projekt bemutatása (Belvízi hajók gazdaságos felújítási lehetőségeinek elemezése)

A projekt bemutatása (Belvízi hajók gazdaságos felújítási lehetőségeinek elemezése) Modernisation of Vessels for Inland waterway freight Transport György Dávid Gábor e-mail: [email protected] Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Vasúti Járművek, Repülőgépek és Hajók Tanszék

MoVeIT! EU FP7 projekt - Közlekedéstudományi Konferencia Győr 2014

Általános információk Koordinátor: MARIN – Hollandia Résztvevő partnerek: 1. MARIN 2. DST 3. Via donau 4. TU Delft 5. CMT 6. SPB 7. TNO 8. Ecorys 9. Autena Marine V.O.F. 10. S.M.I.L.E.-FEM GmbH 11. University of Plymouth 12. University Galati

13. Ship Studio 14. University of Belgrade - Faculty of Mechanical Engineering 15. Compagnie Fluviale de Transport 16. Ship Design Group SRL 17. Voies Navigables de France, VNF 18. Swerea Sicomp AB 19. ThyssenKrupp Veerhaven BV 20. HE-logistics Holding GmbH 21. Plimsoll Szolgaltato KFT 22. Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem 23. Masson Marine

Tervezett munkaerő-ráfordítás: 294 emberhónap Költségvetés: € 3,96 mln EU részarány: € 2,79 mln Kezdés időpontja: 2011. nov.1. Időtartam: 36 hónap MoVeIT! EU FP7 projekt - Közlekedéstudományi Konferencia Győr 2014

Általános információk Fő célkitűzés: Belvízi hajók gazdaságos modernizációja

Lehetőségek számbavétele

Hatások vizsgálata Eredmény: alacsonyabb üzemeltetési költségek, kisebb környezetterhelés


Általános információk Várható előnyök

Modernizálási lehetőségek számbavétele – mérések és elemzések Hajótest

Működés

• Formai optimalizáció • Ellenállás csökkentő eszközök

• Üzemanyagtakarékos működtetés lehetőségei • Economy Planner

Teljesítmény

Szerkezet

• Hatékony ság növelésé nek eszközei

• Tömeg • Anyagok • Szilárdsá g

Kapacitás • Jobb kihasználás

Konkrét megoldási variációk tervezése, gazdasági és környezeti elemzése Eredmények bemutatása, szakma tájékoztatása MoVeIT! EU FP7 projekt - Közlekedéstudományi Konferencia Győr 2014

Általános információk Hajótest

Működés

Teljesítmény

Szerkezet

Kapacitás

•WP2

•WP3

•WP4

•WP5

•WP6

WP1- Irodalomkutatás és mérések

WP7 – Rendszer integráció WP8 – Demonstráció

WP9 - Tájékoztatás


Konkrét modernizálási tervek A hajók: 2 önjáró, 3 tolóhajó

Hajó opció

Felújítási opció

1

Meghosszabítás 20%-al

2

Trapéz alkalmazása

3

Ship Studio megoldása

1 2 3

Tengelygenerátor beépítés Hátrameneti kormányok eltávolítása Főgép és hajtásrendszer csere

Átalakítás ÜzemanyagBeruházási költség Rakkapcitás időszük- fogyasztás (€) változás séglet változás Herso I 200.000 4 hét +3% .. +5% 310.2 t 2 hét, 100.000 -10% .. -15% N/A bárkán 40.000 1 hét -10% .. -11% N/A Dunaföldvár 50.000

-

> +0

N/A

215.000 - 265.000

3 hét

-5% .. -7%

N/A

3-6 hónap

0%

N/A

N/A

0%

N/A

N/A

N/A

0%

N/A

200.000 - 250.000 Inflexible

0 hét

0%

N/A

1.425.000 1.700.000 Veerhaven X N/A

3

Farrész átalakítása Az orrsugár-gondola átalakítása SCR szűrő alkalmazása

1

Hulladákhő felhasználás

>> 20.000

1 hónap

2

Tengelybak eltávolítás Kormányrendszer átalakítás Ship Studio megoldása

70.000 - 160.000

4 hét

8400 .. 42.000 kWh/év -5%

200.000 - 300.000

2 hét

-3% .. -4%

N/A

1 hét

-13% .. -15%

N/A

N/A

0%

N/A

2 hét

-3% .. -4%

N/A

4 hét

0% .. -3%

N/A

1 2

3

4 1 2 3

260.800 Carpe Diem

A hajótest mellső vállainak N/A átalakítása Kormányrendszer 200.000 - 320.000 átalakítása Hátsó gondolák 160.000 eltávolítása


