energioptimering på kølevandssystemer - fms...

Energioptimering på kølevandssystemer

Side 0 af 89

Bachelorprojekt Afleveringsdato:Energioptimering 19.12.2014

Indholdsfortegnelse

Titelblad................................................................................................................ 3

Forord....................................................................................................................4

Tak.........................................................................................................................4

Abstract.................................................................................................................5

Projektskabelon.....................................................................................................6

Indledning............................................................................................................. 9

Problemformulering..................................................................................................................... 10

Metodeafsnit.......................................................................................................11

Analyse af kølevandssystem.................................................................................13

Anlægsbeskrivelse........................................................................................................................ 13

SW-systemet...........................................................................................................................................13

FW-systemet...........................................................................................................................................15

Hvor i systemet er det muligt at lave energioptimering?.............................................................17

Analyse af data.......................................................................................................................................17

Diskussion af mulige løsninger.............................................................................25

Krav til SW-systemet.....................................................................................................................26

Opbygning af styring til SW-systemet...........................................................................................28

Mulig løsning nr. 1..................................................................................................................................28

Mulig løsning nr. 2..................................................................................................................................32

Mulig løsning nr. 3..................................................................................................................................33

Mulig løsning nr. 3 opgraderet...............................................................................................................38

CS Electric ApS’ løsning...........................................................................................................................40

Mulig løsning nr. 4..................................................................................................................................43

Delkonklusion styring................................................................................................................... 44

Flowbesparelse.............................................................................................................................45

Del konklusion på minimums flow..........................................................................................................50

Økonomi....................................................................................................................................... 51

Energioptimering i FW systemet...........................................................................54

Økonomi....................................................................................................................................... 56

Jesper Rindom, Kasper Høgh og Maria Tonsgaard Side 1 af 89


SW-styring og FW-styring kombineret..................................................................58

Alternativ energioptimering.................................................................................59

Halvlast styring............................................................................................................................. 59

Økonomi.................................................................................................................................................64

Halvlast procedure........................................................................................................................66

Forslag til procedure...............................................................................................................................67

Økonomi.................................................................................................................................................68

Diskussion............................................................................................................69Halvlast procedure..................................................................................................................................69

Halvlast styring.......................................................................................................................................77

Styringsløsning.......................................................................................................................................78

Anbefaling til Nordic Tankers........................................................................................................78

Implementering...................................................................................................79

Kildekritik............................................................................................................ 83

Konklusion...........................................................................................................85

Perspektivering....................................................................................................86

Kildeliste..............................................................................................................87Hjemmesider...........................................................................................................................................87

Eksperter.................................................................................................................................................87

Bøger......................................................................................................................................................87



TitelbladTitel Energioptimering af kølevandssystemer

Problemformulering Vi vil i vores projekt:

Med fokus på energioptimering analysere kølevandsystemerne ud

fra dataindsamling og observationer på driften af disse.

Diskutere mulige løsninger på problemstillingen med udgangspunkt i

beregninger på energibalancen samt besparelser.

Vurdere hvilken af disse vi vil anbefale Nordic Tankers ud fra

tilbagebetalingstider og kulturen om bord på skibene.

Med særligt fokus på forandringsledelse, komme med bud på,

hvordan den valgte løsning for projektet kan implementeres om

bord på skibene.

Forfattere Jesper Rindom Christiansen E20112043

Kasper Høgh Hansen E20112039

Maria Tonsgaard G20111005

Antal normalsider 51,2 normalsider (122.868 anslag med mellemrum)

Dato for aflevering 19/12-2014 kl. 10.00

Institutionens navn Fredericia Maskinmesterskole

Fag/modul Bachelorprojekt 6. A



ForordSom afslutning på maskinmesteruddannelsen er dette projekt blevet udarbejdet. Projektet er

skrevet med baggrund i vores praktikophold hos Nordic Tankers.

Projektet omhandler energioptimering på kølevandssystemerne om bor på tre af skibene i rederiets

flåde og henvender sig til personer med grundlæggende teknisk indsigt.

Bilag til rapporten er samlet i et separat bilagshæfte og henvisninger dertil er skrevet i teksten eller

fremgår af fodnoter.

TakDer skal lyde en stor tak til de personer, der har hjulpet os i forbindelse med dette projekt:

Projektafdelingen hos Nordic Tankers, herunder Jogvan Joanesarson og Lars Lindegård

Jensen

Vessel Group C hos Nordic Tankers, specielt Mogens Pedersen

Besætningen om bord på Nordic Nadja og Nordic Nora, for at tage godt imod os

Bachelor vejleder Klaus Kalmeyer, FMS for god støtte gennem hele processen

Metode vejleder Stig Libori FMS

Lars Jenry Petersen FMS

Thomas Schmolke

Claus Christiansen, HJ tools for hjælp til tegninger

Jeppe Malmmose, Alfa Laval

Gert Andersen, CS Electric ApS

Reiner Andreas Jensen, TechConsult ApS



AbstractNew emission control regulations set by IMO has forced Nordic Tankers to make their fleet

more energy efficient. We have therefore been asked if we would make an analysis of the

cooling water systems onboard three identical vessels in their fleet with energy

optimization in consideration.

Based on the analysis of the cooling water system we have found solutions that will make

the cooling water system more energy efficient. The solutions will be evaluated by payback

times on the investments, safety issues, the culture among the crew and technical issues.

And the solution we find most optimal, with all issues in consideration, will be

recommended to Nordic Tankers.

The solution we have recommended Nordic Tankers to install is a full automatic system

that controls the seawater pump’s and the freshwater pump’s RPM by measuring

temperatures and pressures in the systems.

This solution will save Nordic Tankers DKK 294.000 per year per vessel and the payback

time will be 12 months.

In order to implement the changes required by the energy optimization of the cooling

water system we have made an implementation model based on the 8-step change model

by Kotter.



ProjektskabelonEmne Energioptimering på kølevandssystemer

Skribenter Jesper Rindom Christiansen, Kasper Høgh Hansen og Maria Tonsgaard

Vejledere Klaus Kalmeyer og Jogvan Joanesarson

Problemstilling Pga. et nyt lovkrav angående svovlindholdet i brændstoffet, der

sejles med i ECA områder, ser rederiet Nordic Tankers sig

nødsaget til at optimere skibene i deres flåde, for at blive mere

konkurrencedygtige på markedet, da prisen på det nye

brændstof forventes at stige væsentligt.

Ydermere er rederiet underlagt retningslinjer bestemt af IMO.

Retningslinjerne siger at redderiet skal have fokus på

energieffektivisering som et led i at nedbringe emissionen.

Derfor er problemstillingen i denne opgave, at vi skal komme

med bud på hvordan der kan laves energioptimering på tre af

skibene i rederiets flåde.

Problemformulering

Vi vil i vores projekt:

Med fokus på energioptimering at analysere

kølevandsystemerne ud fra dataindsamling og

observationer på driften af disse.

Diskutere mulige løsninger på problemstillingen med

udgangspunkt i beregninger på energibalancen samt

besparelser.

Vurdere hvilken af disse vi vil anbefale Nordic Tankers ud



fra tilbagebetalingstider og kulturen om bord på skibene.

Med særligt fokus på forandringsledelse, komme med

bud på, hvordan den valgte løsning for projektet kan

implementeres om bord på skibene.

Hypotese Vi forventer at kunne påvise en besparelse i energiforbruget på

skibenes kølevandssystemer ved at regulere på

kølevandspumpernes omdrejningstal, minimere tab i- og sikre

optimal brug af kølevandsystemet.

Metode I opgaven analyseres kølevandssystemerne om bord på de tre

skibe for at gøre det muligt at kortlægge, hvor i systemet der kan

laves energioptimering. Analysen vil være baseret på

dataindsamling foretaget i forbindelse med vores 14 dages

sejlads i forbindelse med vores praktikophold hos Nordic

Tankers, samt observationer på driften af kølevandssystemet.

For at sikre at den nødvendige data vil blive indsamlet vil

tegninger for kølevandssystemerne blive analyseret inden

sejladsen, og ud fra denne analyse vil et måleskema blive

opbygget. Måleskemaets skal gøre det muligt for os at få

overblik over de forskellige konditioner om bord på skibene,

samt det skal gøre det muligt for os at sammenligne målte

værdier på skibene.

Med baggrund i analyse og observationer af driften om bord på

skibene vil der blive udarbejdet en række mulige løsninger på,

hvordan man kunne opnå energioptimering på

kølevandssystemerne om bord på de tre skibe. Løsningerne vil

være baseret på udregninger af effektforbruget på

kølevandsystemet og vil blive vurderet ud fra tekniske

problemstillinger.



I projektet sammenlignes de mulige løsninger ud fra en

vurdering af brændstofbesparelsen, kulturen om bord på

skibene, de tekniske problemstillinger og tilbagebetalingstiden

for investeringen, og en løsning vælges. Brændstofbesparelsen,

kulturanalysen, klarlæggelsen af de tekniske problemstillinger og

tilbagebetalingstiden skal danne grundlag for, at vi er i stand til

at anbefale Nordic Tankers den optimale løsning.

Kulturanalysen opbygges ud fra organisatoriske

kulturanalysemodeller og med baggrund i observationer om

bord på skibene, personlig erfaring samt samtaler med

besætningerne, Jogvan Joanesarson og Mogens Pedersen.

Til sidst opbygges en forandringsmodel ud fra Kotters Ottetrins

forandringsmodel til implementeringen af den valgte løsning om

bord på skibene. Forandringsmodellen skal være

retningsgivende for hvordan Nordic Tankers sikrer en effektiv

implementering af denne valgte løsning.

Med baggrund i ovenstående metoder vil projektet resultere i, at

den mest optimale løsning og implementeringen af denne vil

blive anbefalet til Nordic Tankers.

Projektets delopgaver

Analyse af kølevandsystem

Diskussion af mulige løsninger styringsløsninger

Alternativ energioptimering

Valg af løsning

Implementering af løsning



Energioptimering på kølevandssystemer

IndledningNordic Tankers ejer, administrerer og driver kemikalietankskibe med en kapacitet på optil 25.000

tons dødvægt. Nordic Tankers stræber efter at være det foretrukne rederi inden for

kemikalietankskibe. Rederiet består af en række fusionerede selskaber og er i dag ejet af

investeringsselskabet Triton. Grundlaget for rederiets eksistens ligger fem årtier tilbage i tiden, og i

dag beskæftiger rederiet ca. 1370 medarbejdere til søs og ca. 200 medarbejdere i land med

forskellige nationaliteter og kulturer.

Nordic Tankers’ flåde er underlagt IMO (the International Maritime Organization), der med

baggrund i medlemslandene udsender regulativer og retningslinjer, som medlemslandende i IMO

er underlagt. Et af de hovedpunkter som IMO for tiden har stor fokus på er forurening, og i denne

forbindelse har IMO opsat en ny række krav til, hvilket brændstof der må sejles med i ECA områder

(Emission Controlled Areas), som typisk er kystområder og specielle bevaringsværdige havområder.

I 2015 træder et nyt lovkrav angående svovlindholdet i brændstoffet, der benyttes i ECA områder, i

kraft. Lovkravet betyder at rederierne fra 1.1.2015 skal reducere svovlindholdet i brændstoffet, der

benyttes i ECA områder, fra 1,00 procent til 0,10procent.1 Der foreligger endnu ikke priser på denne

type brændstof, derfor er man i rederiet nervøse for, at dette lovkrav bliver en bekostelig affære.

Ydermere stiller IMO ligeledes krav til at rederierne skal have fokus på energieffektivisering som et

led i at nedbringe emissionen. I Nordic Tankers har man som led i CSR-rapporten (Cooperate Social

Responsibility) opstillet en række mål. Et af dem er at de succesfulde energioptimeringsprojekter,

der er blevet lavet på enkelte skibes kølevandssystemer, skal implementeres, hvis det er økonomisk

forsvarligt, i resten af rederiets flåde.2

På denne baggrund er vi blevet bedt om at lave energioptimering på kølevandssystemet om bord

på tre søsterskibe Nordic Nadja, Nordic Nora og Nordic Nelly. Tankskibene er fra 1996-1997, ca. 100

meter lange og har en dødvægt på ca. 5.700 ton. Skibene er fra en tid, hvor man ikke prioriterede

energioptimering særlig højt, derfor blev skibene dimensioneret til at sejle i farvande med 32

1 Bilag 28, Marpol Annex 6 svovlindhold brændstof, s. 40 i Bilagshæftet.2 http://nordictankers.com/media/293459/NORDIC%20TANKERS%20CSR%20REPORT%202013.pdf, Environment and Climate s. 12.


http://nordictankers.com/media/293459/NORDIC%20TANKERS%20CSR%20REPORT%202013.pdf


grader3 varmt vand, så man sikrede sig, at der altid var køleeffekt nok. Men da skibene opererer i

nordiske farvande, hvor havvandstemperaturen sjældent kommer op over 20 grader celsius4, er der

i kølesystemerne potentiale for energioptimering.

ProblemformuleringVi vil i vores projekt:

Med fokus på energioptimering analysere kølevandsystemerne ud fra dataindsamling og observationer på driften af disse.

Diskutere mulige løsninger på problemstillingen med udgangspunkt i beregninger på energibalancen samt besparelser.

Vurdere hvilken af disse, vi vil anbefale Nordic Tankers ud fra tilbagebetalingstider og kulturen om bord på skibene.

Med særligt fokus på forandringsledelse komme med bud på, hvordan den valgte løsning for projektet kan implementeres om bord på skibene.

3 Bilag 4 Dimensioneret pladevarmeveksler LT, s. 7 i Bilagshæftet.4 Bilag 7 DMI vejrdata, s. 10-15 i bilagshæftet



MetodeafsnitI opgaven analyseres kølevandssystemerne om bord på de tre skibe for at gøre det muligt

at kortlægge, hvor i systemet der kan laves energioptimering. Analysen vil være baseret på

dataindsamling foretaget i forbindelse med vores 14 dages sejlads i forbindelse med vores

praktikophold hos Nordic Tankers, samt observationer på driften af kølevandssystemet. For

at sikre at den nødvendige data vil blive indsamlet vil tegninger for kølevandssystemerne

blive analyseret inden sejladsen, og ud fra denne analyse vil et måleskema blive opbygget.

Måleskemaets skal gøre det muligt for os at få overblik over de forskellige konditioner om

bord på skibene, samt det skal gøre det muligt for os at sammenligne målte værdier på

skibene.

Med baggrund i analyse og observationer af driften om bord på skibene vil der blive

udarbejdet en række mulige løsninger på, hvordan man kunne opnå energioptimering på

kølevandssystemerne om bord på de tre skibe. Løsningerne vil være baseret på

udregninger af effektforbruget på kølevandsystemet og vil blive vurderet ud fra tekniske

problemstillinger.

I projektet sammenlignes de mulige løsninger ud fra en vurdering af brændstofbesparelsen,

kulturen om bord på skibene, de tekniske problemstillinger og tilbagebetalingstiden for

investeringen, og en løsning vælges. Brændstofbesparelsen, kulturanalysen, klarlæggelsen

af de tekniske problemstillinger og tilbagebetalingstiden skal danne grundlag for, at vi er i

stand til at anbefale Nordic Tankers den optimale løsning.

Kulturanalysen opbygges ud fra organisatoriske kulturanalysemodeller og med baggrund i

observationer om bord på skibene, personlig erfaring samt samtaler med besætningerne,

Jogvan Joanesarson5 og Mogens Pedersen6.

Til sidst opbygges en forandringsmodel ud fra Kotters Ottetrins forandringsmodel til

implementeringen af den valgte løsning om bord på skibene. Forandringsmodellen skal

5 General Manager Marine Projects hos Nordic Tankers.6 Senior Superintendent hos Nordic Tankers, med ansvar for N-bådene.



være retningsgivende for hvordan Nordic Tankers sikrer en effektiv implementering af

denne valgte løsning.

Med baggrund i ovenstående metoder vil projektet resultere i, at den mest optimale

løsning og implementeringen af denne vil blive anbefalet til Nordic Tankers.



Analyse af kølevandssystemFor at kunne vurdere, hvor det er muligt at optimere på systemerne, er det vigtigt at forstå

de enkelte komponenters funktion og virkemåde, samt hvordan systemerne drives. Derfor

har vi i vores praktikperiode været ude at sejle 14 dage på 2 af de tre søster skibe, Nordic

Nora og Nordic Nadja.

Ud fra teknisk dokumentation samt vores observationer og erfaringer fra de 14 dages

sejlads vil vi i det følgende beskrive anlægget og driften heraf.

AnlægsbeskrivelseKølesystemet er opbygget i to adskilte systemer, et søvandssystem (SW = Sea Water)7 og et

ferskvandssystem (FW = Fresh Water)8. Systemerne vil i den resterende opgave blive

betegnet som SW-system og FW-system.

Systemet er overordnet opbygget således at SW-systemet køler FW-systemet, som køler

forbrugere som f.eks. hovedmotoren, ladeluftskølerne og hjælpemotorerne9. Desuden er

FW-systemet yderligere opbygget i et lavtemperatursystem (LT = Low Temperature) og et

højtemperatursystem (HT = High Temperature).

SW-systemetSW-systemet er opbygget omkring to elektrisk drevet centrifugalpumper10, der sidder

parallelt. SW-systemet betragtes i industrien som et lukket system.11 Af

driftssikkerhedsmæssige årsager er de mest nødvendige komponenter i både SW-systemet

og FW-systemet dubleret, hvilket også er grunden til, at der er to parallel forbundne

pumper. For at sikre ens belastning og slitage af de dublerede komponenter i systemet,

drives komponenterne skiftevis i tidsintervaller på ca. en måned. Pumperne er designet til

at levere 200 kubikmeter i timen12 ved fuldlast, men den ene pumpe kan ydermere drives i

halvlast, hvilket vil sige den leverer 100 kubikmeter i timen13, da den bliver drevet af en

7 Bilag 1 Seawater Coolingsystem, s. 4 i Bilagshæftet.8 Bilag 2 Freshwater Coolingsystem, s. 5 i Bilagshæftet.9 Bilag 8 Principskitse kølevandssystem, s. 16 i Bilagshæftet.10 Bilag 1 Seawater Coolingsystem, s. 4 i Bilagshæftet, tagnumber 721-03 og 721-04.11 Bilag 29 Mail korrespondance Jogvan Joanesarson.12 Bilag 9 Mærkeplade SW Pumpe, s. 17 i Bilagshæftet.13 Ditto



dahlanderkoblet elmotor14. Vi har dog i forbindelse med vores dataindsamling om bord på

skibene Nordic Nora og Nordic Nadja observeret, at pumperne altid drives ved fuldlast.

