Thesis Maritime Research

Slow Steaming

Thesis Maritime Research


Jan-Pieter de Snaijer

Wat zijn de problemen, ontwikkelingen en innovaties met hun gevolgen bij slow steaming van een tweeslag-kruishoofdmotor?

Auteur: Begeleidend docent: Versie nummer: Datum verschijnen: Onderwijsinstituut: Module: Leerjaar:

J.P.D. de Snaijer Dhr. R. van de Meer Versie 2.1 27 Februari 2014 Maritiem Instituut “Willem Barentsz” Thesis Maritime Research Jaar 4, September 2013 – Augustus 2014

Pagina

I



Voorwoord Dit rapport is tot stand gekomen als onderdeel van de opleiding Maritiem Officier aan de Hogere Zeevaartschool “Willem Barentsz” op Terschelling als onderdeel van de module Maritime Research. In het rapport is inhoudelijk onderzoek verricht aangaande de technische aspecten die een rol spelen bij het varen met verminderd vermogen.

Elburg, 14 Februari 2014

J.P.D. de Snaijer

Pagina II



Inhoudsopgave VOORWOORD .......................................................................................................................................................II SAMENVATTING................................................................................................................................................ IV 1. ONDERZOEKSOPZET......................................................................................................................................1 1.1 PROBLEEMSTELLING .........................................................................................................................................1 1.2 ONDERZOEKSDOELSTELLING...........................................................................................................................2 1.3 ONDERZOEKSAANPAK ......................................................................................................................................2 1.4 THEORETISCH KADER ......................................................................................................................................2 2. WELKE GEVOLGEN HEEFT SLOW STEAMING OP HET FUNCTIONEREN VAN EEN TWEESLAG-KRUISHOOFDMOTOR?............................................................................................................4 2.1 BRANDSTOFVERBRUIK .....................................................................................................................................4 2.2 SMERING...........................................................................................................................................................8 2.3 VULDRUK ........................................................................................................................................................14 2.4 UITSTOOT .......................................................................................................................................................16 3) WELKE INNOVATIES ZIJN ER OP HET GEBIED VAN SLOW STEAMING GELET OP BRANDSTOFVERBRUIK, SMERING, VULDRUK EN UITSTOOT?................................................18 3.1 BRANDSTOFVERBRUIK ...................................................................................................................................18 3.2 SMERING.........................................................................................................................................................20 3.3 VULDRUK ........................................................................................................................................................23 3.4 UITSTOOT .......................................................................................................................................................26 4) WELKE INVLOEDEN HEBBEN DE AANPASSINGEN OP DE BEDRIJFSVOERING AAN BOORD? ..................................................................................................................................................................28 CONCLUSIE ...........................................................................................................................................................33 AANBEVELINGEN ..............................................................................................................................................35 LITERATUURLIJST............................................................................................................................................36

Pagina III



Samenvatting Brandstofbesparing is een speerpunt waar veel aan is gelegen bij rederijen. Door te besparen op deze kostenpost kan men transportkosten sterk terugdringen. Dit brengt veranderingen met zich mee die op het gebied van langzaamlopende tweeslag-kruishoofdmotoren aanpassingen vraagt.

De verandering op dit gebied wordt over het algemeen beheerst door de terugname van het aantal omwentelingen per minuut van de hoofdmotor. Met deze actie bespaart men brandstof door vermogen te verminderen. Vanwege het ontwerp van de voortstuwingsinstallatie heeft dit een aantal gevolgen. Dit stelt fabrikanten en rederijen voor de uitdaging om te werken aan de problemen die optreden en vermogensoptimalisatie. Ook doen zich in sommige gevallen van vermogensoptimalisatie nieuwe kritische bedrijfssituaties voor welke aanpassingen vragen in de constructie.

Brandstofinspuiting is een aspect welke direct invloed heeft op het verbrandingsproces. Doel hierbij is om inspuitdrukken en inspuittiming te optimaliseren. Dit kan men realiseren door gebruik te maken van de flexibiliteit van de jongste generatie motoren in inspuittiming. Een andere overweging kan het gebruik van verstuivers met een kleiner SAC volume zijn.

Een ander aspect welke invloed heeft op het verbrandingsproces is de vuldruk van de verbrandingslucht. De vuldruk welke wordt opgebouwd door de drukvulgroep daalt bij een lager toerental. Dit is een gevolg van de verminderde energie in uitlaatgassen bij een verlaagd toerental. Om de vuldruk te verhogen kan men gebruik maken van aanpassingen als: toepassing van variabele geometrie, turbocharger cut-out of extra auxilary blower capaciteit.

Pagina IV



De veranderingen vragen ook aandacht op het gebied van smering. Dit is bij een tweeslag-kruishoofdmotor gescheiden in twee onderdelen: drijfwerk en cilinder smering. De drijfwerksmering heeft een veranderde drukopbouw bij een lager toerental. Dit kan in specifieke gevallen zelfs leiden tot onderbrekingen in de filmlaag en er sprake is van metaal op metaal contact. Hierdoor treed schade op in de lagerkappen door metaalmoeheid. Aanpassing in de constructie van de lagerkap kan hierbij een oplossing zijn. Ook bij de cilindersmering is het nodig om andere configuraties toe te passen. Dit is allereerst de hoeveelheid toegevoerde smeerolie aan te passen. Tevens is het mogelijk om het inspuitpatroon te veranderen door modificatie van de zuigervoering.

Al de veranderingen die betrekking hebben op het verbrandingsproces, maken ook deel van het eindproduct dat een tweeslag-kruishoofdmotor uitstoot. De uitstoot veranderd bij een verlaagd toerental. De productie van broeikasgassen als CO2 neemt toe, terwijl de NOX emissie afneemt. Dit wordt veroorzaakt door een verbrandingsproces dat onder een lagere temperatuur en druk plaatsvindt.

Pagina V



Inleiding Sinds het begin van de wereldwijde economische crisis is de transportvraag sterk gedaald. Mede door de hoge brandstofprijs zijn de kosten van transport over zee sterk onder druk komen te staan. Om deze reden kiezen veel rederijen om schepen met verminderd tot minimaal vermogen te laten varen. Dit heeft gevolgen voor de hoofdmotor van een schip welke in een ander vermogensgebied dan het oorspronkelijke ontwerp zal draaien. In het onderzoek zullen een aantal problemen en gevolgen verder worden onderzocht.

Pagina VI



1. Onderzoeksopzet 1.1 Probleemstelling Om het probleem te analyseren is gebruik gemaakt van de onderstaande vragen.

-

Wat is het probleem? Door de stijgende brandstofprijs worden de kosten voor het transport over zee steeds duurder. Door het motorvermogen te verminderen neemt de vaart van het schip en het brandstofverbruik aanzienlijk af. Bij het varen in deellast of minimaal vermogen verandert behalve het toerental en brandstofverbruik ook het luchtverbruik, smeerolieverbruik, uitstoot en turbodrukken.

