energioptimering af kølevandssystem · volumenstrøm ny desmi f.w. pump = 320 fremgår af afsnit...
TRANSCRIPT
Udarbejdet af Lars Pedersen
MAERSK SUPPLY SERVICE
Bilagsrapport Energioptimering af kølevandssystem
Lars Pedersen
Januar 2013
Udarbejdet af Lars Pedersen
Titelblad
Forfatter: Lars Pedersen
Rapportens Titel: Bachelor projekt 2012 - Optimering af kølevandssystem
Placering i uddannelsesforløb: Bachelor projekt efterår 2012
Fagområde: Termiske maskiner, maritime valgfag
Uddannelsesinstitutionens navn: Aarhus Maskinmesterskole
Vejleder: Hayati Balo
Dato for aflevering: 1.2.2013
Udarbejdet af Lars Pedersen
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
2 Udarbejdet af Lars Pedersen
Bilag 2 – Datablad S.W. pump Scannet kopi af dokumentation fra ombord på skibet
3 Udarbejdet af Lars Pedersen
Bilag 3 – Pumpekurve F.W. pump Scannet kopi af dokumentation fra ombord på skibet
4 Udarbejdet af Lars Pedersen
Bilag 4 – Pumpekurve S.W. pump Scannet kopi af dokumentation fra ombord på skibet
5 Udarbejdet af Lars Pedersen
Bilag 5 – Uddrag af Operating Manual Scannet kopi af dokumentation fra ombord på skibet
6 Udarbejdet af Lars Pedersen
Bilag 6 – General Data Scannet kopi af dokumentation fra ombord på skibet
7 Udarbejdet af Lars Pedersen
Bilag 7 – Tilbud DESMI F.W. pump Tilbud modtaget fra DESMI A/S, se bilag 19
8 Udarbejdet af Lars Pedersen
9 Udarbejdet af Lars Pedersen
Bilag 8 – Tilbud DESMI S.W. pump Tilbud modtaget fra DESMI A/S, se bilag 19
10 Udarbejdet af Lars Pedersen
11 Udarbejdet af Lars Pedersen
Bilag 9 – Data trevejs ventil Scannet kopi af dokumentation fra ombord på skibet
12 Udarbejdet af Lars Pedersen
Bilag 10 – Data indsamling Indsamlede data under forskellige driftssituationer
13 Udarbejdet af Lars Pedersen
Bilag 11 – Samtale Rolls –Royce
14 Udarbejdet af Lars Pedersen
Bilag 12 – Samtale Søren Skive, MSS
15 Udarbejdet af Lars Pedersen
16 Udarbejdet af Lars Pedersen
Bilag 13 – TCO Template, MSS
17 Udarbejdet af Lars Pedersen
Bilag 14 – Uddrag af Operating Manual Scannet kopi af dokumentation fra ombord på skibet
18 Udarbejdet af Lars Pedersen
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
Fremgår af afsnit 6.2 i rapporten
Volumenstrøm ny DESMI F.W. pump = 320
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
19 Udarbejdet af Lars Pedersen
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:
20 Udarbejdet af Lars Pedersen
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:
21 Udarbejdet af Lars Pedersen
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:
22 Udarbejdet af Lars Pedersen
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:
23 Udarbejdet af Lars Pedersen
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:
24 Udarbejdet af Lars Pedersen
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:
25 Udarbejdet af Lars Pedersen
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 18,51 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
26 Udarbejdet af Lars Pedersen
Bilag 17 – Samtale Gert Andersen, CS Electric
27 Udarbejdet af Lars Pedersen
Bilag 18 – Samtale Kim Strate Kiegstad, Siemens A/S
28 Udarbejdet af Lars Pedersen
Bilag 19 – Samtale Carsten Jensen, DESMI A/S
29 Udarbejdet af Lars Pedersen