Efter hver pumpe er der monteret en kontraventil, for at sikre systemet mod tilbageløb

gennem den pumpe, der står standby. I røret, hvor de to pumper samler sig, er der

monteret en sikkerhedspressostat. Ved havari af den pumpe, der er i drift, er det

sikkerhedspressostatens opgave, ved registrering af trykfald, at skifte over til standby

pumpen. Om bord på skibet observerede vi at sikkerhedspressostatens sætpunkt er 1,5

bar.

Pumperne pumper søvandet fra søvandskisterne gennem rørledningen hen til LT-kølerne.

LT kølerne er to parallelt forbundne pladevarmevekslere15. Pladevarmevekslerne drives

enkeltvis men kan ved meget høje søvandstemperaturer drives sammen i parallel, for at

opnå en større køleflade og dermed en bedre varmeoverførsel mellem søvandet og

ferskvandet.

Efter LT-kølerne kører søvandet gennem HT-kølerne, som ligesom LT-kølerne er to

parallelle pladevarmevekslere16. HT-kølerne drives altid enkeltvis.

SW-pumperne leverer også søvand til comfort airconditioningen17. Når søvandet har

passeret comfort airconditioningen ryger det direkte over bord og passerer dermed ikke

gennem LT- og HT-kølerne på noget tidspunkt. Comfort airconditioningen bliver reguleret

ved manuel betjening af Maskinchefen alt efter, om han mener, der er behov for køling.

Derudover bliver flowet til airconditioningen drøvlet med en manuel ventil, der altid står 25

procent åben18. Comfort airconditioningen er dimensioneret til et flow på 21 kubikmeter i

timen.19 Da det vurderes at airconditioningen kun er i brug relativt få timer i løbet af et år,

og da ventilen til airconditioningen kun står 25 procent åben, vurderes det at flowet til

airconditioningen kun har en ringe betydning for flowet gennem LT- og HT-kølerne. Der vil

14 Bilag 24, Typeplade elmotorer søvandspumper, s. 36 i Bilagshæftet.15 Bilag 1 og 2, s. 4 og 5 i Bilagshæftet, tagnumber 721-01 og 721-02.16 Bilag 1 og 2, s. 4 og 5 i Bilagshæftet, tagnumber 721-05 og 721-06.17 Bilag 1 Seawater Coolingsystem, s. 4 i Bilagshæftet, tagnumber 571-01.18 Bilag 1 Seawater Coolingsystem, s. 4 i Bilagshæftet, tagnumber 42 og 44.19 Bilag 10 datablad AC Condensor SW, s. 18 i Bilagshæftet.



derfor i det følgende ikke blive taget højde for dette flow, men der vil til sidst i opgaven

blive kompenseret for denne afvigelse.

FW-systemet

LT-systemLigesom SW-systemet er LT-systemet ligeledes opbygget omkring to elektrisk drevet

centrifugalpumper20. Begge pumper er designet til at levere 105 kubikmeter i timen21.

Pumperne pumper vandet fra LT-kølerne rundt til forbrugerne i LT-systemet. Eksempler på

forbrugere, der er koblet direkte på LT-systemet, er: Hydraulik systemet for

cargopumperne22, aircondition for kontrolrummet23 og smøreoliekøler til gear24.

Smøreoliekøleren25 og ladeluftskøleren til hovedmotoren26 er koblet på LT-systemet via en

elektrisk styret trevejsventil27, der styrer flowet af vandet til ladeluftskøleren ud fra

ladeluftstemperaturen.

Hjælpemotorernes28 interne kølesystem køles ligeledes af LT-systemet.

Når ferskvandet har passeret forbrugerne, løber det gennem en elektriskstyret

trevejsventil29, som bestemmer hvor meget af ferskvandet, der skal bypasses forbi LT-

kølerne. Trevejsventilen styres af tilløbstemperaturen til LT-pumperne. På Nordic Nadja var

sætpunktet for tilløbstemperaturen 20 grader celsius, og ventilen lukkede næsten altid alt

søvandet gennem LT-køleren. På Nordic Nora var sætpunktet for tilløbstemperaturen 25

grader celsius, og trevejsventilens åbningsgrad varierede afhængigt af belastning og

søvandstemperaturen.

20 Bilag 2 Freshwater Coolingsystem, s. 5 i Bilagshæftet, tagnumber 722-10 og 722-11.21 Ditto.22 Bilag 2 Freshwater Collingsystem, s. 5 i Bilagshæftet, tagnumber 832-01.23 Bilag 2 Freshwater Collingsystem, s. 5 i Bilagshæftet, tagnumber 573-01.24 Bilag 2 Freshwater Collingsystem, s. 5 i Bilagshæftet, tagnumber 713-06.25 Bilag 2 Freshwater Collingsystem, s. 5 i Bilagshæftet, tagnumber 713-04.26 Bilag 2 Freshwater Collingsystem, s. 5 i Bilagshæftet, tagnumber 601-01.27 Bilag 2 Freshwater Collingsystem, s. 5 i Bilagshæftet, tagnumber 21.28 Bilag 2 Freshwater Collingsystem, s. 5 i Bilagshæftet, tagnumber 651-01, 651-02 og 651-03.29 Bilag 2 Freshwater Collingsystem, s. 5 i Bilagshæftet, tagnumber 18.



I LT-systemet er ydermere monteret en ekspansionstank30, der sikrer at vandet kan udvide

sig, samt den sikrer et positivt tilløbstryk til LT-pumperne. I ekspansionstanken er det

ydermere muligt, at detektere, hvis der skulle være utætheder i LT-systemet.

HT-systemetHT-systemet er bygget op omkring to pumper, begge designet til at levere 38 kubikmeter i

timen.31 Begge pumper er centrifugalpumper. De to pumper adskiller sig ved, at den ene

pumpe er drevet af hovedmotoren, hvorimod den anden pumpe er drevet elektrisk.

Når hovedmotoren er stoppet tager den elektriske pumpe over, og pumper ferskvandet

rundt i systemet for at holde motoren varm. Varmen kommer fra preheateren32, som er

opvarmet af skibets kedelsystem.

Uanset om motoren er stoppet eller kører, ønskes der en bestemt temperatur i

hovedmotoren, denne bliver reguleret af en trevejsventil33, trevejsventil nr. 53, som

bestemmer hvor meget af ferskvandet, der skal løbe gennem HT-kølerne, og hvor meget

der skal bypasses, alt efter hvilket kølebehov motoren har.

Foruden hovedmotoren er

også ferskvandsgeneratoren

koblet på HT-systemet. HT-

systemet benyttes i

ferskvandsgeneratoren til

fordampningsprocessen.

For at afgrænse opgavens

omfang vil vi i det følgende

udelukkende koncentrere os

om HT-kølerne og

trevejsventil nr. 53 i HT-

systemet.

30 Bilag 2 Freshwater Coolingsystem, s. 5 i Bilagshæftet, tagnumber 722-06. 31 Bilag 2 Freshwater Coolingsystem, s. 5 i Bilagshæftet, tagnumber 722-01 og 722-02. 32 Bilag 2 Freshwater Coolingsystem, s. 5 i Bilagshæftet, tagnumber 722-03.33 Bilag 2 Freshwater Coolingsystem, s. 5 i Bilagshæftet, tagnumber 53.


Figur 1, Principskitse kølevandssystem se Bilag 8 s. 16 i Bilagshæftet.


Hvor i systemet er det muligt at lave energioptimering?Energioptimering handler helt overordnet om at udnytte den energi, der bliver tilført

systemet, effekten der bliver tilført systemet. Derfor er det nødvendigt, for at kunne

vurdere hvor i systemet, det er muligt at optimere, at vide hvilke effekter, der bliver tilført

og afgivet i kølesystemet.

Den effekt, der skal tilføres for at drive systemet, består udelukkende af den effekt, der

bliver tilført elmotorerne, som driver centrifugalpumperne. Dvs. i systemet er det

pumperne, der koster os penge. Derfor er det pumperne, der har størst interesse for os i

forbindelse med energioptimering af kølevandssystemet.

Analyse af dataEfter at have opbygget en systemforståelse og have kortlagt, hvor i systemet, der kan

optimeres, er næste skridt i analysen af kølesystemerne at vurdere, hvilke data der skal

bruges for at lave energioptimering på kølevandssystemet.

For at regne den effekt forbrugerne i kølesystemet tilfører kølevandet, vil vi bruge følgende

formel:

Q=m∗c∗∆ t

Ud fra ovenstående formel ses det, at det er nødvendigt for os at kende massestrømmen

gennem forbrugerne samt temperaturforskellen over forbrugerne.

I systemet er der monteret enkelte kviksølvstermometre34, men da vi havde tvivl omkring,

hvor valide disse var, og da vi havde behov for at kende temperaturen steder, hvor der ikke

var monteret kviksølvstermometre, valgte vi at medbringe infrarøde termometre for at

registrere temperaturerne i systemerne.

For at bestemme massestrømmene i systemet ville vi måle flowet med skolens flowmåler.

Dette lykkedes dog ikke, da flowmåleren af ukendte årsager brændte sammen allerede i

forsøget på at foretage første måling. Efter at have undersøgt alternative muligheder for at

måle og beregne et flow, har vi set os nødsaget, som en plan B, til at vurdere et flow.

Vurderingen af flowet vil fremgå senere i opgaven.

34 Bilag 2, Freshwater Coolingsystem, s. 5 i Bilagshæftet, tagnumber 95 og 96.



I forhold til energioptimering i systemet er det interessant for os at kende alle tryk i

systemet, dels for at kunne benytte pumpernes pumpekarakteristikker.

For til sidst at kunne afgøre effektbesparelserne på pumperne er det nødvendigt for os at

kende den effekt, der bliver tilført pumpernes elmotorer, som situationen er nu. Da det

ikke er muligt for os at indsætte et wattmeter hen over elmotorerne til pumperne, pga. vi

ikke har beføjelser til at lave ændringer på installationerne om bord på skibene, er det

interessant for os at kende strømforbruget på elmotorerne, som bliver registreret i

skibenes kontrolrum.

Yderligere data vi har behov for at kende for at være i stand til at sammenligne data fra de

to skibe er: den samlede tilførte effekt fra generatorerne, det samlede antal hjælpemotorer

i brug og skibets driftssituation – losser det, sejler det, ligger det for anker osv.35

Vurdering flowFlowet i systemet er påvirket af flere faktorer, det er disse faktorer, vi i det følgende vil

redegøre for, for til sidst at kunne vurdere et realistisk flow.

Vurdering af FW-flow gennem HTFlowet gennem HT-systemet bestemmes først og fremmest af den af hovedmotoren drevet

centrifugalpumpe, som leverer et bestemt flow afhængigt af hovedmotorens

omdrejninger, men det er trevejsventil nr. 53, der bestemmer flowet gennem HT-kølerne.

Når hovedmotoren ikke kører, er der ikke behov for køling til motoren, og trevejsventil nr.

53 reducerer åbningsgraden til et minimum.

Ventil nr. 53 bliver styret af temperaturen på kølevandet ud af motoren. Vi observerede

om bord på skibene, at ventil nr. 53’s åbningsgrad aldrig var over 50 procent til trods for, at

et af skibene befandt sig i varmere farvande, end det skibet normalt opererer i. Derfor

vurderer vi, at der i HT-systemet er mere end tilstrækkelig køleeffekt, hvilket indbyder til at

lave energioptimering, men da den eneste energiforbruger i systemet er HT-pumpen, og da

vi vurderer denne til at være en lille forbruger set i forhold til de andre energiforbrugere i

kølesystemet, vælger vi at fokusere på optimering andre steder i kølesystemet.

35 Bilag 32 Skema for dataindsamling, s. 46-49 i Bilagshæftet.



Vurdering af flow gennem SW-systemet

PumperSøvandspumperne er lagt ud til kunne levere 200 kubikmeter i timen ved et bestemt tryk

over pumpen. Men når trykket over pumpen ændrer sig, vil flowet også ændre sig, derfor

er det ikke sikkert at pumpen leverer det flow, der er opgivet på mærkepladen. For at finde

flowet, som pumpen leverer, skal vi bruge pumpens pumpekarakteristik, hvor vi ud fra

differenstrykket over pumpen kan aflæse pumpens aktuelle flow.

Pumpekurven for søvandspumperne er opgivet i databladet for pumperne ved 1740

omdrejninger pr. minut, men elmotorerne, der driver pumperne kører med 1770

omdrejninger pr. minut. Dvs. vi er nødt til at lave en ny pumpekarakteristik for

søvandspumperne ved det aktuelle omdrejningstal. I den nye pumpekarakteristik kan vi ud

fra vores målinger på differenstrykket36 over pumperne på hhv. Nordic Nadja og Nordic

Nora bestemme driftspunktet for pumperne og derved aflæse flowet.37

Pumpekarakteristikken konstrueres ud fra affinitetsligningerne.38

Q1

Q2=n1n2

H dyn1

H dyn2=(Q1

Q2)2

Ud fra driftspunkterne markeret i figur 2 ses det, at flowet på de to skibe er meget

forskelligt, samt at pumperne ud fra pumpekarakteristikken leverer mere end det

dimensionerede flow.

36 Bilag 35 CD med elektroniske dokumenter til opgaven (Måleskema), s. 52 i Bilagshæftet37 Bilag 11 Beregninger pumpekarakteristik, s. 19-20 i Bilagshæftet.38 Pumpedrift og energi, Thomas Heilmann 5. udgave, afsnit 1.5 s. 19.



Hvad kan være årsagen til de forskellige driftspunkter, når systemerne er fuldstændig ens?

Er der andre faktorer end differenstrykket, der kan påvirke driftspunktet?

Pumpekarakteristikkerne i databladet for pumperne gælder for en ny pumpe, der er derfor

i vores beregninger af driftspunkterne ikke taget højde for slid på pumperne. Men da

pumperne er 17 år, gamle vil der

på trods af, at der bliver udført

vedligehold og service på

pumperne, når skibet er i dok

hvert fjerde år, stadig være slid på

løbehjulet og pumpehuset. Hvis

løbehjulet eller pumpehuset er

slidt, vil pumpen ikke være i stand

til at levere det dimensionerede

tryk og flow. Dette bevirker at

pumpekarakteristikken forskydes

nedad i diagrammet. Denne

forskydning nedad i diagrammet vil for vores målinger betyde, at flowet i systemet bliver

mindre. Men da pumpeleverandøren ikke har nogen målbare data for, hvor meget man kan

forvente at driftspunktet rykker sig pga. af slitage, og da der ingen vedligeholdelseshistorik


Figur 3, Pumpekarakteristik ved slidtage, se bilag 12 s 21 i Bilagshæftet

Figur 2, Driftspunkter i Pumpekarakteristikken ved 1770 omdr./min, se bilag 11 Beregninger pumpekarakteristik s 19-20.


er på pumperne om bord, er det ikke muligt for os at konstruere en ny pumpekarakteristik

for den aktuelle situation.

En anden faktor, der kan have indflydelse på driftspunktet, er rørkarakteristikken.

Rørkarakteristikken kan med tiden ændre sig pga. belægninger på rørene og i

varmevekslerne, hvilket vil bevirke, at trykket i systemet vil stige. Dette er der dog taget

højde for i vores beregninger, da vi har målt trykket direkte ved pumperne, og disse må

derfor være en indikation af den aktuelle situation.

Endnu en faktor, der kan påvirke vores beregning af driftspunktet, er validiteten af

trykaflæsningerne. I forbindelse med vores dataindsamling om bord på skibene erfarede vi,

at manometrene ikke altid var i lige god stand, eller om det var det rigtige manometer, der

var monteret. Derfor kan man diskutere, om man kan benytte disse målinger til at

bestemme driftspunktet.

Det må ud fra ovenstående diskussion kunne konkluderes, at der er for ukendte og usikre

faktorer i forbindelse med beregningen og aflæsningen af driftspunkterne på pumperne, og

vi må derfor vurdere flowet på anden vis.

Varmeveksler Kan flowet vurderes ud fra målinger på varmevekslerne?

Renheden af en varmeveksler er altafgørende for, hvor effektiv en varmeveksler er. Derfor

er vi nødt til at kende varmevekslerens virkningsgrad for at kunne vurdere standen af

denne.

Hvis vi antager at pumperne leverer det flow, de er blevet dimensioneret til, kan vi regne

virkningsgraden ud fra de data vi målte på skibet med det dimensionerede flow og

derudfra vurdere standen på varmevekslerne.

Ud fra målte data har vi regnet en gennemsnitlig virkningsgrad som ligger langt over 100

procent på de to skibe.39

39 Bilag 13 Sammenligning af data s. 22 i Bilagshæftet.



Denne virkningsgrad er urealistisk, da virkningsgraden for en varmeveksler altid ligger

under 100 procent. Grundet de urealistiske virkningsgrader har vi taget kontakt til Jeppe

Malmmose, sales engineer hos Alfa Laval, som er leverandør af varmevekslerne om bord på

skibene, for at høre hvor meget man kan forvente, at en 17 år gammel varmevekslers

virkningsgrad er. Jævnfør Jeppe Malmmose ligger virkningsgraden for en varmeveksler tæt

på 100 procent uanset dens alder. Dog kan skidt i varmeveksleren have indflydelse på

virkningsgraden.40

Hvordan kan det lade sig gøre at vi får en virkningsgrad over 100 procent?

Hvad har skidt i veksleren af betydning for virkningsgraden?

Skidt i vekslerne vil forringe virkningsgraden, desuden sørger personalet i maskinrummet

for at minimere skidt i veksleren ved at backflushe varmevekslerne, når de vurderer, at der

er behov for dette. Ved backflush vendes flowretningen af søvand, og på denne måde

skylles skidtet ud af veksleren. Derudover rengøres hver enkelt plade i varmeveklseren med

børste og vand ca. en gang i måneden da det ikke er tilstrækkeligt udelukkende at

backflushe varmevekslerne for at rengøre dem for skidt. Ifølge Jogvan41 sikrer denne

metode at varmevekslerne er rene.

Det er dermed ikke skidt i varmevekslerne, der er skyld i de urealistiske virkningsgrader.

Hvilke andre faktorer har indflydelse på virkningsgraden?

Virkningsgraden bestemmes ud fra følgende formel.