-

Wie heeft het probleem? Rederijen en hun bemanning van schepen welke uitgerust zijn met een tweeslag-kruishoofdmotor overgegaan zijn tot het varen in deellast dan wel minimaal vermogen.

-

Wanneer is het een probleem? Als er door het veranderen van het toerental andere configuraties onjuist zijn geworden zoals turbodrukken, smeerolietoevoer en onderhoudsintervallen.

-

Wanneer is het probleem ontstaan? Sinds het begin van de economische crisis is er een verminderde vraag naar transport. Daarnaast zijn ook de bunkerkosten enorm gestegen. Omdat de brandstofkosten een aanzienlijk deel uitmaakt van de totale kosten kiezen rederijen ervoor om op deze kostenpost geld te besparen door motorvermogen terug te nemen.

-

Waarom is het een probleem? Schepen zijn tijdens het bouwproces ontwikkeld voor een ideale rompsnelheid en hebben hierbij hun specifieke motorconfiguratie. Door af te wijken van deze optimale

Pagina 1



scheepsnelheid verandert het motorvermogen en ook de ideale configuratie van de hoofdmotor.

-

Waar doet het probleem zich voor? Aan boord van schepen welke voortgestuwd worden door tweeslag-kruishoofdmotoren.

1.2 Onderzoeksdoelstelling Het doel van het onderzoek is om inzicht te verkrijgen in de gevolgen van slow steaming, maar ook de ontwikkelingen en oplossingen te onderzoeken die bedoeld zijn om conventionele tweeslag motoren bij lage belasting te optimaliseren.

1.3 Onderzoeksaanpak Het soort onderzoek dat zal worden gedaan is een beschrijvend onderzoek. Hierbij wordt allereerst gebruik gemaakt van de kennis die is opgedaan in de opleiding Maritiem Officier. Verder wordt er gebruik gemaakt van deskresearch. Hierbij wordt gebruik gemaakt van diverse bronnen van het internet, maar ook publicaties van grote fabrikanten van tweeslagkruishoofdmotoren als Wärtsilä en MAN B&W. Ook wordt gebruik gemaakt van bestaande literatuur op het gebied van scheepsdieselmotoren. Verder wordt er gebruikt gemaakt van gegevens en kengetallen van fabrikanten.

1.4 Theoretisch Kader Slow steaming Scheepsdieselmotoren Tweeslag-kruishoofdmotor MAN B&W Wärtsilä

Slow Steaming: Onder slow steaming wordt verstaan: het varen onder laag tot minimum vermogen. Hierbij vermindert het toerental met als doel brandstof te

Pagina 2



besparen. In het onderzoek worden verdere gevolgen en maatregelen nader onderzocht.

Scheepsdieselmotoren: Onder Scheepsdieselmotoren verstaan we de verschillende boekwerken met de kennis over de werking van een scheepsdieselmotor. Dit zijn de publicaties van P. van Maanen een uitgave van de uitgeverij Nautech, en die van K. Kuiken welke is uitgegeven door Target Global Energy Training.

Tweeslag-kruishoofdmotor: Het onderzoek richt zich op slow steaming van een tweeslagkruishoofdmotor. Deze keuze is gemaakt vanwege het feit dat veel conventionele containerschepen zijn ontworpen met een direct omkeerbare tweeslag-kruishoofdmotor met vaste schroef. Dit zijn motoren met een cyclus van twee slagen: de compressieslag en een arbeidsslag. Verder is er in de constructie een kruishoofd tussen de zuigerstang en drijfstang geplaatst.

MAN B&W MAN B&W is een van de grote producenten van dieselmotoren. Verder hebben zij als fabrikant een groot kenniscentrum en werken zij aan nieuwe technologieën voor de optimalisatie van motoren. Ook is de ontwikkeling van nieuwe motoren die voldoen aan de strenge emissie-eisen een van hun doelen. Hierbij doen zij onderzoeken welke zij regelmatig publiceren.

Wärtsilä Wärtsilä is een volgende producent van dieselmotoren. Ook deze fabrikant werkt aan nieuwe technologieën om de dieselmotor te optimaliseren. Met de RTA serie zijn zij producent van tweeslag-kruishoofdmotoren van diverse formaten. Wärtsilä verricht ook onderzoek wat regelmatig in hun technical journals en andere publicaties verschijnen

Pagina 3



2. Welke gevolgen heeft slow steaming op het functioneren van een tweeslag-kruishoofdmotor? 2.1 Brandstofverbruik Brandstofverbruik beheerst al jaren lang de operationele kosten van een dieselmotor. Dit kan over een levensduur van 10 tot 25 jaar zelfs stijgen tot 75% van de totale exploitatiekosten (Kuiken, 2008). Dit is ook de reden waarom reders veel belang hebben bij het terugbrengen van deze kostenpost.

Figuur 1- Relatief benodigde vermogen tegenover scheepssnelheid, een terugname van 5 knopen resulteert tot 41% benodigd vermogen (MAN B&W, 2009)

Schroefwet Bij de voortstuwing van een schip, met vaste schroef en omkeerbare motor, is het toerental van de hoofdmotor gelijk aan het toerental van de scheepsschroef. De scheepsschroef zorgt voor waterverplaatsing die het schip voortstuwt. Hierbij is de stuwkracht kwadratisch evenredig met de Pagina 4



snelheid. Het verband tussen het toerental en het vermogen dat benodigd is voor de voortstuwing loopt volgens een derde macht curve.

Figuur 2- Verband tussen vermogen en toerental gemeten tijdens een seatrial met een tweeslagkruishoofdmotor (Woodyard, 2009)

Vanwege de voortstuwingsconfiguratie houdt het verminderen van vermogen dan ook in dat het toerental terugneemt. Immers geldt er voor het afgegeven vermogen van een Dieselmotor: Pe = pe × A × s × z ×

n (van Maanen, a

2000) pe- effectieve cilinderdruk A- Oppervlakte van de cilinder s- Zuigerslag z- aantal cilinders n- roteringsfrequentie a- getal voor motorconfiguratie: 1 voor een tweeslagproces en 2 voor een vierslagproces

Vanuit de wetenschap dat het brandstofverbruik evenredig afneemt met het vermogen, is slow steaming een logische keuze om kosten te verminderen.

Pagina 5



Figuur 3- Specifiek Brandstofverbruik & Motorrendementen, (van Maanen, 2000)

Het verminderen van het toerental heeft op allerlei manieren consequenties voor de bedrijfsvoering van een tweeslag-kruishoofdmotor. Allereerst is dit de efficiëntie van de hoofdmotor. Het optimale rendement ligt bij een belasting van 70 tot 85%. Dit is duidelijk te zien in Figuur 3, waar de motorrendementen en het specifiek brandstofverbruik is uitgezet tegen de motorbelasting. Wanneer er door slow steaming wordt teruggenomen in belasting, is dit ongunstig voor het specifiek brandstofverbruik. Dit houdt in dat iedere gram brandstof minder effectief vermogen levert aan de schroefas.

