MAERSK SUPPLY SERVICE Bilagsrapport Energioptimering af kølevandssystem Lars Pedersen Januar 2013
Titelblad Forfatter: Rapportens Titel: Lars Pedersen Bachelor projekt 2012 - Optimering af kølevandssystem Placering i uddannelsesforløb: Bachelor projekt efterår 2012 Fagområde: Uddannelsesinstitutionens navn: Vejleder: Termiske maskiner, maritime valgfag Aarhus Maskinmesterskole Hayati Balo Dato for aflevering: 1.2.2013
Indhold Bilag 1 Datablad F.W. pump... 1 Bilag 2 Datablad S.W. pump... 2 Bilag 3 Pumpekurve F.W. pump... 3 Bilag 4 Pumpekurve S.W. pump... 4 Bilag 5 Uddrag af Operating Manual... 5 Bilag 6 General Data... 6 Bilag 7 Tilbud DESMI F.W. pump... 7 Bilag 8 Tilbud DESMI S.W. pump... 9 Bilag 9 Data trevejs ventil... 11 Bilag 10 Data indsamling... 12 Bilag 11 Samtale Rolls Royce... 13 Bilag 12 Samtale Søren Skive, MSS... 14 Bilag 13 TCO Template, MSS... 16 Bilag 14 Uddrag af Operating Manual... 17 Bilag 15 Beregninger ved frekvensregulering... 18 Bilag 16 Effektoptag under havneophold... 25 Bilag 17 Samtale Gert Andersen, CS Electric... 26 Bilag 18 Samtale Kim Strate Kiegstad, Siemens A/S... 27 Bilag 19 Samtale Carsten Jensen, DESMI A/S... 28
1 Bilag 1 Datablad F.W. pump Scannet kopi af dokumentation fra ombord på skibet
Bilag 2 Datablad S.W. pump Scannet kopi af dokumentation fra ombord på skibet 2
Bilag 3 Pumpekurve F.W. pump Scannet kopi af dokumentation fra ombord på skibet 3
Bilag 4 Pumpekurve S.W. pump Scannet kopi af dokumentation fra ombord på skibet 4
Bilag 5 Uddrag af Operating Manual Scannet kopi af dokumentation fra ombord på skibet 5
Bilag 6 General Data Scannet kopi af dokumentation fra ombord på skibet 6
Bilag 7 Tilbud DESMI F.W. pump Tilbud modtaget fra DESMI A/S, se bilag 19 7
8
Bilag 8 Tilbud DESMI S.W. pump Tilbud modtaget fra DESMI A/S, se bilag 19 9
10
Bilag 9 Data trevejs ventil Scannet kopi af dokumentation fra ombord på skibet 11
Bilag 10 Data indsamling Indsamlede data under forskellige driftssituationer 12
Bilag 11 Samtale Rolls Royce 13
Bilag 12 Samtale Søren Skive, MSS 14
15
Bilag 13 TCO Template, MSS 16
Bilag 14 Uddrag af Operating Manual Scannet kopi af dokumentation fra ombord på skibet 17
Bilag 15 Beregninger ved frekvensregulering Introduktion: Målingerne blev foretaget med vægt på en ensartet fremgangsmåde såsom at måle temperaturen de samme steder hver gang for at højne validiteten af målingerne. Da simuleringerne indebærer justeringer af ventiler og måling af temperaturer som er relativt længe om at stabilisere sig blev der øvet en del gange inden at fremgangsmåden og rutinen var på plads. Det blev sikret at temperaturerne havde stabiliseret sig inden at målingerne blev foretaget. I formlerne henvises temperaturerne til målepunkterne fra 1 til 5, som vist i Figur 11 i rapporten. Stofværdier, data mm.: Massefylde vand = ρ = 1000 Massefylde vand = ρ = 1025 Specifik varmekapacitet = = 4,18 Antaget gennemsnitsværdi Flow af ferskvand opgivet af værftet = 320 Fremgår af Bilag 1+14 Volumenstrøm nuværende F.W. pump = 438 Volumenstrøm ny DESMI F.W. pump = 320 Fremgår af afsnit 6.2 i rapporten Fremgår af afsnit 6.3 i rapporten Nominelt omdrejningstal søvandspumpe: Fremgår af Bilag 2 Optagen effekt til søvandspumperne: 18500 W (afrundet) Se afsnit 6.1 i rapporten Optagen effekt til DESMI søvandspumper: 13200 W (afrundet) Se afsnit 6.3 i rapporten Figur A, Data målt under praktikophold. Konstrueret af forfatteren 18