η=mSW∗cSW∗Δt SWmFW∗c FW∗ΔtFW

∗100%

Vi har konstateret at virkningsgraden for varmevekslerne er for høj. I den ovenstående

formel er de eneste variable faktorer massestrømmene og dermed flowene, da

varmefylden for det gældende medie er konstant, og da temperaturene er de aktuelle

temperature i systemet, derfor er det flowene i hhv. SW-systemet og FW-systemet, der må

være årsag til de urealistiske virkningsgrader.40 Bilag 14 Udpluk mailkorrespondance Jeppe Malmmose ”Alfa Laval” s. 23-25 i Bilagshæftet.41 Jogvan Joanesarson, General Manager Marine Projects, Nordic Tankers.



Vi har af Jeppe Malmmose fået at vide at virkningsgraden ligger tæt på 100 procent, men

for at være en lille smule mere realistiske antager vi, at virkningsgraden er 95 procent, så

får vi:

η=95%=mSW∗cSW∗Δt SWmFW∗cFW∗ΔtFW

∗100%

Vi har nu en formel, hvor de eneste to ubekendte er flowene I hhv. SW- og FW-systemet.

Skyldes den urealistiske virkningsgrad at pumperne ikke leverer det dimensionerede flow?

Alderen på pumperne er ens, derfor kunne man tro at FW-pumperne og SW-pumperne er

lige slidt. Hvis vi antager at alle pumpeflow i systemet er reduceret med 25 procent gælder

følgende:

95%=0,75∗mSW∗c SW∗Δt SW0,75∗mFW∗cFW∗ΔtFW

∗100%⟹95%=mSW∗cSW∗Δt SWmFW∗cFW∗ΔtFW

∗100%

Ud fra formlen kan vi se, at hvis pumperne er lige slidt, ændrer virkningsgraden sig ikke.

Derfor kan vi konkludere, at forholdet på de to flow ikke kan være det samme, som da

pumperne var nye. Den ene pumpe må derfor være mere slidt end den anden, og det må

være dette faktum, der er skyld i den urealistiske virkningsgrad. Derfor kan vi konkludere,

at pumperne ikke længere leverer det flow, de blev designet til at levere, og at vi ikke kan

vurdere flowene ud fra virkningsgraderne for varmevekslerne.

Alternativ vurdering af flowDa det hverken er muligt at vurdere flowene ud fra pumperne eller varmevekslerne, bliver

vi nødt til at finde en alternativ metode til at belyse, hvor meget effekt, flow, der skal til for

at dække den køleeffekt, der er behov for i systemet. Da det er pumperne, der leverer

flowet, er det igen dem vi skal kigge på. Pumperne kører altid fuldlast, dvs. 100 procent

belastning, hvilket betyder at pumpen leverer 100 procent af det flow, der er muligt for

pumpen at levere. Ydermere ved vi at den effekt, der bliver tilført til ferskvandet i

varmevekslerne, er den køleeffekt som skibet kræver. Derfor må det være muligt ved hjælp

af procentregning at regne os frem til en ny procentsats af det aktuelle flow, når vi udnytter



køleeffekten i vandet bedre, og ud fra dette må vi kunne finde en ny belastningsgrad af

pumpen.

m100%∗cSW∗Δt SW=mny%∗cSW∗Δt SWny

Δt SW er en målt værdi, c er konstant og Δt SWny er en Δt, som vi vurderer. Dermed har vi en

ligning med en ubekendt, nemlig procentsatsen af det oprindelige flow, og det er ikke

længere nødvendigt for os at kende flowene i systemerne for at optimere på pumperne i

systemet.

Det er dog i den resterende opgave ikke muligt for os at vurdere, hvor meget spildvarme,

der er i systemet, da vi ikke kender flowet, og derfor er vi nødsaget til at afgrænse os til at

kigge på, hvordan man udnytter køleeffekten i søvandet optimalt, samt hvordan man

mindsker effektforbruget på pumperne.



Diskussion af mulige løsningerHvis det kan lade sig gøre for os at mindske effekten, der bliver tilført pumpernes

elmotorer, men stadig beholde den køleeffekt forbrugerne i systemet har behov for, vil vi

få et mere effektivt system.

For at mindske den tilførte effekt til motorerne kræver det, at vi kan reducere

omdrejningerne på disse, hvilket ses ud fra følgende formel:

P1P2

=( n1n2 )3

Hvis vi reducerer omdrejningerne på motorerne og dermed pumperne, vil vi også reducere

flowet, som pumperne leverer:

Q1

Q2=n1n2

Hvad vil dette have af betydning for kølebalancen?

Kølesystemets grundlæggende opgave er at sørge for tilstrækkelig køleeffekt til

forbrugerne i systemet, hvilket vi ved, der er, som situationen er nu. Derfor må følgende

udsagn være gældende:

meksisterende , SW∗cSW∗Δt eksisterende ,SW=mny% ,SW∗cSW∗Δt ny , SW

Ud fra ovenstående udsagn ses det, at hvis vi reducerer massestrømmen ved hjælp af

omdrejningsregulering, vil konsekvensen herfor være at Δt over kølerne stiger, når

effektbehovet i systemet holdes konstant. Men hvor går grænsen? Hvor store

afgangstemperature for vekslerne kan vi tillade?



Krav til SW-systemetKølevandssystemets overordnede opgave er at sikre, at der altid er tilstrækkelig med køling

til at køle alle forbrugere i systemet. Der er dog en række krav til temperaturer og drift.

Til kølevandssystemet er der følgende krav:

Temperaturen på ferskvandet ud af LT-køleren må aldrig blive for høj eller lav. Temperaturen på søvandet ud af LT-køleren må aldrig blive for høj. Temperaturen på søvandet ud af HT-køleren må aldrig blive for høj. Temperaturen på ferskvandet ud af hovedmotoren må aldrig blive for høj eller lav. Systemet skal være sikret mod fejl – pumperne og vekslerne skal kunne drives

uafhængigt af hinanden. Der må ikke foretages ændringer, der resulterer i at skibet skal om klassificeres.

Tabel 1 dimensionerende temperaturer ved konstruktion af skibene.42

Køler SW. In SW. Out FW. In FW Out

LT 32oC 39,1oC 44,6oC 37oC

HT 38oC 42,9oC 90oC 63,7oC

På ferskvandssystemet i LT køleren må afgangstemperaturen ikke overstige 37 grader

celsius, som er den temperatur, der er dimensioneret med under projekteringsfasen af

skibet. Ligeledes vil man på ferskvanssiden ikke risikere for lave temperaturer, da man

ønsker at holde smøreolien i den korrekte temperatur i forhold til viskositeten for denne.

Temperaturen ud af LT kølerens ferskvandsside ønskes holdt over 20 grader celsius, da 20

grader celsius er sætpunkt for trevejsventil nr. 18. Denne temperatur måles på

afgangssiden af LT-kølerens ferskvandsside43 og trevejsventilen regulerer temperaturen ved

at bypasse ferskvandet udenom kølerne, hvis temperaturen kommer under 20 grader

celsius.

Temperaturen ud af LT køleren må maksimum være 39,1 grader celsius. Men da LT- og HT-

kølerne sidder i serie, og da maksimums indløbs temperaturen for SW i HT-køleren er 38

grader celsius, må temperaturen ud af LT køleren maksimum være 38 grader celsius. På

søvandssiden af kølerne ønsker man ikke for høje temperaturer, da man vil kunne risikere

42 Bilag 3 og 4 Dimensioneret pladevarmeveksler LT og HT, s. 6 og 7 i Bilagshæftet.43 Observationer af driften ombord.



sedimentering i systemet44, derfor må afgangssiden på SW i HT-køleren maksimum opnå en

temperatur på 42,9 grader celsius, som er tæt på den kritiske temperatur i forhold til

sedimentering af søvandet.

Som nævnt tidligere i opgaven kan vi se, at hvis vi reducerer omdrejningerne på pumperne

og dermed flowet, vil vi kunne mindske effektforbruget på pumpen. Derfor vil vi opbygge

en styring for omdrejningsregulering vha. frekvensomformer på SW-pumperne.

44 Jf. Jogvan Joanesarson General Manager Marine Projects Nordic Tankers.


Figur 4, Principskitse af mulig løsning nr. 1, se bilag 15 s. 26.


Opbygning af styring til SW-systemet Hvordan kan man opbygge en styring, der vha. af en frekvensomformer regulerer

omdrejningerne på SW-pumpen, men samtidigt holder temperaturen på det rette niveau?

Mulig løsning nr. 1Producenten af kølerne har nogle retningslinjer som temperaturerne ud af kølerne skal

overholde. Ifølge producentens retningslinjer skal temperaturen ud af LT køleren være

omkring 38 grader celsius. For at overholde dette, skal der derfor monteres en føler (F1) på

rørstrækningen mellem LT-køleren og HT-køleren. F1 skal registrere temperaturen på

søvandet for at holde temperaturen på 38 grader celsius. Hvis F1 kommer over eller under

38 grader celsius, skal omdrejningerne på SW-pumpen henholdsvis øges eller sænkes.

Derudover må temperaturen efter HT-køleren ifølge producentens retningslinjer aldrig

blive over 42,9 grader celsius. Vi vurderer dog ud fra et sikkerhedsmæssigt aspekt og i

samarbejde projektafdelingen i Nordic Tankers at temperaturen ud af HT-køleren aldrig må

komme over 42 grader celsius. Derfor skal der placeres en føler (F2) på rørstrækningen

efter HT-køleren. Hvis F2 registrerer en temperatur over 42 grader celsius, skal F2 overtage

styringen af SW-pumpen. Når

temperaturen igen bliver

mindre end 42 grader celsius,

skal F1 igen overtage styringen

af SW-pumpen.

Den forbruger i systemet, der

er værst at miste ud fra et

sikkerhedsmæssigt aspekt, er

hovedmotoren, som bliver

kølet af HT-systemet. Hvis

udgangstemperaturen på

kølevandet fra hovedmotoren bliver for varm risikeres et shutdown. Shutdown er den

værst tænkelige situation for skibet. Som systemet sikres skibet mod shutdown ved at

trevejsventil nr. 53 regulerer temperaturen ud af hovedmotoren. Trevejsventilen sørger for



at holde temperaturen ud af hovedmotoren på 80 grader celsius. I vores system ønsker vi

ligeledes at holde temperaturen ud af hovedmotoren på 80 grader celsius, derfor skal der

placeres en føler (F3) på rørstrækningen efter hovedmotoren.45 Hvis F3 registrerer en

temperatur over 80 grader celsius, skal denne følers signal overrule alle andre signaler i

systemet, og pumpen skal køre op i fuldlast, således at systemet drives som det oprindeligt

er designet til. I denne situation vil det være trevejsventilerne, der sikrer at temperaturerne

på ferskvandet ikke bliver for kolde.

Problematikker i systemetHvilke problematikker kan der være i ovenstående system?

I dette system er vi ikke i stand til, at sikre at temperaturen ud til forbrugerne ikke bliver for

høj, over 37 grader celsius. Men denne problematik kan mindskes ved at sænke

sætpunktet for F1 ved indregulering af systemet indtil temperaturen på ferskvandet

kommer ned på en acceptabel temperatur.

Derudover opstår der et problem, når F1 er master. Når F1 er master er det vigtig, at det er

LT systemet, der har behov for mest Flow. Hvis ikke dette er tilfældet risikerer man, at F2

periodisk vil overrule F1 i intervaller, og der opstår pendling mellem de to følere. For at

finde ud af om dette vil være et aktuelt problem i denne styring, vil vi finde ud af hvilken

køler der har det største behov for flow. I disse udregninger vælger vi at sætte et sætpunkt

for F1 på 35 grader celsius for at øge sikkerheden for at ferskvandet til forbrugerne ikke

overstiger 37 grader celsius. På denne måde indbygger vi en større sikkerhed i vores

udregninger.

Situationerne ser forskellige ud alt efter hvilken driftsform skibet er i. Når skibet er i havn,

har hoved motoren ikke brug for køling, og der er dermed et lavere kølebehov i HT-køleren.

I denne situation vil der højst sandsynligt være mindst to hjælpemotorer og oftest en til to

cargopumper i drift. Der er derfor mest behov for køling i LT-køleren, når skibet ligger i

havn. Når skibet sejler er hovedmotoren tændt, og der er derfor behov for køling i HT

køleren. Men i denne situation er der også behov for køling af gear, ladeluft og smøreolie til

45 Bilag 15 Principskitse af mulig løsning nr. 1, s. 26 i Bilagshæftet.



hovedmotoren, dette køles i LT systemet. Derfor er der både behov for køling i HT- og LT-

systemet under sejllads.

For at belyse denne påstand regner vi gennemsnits flowet i procent i havnesituationer og

under sejlads ud fra gennemsnitsværdierne af Δt i både LT- og HT-kølerne46 samt

gennemsnitshavvandstemperaturen.

Vi har været i kontakt med DMI, som har givet os vejrdata for havvandstemperaturerne for

skibenes farts område, og ud fra dette vurdere vi, at vi har en

gennemsnitshavvandstemperatur (tSWgennemsnit ) på 10 grader celsius.47

For at få et mere præcis billede af gennemsnitstemperaturerne benytter vi i opgaven målte

værdier for Nordic Nadja. Dette gør vi, da der er fortaget flest målinger ombord på dette

skib, samt det opererede i hele måleperioden i dets normale farts område. Desuden blev

der ombord på Nordic Nora lagt større vægt på, i samarbejde med besætningen, at lave

forsøg med at drive søvandspumpen i halvlast. Ydermere var Nordic Nora i den første uge

af måleperioden uden for skibets normale farts område. Disse målinger vil derfor ikke

kunne anvendes til at give et billede af hvordan situationen ser ud ombord på dette skib i

størstedelen af tilfældene. Til gengæld kan disse målinger give os et konkret billede på,

hvad der sker når pumpen drives ved lavere omdrejninger.

Situation Havn:

meksisterende , SW∗cSW∗Δt¿ ,veksler , Gns, havn=m¿Gns havn∗cSW∗(35−t SW , gns)

100∗3,9∗(2,35 )=m¿∗3,9∗(35−10 )⟹m¿ ,Gns=9,36%

meksisterende , SW∗cSW∗ΔtHT , veksler ,Gns ,havn=mHTGns havn∗cSW∗(42−35)

100∗3,9∗(0,66 )=mHT∗3,9∗(42−35 )⟹mHT ,Gns=9,43%

46 Bilag 13 Sammenligning af data, s. 22 i Bilagshæftet.47 Bilag 7, DMI vejrdata, s. 10 i Bilagshæftet.



Situation Sejllads:

meksisterende , SW∗cSW∗Δt¿ ,veksler , Gns, sejlads=m¿Gns sejlads∗cSW∗(35− tSW ,gns)

100∗3,9∗(5,37 )=m¿∗3,9∗(35−10 )⇒m¿ , Gns=21,5%

meksisterende , SW∗cSW∗ΔtHT , veksler ,Gns ,sejlads=mHTGns sejlads∗cSW∗(42−35)

100∗3,9∗(3,85 )=mHT∗3,9∗(42−35 )⇒mHT ,Gns=55%

I ovenstående beregninger er der ikke taget højde for, hvad flowet vil være, hvis der opstår

en maksimums effekt i en af kølerne. For at anskueliggøre hvad flowet vil kunne antage af

værdi i en spidsbelastningssituation, laves følgende udregning basseret på målinger

fortaget under de fjorten dages sejlads.48

meksisterende , SW∗cSW∗Δt¿ ,spidsbelastning=mLT spidsbelastning∗cSW∗(35−t SW ,max)

100∗3,9∗(7,3 )=mLT∗3,9∗(35−27,3 )⇒m¿ ,max=94,8%

meksisterende , SW∗cSW∗ΔtHT , spidsbelastning=mHT spidsbelastning∗cSW∗(42−35)

100∗3,9∗(6,8 )=mHT∗3,9∗(42−35 )⇒mHT ,max=97,1%

I ovenstående udregninger ses det, at det ikke altid er LT-køleren der har det største behov

for flow. Dette betyder, at systemet ind imellem vil blive styret af behovet for flow i HT-

køleren, og dermed F2. I tilfælde af at F2 overtager styringen vil der være overkapacitet af

køling i LT-køleren.

I situationen hvor HT-køleren har behov for mere flow end LT-køleren kan der opstå

pendling mellem F1 og F2.

En anden problematik i systemet er om systemet reagerer tilstrækkeligt hurtig på

effektændringer på ferskvandet, pga. at der skabes dødtid når effektændringerne på

forbrugerne i LT systemet skal forplante sig i køleren inden der kan registreres en ændring

på SW ved F1.

48 Bilag 13 Sammenligning af data, s. 22 i Bilagshæftet.



Mulig løsning nr. 2Hvordan kan dødtiden mindskes?

Dødtiden i systemet kan mindskes, hvis man flytter F1 fra rørstrækning mellem LT- og HT-

kølerne til afgangen af LT-køleren på ferskvandssiden. Ved at flytte føleren er vi også i

stand til at sikre at ferskvandet til

LT-forbrugerne aldrig bliver for

varmt.

Bortset fra dette vil dette system

være identisk med mulig løsning

nr. 1.

Problematikker i systemet I dette system er man dog ikke i

stand til at sikre at temperaturen

på søvandet mellem LT- og HT-

kølerne ikke overstiger 38 oC,

men denne problematik vurderes jf. Jogvan som værende ikke kritisk, da hele systemet er

bygget i samme materiale,49 og det derpå vurderes at temperaturen ind i HT-køleren godt

må overstige 38 oC, så længe den ikke overstiger 42 grader celsius, som er den tilladte

afgangstemperatur for søvand i HT-køleren. Dette vil dog aldrig kunne ske, da F2 sikrer

systemet mod temperaturer over 42 grader celsius.

Samme problematik som i mulig løsning nr. 1 omkring pendling mellem F1 og F2 vil også

være gældende i dette system.

49Bilag 1 Seawater Coolingsysteme, s. 4 i Bilagshæftet.


Figur 5, Principskitse af mulig løsning nr. 2. se bilag 16 s 27 i Bilagshæftet.


Mulig løsning nr. 3De to ovenstående løsninger styres ud fra hvilken køler, der har det største behov for

køling. Dette faktum viser, at systemet ikke er udnyttet optimalt.

Kan det lade sig gøre at udnytte systemet bedre?

Hvis man kunne opbygge en styring, hvor behovet for flowet til begge kølere er i balance,

er der ingen af kølerne, der får tilført en overkapacitet af køling, og man udnytter derfor

systemet bedre.

mHT ,ny=m¿ ,ny

m100%∗cSw∗(∆ t ¿¿HT )csw∗(t afgangHT−x)

=m100%∗cSw∗(∆ t ¿¿¿)

csw∗(x−t SW )⇒ x=temperatur ml .<og HT ¿¿

(∆ t¿¿HT )(t afgangHT−x)

=(∆ t¿¿¿)(x−t SW )

¿¿

Ud fra ovenstående formel ses det, at man kan skabe en balance mellem effekterne i de to

kølere. Den eneste variabel

vi kan ændre, ved hjælp af

omdrejningsregulering af

pumpen, er temperaturen

imellem vekslerne, derfor

kan der ikke bestemmes et

fast sætpunkt for denne

temperatur, og føleren på

ferskvandet til forbrugerne

er ikke længere masteren for

reguleringen.