Reders hebben ten aanzien van brandstofverbruik twee aspecten om brandstof te kunnen besparen. 1. Het benodigd vermogen per reis te verminderen. 2. Het motor rendement en daarmee het specifiek brandstofverbruik te optimaliseren op een ander vermogensbereik. Het eerste aspect wordt onder andere gerealiseerd door bijvoorbeeld routeringprogramma’s te gebruiken en scheepsnelheid te verlagen.

Het tweede aspect wordt op allerlei ander manieren gerealiseerd door aanpassingen aan te brengen op de hoofdmotor. Hierbij valt te denken aan

Pagina 6



injectie timing of klep timing, maar ook andere verstuivers dient tot de mogelijkheden.

Injectie Timing Door de injectie op een ander tijdstip te laten beginnen, veranderd het tijdstip van de vier verbrandingsfasen in verhouding tot de compressieslag van de zuiger. Dit zijn de ontstekingsvertraging, onbeheerste verbranding, gedeeltelijk beheerste verbranding en de naverbranding. Deze vier fasen zijn de “bouwstenen” waaruit de verbranding bestaat. Zo zal bijvoorbeeld brandstof met een grote ontstekingsvertraging een vervroegde inspuiting vragen bij het optimalisatieproces. Bij moderne tweeslag-kruishoofdmotoren is de injectie timing gemakkelijk te veranderen vanwege de elektrisch aangestuurde inspuitsystemen. Dit zijn de zogenaamde flex motoren van Wärtsilä en de ME series van MAN B&W. Bij oudere motoren ligt dit echter anders en moet men de instellingen van de VIT-regeling (variabele injectie timing) op de brandstofpompen veranderen. Klep Timing Tegelijkertijd speelt naast de injectie timing ook de klep timing een grote rol. Door de timing aan te passen zal de compressie en arbeidslag veranderen en zo ook het tijdstip en de grootte van de piekdrukken worden beïnvloedt. Bij een afwijkende ontwerpbelasting is het dan ook goed mogelijk om op deze methode te optimaliseren.

Figuur 4- Optimalisatie van het Specifiek brandstof gebruik door aanpassingen in inspuittiming (MAN B&W, 2008)

Pagina 7



2.2 Smering Wanneer er wordt gesproken over smering van een tweeslagkruishoofdmotor moet er onderscheid worden gemaakt uit de verschillende delen die gesmeerd worden op verschillende methoden. Bij een tweeslagkruishoofdmotor is de smering over het algemeen te onderscheiden in: •

Drijfwerksmering

•

Cilindersmering

Verder kunnen er, afhankelijk van het ontwerp, nog verschillende delen autonoom gesmeerd worden. Dit kan zijn vanwege vervuiling bij bijvoorbeeld de nokkenas, of een ander smeersysteem bij bijvoorbeeld een drukvulgroep.

Het is erg belangrijk dat in elke bedrijfssituatie van de motor, een juiste hoeveelheid smeerolie wordt toegevoerd. Bij het verlagen van het toerental daalt de gemiddelde zuigersnelheid van de motor. Deze grootheid is een belangrijke maat voor de mechanische en thermische belasting van motoronderdelen (van Maanen, 200). Verder verandert de opbouw van de smeerfilm en is er minder slijtage. Ook dalen de verbrandingstemperaturen en vermindert de effectieve druk. De gevolgen van deze zaken kan men aan boord door middel van inspectie controleren.

Drijfwerksmering Onder de smering van het drijfwerk wordt bedoeld de smering van hoofdaslagers, kruishoofd, zuigerpen en krukpenlagers. Hierbij is het hoofddoel om de wrijving tussen de lagerkappen en drijfwerkonderdelen te voorkomen. Verder zorgt de olie voor afdichting, afvoer van warmte, geluidsdemping en bescherming tegen corrosie. Voor het hoofdaslager wordt de smering opgebouwd uit hydrodynamische smering, ook wel volle filmsmering genoemd. Hierbij wordt door het roteren van de hoofdas smeerolie verdrongen en zo de hoofdas opgelift (zie Figuur 5). Hierbij ligt de as op een dunne smeerolie filmlaag. Belangrijk hierbij is

Pagina 8



dat de dikte van de filmlaag toerental afhankelijk is. Dit is af te leiden uit het lagerkengetal welke is opgebouwd uit onder andere deze variabele. Hoe groter de roterende snelheid des te meer lift in roterende richting.

Figuur 5- Drukopbouw hydrodynamische smering (van Maanen, 2000)

Het lagerkengetal geeft inzicht in het verband tussen de grootheden die invloed uitoefenen op de hydrodynamische filmsmering. De volgende p  ∆r  (van Maanen, 2000) formule geld voor het lagerkengetal: φ =   ×  r  η ×ω 2

ɸ

- Lagerkengetal

∆r

- Lagerspeling (gelijke eenheid met r)

r

- Krukstraal (gelijke eenheid met ∆r)

∆r/r - de relatieve lagerspeling (dimensieloos) p

- de vlaktedruk (Pa)

ɳ

- de dynamische viscositeit (Pa·s)

ω

- de hoeksnelheid (1/s)

Het lagerkengetal is een dimensieloos getal welke een indicatie geeft over de opbouw van de smeeroliefilm. Hoe hoger het kengetal hoe groter de kans dat er grenssmering optreedt. Dit is het geval bij een afname van de Pagina 9



hoeksnelheid ω. Bij de formule wordt uitgegaan van een ideale situatie waarbij de smeerolie niet kan weglekken. Bij andere onderdelen zoals het kruishoofd wordt de filmlaag ook opgebouwd tot een volle film laag, echter wordt hierbij de filmlaag ondersteund van een hydrostatische druk. Dit is vereist vanwege de continu veranderende belastingsvector en geringe hoeksnelheid van de kruishoofdpen. De smeeroliedruk wordt via openingen toegevoerd zodat bij snelheid en richtingsveranderingen de filmlaag stand houdt.

Bij onderdelen waarbij het niet mogelijk is om de smeeroliedruk te handhaven voor een smeeroliefilm is er sprake van grenssmering. Hierbij wordt contact van metalen getolereerd. Wel wordt er extra materiaal aangebracht welke als slijtdelen fungeren. Voorbeeld bij dit type smering zijn de kruishoofdpennen waar een extra chroomlaag is aangebracht.

Bij slow steaming zakt het aantal omwentelingen per minuut van de hoofdmotor. Hierbij ontstaat een verminderde drukopbouw van de hydrodynamische smering. Het gevolg van deze verminderde drukopbouw is een kleinere filmdikte.

Figuur 6- Schade aan de lagerkappen bij een turbo cut-out van een K98 motor (MAN B&W, 2013)

Pagina 10



Wanneer de filmlaag wordt opgebouwd vanuit een hydrostatische druk wordt de vlaktedruk groter en daarmee minder afhankelijk van het toerental van de motor.

