt brændstofforbrug per døgn for hovedmotor med akselgenerator indkoblet γme,gl. = pris for forbrugt brændstof per døgn til hovedmotor uden akselgenerator indkoblet γme,ny = pris for forbrugt brændstof per døgn til hovedmotor med akselgenerator indkoblet be,aux,snit = gennemsnitligt specifik effektivt brændstofforbrug for generatorsæt #1-4 baseret på tidligere udregning Pb,AUX,snit,SEA = gennemsnitlig belastning af aksel til generatormotor ved driftstilstanden "SEA" mo*,aux = gennemsnitligt brændstofforbrug per sekund for generatorsæt #1-4 baseret på tidligere udregning mo,aux,differens = forskel i generator #1-4 samlede brændstofforbrug per døgn med/uden akselgenerator indkoblet Σmo,AUX,ny = brændstofforbrug per døgn for generator #1-4 med akselgenerator indkoblet γaux,gl. = pris for forbrugt brændstof per døgn til generator #1-4 uden akselgenerator indkoblet γaux,ny = pris for forbrugt brændstof per døgn til generator #1-4 med akselgenerator indkoblet ηe,me,ny = gennemsnitlig økonomisk virkningsgrad for hovedmotor med akselgenerator indkoblet Målte værdier Pb,ME,u.a.gen. = akseleffekt på hovedmotor uden akselgenerator indkoblet tme = driftstimer per døgn for hovedmotor taux,gl. = driftstimer per døgn for generatorsæt #1-4 uden akselgenerator indkoblet mo,me,gl. = total brændstofforbrug per døgn for hovedmotor uden akselgenerator indkoblet Σmo,AUX,gl. = total brændstofforbrug per døgn for generatorsæt #1-4 uden akselgenerator indkoblet Antagede værdier ηa = akselvirkningsgrad på generatorsæt #1-4 ηgen = generatorvirkningsgrad på generatorsæt #1-4 Mærkedata Pb,ME,max = maksimal leveret akseleffekt fra hovedmotor ηtot,a.gen. = total virkningsgrad for akselgenerator Tabel 35.1 Oversigt og målte, antagede og beregnede værdier for hovedmotor med/uden akselgenerator, M/S TORM Laura, marts Kilde: (Bilag 12,tabel 12.1), (Bilag (16), (20), (23), (24), (25), (26), (27), (28)), (Bilag 29, figur 29.1), (Bilag 31) og (web-link 9.1.1, s.4) Side 72 af 89

131 Bilag 36 Beregning: 36.1 Datakilde: Bilag 12, tabel 12.1 (web-link 9.1.1, s. 4) Beregningseksempel: 1. marts 2009 Beregnede data:,, det "Sea",, 607 Oplyste data:,.. 0,92 Ligning: Privat notat. Beregning: (36.1.1),.,, æ (36.1.2),.,,,,,.. (36.1.3),.,,, (36.1.4),.,, 660 Side 73 af 89

132 Beregning: 36.2 Datakilde: Bilag 31, tabel 31.1 Bilag 36, beregning 36.1 Beregningseksempel: 1. marts 2009 Beregnede data:,.,, æ 660 Målte data:,, Ligning: Privat notat. Beregning: (36.2.1),,.. (36.2.2),,..,,... +,.,, (36.2.3),, (36.2.4),, Side 74 af 89

133 Beregning: 36.3 Datakilde: Bilag 31, tabel 31.1 Bilag 35, tabel 35.1 Beregningseksempel: 1. marts 2009 Beregnede data:,,. æ,,. 3, Δ, % å ( ) Δ, % 6 % / Ligning: Privat notat. Beregning: (36.3.1),, æ (36.3.2),,,,. +,,., % (36.3.3),, 3, , (36.3.4),, 3, Side 75 af 89

134 Beregning: 36.4 Datakilde: Bilag 36, beregning 36.3 Bilag 36, beregning 36.2 Beregningseksempel: 1. marts 2009 Beregnede data:, æ, 3,590 10,, Ligning: Privat notat. Beregning: (36.4.1),, æ (36.4.2),,,,,.. (36.4.3),, 3, (36.4.4),, 0,266 Side 76 af 89

135 Beregning: 36.5 Datakilde: Bilag 31, tabel 31.1 Bilag 36, beregning 36.4 Beregningseksempel: 1. marts 2009 Beregnede data:,, æ,, 0,266 Målte data: ø 5 Ligning: Privat notat. Beregning: (36.5.1),, æ ø (36.5.2),,,, ( ) (36.5.3),,, ( ) (36.5.4),, 4,8 Side 77 af 89