Den eneste parameter vi ikke

kan kontrollere er havvandstemperaturen. Da havvandstemperaturen er den eneste

variable parameter, vi ikke har indflydelse på, må det være denne, der er bestemmende for

flowet igennem systemet. Derfor skal der placeres en føler (F0) umiddelbart efter pumpen.


Figur 6, Principskitse af mulig løsning nr. 3, se bilag 17 s. 28 i Bilagshæftet.


Kravene til systemet skal stadig overholdes, derfor skal der ligesom i mulig løsning nr. 1 og

2 placeres en føler ved afgangen af hovedmotoren, da der opstår en overkapacitet af køling

i den køler, der ikke er bestemmende for flowet.

Hvilke værdier skal være udgangspunkt for formlen?

t afgangHTTemperaturen efter HT køleren ønsker vi at holde på 42 grader celsius, som er den

maksimal tilladte afgangstemperatur, for at sikre bedst udnyttelse af køleeffekten gennem

systemet.

t SWTemperaturen på søvandet er en variabel der variere alt efter årstid, og er en parameter vi

ikke har indflydelse på.

∆ t ¿ og ∆ t HTEr variabler der afhænger af de forskellige effekter der overføres i HT eller LT kølerne, disse

afhænger af driftssituationer m.m. En mulighed er at fastsætte disse variabler ud fra

omhyggelig udvælgelse af data, fra vores måleskema, for effektbehovet i de to kølere. Når

disse to parametre er faste, har styringen ingen mulighed for at tage højde for effekt

ændringer i systemet, og når der ikke kan korrigeres for effekt ændringer i styringen, bliver

vi nødt til at tage højde for dette i forbindelse med udvælgelsen af ∆ t ¿ og ∆ t HT.

For at være sikre på at styringen kan dække effektbehovet i systemet, vil vi i det følgende

regne gennemsnitsflowet, hvis vi vælger at opbygge styringen ud fra

spidsbelastningssituationen50 og gennemsnitshavvandstemperaturen.51

(∆ t¿¿HT , spidsbelastning)(t afgangHT− x)

=(∆ t¿¿¿ , spidsbelastning)

(x−t SW gennemsnit)¿¿

6,8(42−x )

= 7,3( x−10 )

⇒ x=26,6 °C

Ud fra denne temperatur vil vi beregne hvad flowet vil være gennemsnitlig, hvis der er

maksimumeffekt overførsel i begge kølere.50 Bilag 13 Sammenligning af data, s. 22 i Bilagshæftet.51 Bilag 7 DMI vejrdata, s. 10-15 i Bilagshæftet.



mHT ,ny%=6,8

(42−26,6)∗100%=44,1%

m¿ , ny%=7,3

(26,6−10)∗100%=44,1%

For at undgå at forbrugerne i systemet og kølerne overophedes, og for at tage forbehold

for effektændringer, vælger vi at opstille formlen ud fra maksimumseffekten observeret på

skibene. Derudover vil vi ved hjælp af beregninger på SW-temperaturen mellem HT og LT

kølerne vurdere, om denne bliver for varm, og dermed om ferskvandet til forbrugerne

bliver for varmt.

Den maksimal forekommende temperatur mellem vekslere beregnes ud fra

spidsbelastninger og den maksimalehavvandstemperatur.52

∆ tHt , spidsbelastning(t afgang HT−x )

=∆ t¿ spidsbelastning(x−t SW ,maks)

6,8(42−X )

= 7,3(X−27,3)

⇒X=34,9°C

Med forbehold for ekstraordinære konditioner på skibenes drift og farts område ses det at,

temperaturen mellem vekslerne ikke

overstiger 35 grader celsius. Derfor

vurderer vi ud fra ovenstående, at

det vil være yderst sjældent, at

temperaturen på ferskvandet til

forbrugerne overstiger 37 grader

celsius. Dette betyder, at vi kan

regulerer pumpens omdrejninger ud

fra søvandstemperaturen og stadig

overholde alle krav til systemet.

Da skibenes fartsområde kan afvige

fra Østersøen og Nordsøen, vælger vi at beholde F1 på forbrugerne og F2 efter HT for at



Figur 7, Principskitse af muligløsning nr. 3 med F1, se bilag 18 s. 29 i Bilagshæftet.


være sikker på, af sikkerhedsmæssige årsager, at temperaturerne ikke overstiger de

ønskede værdier. Hvis dette sker skal pumpen kører op i fuldlast og derved går systemet

tilbage til dets originale design. Når temperaturen igen er under henholdsvis 42 grader

celsius og 37 grader celsius og der er kvitteret for fejlen, aktiveres styringen igen.

Problematikker i systemet Er der kompenseret for problematikkerne i mulig løsning nr. 1 og 2?

I dette system vil pendling mellem følere ikke forekomme, idet det udelukkende er F0, der

er bestemmende for omdrejningerne for pumpen. Følerne F1, F2 og F3 er udelukkende

placeret i systemet for at sikre, at temperaturerne de respektive steder ikke bliver kritiske.

Systemet må ikke kunne gå tilbage til styringen, hvor F0 er bestemmende for pumpens

omdrejninger, før temperaturerne i systemet er korrekte, og der er kvitteret for fejlen af

den vagtgående i motoren. Derfor kan der i dette system ikke opstå pendling mellem

følerne i systemet.

Dette system har minimal dødtid, da føler F0 er placeret relativt tidligt i systemet, og en

ændring af havvandstemperaturen vil blive registreret og korrigeret for med det samme.

Indreguleringen af dette system er kompliceret. Systemet er opbygget omkring to kølere,

og hvis det viser sig, at systemet ikke kan overholde kravene til systemet grundet højere

belastninger, end de effekter vi har regnet med, vil styringens parametre blive baseret på

afprøvning i en længere periode. Som et alternativ til afprøvningen kunne der om bord på

skibene i forbindelse med installeringen af styringen om bord, udføres en performance

test, hvor man tester om systemet kan håndtere en ultimativ maksbelastning af skibet.

Risikoen ved ikke at indregulere styringen grundigt nok er, at man får et shutdown på

hovedmotoren pga. af en for høj temperatur på afgangssiden af hovedmotoren.

Da indreguleringen af systemet er en menneskelig faktor, ses denne som en stor risiko, da

en fejl i indreguleringen vil have fatale følger.

Der kan yderligere opstå en problematik i dette system, når skibet ligger i havn, og

hovedmotoren er stoppet. I denne situation har hovedmotoren og dermed HT-køleren ikke

behov for køling, hvilket der ikke bliver taget højde for i systemet, da kølebehovet er en



fastsat parameter, og der vil derfor være en overkapacitet af køling tilstede i systemet i

denne situation. Dette resulterer i, at der i havnesituationer vil være et højere flow i

systemet end nødvendigt.

Kan man i dette system mindske de menneskelige faktorer, samt sikre bedre udnyttelse af

energien i alle situationer?



Mulig løsning nr. 3 opgraderetHvis det kunne lade sig gøre at tilpasse formlen løbende, alt efter hvilket effektbehov der er

brug for i de to kølere, mindskes

påvirkningen af den menneskelige

faktor, da systemet tilpasser sig den

aktuelle situation i stedet for at være

baseret på en fastsat parameter.

Dette gøres ved at beregne en aktuel

Δt henover de to kølere ved hjælp af

temperaturtransmitterne.

I dette system er det føler F1, der

bestemmer omdrejningen for

pumpen, og sætpunktet for F1

bestemmes ud fra følgende formel:

mHT ,ny=m¿ ,ny

(tF 2−tF1)(42−x)

=(tF1−tF0)(x−t SW )

⇒X=SP F1

Hvis temperaturen ved F2, F3 eller F4 overstiger deres sætpunkt skal pumpen automatisk

køre op i fuldlast. Når temperaturerne igen er under deres sætpunkter, og der er kvitteret

for fejlen, skal F1 igen overtage styringen.

Problematikker i systemetEn problematik i dette system kunne være, at hvis en af følerne F2, F3 eller F4 registrerer

en for høj temperatur og dermed overruler styringen, vil pumpen køre op i fuldlast og vil

dermed tilsidesætte energioptimering, indtil den vagtgående i maskinen kvitterer for fejlen,

og temperaturen igen er acceptabel. Dette faktum betyder, at den menneskelige faktor

igen har betydning for resultatet af energioptimeringen.

På trods af disse problematikker er dette løsningen, vi har præsenteret for Nordic Tankers.

Med baggrund i mulig løsning nr. 3 opgraderet har vi i samarbejde med Nordic Tankers


Figur 8, Principskitse af mulig løsning nr. 3 opgraderet, se bilag 18 s XX


taget kontakt til CS electric ApS for at præsentere mulig løsning nr. 3 opgraderet for Gert

Andersen53, samt for at indhente priser. CS electric ApS er Nordic Tankers’ foretrukne

samarbejdspartner indenfor energioptimeringsprojekter, og derfor er det også CS Electric

ApS vi samarbejder med. CS electric ApS står i energioptimeringsprojekterne hos Nordic

Tankers for at levere udstyr, montering samt styringsløsningerne.

Møde med CS Electric ApSPå mødet ved CS Electric ApS præsenterede vi mulig løsning nr. 3 opgraderet og

problematikkerne i dette system for Gert Andersen. Denne præsentation skabte en

konstruktiv debat, og Gert Andersen fremlagde hans synspunkter og et forslag til en mulig

løsning.

53 Gert Andersen, Technical Sales Manager hos CS Electric ApS.



CS Electric ApS’ løsningGert Andersen har erfaring i lignende systemer med serie opkoblede kølere fra industrien.

Ud fra denne erfaring præsenterede Gert en mulig løsning, som går ud på, at den forbruger

i systemet, der har behov for

mest køling, er den, der

bestemmer pumpens

omdrejninger. Alle følerne i

systemet har i princippet samme

prioritering, der er således ingen

master i systemet.

Systemet fungerer basalt set ved,

at der ved hver føler er en ønsket

værdi, et sætpunkt, som styringen

sammenligner med den faktiske værdi ved hver føler. Denne sammenligning resulterer i

forskellige afvigelser ved de forskellige følere, og den føler med den største positive

afvigelse er bestemmende for pumpens omdrejninger. Styringen vil altså ud fra den største

positive afvigelse regulere pumpens omdrejninger og dermed tilpasse sig det sted i

systemet, hvor der er mest behov for køling. Dog er F3 en sikkerhed for at hovedmotoren

ikke bliver for varm, og pumpen skal, hvis der registreres en afvigelse i denne, køre op i fuld

last, indtil temperaturen efter hovedmotoren igen er acceptabel.

Nedenfor er regnefunktionen vist for styringen i den ideelle situation:

∆ t , F=(Føler værdi−SP )=Eventuel afvigelse

∆ t , F1=(37−37 )=0

∆ t , F2=(42−42 )=0

∆ t , F3=(80−80 )=0

∆ t , F 4=(60−60 )=0

I nedenstående situation vil det være føler 1, der er bestemmende for pumpens

omdrejninger, da denne antager den højeste værdi.


Figur 9, Principskitse Gerts Løsning bilag 20 s. 31 i Bilagshæftet.


∆ t , F1=(38−37 )=1

∆ t , F2=(42,2−42 )=0,2

∆ t , F3=(80−80 )=0

∆ t , F 4=(58−60 )=−2

Når pumpens omdrejninger er reguleret ind, vil pumpen stabilisere sig ved den situation,

hvor ingen af følerne er over 0, hvilket nedenstående situation afspejler.

∆ t , F1=(37−37 )=0

∆ t , F2=(41,2−42 )=−0,8

∆ t , F3=(80−80 )=0

∆ t , F 4=(58,3−60 )=−1,7

I denne regulering er det underordnet, om følerværdierne bliver koldere end deres

sætpunkt, da forbrugerne i denne situation vil være sikret mod for koldt vand ved hjælp af

trevejsventilerne.54

Problematikker i CS Electric ApS’ løsningI dette system er der placeret en føler F4, med sætpunktet 60 grader celsius, ved tilgangen

til hovedmotoren. Men hvis vi skal holde os til, at vi ikke vil lave ændringer på de allerede

eksisterende styringer i systemet, vil vi ikke anbefale denne løsning. I denne løsning skal

temperaturtransmitteren der styrer trevejsventil nr. 53 flyttes fra afgangen af

hovedmotoren til tilgangen til hovedmotoren, og sætpunktet for reguleringen skal ændres

fra 80 grader celsius til 60 grader celsius. Hvis denne ændring foretages vil systemet ikke

kunne fungere sådan, som systemet er designet til, hvis der skulle opstå et problem med

løsningen, og man eventuelt kunne se sig nødsaget til at frakoble styringen.

En anden ulempe i dette system er, at der vil forekomme overkapacitet af køleeffekt i

systemet. Dette afspejles i de negative værdier af føler og sætpunktssammenligningerne.

54 Bilag 2 Freshwater Coolingsystem, s. 5 i Bilagshæftet, tagnumber 18 og 53.



Til gengæld er der i dette system ingen menneskelige faktorer, der har indvirkning på

reguleringen, samt systemet vil i alle situationerne tilpasse pumpens omdrejninger til den

aktuelle situation, og derved vil systemet altid være energieffektiv.



Mulig løsning nr. 4

Kan principperne i CS Electric ApS’

løsning kombineres med vores mulig

løsning nr. 3 opgraderet?

Hvis vi kombinerer mulig løsning nr. 3

opgraderet med CS Electric ApS’

løsning således at principperne i CS

Electric ApS’ løsning med

sammenligningerne mellem følernes

aktuelle værdi og deres ønskede værdi

beholdes, kombineret med at føler F1’s ønskede værdi udregnes ud fra flowbalancen som i

mulig løsning nr. 3 opgraderet, så vi dermed laver et flydende sætpunkt for F1, kan vi

imødekomme problematikken omkring overkapacitet af køling i systemet.

Da får vi følgende:

mHT ,ny=m¿ ,ny

(tF 2−tF1)(42−x)

=(tF1−tF0)(x−tF0)

⇒X=SP F1

∆ t , F1=(F 1−X )=0

∆ t , F2=(F 3−42 )=0

∆ t , F3=(F2−37 )=0

∆ t , F 4=(F 4−80 )=0

Igen er det den føler med den største positive afvigelse, der er bestemmende for pumpens

omdrejninger. F4 er ligesom i CS Electric ApS’ løsning en sikkerhed for at hovedmotoren

ikke bliver for varm, og registreres en afvigelse i denne skal pumpen køre op i fuldlast indtil

temperaturen igen er acceptabel.


Figur 10, Principskitse mulig løsning nr. 4, se bilag 21 s 32 i Bilagshæftet.


Problematikker i dette systemI dette system opnår man bedst mulig regulering i forhold til det behov, der er for køling i

systemet, ved primært at regulere pumpens omdrejninger ud fra det flydende sætpunkt for

F1. Samtidigt sikrer man energioptimering ved, at pumpen tilpasser omdrejningerne i

tilfælde af at henholdsvis F2 eller F3 skulle antage en værdi højere end deres sætpunkt,

hvis noget uventet skulle ske. I dette tilfælde kan der dog stadig forekomme en lille

overkapacitet af køling.

Delkonklusion styringUd fra ovenstående diskussioner vælger vi at arbejde videre med styringsløsningen mulig

løsning nr. 4, og denne vil i den resterende opgave blive betegnet som SW-styring.



FlowbesparelseFor at kunne vurdere om det kan betale sig at lave en investering i styring på

søvandspumperne, skal vi undersøge, hvor meget systemerne tillader vi kan sænke flowet.

Er der en begrænsning for hvor meget flowet kan reduceres?

For at kunne vurdere hvilket minimumsflow der kan tillades, er der en række faktorer, der

skal tages i betragtning.

Kræves der et bestemt tryk i systemet?

Hvis trykket i systemet kommer under 1,5 bar, som følge af omdrejningsregulering på

pumpen, aktiveres sikkerhedspressostaten, og skibets sikkerhedssystem starter standby

pumpen.

For at anskueliggøre hvad en omdrejningsregulering vil betyde for trykket i systemet, vil vi

regne et tryk for gennemsnitssituationen om bord.

Først beregnes temperaturen mellem kølerne, derpå flowet og så det forventede tryk.

(tF 2−tF1)(42−x)

=(tF1−t F0)

(x−t sw ,gennemsnit)⇒ X=temperaturmellemkølere

mny=m100%∗cSw∗( tF2−tF 1)

csw∗(42−x)

Temperaturerne tF2, tF1 og tF0 er bestemt ud fra gennemsnitstemperaturer målt ombord på

skibene og er i skemaet sammenligning af data i bilagshæftet angivet som Δt-værdier.55

(2,14)(42−x)

=(3,75)(x−10)

⇒ X=30,37 ° C

mny ,HT=m100%∗cSw∗(tF2−tF1)

c sw∗(42−x)=100%∗3,9∗(2,14)3,9∗(42−30,37)

=18,4 %

mny ,<¿=

m100%∗cSw∗(t F2−t F1)csw∗(x−tSW )

= 100%∗3,9∗(3,75)3,9∗(30,37−10)

=18,4%¿




Ud fra dette kan vi se, at det gennemsnitlige flow, som reguleringen vil køre med, er 18,4

procent, men hvad er trykket i denne situation?

H dyn2=Hdyn1∗(Q2

Q1)2

Ombord på skibene registrerede vi sugetrykket og leveringstrykket56. SW-systemet

betegnes som et lukket system, derfor har vi ingen statiske tryk i dette system.57

H dyn1=(2,67−0,25 )=2,42≈24,68mVs

H dyn2=24,68∗( 18,4100 )2

=0,84mVs

ppressostat=0,8410,2

+0,25=0,33 ¿

Ud fra ovenstående beregning ses det, at det gennemsnitlige tryk vil være langt under

sætpunktet for pressostaten. Dette betyder, at der af skibets sikkerhedssystem vil blive

registreret en fejl, hvis vi laver omdrejningsregulering på søvandspumperne, og systemet

vil derpå stå at skifte mellem pumperne. Dette kan afhjælpes ved at ændre sætpunktet for

pressostaten58.