Wanneer er wordt gevaren met een zogeheten turbo cut-out zal in enkele gevallen de lagerkappen van het kruishoofd extra worden belast. De extra belasting wordt veroorzaakt door de verhoogde cilinderdrukken waarbij de gaskracht op de zuiger en dus ook op het kruishoofd toeneemt. Het kan dan ook voorkomen dat behalve slijtage aan het chroom ook metaalmoeheid ontstaat. Dit is in Figuur 6 te zien waar er zelfs een stuk metaal uit het lager is weggeslagen.

Cilindersmering Om de wrijving tussen de cilinderwand en zuiger te verminderen wordt er naast de toepassing van zuigerveren gebruik gemaakt van cilindersmering. Hierbij is er sprake van grenssmering waarbij de zuigerveren het opoffermateriaal zijn bij het slijten. De smeerolie heeft als functie om deze slijtage van zuigerveren te voorkomen, warmte af te voeren, zure verbrandingsresten te neutraliseren en af te dichten.

Figuur 7- Cilindersmeerolie quill (Wärtsilä, 2010)

Pagina 11



Om deze redenen wordt er voor de cilindersmering een aparte smeeroliesoort gebruikt. De cilindersmeerolie wordt toegevoerd vanaf het cilindersmeerolietoestel naar de “quills” die op elke cilinder zijn aangebracht. De “quills” zijn rondom bevestigd in de doorvoer van de cilinderwand. De smeerolie-injectie vindt plaats op het moment dat de zuiger omhoog langs de quill beweegt. De smeerolie wordt gedeeltelijk verbrand en een ander gedeelte wordt in het tussencarter afgevoerd. Figuur 8- Cilinder smeeroliesysteem (Wärtsilä, 2010)

De hoeveelheid smeerolie die langs de cilinderwand wordt toegevoerd is regelbaar op het smeerolietoestel. Dit is erg belangrijk vanwege onder andere de variatie in wandoppervlakten van verschillende motoren, maar ook om te voorkomen dat er te veel of te weinig smeerolie wordt toegevoerd.

Pagina 12



Problemen die ontstaan bij te weinig smeerolie zijn; •

(lage temperatuur) corrosie

•

Vervuiling van onverbrande deeltjes

•

Metaal op metaal contact: scuffing.

Problemen die ontstaan bij te veel smeerolie zijn; •

Vervuiling van de spoelpoorten door te veel smeerolie afvoer, gevolg: verhoogde kans op scavenging branden.

•

“hydraulic lock”, dit ontstaat wanneer de groeven van de zuigerveren gevuld zijn met smeerolie, de verzadiging van smeerolie in de groeven voorkomt roteren van zuigerveren met ongelijke slijtage als gevolg.

•

Verlakking van het hoonpatroon van de cilindervoering, de groeven raken verzadigd waardoor de wand een glad oppervlak wordt.

Pagina 13



2.3 Vuldruk De vuldruk bij een tweeslag-kruishoofdmotor heeft twee functies; het spoelen van de verbrandingsruimte, en het voorzien van schone verbrandingslucht. Een tweeslag-kruishoofdmotor kan per definitie niet op een natuurlijke manier zichzelf van lucht voorzien en is om deze reden dan ook uitgerust met een pomp dan wel compressor.

De toepassing van de vuldruk is in het verleden een stap geweest om motorvermogens te optimaliseren met een lager specifiek brandstof gebruik. Door de vuldruk te verhogen kan er meer brandstof worden toegevoerd, met als gevolg een groter motorvermogen. De compressor wordt ook wel drukvulgroep genoemd. De drukvulgroep bestaat uit een compressorwiel welke wordt aangedreven door een turbinewiel. Dit

Figuur 9- Drukvulgroep ABB-VTR 714D-32 aan boord van MV Nedlloyd Barentsz

turbinewiel wordt aangedreven door de energie van de uitlaatgassen. Bij een drukvulgroep wordt er dus vermogen vermeerderd door teruggewonnen energie.

De vuldruk is om deze reden sterk afhankelijk van de energie van de uitlaatgassen. Het vermogen dat de turbine afgeeft aan de compressor is .

namelijk gelijk aan: PT = m g × ∆hg .

PT - Opgenomen turbinevermogen .

m g - Massastroom uitlaatgassen ∆hg - enthalpieverschil uitlaatgassen over drukvulgroep

Pagina 14



Wanneer, bij slow steaming, de uitlaatgassentemperaturen sterk dalen is automatisch gevolg dat het de vuldruk van het compressorwiel ook sterk terugneemt. Dit wordt tevens nog versterkt vanwege het feit dat de drukverhouding van het compressorwiel sterk terugneemt bij een vermindering van het toerental. In het bijgevoegde Figuur 10 is te zien dat bij terugname van het toerental van het compressorwiel de drukverhouding en opbrengst sterk terugnemen.

Figuur 10- Drukverhouding in verhouding tot de opbrengst bij verschillinde toerentallen (van Maanen, 2000)

Pagina 15



2.4 Uitstoot De uitlaatgassen van een tweeslag-kruishoofdmotor bestaat uit verschillende componenten. Wanneer er analyse wordt toegepast zal men de volgende deeltjes, gassen of stoffen terugvinden: •

Stikstof

N2

•

Zuurstof

O2

•

Koolstofdioxide

CO2

•

Waterdamp

H2O

•

Stikstofoxiden

NOX

•

Zwaveloxiden

SOX

•

Koolstofmonoxide

CO

•

Koolwaterstoffen

HC

•

As/stof

-

Figuur 11- Verhoudingen van uitstootcomponenten (Wärtsilä NSD, 1998)

De geproduceerde uitstoot, die in de bovenstaande lijst is benoemd, is in hoeveelheid afhankelijk van verschillende factoren. Dit zijn onder andere: brandstofkwaliteit, verbrandingstemperatuur, verbrandingsdruk, mengverhouding en verbrandingstijd.

Figuur 12- Uitstoot van een tweeslag-kruishoofdmotor (Wärtsilä NSD, 1998)

Pagina 16



Belangrijk is dat stikstof, zuurstof, koolstofdioxide en waterdamp producten zijn die bij een stoϊchiometrische verbranding horen. Deze uitstoot is verder niet schadelijk voor het milieu behalve het feit dat CO2 en waterdamp wel broeikasgassen zijn. Deze producten zullen dan ook altijd in meer of mindere mate aanwezig zijn. De andere producten zijn echter wel schadelijk voor het milieu en veroorzaken zure regen.

Bij slow steaming dalen de temperaturen en verbrandingsdrukken. Deze factoren hebben een positieve invloed op de productie van schadelijke stikstofoxiden. Door de dalende temperatuur zijn wordt de vorming in het thermische proces verslechterd.