SERVICEFART: Beregningerne baseres på data målt tre gange på forskellige dage, men så vidt muligt under samme forhold. Broen blev bedt om at holde konstant fart under simuleringerne. Under servicefart 21.8.2012: Kølebehov: Flow gennem veksler: Flow udenom veksler: Ny temperaturdifferens på søvandssiden efter reducering af flow med ventil: t = (2-1) = 32,4-13,1 = 19,3 K Reduceret flow S.W. pump: Omdrejningstal der modsvarer det reducerede flow: isoleres: Nyt effektoptag ved reduceret omdrejningstal: Nuværende pumper: DESMI søvandspumper: 19
Under servicefart 23.8.2012: Kølebehov: Flow gennem veksler: Flow udenom veksler: Ny temperaturdifferens på søvandssiden efter reducering af flow med ventil: t = (2-1) = 32,3-13 = 19,3 K Reduceret flow S.W. pump: Omdrejningstal der modsvarer det reducerede flow: isoleres: Nyt effektoptag ved reduceret omdrejningstal: Nuværende pumper: DESMI søvandspumper: 20
Under servicefart 28.8.2012: Kølebehov: Flow gennem veksler: Flow udenom veksler: Ny temperaturdifferens på søvandssiden efter reducering af flow med ventil: t = (2-1) = 32,6-13,2 = 19,4 K Reduceret flow S.W. pump: Omdrejningstal der modsvarer det reducerede flow: isoleres: Nyt effektoptag ved reduceret omdrejningstal: Nuværende pumper: DESMI søvandspumper: 21
UNDER DP VED RIG: Beregningerne baseres på data målt tre gange på forskellige dage for at højne validiteten. Faktorer som påvirker kølebehovet er vind og strømforhold og målingerne er foretaget under relativt roligt vejr i Nordsøen. Fremgangsmåden er den samme som før, som beskrevet i afsnit 7.3 i rapporten. Under DP 22.8.2012: Kølebehov: Flow gennem veksler: Flow udenom veksler: Ny temperaturdifferens på søvandssiden efter reducering af flow med ventil: t = (2-1) = 26,2-13,2 = 13 K Reduceret flow S.W. pump: Omdrejningstal der modsvarer det reducerede flow: isoleres: Nyt effektoptag ved reduceret omdrejningstal: Nuværende pumper: DESMI søvandspumper: 22
Under DP 25.8.2012: Kølebehov: Flow gennem veksler: Flow udenom veksler: Ny temperaturdifferens på søvandssiden efter reducering af flow med ventil: t = (2-1) = 26,1-13,4 = 12,7 K Reduceret flow S.W. pump: Omdrejningstal der modsvarer det reducerede flow: isoleres: Nyt effektoptag ved reduceret omdrejningstal: Nuværende pumper: DESMI søvandspumper: 23
Under DP 2.9.2012: Kølebehov: Flow gennem veksler: Flow udenom veksler: Ny temperaturdifferens på søvandssiden efter reducering af flow med ventil: t = (2-1) = 26-12,8 = 13,2 K Reduceret flow S.W. pump: Omdrejningstal der modsvarer det reducerede flow: isoleres: Nyt effektoptag ved reduceret omdrejningstal: Nuværende søvandspumper: DESMI søvandspumper: 24
Bilag 16 Effektoptag under havneophold Da det tidligt stod klart at søvandspumpen vil køre med maksimalt reduceret flow på grund af det ringe kølebehov under havneophold, vil effektoptaget ved mindste omdrejningstal blive beregnet. Det ringe kølebehov er en konsekvens af de stoppede hovedmotorer som er de største varmeudviklere ombord. I praktikperioden kom dette blandt andet til udtryk ved at tre vejs ventilen var næsten helt lukket i under havneophold, således at kun en meget lille del af flowet ledtes igennem veksleren. Den nedre grænse for motorens omdrejningstal er i denne rapport sat til 25Hz ifølge samtale med Gert Andersen fra CS Electric (se bilag 17). Nuværende effektoptag er 18,5 1 kw og effektoptaget for den nye DESMI S.W. pumpe er 13.2 2 kw. Flow ved 730 RPM: Formlen fremgår af afsnit 7.3 i rapporten 1 Se afsnit 6.1 i rapporten 2 Se bilag 8 25
Bilag 17 Samtale Gert Andersen, CS Electric 26
Bilag 18 Samtale Kim Strate Kiegstad, Siemens A/S 27
Bilag 19 Samtale Carsten Jensen, DESMI A/S 28
29