Pressostaten har et minimums sætpunkt på 1 bar og en hysterese, i negativ retning fra

sætpunktet, på 0,4 bar.59 Derfor vil det være nødvendigt at skifte pressostaten for at være i

stand til at omdrejningsregulere.

Hvilke andre faktorer kan have indflydelse på pressostatens sætpunkt?

SW-pumperne leverer vand til køling af aircondition anlægget,60 som befinder sig ni meter

over pumpen.61

56 Bilag 13 Sammenligning af data, s. 22 i Bilagshæftet.57 Bilag 29 Mail korrespondance med Jogvan Joanesarson, s. 41-42 i Bilagshæftet 58 Bilag 22, Datablad pressostat, s. 33 i Bilagshæftet.59 Ditto 60 Bilag 2 Freshwater Coolingsysteme, s. 5 i Bilagshæftet tagnumber 571-0161 Målt ombord på skibet.



Når vi skal bestemme den nye pressostats sætpunkt, skal vi være opmærksomme på

niveauforskellen mellem pumpen og airconditioningen. Denne niveauforskel vil skabe et

tryk ved pressostaten i tilfælde af havari på pumpen og det skal dermed sikres, at

sætpunktet for pressostaten ikke bliver sat lavere end dette tryk. Hvis sætpunktet, som

systemet er nu, kommer under dette tryk vil sikkerhedssystemet, vil der være forsinkelse

på, hvornår der skiftes til standby pumpen i tilfælde af havari på pumpen i drift, fordi

pressostaten ikke vil kunne registre et tryk under trykket forårsaget af niveauforskellen

mellem pumpen og airconditioningen, pniveau.

Trykket forårsaget af niveauforskellen mellem pumpen og aircondition er:

pniveau=910,2

=0,88 ¿

Denne problematik kan løses uden indgriben i skibets sikkerhedssystem, så vi undgår en

eventuel omklassificering, ved at placere en kontraventil på strengen til airconditioningen

så tæt på forgreningsstedet som muligt. I tilfælde af havari på en pumpe vil kontraventilen

fjerne trykpåvirkningen fra væskesøjlen. Dette muliggør, at vi kan sætte et lavere sætpunkt

på pressostaten. Og der er dermed ikke lavet ændringer i skibets sikkerhedssystem, der

kræver omklassificering af skibet.


Figur 11, Illustration af niveauforskel mellem SW-pumperne og airconditioningen.


Hvis pressostaten skiftes og kontra ventilen installeres, vil dette resultere i, at man kan gå

længere ned i tryk, og dermed flow, og opnå en større besparelse, når airconditioningen

ikke er tændt. Når airconditioningen er tændt, skal pumpen kunne pumpe vand optil

denne, og trykket skal dermed kunne overvinde løftehøjden og rørmodstanden i systemet,

men da vi ikke har belæg for at bestemme rørmodstanden i systemet vælger vi

udelukkende at vurdere flowet ud fra løftehøjden på 9 meter, og det vil derfor være

nødvendigt at tage højde for rørmodstanden ved indregulering. Dvs. pumpen skal i denne

situation levere et tryk på minimum 0,88 bar. Når airconditioningen er tændt, skal der

derfor i styringen indbygges, at flowet i denne situation aldrig må komme under:

H dyn1

H dyn2=(Q1

Q2)2

⇒ 2,420,88

=( 100Q2 )2

⇒Q2=60,3%

Hvordan vil minimumsflowet påvirke det eksisterende udstyr?

VarmevekslerVed lavt flow igennem varmeveksleren er der større risiko for tilsmudsning af køleren.

Tilsmudsning sker når hastigheden af vandet gennem køleren bliver lav, og dermed

formindskes turbulensen, hvilket betyder at partikler i vandet har nemmere ved at sætte

sig på kølefladerne. Ifølge Jeppe Malmmose er det anbefalede minimums flow for LT

veksleren på søvandssiden 130 kubikmeter i timen62.

Hvis man alligevel vælger at gå længere ned end minimumsflovet, skal man være

opmærksom på, at der skal laves backflush oftere.

62 Bilag 23 Mail korrespondance tilsmudsning, s. 34-35 i Bilagshæftet


Figur 12, Illustration af niveauforskel mellem SW-pumpe og airconditioningen med kontraventil.


Pumpe

Pumpen tager ikke skade ved omdrejningsregulering, men virkningsgraden bliver lavere.

Dette har dog ikke noget at sige, da besparelsen i den tilførte effekt opvejer forringelsen af

udnyttelsen af den tilførte effekt.

Elmotor

Pumpen drives af en elmotor, ved omdrejningsregulering vil elmotorens virkningsgrad

forringes, dette har af samme grund, som nævnt i ovenstående, ikke nogen betydning. Til

gengæld kan der grundet omdrejningsregulering opstå problemer med kølingen af

motoren. Denne problematik opstår da motoren er egenkølet ved hjælp luft. Da vi sænker

omdrejningerne på elmotoren sænker vi omløbshastigheden på fanen og derved

køleeffekten til elmotoren. Denne problematik har vi vendt med CS Electric ApS, som

oplyser at en elmotor af denne størrelse63 kan omdrejningsreduceres ned til 20 hertz uden

at den nødvendige køleeffekt forsvinder.

Vi vil derfor undersøge, hvor lavt et flow vi kan gå ned til uden af miste den nødvendige

køleeffekt.

n1=f 1∗60p

⇒ p=f 1∗60n1

Først regnes antallet af polpar for elmotoren:

p=60∗601770

=2

Ved 20 Hz bliver omdrejningerne:

nny=20∗602

=600o /min

Hvilket svarer til et flow på:

Q1

Q2=n1n2⇒Q2=

Q 1∗n2n1

Q2=100%∗6001770

=33,9%

63 Bilag 24 Typeplade elmotor søvandspumper, s. 36 i Bilagshæftet.



Trykket ved pressostaten bliver ved 33,9 % flow:

H dyn2=H dyn1∗(Q2

Q1)2

Hdyn2=24,68∗( 33,9100 )2

=2,84mVs

ppressostat=2,8410,2

+0,25=0,53 ¿

Hvis man ønsker at gå længere ned i flow end de 33,9 procent skal der installeres ekstern

køling på elmotorerne til søvandspumperne, da man vil komme under 20 hertz, og

motoren er dermed ikke længere i stand til at køle sig selv.

Del konklusion på minimums flowMinimus flowet der kræves i systemet bestemmes af elmotorens egen køling og bliver

derfor 33,9 procent, hvilket svare til et tryk på 0,47 bar under forudsætning af at der

installeres en kontraventil på rørstrækningen til airconditioningen.



ØkonomiFor at regne besparelsen pr. år, ved at installere SW-styringen på skibene, er vi nødt til at

finde det nye gennemsnitsflow, når flowet aldrig må komme under minimumsflowet på

33,9 procent.

Som nævnt tidligere kan vi regne gennemsnitsflowet ud fra data indsamlet på skibene. Når

vi har gennemsnitsflowet, kan vi bestemme effekt besparelsen, den årlige besparelse i

kroner og øre og dermed tilbagebetalingstiden.

Det er data fra Nordic Nadja, der benyttes til udregning af gennemsnitsflowet og

gennemsnitssøvandstemperaturen, der benyttes, er 10 grader celsius, som er

gennemsnitstemperaturen for søvand i skibenes fartsområder64.

Gennemsnitsflowet regnes ved at regne flowene for hver valid måling foretaget på Nordic

Nadja. Derefter sættes alle resultater under minimumsflowet til minimumsflowet på 33,9

procent, og et nyt flowgennemsnit regnes.

Gennemsnitsflowet vi vil opnå ved at installere SW-styringen bliver 39,2 procent.

For at kunne beregne besparelsen ved denne løsning er vi nødt til at regne elmotorens

optagne el effekt. El effekten regnes ud fra det målte strømforbrug til SW-pumpens

elmotor, spændingen ombord på skibet og cosϕ ved fuldlast oplyst på elmotorens

mærkeplade65:

P=√3∗U∗I∗cosφ=√3∗440∗44∗0,8=26,8 kW

Dette svarer til en effekt på:

P1P2

=(Q1

Q2)3

26,8P2

=( 10039,2 )3

=1,61kW

64 Bilag 7 DMI vejrdata, s. 10-15 i Bilagshæftet.65 Bilag 24 Typeplade elmotor søvandspumper, s. 36 i Bilagshæftet.



Men i denne udregning er der dog ikke taget højde for at pumpens og elmotorens

virkningsgrad ændrer sig, når man sænker omdrejningerne på elmotoren og dermed

pumpen. Derudover skal virkningsgraden for frekvensomformeren også tages med i

beregningen.

For at få virkningsgraden for pumpen og elmotoren har vi kontaktet leverandørerne af

disse66, men de var ikke interesseret i at komme med bud herpå, da der var for mange

ukendte faktorer i spil. Derfor har vi selv vurderet virkningsgraderne. Vi har ud fra bogen

pumpedrift og energi vurderet virkningsgraden for frekvensomformeren til at være 95

procent. Virkningsgraden for elmotoren ved omdrejningsregulering bliver ud fra vejledning

af ABB A/S vurderet til 80 procent. Virkningsgraden for pumpen ved omdrejningsregulering

vurderes til 60 procent. Dette giver en samlet virkningsgrad på ca. 45 procent.

Ud fra dette får vi en gennemsnitlig effektbesparelse på:

26,8−1,610,45

=23,2kW

Hvilket svarer til:

Brændstofsbesparelse=P∗SFOC∗h∗dage

SFOC = 0,225 kg/kWh67

Brændstofsbesparelse=23,2∗0,225∗24∗365=45.771kg /år ≈45,8 tons /år

En besparelse på 45,8 tons gas olie pr. år, hvis et ton Low sulphur oil koster 1000 USD,68

som er den forventede pris for det nye brændstof, der skal opereres med i ECA områder og

med en valutakurs på 6 kroner per dollar69, svarer til:

Besparelse pr år .=45,8∗1000∗6=274.600 kr /år

Nu er vi parate til at indhente et tilbud på denne løsning, således at vi kan regne

tilbagebetalingstiden på investeringen.

66 ABB A/S Odense og West-Marine A/S67 Jf. Jogvan Joanesarson General Manager Marine Projects Nordic Tankers. 68 Ditto69 Bilag 33 valutakurs s. 50 i bilagshæftet



CS Electric ApS er som tidligere nævnt Nordic Tankers foretrukne samarbejdspartner i

energioptimeringsprojekter, derfor er det naturligt, at det er CS Electric ApS’ tilbud på

denne løsning der danner baggrund for vores udregning af tilbagebetalingstiden.

Da Nordic Tankers får kunderabat hos CS Electric ApS, ønsker CS Electric ApS at holde

tilbuddet på løsningen fortrolig. Derfor vil der i udregningen af tilbagebetalingstiden ikke

fremgå priser, og priserne vil desuden heller ikke blive dokumenteret i hverken den

resterende opgave eller i bilagene.

tilbagebetalingstid SW=Tilbud fraCS Electric+Kontraventil inkl . installationbesparelse SW

∗12måneder

Tilbagebetalingstiden for SW-styringen er: 9 måneder.


Figur 13, Principskitse for FW-systemet, se bilag 25 s 37 i Bilagshæftet.


Energioptimering i FW systemetPå mødet med CS Electric ApS erfarede vi, at udstyret der skulle til, for at lave reguleringen

af SW-pumperne, også kunne håndtere en regulering af FW-pumperne. Hvis man vælger at

installere dette udstyr for at regulere SW-pumperne, kunne det så være fordelagtigt at

benytte dette udstyr til også at regulere FW-pumperne?

For at belyse om det er fordelagtigt at lave en regulering på FW-pumperne, skal vi først

finde ud af hvordan styringen på denne kunne se ud.

Styringen på SW-systemet sørger for at opretholde den korrekte temperatur ud til

forbrugerne i FW-systemet. Derfor er det ikke temperaturen, vi skal regulere FW-

pumperne efter. Det essentielle i dette system er derfor at sikre, at de forbrugere der

kræver køling, får den mængde flow de skal have. Dette afspejler sig i trykket i systemet.

Som systemet er nu bliver der leveret køling, flow, til alle forbrugere i systemet, uanset om

de er i brug eller ej.

Men når en forbruger

ikke benyttes, er der

ikke behov for køling

til denne, derfor

kunne det være

interessant at

undersøge, om der er

en besparelse i at

lukke af for

forbrugere i

systemet, der ikke er

aktive.

Hvis en forbruger i

systemet ikke bliver brugt, kan man lukke af for denne, og trykket ved pumpen vil derfor



stige. Hvis man eksempelvis lukker ventilerne70 ved hjælpemotorerne og cargopumperne

registrerer man en stigning i tryk fra 1,9 bar til 2,45 bar71. Denne stigning i tryk er en

indikation af, at der nu er behov for mindre flow i systemet. Derfor skal vi for at regulere

FW-pumpens omdrejninger placere en trykføler F10 lige efter pumpen. Styringen skal, ved

hjælp af trykregistrering på denne føler, holde trykket i systemet konstant på 1,9 bar, som

er trykket, som systemet på nuværende tidspunkt opererer i. Dette betyder, at når en

forbruger ikke længere er aktiv, skal der lukkes af for køling til denne. Dette gøres ved at

placere en motorventil foran alle relevante forbrugere i systemet. Når forbrugeren ikke er i

drift skal motorventilen lukke, trykket ved tryktransmitteren vil derpå stige og FW-pumpen

vil sænke omdrejningerne til trykket på 1,9 bar er nået.

Hvilken type motorventil Nordic Tankers vælger, vil vi lade være op til dem.

70 Bilag 2 Freshwater Coolingsystem, s. 5 i Bilagshæftet, tagnumber 25, 27, 29 og 10.71 Bilag 30 Trykforsøg LT FW-system, s. 43 i Bilagshæftet.


Figur 14, Principskitse trykregulering.


Ud fra figur 14 ses det at, ved at regulere ud fra trykket kan man reducere flowet og derved

den tilførte effekt.

Det er ikke muligt at registrere trykstigningen, der opstår, hvis der lukkes for

kølevandstilførslen til skylleluft køler, smøreolie køler og olie køler til gear. Derfor er vi ikke

i stand til at vurdere besparelsen på FW-pumperne i havne situationen, hvor der ikke er

behov for køling til disse forbrugere. Besparelsen på ferskvandspumperne vil derfor være

baseret på en forventet besparelse ud fra den registrerede trykstigning, når der er lukket

for køling til hjælpemotorer og cargopumper, hvilket vil være tilfældet under sejllads.

Ydermere er det ikke muligt for os at vurdere om trykket i systemet kan sænkes yderligere

uden, at dette har en betydning for kølingen af forbrugerne i systemet. Med reference til

Gert Andersen kunne det eventuelt tænkes at trykket, og dermed sætpunktet for

tryktransmitteren, kunne sænkes til omkring 1 bar. Dette vil dog være et spørgsmål om

afprøvning i forbindelse med installeringen og indreguleringen af dette system. Rent

praktisk vil indreguleringen i dette tilfælde fungere ved at sætte systemet i drift først ved

1,9 bar, og hvis forbrugerne i systemet bibeholder nogle acceptable temperaturer sænkes

sætpunktet for tryktransmitteren indtil temperaturerne ved forbrugerne nærmer sig

grænsen for deres acceptable temperatur. Ved indreguleringen er det vigtigt at alle

forbrugere er i drift, ellers risikerer man at sætte sætpunktet for lavt.

ØkonomiFor at regne besparelsen vi kan opnå ved at lave frekvens regulering på FW-pumperne om

bord på skibene, skal vi vurdere hvor ofte skibene henholdsvis ligger i havn og sejler.

Vi vurderer i samarbejde med projekt afdelingen hos Nordic Tankers, at tiden skibene

befinder sig i havn er ca. seks måneder i løbet af et år.

Ved at lave trykregulering på FW-systemet bliver det nye flow:

H dyn=H trykside−H sugeside

H dyn1

H dyn2=(Q1

Q2)2



2,45−0,21,94−0,2

=( 100Q2 )2

⇒Q2=87,9%

Effekten er bestemt ud fra det observerede strømforbrug72 samt cosinus phi for

elmotorne73 til FW-pumperne. Derfor får vi en effektbesparelse på:

P=√3∗U∗I∗cosφ=√3∗440∗34∗0,83=21,5 kW

P1P2

=(Q1

Q2)3

21,5P2

=( 10087,9 )3

⇒P2=14,6 kW

I denne udregning er der ikke taget højde for virkningsgrader. Virkningsgraden for

elmotoren og pumpen bliver lavere ved omdrejningsregulering, dertil kommer et ekstra tab

i frekvensomformeren der skal installeres i systemet. For at tage højde for de lavere

virkningsgrader vurderes den samlede virkningsgrad i systemet til 80 procent.

Pbesparelse=21,5−14,60,8

=3,3kW

SFOC = 0,225 kg/kWh74

Brændstofsbesparelse=3,3∗0,225∗24∗365∗0,5=3202 kgår⇒3,2 ton

år


Tilbagebetalingstiden for ferskvandssystemet vil, med baggrund i CS Electric ApS’ tilbud og

priser på motorventiler, samt installation af disse oplyst af projektafdelingen i Nordic

Tankers, være 55,4 måneder. Der er dog i denne ikke medregnet udgifter til montering af

det elektriske arbejde, da Nordic Tankers selv står for at udføre dette. Tilbuddet består

altså af alle dele, programmering og arbejdsløn til montering af motorventiler.

72 Bilag 13 Sammenligning af data, s. 22 i Bilagshæftet.73 Bilag 31 Typeplade elmotor LT ferskvandsystem, s. 45 i Bilagshæftet.74 Jf. Jogvan Joanesarson General Manager Marine Projects Nordic Tankers.



SW-styring og FW-styring kombineretHvis styringen for SW-pumpen og styringen for FW-pumpen kombineres vil dette skabe en

større årlig brændstofsbesparelse.

Brændstofsbesparelse=45.771+3.202=48.974 kgår

≈49 tonår

Dette svarer til en årlig besparelse på:

Besparelse pr år .=49∗1000∗6=293.843 kr /år

Denne besparelse giver en tilbagebetalingstid på investeringen på 12,1 måneder.



Alternativ energioptimeringKan energioptimeringen udføres billigere?

Da den ene søvandspumpe kan køres i halvlast, som systemet er nu, kunne det være

fordelagtigt at bygge en styring, der kører søvandspumpen ned i halvlast?