Verder neemt de luchtvoorziening af doordat de drukvulgroep een verslechterde opbrengst heeft (zie 2.3 Vuldruk). Om deze reden is de mengverhouding anders dan bij volvermogen. Dit brengt met zich mee dat er geen stoϊchiometrische verbranding plaatsvindt. Als gevolg neemt de uitstoot van koolwaterstoffen en koolstofmonoxide toe (MAN B&W, 2009).

Pagina 17



3) Welke innovaties zijn er op het gebied van slow steaming gelet op brandstofverbruik, smering, vuldruk en uitstoot? Sinds het principe van slow steaming meer gemeengoed is geworden, zijn fabrikanten in samenwerking met de reders aan de slag gegaan om motoren te optimaliseren op laag vermogen. Het optimalisatieproces heeft als doel om, behalve brandstofbesparingen, ook de complete performance van een tweeslag-kruishoofdmotor te verbeteren. Hierbij spelen dan ook zaken als smeerolieverbruik, slijtage en onderhoud een rol.

3.1 Brandstofverbruik Op het gebied van brandstofverbruik zijn er een aantal veranderingen op de markt. Zo zijn motoren, door de komst van het common-rail principe, flexibeler in uitvoering. Brandstofinspuiting en kleptiming zijn bij deze motoren gemakkelijk te configureren. Hiervoor zijn er diverse parameters beschikbaar van fabrikanten, welke aan boord kunnen worden ingesteld. Dit kan afhankelijk van de planning door de bemanning worden aangepast over delen van de reis.

Slide Fuel Valve (MAN B&W) Met de ontwikkeling van de slide brandstofverstuiver van MAN B&W is er een retrofit beschikbaar die voor zowel oude als nieuwe motoren geschikt is. Belangrijk

Figuur 13- Slide brandstofverstuiver (MAN B&W, 2009)

voordeel van deze verstuiver is dat er ook bij laag vermogen brandstof wordt bespaard. Dit komt doordat de schadelijke ruimte in de verstuivertip, het zogenaamde SAC volume, kleiner is gemaakt. Hierdoor is de hoeveelheid

Pagina 18



brandstof die tijdens de naverbranding uit de verstuivertip lekt kleiner geworden waardoor het proces is geoptimaliseerd.

Figuur 14- SAC volume (zwart oppervlak) bij verstuiveraanpassing (MAN B&W, 2009)

Cilinder cut-out Vanwege de lage belasting worden bij slow steaming tevens de krachten in het drijfwerk kleiner. Dit is dan ook de reden dat in sommige gevallen de helft van het aantal cilinders uit bedrijf wordt gesteld. Dit gebeurd echter nadat er uitvoerig onderzoek is verricht naar de grootte van

Figuur 15- Cilinder cut-out door afschakelen van brandstofpompen (MAN B&W, 2009)

Pagina 19



drijfwerkkrachten, torsietrillingen en vibratietrillingen door de fabrikant. De cilinder cut-out wordt gerealiseerd door een aantal brandstofpompen af te schakelen. Verder kan het in sommige gevallen noodzakelijk om de capaciteit van de auxilary blowers te vergroten. Zo kan een groter vermogen worden bereikt met minder cilinders met behulp van de auxilary blowers.

Deze methode heeft als voordeel dat extra vervuiling door lage belasting wordt tegengegaan. Voorwaarde is dat, vanwege de drijfwerkkrachten, het toerental onder 40% van Maximum Continous Rating blijft (MAN B&W, 2009). De belasting wordt op deze manier op de overgebleven cilinders verhoogd. Dit geeft een gunstiger brandstofverbruik en minder vervuiling, vanwege de verhoogde belasting met als gevolg grotere cilinderdrukken en temperaturen.

3.2 Smering De aanpassingen voor een verbeterde smering van een tweeslagkruishoofdmotor zijn er voor zowel de drijfwerk- als de cilindersmering. Hierbij is als voornaamste doel de filmlaag te garanderen. Bij de cilinder smering wordt tevens gewerkt aan het verbruik van de cilinder smeerolie.

Drijfwerksmering Bij slow steaming is gebleken dat, in geval van een turbo cut-out er lagerschade kan optreden bij de kruishoofdlagers. Bij de kruishoofdlagers is er al sprake van een filmlaag welke door een hydrostatische druk wordt gehandhaafd. Omdat de filmlaag, bij een cut out, niet kan worden gehandhaafd heeft MAN B&W gewerkt aan een oplossing voor dit probleem. Oplossingen moeten praktisch het lagerkengetal verlagen om zo grenssmering te voorkomen. Er is gewerkt aan een aanpassing in de lagerschaal constructie om zo de vlaktedruk in het lager door de filmlaag aan te passen. Dit heeft geresulteerd in een model waar, door een modificatie, lagerschade voorkomen kan worden.

Pagina 20



Figuur 16- Verandering van filmlaag door aanpassing lagerkappen (MAN B&W, 2013)

Cilindersmering Voor een meer flexibele inspuiting van cilinder smeerolie zijn er door zowel MAN B&W als Wärtsilä smeerolietoestellen ontwikkeld. Deze zijn elektronisch aangestuurd en kunnen zowel nieuw of als retrofit geplaatst worden. Voordeel bij deze methode is dat er, afhankelijk van de conditie van de brandstof, belasting en motorconfiguratie, een bepaalde hoeveelheid smeerolie kan worden toegevoerd.

MAN B&W ALPHA Smeerolietoestel De Alpha adaptive cylinder oil control lubricator van MAN B&W is in het verleden ontwikkeld om besparingen op het gebied van smeerolieverbruik te creëren. Het smeerolietoestel regelt de hoeveelheid smeerolie belastingafhankelijk. Dit in tegenstelling van mechanische toestellen welke een regeling afhankelijk van het toerental hebben. Het ALPHA smeerolietoestel toestellen kan verder nog ingesteld worden met een HMI waarde. Deze in te stellen waarde komt tot stand vanuit de hoeveelheid zwavel in de brandstof, Base Number van de smeerolie, motorconfiguratie Pagina 21



en manoeuvreerstatus. De inspuithoeveelheid wordt in gram per kWh gemeten en toegevoerd. Tevens is het ook mogelijk om de oil quill aan te passen in de voering. Zo wordt het patroon waar de oliefilm langs weg vloeit worden aangepast.

Figuur 17- Aangepaste oil quill in de voering (MAN B&W, 2007)

Wärtsilä Pulse Lubricating System Het PLS systeem is een ontwikkeling van Wärtsilä, welke ook elektronisch is aangestuurd. Dit in tegenstelling tot de oudere mechanisch varianten, de Cylinder Lubricating Unit (CLU). Met dit smeerolietoestel wordt een meer flexibele inspuithoeveelheid verkregen. Naast de elektronische inspuiting is er gewerkt aan een aangepast inspuitpatroon. In plaats van een enkele doorboring is er een zigzag patroon over het oppervlak van de cilindervoering aangebracht. Samen met de drukopbouw welke om het Figuur 18- Pulse injection (boven) versus Pulse Feed systeem (onder) (Wärtsilä, 2010) zuigerhemd ontstaat in de compressieslag zorgt het zigzagprofiel in de voering voor een goede afvloeiing van de smeerolie.