136 Beregning: 36.6 Datakilde: Bilag 36, beregning 36.5 Bilag 25, figur 25.1 Bilag 26, figur 26.1 Beregningseksempel: 1. marts 2009 Beregnede data: Oplyste data:,, æ ø,, 4,8 α å æ 352 $ β 5,5741 $ Ligning: Privat notat. Beregning: (36.6.1), æ ø (36.6.2),,, (36.6.3), 4, ,5741 (36.6.4), Side 78 af 89

137 Beregning: 36.7 Datakilde: Bilag 36, beregning 36.3 Beregningseksempel: 1. marts 2009 Beregnede data:,, æ,, 3, Antagede data: æ æ 40,9 (bilag 18, figur 18.1) samt (Hauge-Pedersen, (2007), s.28) Ligning: (Jørgensen/Pedersen, (2000a), s.83, ligning (25)) (Kerstens, (2007), s.41) Beregning: (36.7.1),, ø (36.7.2),, (36.7.3),,,, (36.7.4),, 0,68 (, ) (, ) Side 79 af 89

138 Bilag 37 Beregning: 37.1 Datakilde: Bilag 12, tabel 12.1 Beregningseksempel: 1. marts 2009 Beregnede data:,, det "Sea",, 607 Antagede data: å æ #1 4 1 å æ #1 4 0,98 Ligning: Privat notat. Beregning: (37.1.1),,, (37.1.2),,,,, (37.1.3),,,, (37.1.4),,, 619 " " Side 80 af 89

139 Beregning: 37.2 Datakilde: Bilag 28, tabel 28.1 Bilag 37, beregning 37.1 Beregningseksempel: 1. marts 2009 Beregnede data:,, æ æ #1 4 å,, 5,120 10,,,,,, 619 SEA Ligning: Privat notat. Beregning: (37.2.1), æ æ #1 4 å (37.2.2),,,,,, (37.2.3), 5, (37.2.4), 0,032 Side 81 af 89

140 Beregning: 37.3 Datakilde: Bilag 31, tabel 31.1 Bilag 37, beregning 37.2 Beregningseksempel: 1. marts 2009 Beregnede data:, æ æ #1 4 å, 0,032 Målte data: ø 5 Ligning: Privat notat. Beregning: (37.3.1),, #1 4 æ ø / (37.3.2),,, ( 60 60) (37.3.3),,, ( ) (37.3.4),, 0,6 Side 82 af 89

141 Beregning: 37.4 Datakilde: Bilag 20, tabel 20.1 Bilag 37, beregning 37.3 Beregningseksempel: 1. marts 2009 Beregnede data:,, #1 4 æ,, 0,6 ø Målte data: Σ,,. æ ø æ Σ,,. 6,2 #1 4 Ligning: Privat notat. Beregning: (37.4.1) Σ,, æ ø #1 4 (37.4.2) Σ,, Σ,,.,, (37.4.3) Σ,, 6,2 0,6 (37.4.4) Σ,, 5,6 Side 83 af 89

142 Beregning: 37.5 Datakilde: Bilag 37, beregning 37.4 Bilag 25, figur 25.1 Bilag 26, figur 26.1 Beregningseksempel: 1. marts 2009 Beregnede data: Oplyste data: Σ,, æ ø Σ,, 5,6 #1 4 α å æ 352 $ β 5,5741 $ Ligning: Privat notat. Beregning: (37.5.1), æ ø #1 4 (37.5.2), Σ,, (37.5.3), 5, ,5741 (37.5.4), Bemærkning: Udregning for,. foregår på samme måde; dog i stedet med Σ,,. Side 84 af 89

143 Bilag 38 Beregning: 38.1 Datakilde: Bilag 35, tabel 35.1 Beregnede data:,.,, 2009, 436,., æ,., 1102 # Ligning: Privat notat. Beregning: (38.1.1).% æ #1 4 / % (38.1.2).%,,., 100 % (38.1.3).% 100 % (38.1.4).% 40 % Side 85 af 89

144 Bilag 39 Figur 39.1 Datablad på Wärtsila 875W6L20 generatorsæt installeret på M/S TORM Laura Kilde: Wärtsilä, (web-link 9.3.1, s.28) Side 86 af 89

145 Bilag 40 Figur 40.1 Brændstof- og smøreolie centrifuger, M/S TORM Laura Kilde: Privat foto Side 87 af 89

146 Hovedmotor udløb Hovedmotor inløb ΣGen.sæt. inløb ΣGen.sæt. udløb Figur 40.2 Brændstofmåleure, M/S TORM Laura Kilde: Privat foto Side 88 af 89