Som systemet er nu, er det manuel betjening af pumpen, der bestemmer om pumpen skal

køre i halv- eller fuldlast. Da pumpen altid drives i fuldlast om bord på Nordic Nadja og

Nordic Nora, kunne der være en økonomisk fordel i at opbygge en styring, der kører

pumpen ned i halvlast, når dette er muligt.

Halvlast styring Styringen skal overholde de ovenstående krav til SW systemet. Dette betyder, at vi ikke

ønsker for høje temperaturer til forbrugerne i LT og HT systemet, samt på afgangen af

søvand fra HT kølerne. Derfor

skal der placeres en føler F20 på

ferskvandsrørstrækningen efter

LT-køleren, en føler F21 på

søvandsrørstrækningen efter HT-

køleren og en føler F22 på

afgangen fra hovedmotoren.

Hvis føler F20 overstiger

sætpunktet på 37 grader celsius,

skal pumpen gå op til fuldlast, og

der skal sættes en alarm. Det samme

gør sig gældende, hvis føler F21 overstiger sætpunktet på 42 grader celsius, og ligeledes

hvis føler F22 overstiger sætpunktet på 80 grader celsius. Når temperaturerne igen er

under deres sætpunkt, og der er kvitteret for alarmen, skal pumpen igen køres ned i

halvlast.


Figur 15, Principskitse styring halvlast løsning, se bilag 26 s 38 i Bilagshæftet


Når disse sætpunkter ikke overskrides vil pumpen køre i halvlast, og der vil derved kunne

opnås en energibesparelse.

I hvilke situationer vil pumpen køre i halvlast?

Hvis vi regner situationen, vi vil have gennemsnitlig ud fra de effekter, vi har udregnet ud

fra indsamlet data fra Nordic Nadja og gennemsnitshavvandstemperaturen, får vi et billede

af, hvordan pumpen vil kunne køre størstedelen af året.

Halvlast=m100%∗CSW∗¿¿

PGnms ,HT ,<¿=100%∗3,9∗(2,14+3,75)=2297¿

50%= 22973,9∗(t afgang, HT ,SW−10)

⇒ t afganggnms,HT ,SW=21,8℃

Ud fra den gennemsnitlige temperatur på søvandet ud af HT-køleren, ses det at

temperaturen ligger langt fra den maksimumstilladte temperatur ud af HT-køleren på 42

grader celsius. Dette betyder at SW-pumpen, vil kunne køre i halv last størstedelen af året.

Men i hvilke situationer vil det kunne risikeres at temperaturen ud af HT-køleren kommer

over 42 grader celsius, således at pumpen vil køre op i fuldlast?

Når vi ser på målingerne foretaget ombord på Nordic Nadja ses det at vi, i en havne

situation i Rotterdam, registrerede en havvandstemperatur på 27,3 grader celsius. Den

høje havvandstemperatur skyldtes at skibet lå til kaj nær ved en fabrik der udledte

spilvarme til vandet i havnen, og derfor er denne situation en ekstraordinær situation, som

forekommer forholdsvis sjælden. De resterende havvandstemperaturer målt i

havnesituationer ligger fra 20 til 24 grader celsius.

I havne situationer vil en spidsbelastning forekomme idet skibet ligger til og fra kaj. I denne

situation vil hovedmotoren være belastet og hjælpemotorerne vil ligeledes være tændt. I

forbindelse med vores data indsamling har vi en måling hvor netop dette scenarie er

gældende, det er også i dette scenarie der samlet set er registreret det største effektbehov,

og denne måling kaldes samlet max effekt i Bilag 12.



Temperaturen efter HT-køleren kan i en havnesituation, hvis vi regner med en

havvandstemperatur på 24 grader celsius komme op på:

50%= 49533,9∗(t afgang, HT ,SW−24)

⇒ t afgangmaks ,HT , SW=49,4℃

Vi vil altså under manøvre i havnesituationer kunne risikere at temperaturen efter HT-

køleren kommer over 42 grader celsius, og pumpen vil derfor i denne situation køre op i

fuldlast. Denne situation vurderer vi dog kun til at forekomme 2-4 timer i løbet af et

havneophold, og det vil derfor være interessant for at se på havnesituationen, hvor

hovedmotoren er slukket.

Hvis vi indtaster den samlede effekt for den gennemsnitlige havnesituation, får vi en

temperatur efter HT-køleren på:

50%= 1173,93,9∗(t afgang, HT ,SW−24)

⇒ t afgangmaks ,HT , SW=30℃

Ud fra ovenstående udregning kan vi se at det er muligt at køre pumpen i halvlast i

havnesituationer, hvor hovedmotoren er slukket.

Men hvordan ser situationen ud under sejlads i de varme måneder?

I skibenes normale fartsområder kommer temperaturen sjældent over 20 grader celsius og

hvis vi indtaster den gennemsnitlige samlede effekt for sejladssituationen, får vi ved en

havvandstemperatur på 20 grader celsius en temperatur efter HT-køleren på:

50%= 3595,83,9∗(t afgang, HT ,SW−20)

⇒ t afgangmaks , HT , SW=38,4℃

Vi kan ud fra ovenstående udregning se, at det, under sejlads i størstedelen af tilfældene,

vil kunne lade sig gøre at køre pumpen i halvlast. Men hvad sker der når det samlede effekt

behov opnår den maksimale værdi vi har registreret?

Det samlede maksimale effektbehov vi har registreret om bord på skibet blev registreret

under sejlads, derfor vil der i følgende udregning blive brugt en søvandstemperatur på 20



grader celsius, som er den maksimale temperatur der kan forekomme på åben hav ifølge

DMI’s vejrdata.75

50%= 49533,9∗(t afgang, HT ,SW−20)

⇒ t afgangmaks , HT , SW=45,4℃

Der vil altså i dette system kunne forekomme situationer, hvor temperaturen ud af HT-

køleren vil kunne blive for høj. Disse situationer opstår, når vi sejler med konstant

belastning af hovedmotoren ved høje havvandstemperaturer, samt ved havnemanøvre ved

høje havvandstemperaturer. De høje havvandstemperaturer forekommer primært i juli,

august og september måned. Og hvis vi antager, at skibet henholdsvis sejler og ligger i havn

i halvdelen af disse tre måneder, er det vores vurdering, at vi vil kunne risikere at pumpen

kører op i fuldlast i ca. halvanden måned om året.

Hvad har det halverede flow af betydning for temperaturen på ferskvandet til forbrugerne?

Hvis vi regner temperaturen mellem kølerne med gennemsnitsværdierne for kølerne og

den udregnede temperatur på afgangen af HT-køleren, kan vi finde ud af, hvordan

temperaturen til forbrugerne vil blive påvirket af, at pumperne kører i halvlast.

∆ t gnms HTtafgang gnms, HT , SW− tafgang gnms,<SW

=∆ t gnms<¿

t afgang gnms,<SW−t gnms søvand¿

2,1421,8−t afganggnms ,<SW

= 3,75tafgang gnms,<SW−10

⇒ t afganggnms ,<SW=17,5℃

Ud fra ovenstående udregning ses det, at ved en gennemsnitlig situation på Nordic Nadja

vil temperaturen mellem kølerne være 17,5 grader celsius. Vi vurderer denne temperatur

til at være acceptabel, da den ligger betydeligt under 37 grader celsius.

Hvis vi regner temperaturen mellem kølerne, med maksimumsværdierne for kølerne og

den udregnede temperatur på afgangen af HT-køleren, kan vi finde ud af, hvordan

temperaturen til forbrugerne vil blive påvirket af, at pumperne kører i halvlast i denne

situation.

75 Bilag 7 DMI vejrdata, s. 10-15 i Bilagshæftet.



∆ tmaks HTtafgangmaks , HT ,SW−tafgangmaks ,<SW

=∆tmaks< ¿

t af gang maks ,<SW−tmaks søvand¿

6,845,4−t afgangmaks ,< SW

= 7,3tafgangmaks ,<SW−20

⇒ t afgangmaks ,<SW=33,2℃

Ud fra ovenstående udregning ses det, at den maksimale temperatur ud af LT-køleren vil

være 33,2 grader celsius. Dette vurderes til at være en acceptabel temperatur på vandet ud

af LT-køleren. Da det vurderes at temperaturen mellem LT- og HT-kølerne er acceptabel i

alle situationer, vil denne temperatur ikke medvirke til at pumpen kører op i fuldlast.

Problematikker i halvlast styrings løsningenDer kan dog i dette system være en problematik ved at køre pumpen i halvlast, da vi skal

være sikre på at sikkerhedspressostaten altid skal kunne skifte over til standby pumpen i

tilfælde af havari på den pumpe, der drives. Grunden til vores bekymring for dette er, at vi

observerede under testen af søvandspumpen i halvlast på Nordic Nora, at alarmen for for

lavt tryk gik første gang pumpen blev skiftet over til at køre i halv last. For at fjerne denne

alarm justerede maskinchefen på Nordic Nora sætpunktet for alarmen, som oprindeligt

stod på 1,5 bar. Ved halv last er trykket:

H dyn1=H gnsleveringstryk−H gnssugetryk=2,67−0,25=2,4

H dyn1

H dyn2=( n1n2 )

2

⇒ 2,4H dyn2

=(1770880 )2

⇒H dyn2=0,6 ¿

H total=H dyn+H sugetryk=0,6+0,25=0,85 ¿

Trykket ved tryktransmitteren vil være 0,85 bar, når pumpen kører i halvlast. Dette

stemmer meget godt overens med at systemet kan køre i halvlast, hvis sætpunktet for

sikkerhedspressostaten ændres til 1 bar, når sikkerhedspressostatens hysterese og

måleusikkerheden på manometrene tages med i betragtningen. Men vil det i dette tilfælde

være muligt for sikkerhedspressostaten at registrere et lavere tryk, hvis pumpen i drift

pludselig havarerer?

I dette system vil niveauforskellen mellem airconditioningen og pumpen have indflydelse

på, om pressostaten registrerer en eventuel fejl på pumpen i drift, da der ved pressostaten,



som tidligere nævnt, vil stå et tryk på 0,88 bar. Da dette tryk ligger over det tryk, som

pressostaten vil trigge på, 0,6 bar, skal der i dette system placeres en kontraventil nederst

på rørstrækningen til airconditioningen, for at sikre at trykket, forårsaget af

niveauforskellen, ikke påvirker pressostatens evne til at skifte til standby pumpen ved

havari af pumpen i drift.

Ydermere skal det som tidligere nævnt, når der er behov for brug af airconditioningen,

sikres at pumpen kan levere tryk nok til at modstanden/løftehøjden op til airconditioningen

kan overvindes.

H dyn1

H dyn2=(Q1

Q2)2

⇒ 2,420,88

=( 100Q2 )2

⇒Q2=60,3%

Der skal minimum leveres et flow på 60 % når airconditioningen er tændt, derfor skal det i

styringen indbygges, at pumpen kører op i fuldlast, når airconditioningen er tændt.

Økonomi For at regne besparelsen for denne løsning skal vi finde effektbesparelsen ved at køre

pumpen i halvlast. Om bord på Nordic Nora registrerede vi strømforbruget ved henholdsvis

fuld og halv last. strømforbruget ved fuldlast var gennemsnitlig 44 ampere og ved halvlast

var strømforbruget 20 ampere og cosinus phi for elmotoren vil ved halvlast være 0,57.76

Dette giver en effektbesparelse på:

Pfuldlast=√3∗U∗I fuldlast∗cos (φ )=√3∗440∗44∗0,8=26,8 kW

Phalv last=√3∗U∗I halv last∗cos (φ )=√3∗440∗20∗0,57=8,7 kW

Da vi vurderer, at pumpen vil køre i halv last cirka 10,5 måned om året, er dette

baggrunden for udregningen for besparelsen.

Brændstofsbesparelse=(26,8−8,7 )∗0,225∗24∗(365−46)=31.179 kgår⇒ 31,2 ton

år

Dette giver en besparelse på:


76 Bilag 24 Typeplade elmotor søvandspumper, s. 36 i Bilagshæftet.



Ud fra tilbuddet fra CS Electric ApS på løsningen for halvlast styringen er

tilbagebetalingstiden:

tilbagebetalings tid SW=Tilbud fraCS Electric+Kontraventil inkl . installationbesparelse SW

∗12måneder

tilbagebetalingstid SW halvlast=6måneder



Halvlast procedureKan det lade sig gøre at lave en procedure for manuel betjening af, hvornår pumpen skal

køres i halvlast, således at styringen vil kunne undlades for halvlast løsningen?

Hvis vi forestiller os, at vi opbyggede en procedure for, at når søvandstemperaturen kom

under en bestemt værdi, skal den vagtgående maskinmester sætte pumpen ned i halvlast.

Søvandstemperaturen for hvornår pumpen skal drives i halvlast regnes ud fra det samlede

maksimale effektbehov i kølerne, som er regnet under afsnittet halvlast styring, og ud fra

kravet til 42 grader celsius ud af HT-køleren.

50%= 49533,9∗(42−t søvand)

=16,6℃

Det er således muligt at køre pumpen i halvlast, når søvandstemperaturen er under de 16,6

grader celsius.

Der skal altså opbygges en procedure, der sikrer at pumpen drives i halvlast, når

søvandstemperaturen er under 16,6 grader celsius, og airconditioningen er slukket. Ud fra

DMI’s vejrdata vurderer vi, at det er muligt at køre pumpen i halvlast ca. ni måneder i året.

Vi kan dog ikke fastlægge, hvor meget airconditioningen bliver brugt i denne periode, men

ud fra observationer på driften af denne, vurdere vi, at den primært vil blive brugt i de tre

varmeste måneder af året.



Forslag til procedureNår søvandstemperaturen kommer under 16,6 grader celsius, og aircondition er slukket,

skal:

Pumpen køres over i halvlast

Efter 30 minutter kontrolleres alle temperaturer ved kølerne samt åbningsgraden

af trevejsventil nr. 53.

FW-LT afgang må maksimum være 37 grader celsius

FW-HT afgang ved hovedmotor må maksimum være 82 grader celsius

SW afgang HT må maksimum være 42 grader celsius.

Ved rundering i motoren kontrolleres temperaturer, åbningsgraden af trevejsventil

nr. 53 og differenstryk over kølerne. Hvis differenstrykket over LT-køleren øges, skal

der fortages backflush på denne. Hvis temperaturer i systemet kommer over deres

acceptable værdier, køres pumpen op i fuldlast. Hvis åbningsgraden af

trevejsventilen nærmer sig 100 procent, er det en indikation af at kølebehovet for

hovedmotoren nærmer sig den køleeffekt, som systemet kan levere, når pumpen

kører i halvlast, og det skal derfor vurderes om pumpen i den givne situation skal

køres op i fuldlast.

Problematikker i halvlast procedure

I denne måde at drive systemet på opstår samme problematikker som i styringen for

halvlast. Derfor skal sætpunktet for sikkerhedspressostaten justeres ned, som følge af at

trykket falder til under sætpunktet, når flowet halveres.

Værdien for sætpunktet for sikkerhedspressostaten skal fastlægges således, at statiske tryk

i systemet ikke påvirker pressostaten, og der altid kan foretages automatisk omskiftning af

pumperne ved et eventuelt havari på pumpen i drift. Som i de foregående løsninger er den

primære årsag til statiske tryk, der påvirker trykket ved sikkerhedspressostaten,

niveauforskellen mellem airconditioningen og pumpen. Derfor skal der også i denne løsning

installeres en kontraventil, som fjerner dette tryk i tilfælde af at pumpen i drift havarerer.



Den største problematik i denne løsning er dog den menneskelige faktor, der øger risikoen

for, at der går noget galt i driften af systemet. Ydermere er det en stor udfordring at skabe

bevidsthed omkring energioptimering hos personalet på skibet og formidle vigtigheden af

at udføre og overholde proceduren for personalet på skibet.

ØkonomiDa det vurderes, at pumpen vil kunne køres i halvlast i ni måneder om året, hvis

proceduren bliver overholdt, vil dette kunne give en brændstofbesparelse og dermed en

effektbesparelse på:

Pfuldlast=√3∗U∗I fuldlast∗cos (φ )=√3∗440∗44∗0,8=26,8 kW

Phalvlast=√3∗U∗Ihalv last∗cos (φ )=√3∗440∗20∗0,57=8,7kW

Brændstofsbesparelse=(26,8−8,7 )∗0,225∗24∗(365−92 )=25.242 kgår⇒25,2 ton

år

Dette giver en besparelse på:


Tilbagebetalingstiden bliver da:

tilbagebetalingstid SW=Kontraventil inkl .installationbesparelse SW

∗12måneder

Tilbagebetalingstiden for denne løsning er 0,2 måneder, hvilket svarer ca. 8 dage.



DiskussionDa vi startede arbejdet på projektet, gjorde Nordic Tankers os opmærksomme på, at

projekter om bord på disse tre skibe skal have en meget kort tilbagebetalingstid, før man i

Nordic Tankers er villige til at foretage investeringen. Dette skyldes skibenes alder. Derfor

er det specielt med fokus på tilbagebetalingstiden at vi vælger, hvilken løsning vi vil

anbefale Nordic Tankers at investere i.

Halvlast procedureDen af vores tre løsninger, der har den korteste tilbagebetalingstid er halvlast procedure

løsningen, derfor vil det ved første øjekast være nærliggende at anbefale Nordic Tankers at

investere i denne løsning.

Det er dog ikke udelukkende tilbagebetalingstiden, der skal være afgørende for, hvilken

løsning vi vil anbefale. I dette system har vi for eksempel en problematik omkring den

menneskelige faktor som er afgørende for, hvor meget Nordic Tankers får ud af denne

investering. Kan vi få personalet i motoren til at overholde proceduren for at køre pumpen i

halvlast?

Hvordan påvirker den menneskelige faktor valget af løsningen, som vi vil anbefale Nordic

Tankers at investere i?

For at finde ud af, hvilken betydning de menneskelige faktorer har for vores valg af løsning,

vil vi lave en kulturanalyse af kulturen om bord på skibene.

I forbindelse med vores ophold om bord på skibene gjorde vi en række observationer

omkring personalet om bord. For ikke at udstille nogen bliver der i det følgende ikke nævnt

titler eller navne på besætningen.

Selvom vi hjemmefra forberedte os på, hvordan vi kunne forvente at kulturen på skibene

ville være, oplevede vi alligevel et kulturchok, da vi påmønstrede skibene. Tankerne vi

havde gjort os inden påmønstringen var baseret på samtaler med personalet i forskellige

afdelinger på kontoret. Under samtalerne fik vi at vide, at det primært er russere og lettere,

der udgør besætningen om bord på skibene, derfor måtte vi forberede os på kulturelle



forskelle om bord på skibene. Derudover fandt vi ud af, at der er en speciel mentalitet om

bord på et skib. Mentaliteten blandt størstedelen af søfolkene kan bedst beskrives med

følgende sætning:” If it works, don’t fuck with it.”