Pagina 22



3.3 Vuldruk De vuldruk is, zoals gesteld in de voorgaande deelvraag, sterk verminderd bij slow steaming. Om toch de vuldruk op een gewenst niveau te krijgen zijn er verschillende methoden ontwikkeld. Deze verschillen van retrofits, bijzetten van hulpblowers of het af schakelen van drukvulgroepen.

De drukvulling van een tweeslag-kruishoofdmotor, bij laag vermogen, wordt voorzien door de hulpblowers. Wanneer er geen aanpassingen aanwezig zijn om de drukvulling te verhogen, kan er enkel lucht worden toegevoerd via de hulpblowers. Wel kan er overwogen worden om de capaciteit te vergroten.

Variabele Turbine Area Een mogelijkheid om het gebruiksgebied van een drukvulgroep te vergroten is de toepassing van Variabele Turbine Area. Deze techniek wordt al geruime tijd toegepast op kleine motoren zoals automotoren. Deze motoren moeten over een breed vermogensgebied optimale prestaties leveren. Doordat de stroming van uitlaatgassen langs verstelbaren schoepen naar de turbine gaat, stijgt het opgenomen vermogen van de turbine. Gevolg hiervan is dat het toerental stijgt en zo de compressievoud toeneemt. Deze techniek is door verschillende fabrikanten toegepast. Zo is het mogelijk om een MAN B&W uit te rusten met een retrofit turbocharger. Ook ABB levert drukvulgroepen of retrofit VTA-ringen waarbij er op een variabele belasting betere prestaties worden bereikt.

Figuur 19- Variabel schoepverstelling voor het turbinewiel (ABB Turbocharging, 2012)

Pagina 23



Turbo Cut-out Een andere mogelijkheid om drukvulling te verhogen is het afschakelen van een turbocharger. In dit geval wordt er een drukvulgroep afgeblind. Dit gebeurt voor de turbinekant en na de compressorkant. Zo wordt de massastroom uitlaatgassen, die normaal gesproken over meerdere drukvulgroepen verdeeld wordt, nu alleen verdeeld over de overgebleven drukvulgroepen. Met deze handeling wordt het opgenomen vermogen van de turbinewielen van de overgebleven drukvulgroepen direct vergroot. Afhankelijk van de keuze van een permanente of tijdelijke cut-out brengt men kleppen aan of blindflenzen. De kleppen worden dan bediend door een pneumatische servo. Wanneer er gekozen is voor een permanente cut-out kan men ook overgaan tot het verwijderen van het turbine- en compressorwiel. De fabrikanten ABB, MAN B&W en Wärtsilä bieden allemaal de mogelijkheid om een drukvulgroep af te blinden.

Figuur 20- Impressie van een Drukvulgroep cut-out kleppen ( MAN B&W, APM MAERSK, 2009)

Bij het tijdelijk afblinden van een turbo moet men tevens rekening houden met de smeerolie op de lagers van de drukvulgroep. Wanneer de druk op de lagers blijft moet een zogenaamde seal-air pijp worden aangebracht. Deze

Pagina 24



seal pipe voorziet de labyrintafdichtingen van luchtdruk vanaf de scavenging air receiver. Zo blijven de labyrintafdichtingen onder druk staan en is het dan ook niet mogelijk dat er grote hoeveelheden olie weglekt naar scavenging air receiver toe.

Een ander punt van aandacht is de grotere hoeveelheid spoellucht die tijdens de spoelslag doortocht door de cilinder. In dit proces koelt de omgeving extra af. Om deze reden is er een vergrootte kans op lage temperatuur corrosie op de cilindervoering. Dit is vooral het geval bij motoren welke oorspronkelijk zijn ontworpen met twee drukvulgroepen. Figuur 21- Cilindervoering welke onderhevig is geweest aan lage temperatuur corrosie (MAN B&W, 2013)

Om dit probleem op te lossen is er gekozen voor een bypass tussen de koelwaterleidingen van de cilindervoering. Dit is aangebracht onder aan de voering. Dit is duidelijk te zien in het midden van Figuur 22. Op deze wijze kan de temperatuur in de cilinder op een minimum aanvaardbaar niveau gebracht worden. Figuur 22- Cilinderwand met bypass over de koelwaterleidingen ter preventie van LTC (MAN B&W, 2013)

Pagina 25



3.4 Uitstoot Op het gebied van uitstoot zijn de ontwikkelingen ten aanzien van slow steaming meer beperkt. Dit heeft als reden dat een beter verbrandingsproces weliswaar een verbetering van het specifiek brandstofgebruik oplevert, maar ook extra schadelijke uitstoot van NOX betekend (MAN B&W, 2009). Wel wordt de uitstoot beïnvloed door de genoemde maatregelen. Deze maatregelen worden echter ook beperkt tot de regels die er zijn met betrekking tot uitstoot

Slide Fuel Valve De positieve uitwerking op de uitstoot bij de slide fuel valve is vooral op de emissie van koolwaterstoffen. De uitstoot van methaan is beperkt tot een kwart van de uitstoot bij gebruik van “gewone” verstuivers. Dit komt door de verminderde hoeveelheid brandstof in het SAC-volume welke tijdens de naverbranding gekraakt wordt. De gekraakte brandstoffen worden vervolgens uitgestoten. Behalve bij hoge belastingen geeft de slide valve ook gunstige resultaten bij lage belastingen. Tevens is de reductie van CO2 equivalent aan de brandstofbesparing.

Figuur 23- Uitstoot van CH4, met en zonder gebruik van slide verstuivers (MAN B&W, 2009)

Pagina 26



Smering De invloed van de ontwikkelingen bij de cilindersmering op de uitstoot is vooral op het gebied van particle emission en koolwaterstoffen. Door de bespaarde hoeveelheid smeerolie is wordt er minder smeerolie verbrand. Dit leidt tot een verminderde hoeveelheid vaste deeltjes en koolwaterstoffen welke door de schoorsteen uitgestoten wordt.

Turbo cut-out Bij het afblinden van een turbo in deellast wordt als eerste de uitstoot van CO2 verminderd. Dit komt door een hoger specifiek brandstofverbruik bij een verbeterd verbrandingsproces. De gevolgen van een cut-out voor de uitstoot van de overige emissies is nog niet nader onderzocht. De vorming van NOX wordt tegengewerkt door de koudere temperaturen in de cilinder, echter de aanwezigheid van meer verbrandingslucht geeft meer NOX. De vorming van SOX is afhankelijk van de hoeveelheid zwavel in de brandstof en is daarmee dan ook niet veranderd in het optimalisatieproces.