N/A N/A

Konkrét modernizálási tervek A hajók: HERSO 1 Tulajdonos: Fluvius Önjáró dunai áruszállító L= 84.95m B= 9.5m T= 2.7m

1. variáció: Álló-lapátsor a hajócsavar előtt – Ship Studio megoldása 2. variáció: Hajótest meghosszabbítása 20-25%-kal 3. variáció: Trapéz alkalmazása a hajótest és a bárka között


Konkrét modernizálási tervek HERSO I: Hajótest meghosszabbítása 20-25%-kal


Konkrét modernizálási tervek HERSO I: Trapéz alkalmazása a hajótest és a bárka között


Konkrét modernizálási tervek HERSO I: Álló-lapátsor a hajócsavar előtt – Ship Studio megoldása

Átalakítási lépés

Költség

„Stator” fejlesztés és gyártás

95 000 EUR

Beépítés

15 000 EUR

Összesen:

110 000 EUR

Megtakarítás:

12% teljesítményigény csökkenés


Konkrét modernizálási tervek A hajók: DUNAFÖLDVÁR Tulajdonos: Helogistics 3 csavaros tolóhajó L= 37.2m B= 12.54m T= 1.95m

1. variáció: Orrsugár kormány beépítés, a hátrameneti kormányok elhagyása 2. variáció: Főgépek cseréje 3. variáció: Tengelygenerátor beépítés vizsgálata


Konkrét modernizálási tervek Dunaföldvár: Tengelygenerátor beépítés vizsgálata Jelenleg: 2x70kW + 1x35kW, nem párhuzamosítható Beépítés helye: merev tengelykapcsoló Erőátvitel: mechanikus - fogasszíj Villamos gép: egyenáramú gép Hálózatra kapcsolás: szinkronizálható – teljesítmény-igény vezérelt Összhatásfok függése: propulziós rendszer hatásfoka, tengelygenerátor üzemi időhányada, lehajtás veszteségei

Eredmény: Jelen állapotban nem gazdaságos, javasolt fő és segédgép csere


Konkrét modernizálási tervek Dunaföldvár: Orrsugár kormány beépítés, a hátrameneti kormányok elhagyása Oka: Hátrameneti kormányok áramlási veszteségeinek csökkentése, majd szükséges orrsugár kormány beépítése • •

•

Hátrameneti kormányok eltávolítása, Új orrsugár gondola előkészítése beépített dízel segédgép és vízsugár hajtóművel,minden szükséges kiegészítővel. A gondola beépítése a korábbi fedélzetmesteri raktár helyére

Eredmény: ~150-215 000 EUR beruházási költség, becsült fogyasztáscsökkenés akár 5-7% MoVeIT! EU FP7 projekt - Közlekedéstudományi Konferencia Győr 2014

Konkrét modernizálási tervek Dunaföldvár: Főgépek cseréje Oka: Főgépek jellemző üzemállapotának eltolódása, azok jellemző hegymeneti túlterhelése. Átalakítás: Koncepció készítése a főgépek, a tengelyvezeték és a propellerek átalakítására, cseréjére. Az eredeti 3x515kW-os gépek 3x750kWosra cserélve. Új tengelyvezetékek és propellerek

Eredménye: 1.45 – 1.7 m EUR beruházási költség Nincs jellemző üzemanyag fogyasztás változás a megnövekedett teljesítmény miatt, Megnövekedett hegymeneti kapacitás 6-ról 9 bárkára. MoVeIT! EU FP7 projekt - Közlekedéstudományi Konferencia Győr 2014

Konkrét modernizálási tervek A hajók: VEERHAVEN X Tulajdonos: TKV 3 csavaros rajnai tolóhajó L= 39.98m B= 15.0m T= 1.70m

1. variáció: hajócsavar-alagutak optimalizálása 2. variáció: az orrsugár-hajtómű gondola alakjának optimalizálása 3. Variáció: NOx és PM kibocsájtás csökkentés elemzése – SCR filter


Konkrét modernizálási tervek Veerhafen X: NOx és PM kibocsájtás csökkentés elemzése – SCR filter


Konkrét modernizálási tervek A hajók: INFLEXIBLE Tulajdonos: CFT 2 csavaros szajnai tolóhajó L= 22.2m B= 9.45m T= 2.5m

1. 2. 3. 4.