En udtalelse fra et besætningsmedlem fra et af skibene, kan bekræfte denne mentalitet.

”We only get our salory for getting the ship from A to B without complications.”

Hvis vi kigger på en organisation som helhed, findes der en række faktorer, der påvirker

kulturen i organisationen. Vi vil i det følgende, for at begrænse os, udelukkende

koncentrere os om kulturen om bord på skibene.

De eksterne faktorer, der

påvirker kulturen, handler i

høj grad om, hvordan

samfundet, lokalsamfundet

og faglige organisationer

omkring organisationen

påvirker kulturen.

Skibene sejler under dansk

flag, dette betyder at skibene

er underlagt den danske

lovgivning omkring søfart. Da

Danmark er medlem af IMO,

er Danmark underlagt retningslinjer bestemt af IMO, på denne måde kan man sige, at

kulturen på skibene påvirkes af den danske lovgivning, som igen påvirkes af den faglige

organisation IMO. Derved bliver kulturen på skibene både påvirket af samfundet, hvori

redderiet befinder sig, samt den faglige organisation, som samfundet er medlem af.

Andre faktorer i de eksterne forhold, der påvirker organisationen, er den industrielle

kontekst. I påvirkningen af organisationen fra den industrielle kontekst tænkes der specifikt

på, hvordan markedssituationen, produkttype/branche og teknologi påvirker

organisationen. Markedssituationen for Nordic Tankers afspejler sig i organisationen om



bord på skibene. Grundet finanskrisen er danske transportvirksomheder og især danske

rederier i store økonomiske vanskeligheder. Dette faktum giver sig i Nordic Tankers til

udtryk i, at Nordic Tankers er forsigtige med at lave nye investeringer, samt at de sælger ud

af skibene i deres flåde. Nordic Tankers økonomiske situation påvirker kulturen negativt i

forhold til, at medarbejderne ikke kan se en økonomisk fremgang og positive resultater, af

den indsats de yder. Det faktum, at Nordic Tankers ser sig nødsaget til at reducere deres

flåde og dermed sælge skibe fra, gør, at der skabes en usikkerhed blandt medarbejderne,

som frygter for deres job. Til gengæld er netop disse tre skibe blandt de bedste skibe i

Nordic Tankers’ flåde med henblik på indtjening77, og derfor kan det diskuteres, hvorvidt

besætningen om bord på disse skibe er påvirket af denne faktor.

Om bord på skibet er produktet, overordnet set, selve skibet. Der er dog forskel på,

hvordan besætningen i motoren og den resterende besætning opfatter produktet. Der er

her tale om to forskellige produkttyper, produktet, som besætningen i motoren arbejder

med, og produktet, som den resterende besætning arbejder med. Produktet, som

besætningen i motoren arbejder med, er driften af fremdrivnings systemerne, de holder så

at sige skibet kørende. Produktet, som den resterende besætning arbejder med, er

produktet at fragte skibets last fra A til B. Disse to produkter er produkter, der er nemme at

identificere sig med, da det er det samme skib, de samme systemer, det er de samme

rutiner. Dette betyder at besætningen får et særligt forhold til det produkt, de skal levere.

De får et særligt forhold til skibet og vil derfor værne om det, så godt de kan.

Procesteknologien om bord på skibet er præget af rutine- og selvstændige opgaver, dette

betyder at besætningen finder tryghed i vante opgaver og som regel løser opgaver på egen

hånd eller i små grupper. Informationsteknologien om bord er præget af sprogbarrieren,

der skyldes de forskellige nationaliteter om bord på skibene. Typisk om bord på skibene

observerede vi, at der blandt landsmænd blev talt nationalsproget modstridende med

kulturen i Nordic Tankers, hvor koncernsproget er engelsk. Dette betyder, at der opstår

subkulturer om bord på skibet, som opdeles i nationaliteter. Derudover påvirkes

informationsteknologien også i høj grad af vanskelighederne med at kommunikere med

kontoret, da kommunikation med kontoret primært foregår over mail og ind i mellem per

77 Jf. Mogens Pedersen, Senior Superintendent Vessel Group C Nordic Tankers



telefon. Da kommunikationen foregår digitalt og det derfor ikke er muligt at aflæse

kropssproget i disse situationer, er der derfor risiko for at der opstår misforståelser blandt

de indblandede parter.

Virksomhedsfaktorer der påvirker organisationen er organisationens historie, myter,

størrelse, ledelse/ledestil og administrationsrutiner. Rederiet Nordic Tankers er et

forholdsvist nyt rederi, derfor er det begrænset, hvad der er af historier og myter i denne

organisation. Desuden er Nordic Tankers’ fortid og nutid præget af stor udskiftning, hvilket

i høj grad også gælder i lederstaben. Dette giver sig til udtryk om bord på skibene i form af,

at besætningen om bord på skibene bliver fortvivlet og forvirrede over, at der er stor

udskiftning i deres kontakt relationer til kontoret. Udskiftningen og de mange forandringer i

organisationen, grundet udskiftningen, resulterer i modstand mod nye lederstile og

eventuelle forandringer, der har betydning for besætningen.

Til sidst kan man sige, at individer i organisationen også påvirker kulturen. Individfaktorer,

der påvirker kulturen om bord på skibene, er værdier og holdninger, køn og alder,

uddannelsesniveau, sprog og subkulturer. Som tidligere nævnt er de fleste

besætningsmedlemmer enten russere eller lettere, dette betyder, at det overvejende er

russiske og lettiske værdier og holdninger, der påvirker kulturen om bord på skibene. Dog

kan der være tale om, at den udenlandske besætning kan være påvirket af de danske

kulturer og lederstile, eftersom en stor del af besætningen har arbejdet for- og sammen

med danskere i længere tid. Om bord på skibet er der kun ansat mænd, som situationen er

pt., og ud fra vores observationer om bord på skibene har vi erfaret, at den

mandsdominerede kultur er præget af direkte kommunikation.

Alderen om bord på skibet viste sig at have en afgørende rolle for hierarkiet om bord. På

skibet fik vi fortalt, at besætningen ikke altid rettede sig efter en yngre kollega, selvom hans

rang var højere end deres. Dette kan eventuelt skyldes kulturen i landende hvor

besætningen kommer fra. Derfor vil vi i det følgende analysere kulturen i de lande hvorfra

besætningen stammer.

De fleste af skibets besætningsmedlemmer er lettere. Kulturen i Letland er meget speciel,

dette er en direkte følge af konflikter der opstod, da Letland gjorde sig uafhængigt af



Rusland og Sovjetunionen i 1990, hvor landet blev opdelt i to kulturer, den lettiske og den

russiske. Som det er i dag er 26,9 procent78 af befolkningen i Letland russere, disse går i

Letland under betegnelsen ”Aliens”. ”Aliens” er russere, der ikke ønsker at optage de

lettiske værdier og ikke ønsker at tale det lettiske sprog. Lettiske ”Aliens” kan stort set

opfattes som russere, da de lever i små russiske samfund i Letland. Dog må det forventes,

at de lettiske ”Aliens” i ringe grad bliver påvirket af den lettiske kultur.

Størstedelen af besætningen om bord på skibene er ”Aliens”. Ydermere lod vi os fortælle,

at der i Letland er ved at opstå en ny generation, som er bedre til at tilpasse sig den vestlige

kultur, hvorimod den gamle generation stadig holder fast i gamle værdier. Om bord på

skibene består besætningen primært af den gamle generation.

Geert Hofstede har udviklet en model, som gør det muligt at sammenligne de kulturelle

værdier i forskellige lande. I nedenstående skemaer sammenligner vi kulturerne i Rusland,

Letland og Danmark.79

Når vi sammenligner Danmark, Letland og Rusland, kan vi se at Rusland skiller sig specielt

meget ud fra de to øvrige lande. Ruslands kultur er præget af en stor magtdistance og et

højt struktureringsbehov, derfor kan kulturen i Rusland betegnes som fuldt Bureaukrati.

78 http://da.wikipedia.org/wiki/Letland Se også Bilag 27 Kulturanalyse Gert Hofstede, s. 39 i Bilagshæftet.79 http://geert-hofstede.com/russia.html og s. 324-329 i bogen Organisation af Hans Jørgen Skriver, Erik Staunstrup og Peter Storm-Henningsen, forlaget Trojka, 5. udgave, ISBN: 978-87-92098-44-3.


http://geert-hofstede.com/russia.html

http://da.wikipedia.org/wiki/Letland


Kulturtypen fuldt bureaukrati kan sammenlignes med Eiffeltårnskulturen80, hvor der er stor

afstand mellem leder og medarbejdere, og dermed langt fra ide til handling. Dette kan

være medvirkende til, at personer i denne kultur, ikke nødvendigvis ytrer sin mening eller

deler sine ideer og holdninger med personer, der ligger højere i hierarkiet end dem selv. I

Rusland er det dermed klogest at holde kortene ind til kroppen af frygt for, at overordnede

tager æren for ideen, hvis denne er god, hvorimod, hvis ideen viser sig ikke at fungere efter

hensigten, vil medarbejderen selv skulle stå til regnskab for dette. Dette faktum gør

udvikling og nytænkning vanskelig i denne kultur. Desuden er denne kultur præget af frygt

for forandring, da man ønsker at kende fremtiden. Dette gør sig gældende blandt

medarbejderne, som søger tryghed i vante rutiner og regler. Dette er en direkte afsejling af

det store struktureringsbehov, der er i Rusland. Lige for tiden er der utallige eksempler på,

at Rusland prøver at kontrollere, hvad fremtiden bringer. Som eksempel kan her nævnes at

Rusland jævnligt truer med at lukke for gassen til Ukraine, desuden demonstrerer Rusland

gang på gang hvor stor magt de besidder, dette gør de jævnligt ved at simulere

militærangreb på de nordiske lande.

Om bord på skibene observerede vi at de lettiske ”Aliens” var meget tilbageholdende og

virkede mistænksomme og utrygge omkring vores tilstedeværelse om bord på skibet.

Denne tilbageholdenhed og mistænksomhed blev bekræftet, da kaptajnen fortalte at

motorbesætningen var utrygge omkring konsekvensen af vores tilstedeværelse af dem.

Desuden bekræfter samtaler med besætningsmedlemmer om bord på skibene, at de

lettiske ”Aliens” var skeptiske overfor energioptimering om bord på deres skib. Dette gav

sig til udtryk, da vi informerede besætningen i motoren om, at vi ønskede at lave et

fuldautomatisk system, som ville kræve minimal indblanding fra deres side. Hertil svarede

et af besætningsmedlemmerne i motoren, at det ikke kunne svare sig da skibene er for

gamle samt at de ikke havde kompetencer til at reparere de elektriske installationer i

systemet, hvis der skulle opstå fejl.

I Letland er magtdistancen lav og struktureringsbehovet højt, derfor kan denne kulturtype

betegnes som Arbejdsproces Bureaukrati, som kan sammenlignes med kulturtypen det 80S. 329 i Organisation af Hans Jørgen Skriver, Erik Staunstrup og Peter Storm-Henningsen, forlaget Trojka, 5. udgave, ISBN: 978-87-92098-44-3.



styrede missil.81 Afstanden mellem leder og medarbejder er forholdsvis lille, og hierarkiet

spiller ikke så stor en rolle. I denne kulturtype fokuseres der mest på opgaven frem for

personen, og et af nøgleordene i denne kulturtype er derfor faglighed.

I Danmark er magtdistancen lav, og samtidigt er der et meget lille struktureringsbehov,

derfor kan denne kulturtype betegnes som markedsplads bureaukrati, som kan

sammenlignes med kulturtypen kuvøse.82 I kuvøsekulturen er afstanden mellem lederen og

medarbejderen meget lille, dvs. hierarkiet er nærmest ikke eksisterende, og der fokuseres

på personen frem for opgaven. Kuvøsekulturen er præget af selvstændighed og innovation,

kuvøsekulturen har nemt ved at tilpasse sig forandringer.

De store forskelle i de tre kulturer kan skabe konflikter omkring forandringsprojekter, hvor

den danske kultur, som kulturen på kontoret i Nordic Tankers er præget af, har nemmere

ved at acceptere forandringer end kulturen hos de lettiske ”Aliens” og russerne om bord på

skibene har.

Derfor skal vi vurdere, hvorledes besætningen i motoren vil tage imod den forandring, det

vil være at bede dem om at følge proceduren for halvlast.

Besætningen i motoren, som er dem der skal håndtere proceduren for halvlast løsningen,

er bestående af lettiske ”Aliens” og russere, deres kulturer gør det, som nævnt tidligere,

vanskeligt at lave forandringer i deres arbejdsrutine. Hvis vi vil implementere en procedure

for, hvornår pumpen skal køre i halvlast, kan det give problemer i form af, at vi ændrer

deres arbejdsrutiner og skaber utryghed ved denne forandring. Vi må derfor forvente, at

der vil være skepsis omkring den nye procedure for driften af pumpen blandt folkene i

motoren. Derfor frygter vi i denne løsning, at det vil være for svært at overbevise

besætningen i motoren om ideen, og vi forventer derfor, at besætningen vil modarbejde

eller helt undlade at følge proceduren. Dette underbygges både af kulturen men også

mentaliteten om bord på et skib. ”If it works, don’t fuck with it”-mentaliteten vil være en

væsentlig årsag til, at vi vil kunne forvente at møde modstand, når vi beder besætningen 81 S. 329 i Organisation af Hans Jørgen Skriver, Erik Staunstrup og Peter Storm-Henningsen, forlaget Trojka, 5. udgave, ISBN: 978-87-92098-44-3.82 S. 329 i Organisation af Hans Jørgen Skriver, Erik Staunstrup og Peter Storm-Henningsen, forlaget Trojka, 5. udgave, ISBN: 978-87-92098-44-3.



om at ændre driften af kølevandssystemet, for hvorfor skulle de ændre den, når nu

systemet har fungeret i de 17 år skibet har sejlet?

I dette system er det afgørende for besparelsen, at besætningen er med på ideen, hvilket vi

med baggrund i kulturanalysen mener, vil kræve en stor indsats, og det vil være nødvendigt

at følge op på, om besætningen driver systemet som ønsket.

Derudover er der ingen sikkerhed i systemet, hvis forbrugere i systemet bliver for varme.

Dermed løber man en stor risiko og lægger et stort ansvar på besætningen i motoren.

Trods den meget korte tilbagebetalingstid vælger vi ikke at anbefale halvlast proceduren til

Nordic Tankers. Dette vælges med baggrund i kulturanalysen og frygten omkring om, der vil

være en besparelse ved denne løsning og usikkerheden omkring den manglende sikkerhed

i systemet.



Halvlast styringNår løsningen med proceduren for halvlast er udelukket, bliver næste logiske valg den med

den næstkorteste tilbagebetalingstid, halvlast styring løsningen.

I denne løsning er en del af de menneskelige faktorer elemineret. Men hvis der opstår en

fejl/afvigelse i systemet, og styringen får pumpen til at køre op i fuldlast, skal der som

tidligere nævnt kvitteres for fejlen, og temperaturen skal igen være acceptabel, før

pumpen kører ned i halvlast. Derfor har vi også i dette system en menneskelig faktor, som

har indflydelse på besparelsen ved systemet.

Hvordan vil personalet håndtere en fejl/afvigelse i systemet?

Grunden til at vi ønsker, at personalet i motoren skal kvittere for fejl i systemet, inden

pumpen skal køre tilbage i halvlast, er, at vi ønsker, at de overvejer, hvad fejlen kan

skyldes. Problematikken herved er om vi kan få personalet i skibet til at handle korrekt i

forhold til en fejl i systemet.

I vores kulturanalyse af personalet i motoren erfarede vi, at deres kultur har svært ved at

acceptere forandringer og har svært ved at se fordelene i at lave energioptimering

generelt. Derudover vil mentaliteten om bord være en udfordring for at implementere et

system, der på et eller andet tidspunkt vil registrere en fejl, når der ikke længere er nok

køling til stede i systemet pga. af høje søvandstemperaturer. Derfor kan vi være i tvivl om,

hvordan personalet vil reagere på denne fejl, og vi frygter, at personalet sjældent vil

kvittere for fejlene, da de frygter for skibets sikkerhed, og pumpen vil derfor altid blive

drevet ved fuldlast.

Selvfølgelig vil det være muligt at få personalet med på ideen omkring dette system, og

selvfølgelig vil det være muligt med hjælp fra personalet om bord på skibet, at få dette

system til at køre optimalt, således at vi opnår den optimale besparelse. Dette vil dog

kræve mange ressourcer, og personalet om bord på skibet vil føle et tungt ansvar på deres

skuldre. Derfor vurderer vi, at det er bedre at lave en større investering for at få et

fuldautomatisk system, hvor den menneskelige faktor er fuldstændig elemineret, og

ansvaret dermed fjernes fra besætningen i motoren.



StyringsløsningI denne løsning er alle menneskelige faktorer, som tidligere nævnt, elemineret, og

besparelsen vil derfor udelukkende afhænge af styringen. Ansvaret for dette system ligger

på os, projektafdelingen og leverandørerne. Dermed pålægges der kun et minimalt ansvar

på besætningens skuldre, da det eneste de skal være opmærksomme på ved denne løsning

er, hvornår det er nødvendigt at lave backflush på kølerne.

Da der i denne løsning lægges et mindre ansvar på besætningen i motoren, end der gør i de

foregående løsninger, giver dette som udgangspunkt en mere positiv indstilling til

ændringen/forandringen i systemet. Selvom tilbagebetalingstiden i dette system er

længere end de foregående systemers tilbagebetalingstider, vil dette system på længere

sigt sikre Nordic Tankers en større besparelse.

Og med en kombination af SW-styringen og FW-styringen, som ligeledes er fuld

automatisk, vil der kunne opnås en større besparelse, her tænkes også på potentialet for

yderligere at reducere omdrejningerne på FW-pumpen. Denne investering vil dog værre

større end de foregående investeringer, men tilbagebetalingstiden holder sig til kravet på

tilbagebetalingstiden, på et år, bestemt af Nordic Tankers.

Anbefaling til Nordic TankersDerfor vil vi anbefale Nordic Tankers at installere og implementere styringsløsningen på

søvandspumpen kombineret med styringsløsningen på ferskvandspumpen.