Pagina 27



4) Welke invloeden hebben de aanpassingen op de bedrijfsvoering aan boord? Voor de bedrijfsvoering aan boord is het van belang dat bemanning de juiste handelingen volgens procedure volgen en dit doen vanuit de kennis die zij hebben. Deze zaken zijn onder andere vastgelegd in de ISM en STCW. Hierbij moet gewerkt worden aan een veilige uitvoering binnen de kaders van Veiligheidswetgeving als SOLAS en milieuwetgeving zoals MARPOL.

De wetgevende kaders brengen met zich mee dat er bij aanpassingen aan die invloed hebben op de verbranding een vermelding moeten hebben in het EIAPP certificaat. (engine international air pollution prevention certificate) Hieronder vallen ook aanpassingen zoals slide verstuivers, turbo cut-outs en retrofits van drukvulgroepen met VTA.

Men zal zich er voor moeten inzetten om bepaalde bedrijfssituaties te voorkomen. Zo is het onwenselijk om in geval van een turbo cut-out: •

Turbine zijde af te sluiten terwijl compressor zijde geopend is

•

Compressor zijde af te sluiten terwijl turbine zijde geopend is

•

Bedrijfsvoering van een drukvulgroep met gesloten smeerolietoevoer

•

Overspeed van drukvulgroep door te hoge turbobelasting

Bij een turbo cut-out zullen de perfomances van de hoofdmotor veranderen. Juist vanwege de hogere belastingen op de overgebleven drukvulgroepen zijn er in het machinekamerjournaal veranderingen te zien. Allereerst zijn dit de gegevens van de drukvulgroepen zelf.

In het geprinte machinekamerjournaal afkomstig van de Nedlloyd Barentsz, zijn de volgende gegevens van de ABB VTR drukvulgroepen gemeten:

Pagina 28


Jan-Pieter de Snaijer #1

Shaft bearing temp. (°C) ME air coolers, CW outlet temp. (°C) ME scavenging air outlet temp. (°C) ME turbo revolutions (rpm) ME turbo oil temp turbine side (°C) ME turbo oil temp blower side (°C) ME turbo vibration turbine side (dB) ME turbo vibration blower side (dB) ME turbo exh. gas inlet temp. (°C) ME turbo exh. gas outlet temp. (°C)

#2 50.0 47.6 45.3 3107 79.1 51.2 8.9 18.7 392 353

#3 41.6 47.3 44.6 3057 79.0 49.9 33.3 15.0 380 342.0

45.5 49.3 43.3 3130 77.0 51.4 18.0 18.1 409 367.0

Stel dat drukvulgroep 3 afgeschakeld wordt. Het spreekt voor dan zich dat bij het afschakelen van deze drukvulgroep de temperaturen zullen veranderen tot de omgevingstemperaturen en de vibration sensoren ook slechts de omgevingstrillingen zullen weergeven. De overgebleven drukvulgroepen zullen enkele andere waarden weergeven. -

Lager en olie temperaturen blijven nagenoeg constant. Wanneer deze

waarden stijgen, zal dit onder andere slijtage van lagers, gereduceerde oil flow of andere fouten kunnen betekenen. Samen met de waarden van de vibration sensoren kan dan een conclusie worden getrokken. -

Uitlaatgassentemperaturen voor de turbine zullen, binnen een marge

van 20 graden, ook constant blijven. De uitlaatgassenstroom behoud namelijk een gelijke enthalpie wanneer, omdat de massastroom over de drukgroepen alleen wordt vergroot. Wanneer de temperaturen wel stijgen is er sprake van een vermogensvermeerdering waarbij drukken en temperaturen gestegen zijn door meer brandstof toe te voeren. -

Uitlaatgassen na de turbine kunnen eventueel lagere waarden

aannemen omdat met het stijgen het toerental van de turbine een groter enthalpieverschil wordt gerealiseerd. Zo stijgt het opgenomen vermogen van de turbine. -

De luchttemperatuur voor de drukvulgroep blijft geheel afhankelijk van

de temperatuur van de lucht welke van buiten wordt aangevoerd. Hier zal dus door het afschakelen geen verandering in op treden. -

De luchttemperatuur na de drukvulgroep zal stijgen door het

toegenomen toerental van de drukvulgroep waardoor er beter

Pagina 29



gecomprimeerd wordt. De temperatuurstijging van de lucht door het comprimeren wordt echter direct na de drukvulgroep gekoeld waar vervolgens temperaturen van worden opgenomen in het journaal. In de praktijk zal er hier dus geen verandering optreden.

De verhoogde turbodruk, te zien als ME Scav air Press in het journaal, zal als resultaat van een turbo cut-out verhogen. Welke drukverhouding er precies op zal treden is niet te zeggen aangezien er geen gegevens van de drukvulgroep beschikbaar zijn. Ook zal het specifiek brandstofverbruik in het journaal met enkele grammen per kWh dalen.

Een ander punt van aandacht is zoals gesteld de kruishoofdlagers. Deze kunnen onderhevig zijn aan extra slijtage. Dit valt, buiten inspectie om, niet dagelijks te controleren aan de hand van lagertemperaturen. Alleen wanneer er zoveel slijtage is geweest dat het lager daadwerkelijk kapot is, kan men dit zien aan een sterk verhoogde temperatuur bij een specifiek lager.

Verder zal er voor de instelling van smeerolie onder de vernieuwde bedrijfsomstandigheden een andere waarde moeten worden ingesteld. Dit houdt in dat er behalve instructies vanuit procedures er aanpassingen kunnen zijn om tot een optimale cilindersmering te komen.

Met de veranderde bedrijfsvoering is het ook belangrijk dat slijtage of andere buitensporigheden aandacht heeft van de bemanning. Zo zal door langdurige belasting een hulpblower meer onderhoud vereisen wanneer deze continu bij staat. Ook zijn zaken als lage temperatuur corrosie bij regelmatige controle in een vroeg stadium te achterhalen. Zo kan men ook in kritische gevallen toch een stabiele bedrijfssituatie garanderen.

Ook zal er tussen de brug en machinekamer communicatie moeten zijn over de planning van de reis. Wanneer er op het traject een lage snelheid gehandhaafd wordt, kan de machinekamer overgaan tot het af schakelen

Pagina 30



van een drukvulgroep. Dit overschakelen moet gebeuren met een gestopte motor of dead-slow manoeuvreerbedrijf. Een goede communicatieloop en planning vooraf kunnen misverstanden voorkomen.

Als laatste is er nog de werktijd die de bemanning vrij moet houden om de aanpassingen uit te voeren. Wanneer er volledige ondersteuning is van een support team van de fabrikant zal dit kortgesloten moeten worden. De uitvoering zal in een van de havens moeten gebeuren welke wordt aanbevolen door de fabrikant.

Pagina 31



Figuur 24- Machinekamerjournaal Nedlloyd Barentsz

Pagina 32



Conclusie Vanuit het onderzoek kan worden gesteld dat er diverse toepassingen zijn die het specifiek brandstofgebruik bij laag vermogen optimaliseren. Deze maatregelen zijn al toegepast op schepen welke veelvuldig varen volgens het Slow Steaming principe.