variáció: Az energiaellátási rendszer modernizálása, hulladékhő visszanyerése variáció: Tengelybak eltávolítás variáció: Kormányrendszer újratervezése, optimalizálása variáció: Álló-lapátsor a hajócsavar előtt – Ship Studio megoldása


Konkrét modernizálási tervek Inflexible: Az energiaellátási rendszer modernizálása, hulladékhő visszanyerése Huladékhő felhasználás: • • •

Gőz segédközeggel Közvetlen expanzióval (másodlagos turbina) Kombinált módon

1. eset: Hasznosítható energia: 3-5% gépteljesítmény (20-25 kW / gép) Üzem: 3000 óra/év gépüzem (210g/kWh, ~700EUR/tonna üzemanyag ár mellett) Megtakarítás: 17 500 – 22 000 EUR / év Beépítési költség: legalább 200 000 EUR

2. eset: 5 kW segédüzem kiváltása Üzem: 3000 óra/év (segédgép: 300 g/kWh kiváltása az üzem egy részében) Megtakarítás: 1750 – 8800 EUR / év Költség: 20 000 EUR (5 kW)


Konkrét modernizálási tervek Inflexible: Tengelybak eltávolítás

51.8Hz <-> 24Hz függőleges rezgés sajátfrekvenciája -> nem várható probléma

Átalakítási költség:

35 – 80 000 EUR

Egy gyűrű esetén

70 – 160 000 EUR

2 gyűrű (teljes hajóra)

Átalakítás időigénye:

~ 4 hét

Üzemidő kiesés

Üzemanyag fogyasztás:

5% csökkenés

várható


Konkrét modernizálási tervek Inflexible: Kormányrendszer újratervezése, optimalizálása




200-300 000 EUR

Kormánygép cserével

50 000 EUR

Kormánygép csere nélkül

3-4 % csökkenés

Kormánygép cserével

2 % csökkenés

Kormánygép csere nélkül

2 hét


Konkrét modernizálási tervek Inflexible: Álló-lapátsor a hajócsavar előtt – Ship Studio megoldása

Gyártási költség:

230 000 EUR

Teljes átalakítási költség:

260 000 EUR (beépítéssel)


~14 % csökkenés


Konkrét modernizálási tervek A hajók: CARPE DIEM Tulajdonos: Wilco Ooms Önjáró rajnai áruszállító L= 110m B= 11.4m T= 2.75m

1. variáció: hajótest mellső vállak finomítása 2. variáció: új kormányrendszer 3. variáció: a hátsó gondolák eltávolítása


Konkrét modernizálási tervek Carpe Diem: Új kormányrendszer


300 000 EUR


3.5 - 4 % csökkenés


2 hét


Konkrét modernizálási tervek Carpe Diem: Hátsó gondolák eltávolítása (rövidítése)


2 x 80 000 EUR


0 – 3 % csökkenés


~ 4 hét


Az „Economy Planner” „Guidance” - mérő és kiértékelő rendszer Cél: Gazdaságos sebesség, helyzet

Érkezési idő Rakomány-képesség becslés (útvonal, vízállás, hajó, …) „Valós idejű adatfeldolgozás” Mérendő paraméterek: Hajón: Hajótest alak, Navigációs adatok, Fordulatszám, Fogyasztás Folyón: Meder és sodor adatok Vízállások és interpoláció, időbeli előrejelzése Szükségesek: Hidrológiai modellek Ellenállás-számítási modellek Forgalmi adatok (AIS, RIS) Eredmények: Legjobb pozíció a mederhez képest, Optimális teljesítmény-felhasználás Rakomány maximum, vízmélységet és szabad magasságot figyelve Érkezési idő becslés


Az „Economy Planner”


Az „Economy Planner” Alkalmazhatósági körzet: (pl.) Rajna: „mély” víz, nagy fogalom, kiépített partfal, kisebb hajózható hossz Duna: helyenként „sekély” víz, alacsonyabb forgalom, nagyban változó meder, nagy hajózható hossz Feladatunk: az „Economy Planner” bemenő adatainak felkutatása a Dunán való alkalmazhatóság érdekében

Eddigi eredmények - Duna: - Kevés jól használható térkép - Meder- és sodoradatok részleges hiánya - Mederváltozékonyság


Köszönöm a figyelmet!

Dr. Simongáti Győző György Dávid Gábor BME - VRHT


projekt bemutatása (Belvízi hajók gazdaságos felújítási lehetőségeinek elemezése)

Recommend Documents