ImplementeringEn forandringsproces, som implementeringen af dette system er, er en langvarig proces,

hvor indblandede parter hurtigt kan miste fokus og falde tilbage til vante rutiner. Derfor er

det, når styringen skal installeres og implementeres om bord på skibene, vigtigt, at

medarbejderne om bord på skibet forstår vigtigheden af ændringen/forandringen på

systemet, således at der opnås et gunstigt samarbejde omkring energioptimeringen.

Der findes et organisatorisk værktøj, som bruges i forandringspocesser for at sikre en god

implementering og et godt samarbejde omkring forandringen, Kotters Ottetrinsmodel83.

Det første trin i Kotters Ottetrinsmodel er, at der skal etableres en oplevelse af

nødvendighed for forandringsprocessen.

For at etablere en oplevelse af nødvendighed for denne forandring, vil vi forklare

besætningen, hvad konsekvensen vil være, hvis forandring ikke implementeres. De

besætningsmedlemmer der er vigtigst for os at få med på ideen er besætningen i motoren,

men konsekvensen af, at der ikke bliver foretaget en forandring, vil påvirke hele

besætningen om bord, derfor skal nødvendigheden af denne forandring etableres ud fra

deres interesser.

Ifølge Maslows behovsteori84 har mennesket en række behov, det søger dækket. Et af disse

er tryghed. Fjernes trygheden hos medarbejderne, vil de søge at genetablere denne, og de

vil derfor være modtagelige overfor forandringer.

Pga. de nye lovgivninger omkring svovlindholdet i brændstoffet85, der sejles med i de

områder, hvori skibene opererer, stiger prisen på dette, og skibene kan i fremtiden, hvis

der ikke foretages energioptimerende forandringer, risikere at blive mindre

konkurrencedygtige og derved miste kunder. Hvis ikke skibet har noget at lave og dermed

ligger stille, kan det ende med at skibet ikke er en fordelagtig forretning for Nordic Tankers,

83 Organisation, Hans Jørgen Skriver, Erik Staunstrup og Peter Storm-Henningsen, 5 Udgave, ISBN: 978-87-92098-44-3, s. 40684 Ditto, s. 74

85 Bilag 28 Marpol annex 6 svovlindhold brændstof, s. 40 i Bilagshæftet.



og Nordic Tankers kan se sig nødsaget til at sælge skibet fra. Når skibene bliver solgt fra, er

der ikke noget job til besætningen om bord. Dette er nødvendigheden for at foretage

ændringer om bord skibet, og det er dette faktum, der skal fremlægges for besætningen på

skibet. Det er vores overbevisning, at besætningen om bord vil være modtagelig for

forandringen, da vi med denne etablering af nødvendighed for forandringen udfordrer dem

på deres behov for tryghed.

Andet trin i Kotters Ottetrinsmodel er oprettelsen af den styrende koalition. Den styrende

koalition skal bestå af besætningsmedlemmer, der er særligt positivt stemt overfor

forandringen. Måden hvorpå man vælger den styrende koalition kan være ved at observere

besætningens reaktion, når nødvendigheden for forandringen fremlægges for denne.

Den styrende koalition skal helst bestå af medarbejdere fra alle lag i organisationen, på

denne måde sikrer man, at man har en forgangsmand for forandringen i alle led af

organisationen, og forandringen har derved nemmere ved at forankre sig. Vi vurderer

derfor, at den styrende koalition ude på skibet skal bestå af en medarbejder fra

projektafdelingen, Kaptajnen eller overstyrmanden, da de er dem om bord på skibet med

den største autoritet, maskinchefen, da det er ham, der bestemmer i maskinen, og en til to

lavt rangerede medarbejdere, der sørger for at få resten af besætningen med på ideen.

Den styrende koalition skal samarbejde om at skabe positivitet omkring forandringen.

Tredje trin i Kotters Ottetrinsmodel er at udvikle en vision og en strategi. Visionen og

strategien skal udvikles af den styrende koalition. Visionen skal være medarbejdernes

ledestjerne for forandringen. Strategien er vejen hen mod visionen og dermed

forandringen.

Vores bud på en mulig vision kunne være:

”Skibet skal være konkurrencedygtigt og dermed kundernes foretrukne skib.”

Vores bud på to mulige strategier for at nå denne vision kunne være:



”Ved at være positiv stemt overfor energioptimering skal vi sørge for at være

opmærksomme på unødvendig energiforbrug, der vil give sig direkte til kende i besparelsen

på energioptimeringen.

Skabe awareness omkring yderligere energioptimering om bord på skibet.”

Fjerde trin i Kotters Ottetrinsmodel er formidling af forandringsvisionen. Det er koalitionens

opgave at formidle visionen og strategierne til den resterende besætning. Dette gøres

bedst, ved at koalitionen viser deres velvillighed overfor forandring i deres adfærd om bord

på skibet. Derudover kunne man indføre møder med jævne mellemrum, hvor det skulle

formidles, hvad der er blevet gjort siden sidste møde for at overholde strategierne.

Femte trin i Kotters Ottetrinsmodel er at skabe grundlag for muliggørelsen af forandringen.

En måde at skabe dette grundlag på kunne eventuelt være, at få medarbejderne til at føle

sig som medspillere med indflydelse på resultatet af forandringsprocessen, ved at lade dem

komme med yderligere ideer til energioptimering. Dette kunne eventuelt være et punkt på

ovenstående møde, eller der kunne laves en kasse hvori besætningen om bord kunne

lægge ideer til, hvad der yderligere kunne gøres for at skabe mere energioptimering. På

denne måde, ville der blive skabt mere fokus på energioptimering.

En anden ting, der skal gøres for at skabe grundlag for muliggøreslen af forandringen, er at

skabe risikovillighed blandt besætningen. Dette kan gøres ved at gøre besætningen

opmærksom på, at hvis der skulle opstå fejl ved systemet, eller systemet ikke fungerer

efter hensigten, vil dette være projektafdelingen og vores ansvar, da systemet gerne skulle

køre fuldautomatisk. Medmindre besætningen afbryder for strømmen til styringen, skulle

de ikke kunne ændre noget på denne, men de kan ved at være opmærksomme på

energioptimering, sikre systemet en endnu bedre besparelse, end den vi har regnet.

Derudover skal det sikres, at besætningen om bord har de kompetencer, det kræver at

håndtere forandringen, og der skal skabes opmærksomhed omkring eventuelle

forhindringer, som skal fjernes løbende i forandringsprocessen.

Det sjette trin i Kotters Ottetrinsmodel er generering af kortsigtede gevinster. Dette trin går

ud på at synliggøre gevinsten af forandringen. I vores forandring bliver der eksempelvis



logget data, der helt præcist kan vise hvor meget, der bliver sparet pga. forandringen og

besætningens indsats i denne forbindelse. Ved at formidle disse besparelser til hele

besætningen, kan eventuelle modstandere af forandringen blive vendt til medspillere.

Denne formidling kunne eventuelt ske ved de føromtalte møder for hele besætningen.

Desuden vil en formidling af besparelserne og dermed de kortsigtede resultater af

medarbejdernes indsats, give dem en sejrs følelse, og give dem blod på tanden til at

fortsætte arbejdet samt måske at yde en endnu større indsats. Til sidst kan man ud fra de

kortsigtede resultater, bedømme om visionen og strategierne har været tilstrækkeligt

gode. Hvis dette ikke er tilfældet er der her mulighed for at tilpasse visioner og strategier

yderligere.

Det syvende trin er konsolidering af resultater og produktion af mere forandring.

Efterhånden som forandringen lykkes, skal det fastholdes, at der stadig er behov for mere

forandring. Man skal så at sige passe på, man ikke stopper forandringen, når konkrete data

viser, man har opnået, det man ville. Gør man dette forhindrer man muligheden for mere

forandring i resten af organisationen, hvilket medvirker til at visionen neutraliseres.

Trin otte i Kotters Ottetrinsmodel er forankring af nye arbejdsmåder i kulturen. Når

forandringen er ved at have forplantet sig i organisationen, er det nærliggende at ånde

lettet op og glæde sig over succesen, men gøres dette for tidligt, er der fare for at

organisationens gamle værdier lige så stille vender tilbage og overtager. Derfor er det

vigtigt at den styrende koalition løbende sikrer sig, at værdierne skabt i

forandringsprocessen ikke slippes.



Kildekritik Til løsningen af problematikkerne i dette projekt har mange af vores kilder været udtalelser

fra eksperter inden for de respektive områder. Eksperters udtalelser er ofte baseret på

personlige holdninger, erfaringer og i enkelte tilfælde af den mulige gevinst eksperten aner,

når han inddrages i projektet. Her tænkes specielt på, hvis eksperten ser en mulig

indtjening i forbindelse med rådgivningen.

I projektet har vi brugt projektafdelingen i Nordic Tankers som kilder. Projektafdelingen i

Nordic Tankers består af Jogvan Joanesarson og Lars Lindegård. Både Jogvan og Lars har

erfaring indenfor energioptimering af kølevandssystemer på skibe, derfor vil deres

rådgivning være præget af tidligere erfaringer og metoder. Dette faktum er positivt, fordi vi

kan gøre brug af deres erfaring og ekspertise, men deres tidligere erfaring indenfor

energioptimering på kølevandssystemer vil uden undgåelse påvirke vores opgave.

I forbindelse med udarbejdelsen af analysen af kølevandssystemet har vi brugt skibenes

datablade og tekniske dokumentation som kilder. Pga. skibenes høje alder samt de mange

ejerskifte er en del af dokumentationen for skibene gået tabt eller en del er ikke ajour ført i

forbindelse med ændringer. Derfor har vi i undersøgelsen af skibenes dokumentation

forholdt os kritisk til denne.

Desuden har vi haft kontakt til leverandøren af pladevarmevekslerne, Jeppe Malmmose

som er ansat som Sales Engineer hos Alfa Laval, for at indhente oplysninger omkring

virkningsgrader og minimumsflow for disse. Jeppe Malmmose er en pålidelig kilde med stor

erfaring og ekspertise på varmevekslere. Det skal dog tages i betragtning, når vi vurderer

de oplyste værdier på varmevekslerne, at han som sælger vil tilstræbe at produktet

fremstår bedst muligt.

Udover projektafdelingen har vi også brugt Mogens Pedersen som ekspert i forbindelse

med kulturanalysen af organisationen om bord. Mogens har bidraget med hans

synspunkter af menneskene om bord og forklarede os, hvordan vi skulle agere om bord på

skibene, for på bedste vis at blive accepteret af besætningen om bord på skibene. Derfor

kan det ikke undgås at Mogens’ input og synspunkter haft indflydelse på opgaven. Mogens



er som kilde god, da han har stor erfaring med at kommunikere og samarbejde med

besætningen.

Vores udregninger af besparelser er i opgaven baseret på vejrdata fra DMI. Da DMI ikke har

økonomiske interesser i projektet, og da DMI er en stats eget institution kan DMI anses

som en troværdig kilde. Materialet udleveret af DMI er baseret på målinger, men selve

materialet er overfladisk og giver ikke eksakte værdier for temperaturerne i skibenes

fartsområder, derfor kan temperaturerne brugt i opgaven kun betragtes som

retningsgivende.

Til udarbejdelse af styringsløsninger og priser har vi brugt CS Electric ApS som kilde. CS

Electric ApS er samarbejdspartner til Nordic Tankers og kan derfor anses som en valid kilde.

Da det i sidste ende er CS Electric ApS, der vil skulle stå for leveringen og dermed

udarbejdelsen af styringen, kan det ikke undgås, at CS Electric ApS vil påvirke

styringsløsningen. CS Electric ApS har stor erfaring indenfor energioptimering på

kølevandssystemer, og denne erfaring vil derfor også til dels afspejle sig i vores løsning. Det

faktum at der i opgaven kun er medtaget priser fra CS Electric ApS betyder, at det ikke er

muligt for os at vurdere om prisen er realistisk. Men da CS Electric ApS er Nordic Tankers

foretrukne samarbejdspartner i forbindelse med energioptimering, vælger vi at anse CS

Electric ApS som en valid kilde i forhold til priser.



Konklusion Analysen ud fra dataindsamling for og observationer på kølevandssystemet viste, at der i

kølesystemet var potentiale for energioptimering. Analysen viste ligeledes, hvor i systemet

energioptimeringen kunne finde sted, nemlig på SW- og FW-pumperne i

kølevandssystemet.

Ud fra analysen og data på kølevandssystemet har vi i projektet udarbejdet en række

mulige løsninger, der regulerer omdrejningerne på pumperne ud fra kravene til

kølevandsystemet og skibets sikkerhedssystem. De mulige løsninger vi har opbygget består

af en fuldautomatisk løsning, der regulerer pumpernes omdrejninger ved hjælp af

frekvensomformere, en styringsløsning, der regulerer omdrejningerne på SW-pumpen ved

hjælp af den eksisterende dahlander koblede elmotor, som kan køres ved to hastigheder,

og en løsning, hvor medarbejderne regulerer omdrejninger på pumpen ved hjælp af en

procedure for, hvornår de skal drive søvandspumpen i halvlast.

Vi har i projektet vurderet, hvilken af de mulige løsninger vi vil anbefale Nordic Tankers at

investere i, med baggrund i tilbagebetalingstider, kulturen om bord på skibene og skibets

driftssikkerhed. Det er vores vurdering, at SW-styringen og FW-styringen kombineret er den

løsning Nordic Tankers vil opnå den største gevinst ved at installere. Løsningen har en

tilbagebetalingstid på 12 måneder og en årlig besparelse på ca. 294.000 DKK pr. skib.

Derfor er det denne løsning, vi vil anbefale Nordic Tankers at investere i.

For at sikre en succesfuld implementering af den til Nordic Tankers anbefalede løsning, har

vi i projektet, ved hjælp af Kotters ottetrinsmodel, givet et bud på, hvordan man sikrer sig,

at besætningen om bord accepterer forandringen som en del af kulturen om bord på

skibet.



Perspektivering Tankerne vi har gjort i opgaven omkring de mulige løsninger og måden, hvorpå vi har

håndteret de manglende flow målinger, kan af Nordic Tankers i fremtiden benyttes i

forbindelse med nybygning af skibe. Dog skal det her tages i betragtning at søvandet

ombord på skibe normalt kun løber igennem LT-køleren, fremfor både at løbe igennem LT-

og HT-kølerne, som er tilfældet på Nordic Nadja, Nordic Nora og Nordic Nelly. Desuden vil

tankerne kunne bruges til at lave en hurtig overslagsberegning af en eventuel besparelse

på andre af rederiets skibe.

Tankerne omkring at tilpasse flowet vha det flydende sætpunkt kan CS Electric ApS i

fremtiden benytte i energioptimeringsprojekter på mindre skibe og i industrien hvor et

serieopkoblet kølevandssystem forekommer hyppigere.

Betydningen af resultaterne for vores projekt er at Nordic Tankers kan overholde deres CSR

mål og dokumentere at de overholde deres CSR mål ved hjælp af datalogning på

energibesparelsen, hvis de vælger at installere vores anbefalede løsning. Desuden vil de

hvis de følger vores anbefaling kunne mindske driftsomkostningerne på de tre skibe.

Konsekvensen af at følge vore anbefalinger bliver at systemets overordnede virkningsgrad

bliver dårligere, og da der er ved et lavere flow gennem kølerne er større tendens til

tilsmudsning i kølerne skal der muligvis oftere laves backflush på kølerne i systemet. Dette

betyder at besætningen i motoren, hvis den anbefalede løsning implementeres, skal være

mere opmærksomme på systemet.

Under havneophold skal hovedmotoren holdes varm, dette bliver den ved hjælp af

preheateren. Men om bord på Nordic Nora observerede vi at trevejsventil nr. 53 stod ca.

4 procent åben, hvilket betyder at en del af det af preheateren opvarmede vand bliver

ledt gennem HT-køleren, hvor det bliver kølet ned. Derfor bliver der tilført systemet en

unødvendig varmeeffekt, og vi vil kraftigt i anbefale Nordic Tankers i femtiden at

undersøge årsagen til dette.



Kildeliste

Hjemmesider http://www.castlepumps.com/images/uploads/datasheets/VM-Vertical-Inline-

Pump-Datasheet.pdf

http://www.google.dk/url?

sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=3&ved=0CCsQFjAC&url=http%3A%2F

%2Fwww.danskenergi.dk%2F~%2Fmedia

%2FBFA3EE1835DC4F2C9A496366CA822ECA.ashx&ei=xBcpVOuzG4KGywPOwIHoBg

&usg=AFQjCNEV39hCCnYg2-

x5Ox0WXTMkXlYVjw&sig2=YTIqfAVtOtdWjxNHqujK_g&bvm=bv.76247554,d.bGQ

http://www.valutakurser.dk/

http://geert-hofstede.com/denmark.html


Eksperter Jeppe Malmmose, Sales Engineer hos Alfa Laval

Jogvan Joanesarson, General Manager Marine Projects hos Nordic Tankers

Lars Lindegård Jensen, Marine Engineer, Specialist Projects hos Nordic Tankers

Mogens Pedersen, Superintendent Vessel Group C Nordic Tankers

DMI

Gert Andersen, Technical Sales Manager hos CS Electric ApS

ABB A/S Odense

West-Marine A/S

Bøger Pumpedrift og Energi, Thomas Heilmann, 5. Udgave 2. oplag, 2011, Heilmann’s

Forlag, ISBN 978-87-90603-16-8

Pumpekompendium, Dennis Hansen.

Praktisk regulering og instrumentering, Thomas Heilmann, 6. udgave 2. oplag, 2011,

Heilmann’s Forlag, ISBN 978-87-90603-14-4

Organisation, Hans Jørgen Skriver, Erik Staunstrup, Peter Strom-Henningsen, 5.

udgave 1. oplag, 2012, Trojka/Gads Forlag A/S, ISBN 978-87-92098-44-3



http://geert-hofstede.com/denmark.html

http://www.valutakurser.dk/

http://www.google.dk/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=3&ved=0CCsQFjAC&url=http%3A%2F%2Fwww.danskenergi.dk%2F~%2Fmedia%2FBFA3EE1835DC4F2C9A496366CA822ECA.ashx&ei=xBcpVOuzG4KGywPOwIHoBg&usg=AFQjCNEV39hCCnYg2-x5Ox0WXTMkXlYVjw&sig2=YTIqfAVtOtdWjxNHqujK_g&bvm=bv.76247554,d.bGQ



http://www.castlepumps.com/images/uploads/datasheets/VM-Vertical-Inline-Pump-Datasheet.pdf

http://www.castlepumps.com/images/uploads/datasheets/VM-Vertical-Inline-Pump-Datasheet.pdf

energioptimering på kølevandssystemer - fms...

Documents