De optimalisatie van brandstofverbruik is bij injectie vooral te realiseren door de toepassing van nieuwe verstuivers en inspuittiming te verstellen. Voor verstuivers geld dat deze relatief eenvoudig te vervangen zijn, hoewel er soms een modificatie vereist is. De instelling van inspuittiming is bij de jongste generatie motoren elektronisch geregeld en daardoor eenvoudig aan te passen. Oudere motoren die nog functioneren met de zogeheten VITregeling is de verstelling lastiger te regelen.

Smering van een tweeslag-kruishoofdmotor veranderd bij een lager toerental. Bij de drijfwerksmering gaat het dan om de drukopbouw in het lager. Bij de cilindersmering betreft dit de afvloeiing en gebruik van de smeerolie welke onderhevig is aan een veranderde drukopbouw tussen cilinderwand en zuigerhemd. Innovaties om dit te voorkomen zijn aangepaste lagerkappen, nieuwe smeerolietoestellen of aangepaste instellingen en een vernieuwde smeerolietoevoer in de cilinderwand.

Vuldruk is doormiddel van turbo cut-out te verhogen bij lage belastingen. Deze cut-out kan tijdelijk of permanent worden uitgevoerd. De tijdelijke cutout wordt gerealiseerd door het aanbrengen van kleppen. De permanente cut-out wordt uitgevoerd door blindflenzen aan te brengen en verwijdering van turbine of compressorwiel. Een andere mogelijkheid is het ontwerp van de turbo te vervangen door een met variabele geometrie. Door dit toe te passen is er een verbeterde aanstroom van uitlaatgassen naar het turbinewiel. Hierdoor stijgt het toerental van de drukvulgroep, wat een verhoogde turbodruk geeft. Pagina 33



Bij uitstoot zijn de innovaties voor slow steaming beperkt tot wat er op gebied van brandstofverbruik, vuldruk en smering is verricht. Hierbij moeten alle aanpassingen aan het verbrandingsproces vermeldt worden in de technical file van de hoofdmotor. Ook zijn de aanpassingen op gebied van brandstofverbruik, vuldruk en smering overwegend positief. Concessies die gedaan moeten worden is de uitstoot van NOX ten koste van een verbeterd specifiek brandstof verbruik.

Pagina 34



Aanbevelingen •

Het verdient de overweging om, bij welke bedrijfssituatie ook, een verstuiver te plaatsen die een verminderd SAC volume heeft. Behalve het milieu aspect speelt hier ook gunstige brandstofbesparing een rol.

•

Bij een langdurige overgang naar slow steaming dient onderzocht te worden of een turbo cut-out technisch en financieel haalbaal is.

•

Wanneer er permanent over is gegaan naar slow steaming, is de aanbreng van blindflenzen met het verwijderen van turbine en compressor wiel aan te bevelen.

•

Wanneer de reis van het schip in sommige gevallen toch hogere snelheden vraagt is het aan te bevelen om de variant te gebruiken waarbij kleppen zijn aangebracht.

•

In geval van cut-out met pneumatische kleppen dient het afschakelen te gebeuren d.m.v. duidelijke procedures en closed loop communication.

•

Maximale telegraafstand aanbrengen in geval van een turbo cut-out, om een overspeed van de overgebleven drukvulgroepen te voorkomen.

•

Afhankelijk van de aanpassingen aangaande slow steaming, kan het noodzakelijk zijn om ook aanpassingen aan te brengen op gebied van smering. Metingen en slijtageanalyse dienen hierbij de doorslag te geven.

Pagina 35



Literatuurlijst ABB Turbocharging, (2012). Variable Turbine Geometry VTG-The Blades of flexibility Baden: ABB Group ABB Turbocharging, Klaus Fusstetter (2010). Maersk Salalah Flexible “TC Cut Out” with TPL91-B Baden: ABB Group Doug Woodyard, (2009). Pounders Marine Diesel Engines and Gas Turbines Oxford: Butterworth Heinemann Kees Kuiken, (2008). Dieselmotoren 1 & 2 Onnen: Target Global Energy Training Lok, P. (2014, 01 14). First Maritime Officer o/b Maersk Kampala. ( Snaijer de, J.P.D. Interviewer) Maanen, P. van (2000). Scheepsdieselmotoren Harfsen: Nautech MAN Diesel & Turbo (2007). Technical Paper 1510-0073-00 ALPHA Lubrication, Alpha Adaptive Cylinder Oil Control (Alpha ACC) Kopenhagen: MAN B&W MAN Diesel & Turbo (2008). Technical Paper 5510-0038-00 Low container ship speed facilitated by Versatile ME/ME-C Engines Kopenhagen: MAN B&W MAN Diesel & Turbo (2009). Service Letter SL09-511/MTS Low Load Operation 10% to 40% Engine Load Kopenhagen: MAN B&W MAN Diesel & Turbo (2009). Exhaust Gas Emission Control Today and Tomorrow Kopenhagen: MAN B&W MAN Diesel & Turbo (2010). Technical Paper 3010-0116-00 Turbocharger cut-out effective SFOC reduction Kopenhagen: MAN B&W MAN Diesel & Turbo, Stig Baungaard Jakobsen (2010). Low Load and Low Sulphur Fuel Operation on MAN B&W Two Stroke Diesel Engines Kopenhagen: MAN B&W MAN Diesel & Turbo (2012). Technical Paper 5510-0099-00 SFOC Optimalisation Methods For MAN B&W Two-stroke IMO Tier II Engines Kopenhagen: MAN B&W MAN Diesel & Turbo (2013). Technical Paper 5510-0143-00 Service Experience Twostroke engines Kopenhagen: MAN B&W MAN Diesel & Turbo (2013). Press Release 6510-0318 Slide fuel-valves Pass Notheworthy Milestone Kopenhagen: MAN B&W MAN PrimeServ (2009). Technical Paper 1510-0011-02 Slide Fuel Valve Primeserv Retrofitting Kopenhagen: MAN B&W

Pagina 36



MAN PrimeServ, Henrik Rolsted (2009). Cylinder Lubrication Seminar Japan: MAN B&W MAN B&W Primeserv (2012). Slow steaming practices in the global shipping industry Kopenhagen: MAN B&W MAN PrimeServ (2012). Retrofit Solutions Slow Steaming Augsburg: MAN B&W Rien Elling, B. A. (2011). Rapportagetechniek. Groningen: Noordhoff Uitgevers. Strating, A. (2014, 01 21). Chief Engineer o/b Maersk Stockholm (Snaijer de, J.P.D. Interviewer) Tom Fischer, M. J. (2007). Onderzoek doen! Groningen: Noordhoff Uitgevers. Wärtsilä, Andreas Wiesmann, (2010). Slow steaming – A viable long term option: Wärtsilä Wärtsilä, Ole Christensen (2010). Cylinder lubrication of two-stroke crosshead marine diesel engines: Wärtsilä

Pagina 37

Thesis Maritime Research

Recommend Documents