hovedprofil marint maskineri

HovedprofilMarint maskineri

Hovedprofil Marint maskineri

Hva karakteriserer marint maskineri? Marint maskineri omfatter design, installasjon og operasjon av alt maskineri og mekanisk utstyr for produksjon av effekt og operasjon av sentrale systemer ombord i skip og plattformer, over og under vann. Energieffektivitet, miljøvennlige løsninger og systemanalyser er sentrale temaer innen profilen.

Machinery SystemsClean, safe and efficient – how?

Hovedprofilansvarlig:

Eilif Pedersen

HovedprofilMarint maskineri


Tyngdepunkter: 1. Maskinerisystemer - Energiøkonomisiering og miljø

- Systemdesign- , integrasjon og styring/regulering - Mekanisk, hydraulisk og elektrisk utstyr ombord- Modellering og simulering som analysemetode- Alternative kraftprodusenter (Gas Engines, Fuel Cells,..)

2. Hovedmaskineri / forbrenningsmotorer- Lavt forbruk / integrasjon av ny teknologi- Drivstoff typer, økonomi og utslipp, avgassrensing- Utvikling og testing av nye teknologier og komponenter- Måling og verifikasjon av utslipp

Future trends for machinery systems ?

• Increasingly more complex machinery designs – systems/components• Increased focus on efficient system designs• New clean machinery system designs – new paradigm?• New combined power system designs

• New technology is considered and tested• Increased level of electrification of machinery systems?• Higher level of system integration• More intelligent automatic control• More sophisticated power/energy management

• Solutions exists to a large extent – how to integrate and test?• …. and bring to marked , i.e. mature technology?



PriceShortageQuality

Fuel ?

Driving forces:• Estimated emissions from shipping:

– 2-4 % of the global CO2 emissions

– 10-15 % of the global NOX emissions

– 4-6 % of the global SOX emissions – reductions required !

International legislations (IMO)NOx:• IMO Tier II applies to new engines from 2011• IMO Tier III applies to new engines from 2015

inside ECA• Whats next ?

SOx:• 0.1% sulphur in SECA in 2015• 0.5% sulphur WW in 2020

A major technology shift is necessary !!



• Combustion Management- 2 stage turbo-charger + VVT- Low-load optimization

• Novel engine cycles (Advanced WHR)• Optimized Engine Systems for Exhaust Treatment

- Optimised for SCR/EGR/Water/Steam addition• LNG auxiliary engines/power plants• Power-, Energy and Emission Management Systems• Electrical Hybridisation with Battery / Flywheels• Waste Heat Recovery systems (WHR)

- Organic Rankine WHR for LNG/Diese• Exhaust Gas Recirculation Systems (EGR)• Exhaust Gas Scrubber Systems (SOx/NOx)• Water in fuel Systems• Pump and cooling water optimisation• Renewable Technologies Integration

- Wind(sails)/Wave/Solar

Pluss : NEW TECHNOLOGY INTEGRATION


New challenges: Ice-loads on propulsion system

Within operational limits ?

Viking Lady SHOWS THE WAY

320 kW MCFC going onboard Viking Lady

w ww.ntnu.no NTNU Figures and facts

Norsk maritim næringHelhetlig forskningsinitiativ:

Maritim 21

X TERMINALS

PLANT NETWORK

COMMUNICATION LINE TO SHOREPOS. REF. SYSTEMS

INTEGRATED VESSEL AUTOMATIONDYNAMIC POSITIONING

FIELDBUSNETWORK

ENGINECONTROL

TUNNELTHRUSTERS

DRIVES

MAIN POWER GENERATION& DISTRIBUTION

PROPULSION/POD

CONTROLNETWORK

AUX POWER GENERATION& DISTRIBUTION

Effektiv og miljøvennlig energiutnyttelse

Forskningsområder:• Maskineriløsninger for bedre energiutnyttelse, energigjenvinning,

avgassrensing• Nye og effektive metoder for modellering og optimalisering av skip og

skipssystemer• Bruk av IKT for beslutningsstøttemodeller for drivstoffbesparelse • Utvikling og integrering av teknologi for fornybar energi om bord i skip• Fullskala demonstrasjon, kvalifisering og kommersialisering


LNG – distribusjon og bruk

Forskningsområder:• LNG hoved- og hjelpemaskineri• LNG bunkringssystemer, også skip-skip• Lagringsteknologi om bord på skip• Transport og distribusjon av LNG• Storskala demonstrator


Krevende maritime operasjoner(skipsdesign, - utstyr, produksjon og drift)

Forskningsområder:• Skip og utstyr for maritime operasjoner • Skip og utstyr for maritime operasjoner i kaldklima• Rask virtuell prototyping, modellering, analyse, design og simulering av

utstyr for maritime operasjoner• Effektiv fysisk prototyping og evne til rask produksjon og uttesting i drift• Organisering og bruk av avansert produksjonsteknologi for effektiv design

og bygging av skip og utstyr

ENGINEERING EDUCATION: April 1970 – Cartoon From International Science and Technology, Nov 1964

“A systems engineer is a good engineer - only more so”

Faglig profil ?


FAGPROFIL MARINT MASKINERI


7. sem

TMR4275 –Modellering, simulering og analyse av dynamiske systemer

TMR4290 – Dieselelektriske fremdriftssystmer

TMR4296 –Konstruksjon av mekaniske systemer

Perspektivemene

8. sem.

TU DELFT (obligatorisk)

Obligatoriske fag:Mechatronics in marine tech.Marine propulsion systemsDiesel A / Diesel B

Valgfag: (kun et utvalg – veldig bredt tilbud)Design of advanced vehicles / Naval Ship Design / Ship financeShip motions/manoeuv / Ship repair salvage / Heat & mass transferGas turbines / Composite materialsRefrigration technology / Multibody dynamics

9.sem.

TMR4535 – Marint maskienri, fordypningsemner

”Forbrennningsmotorer””Marin mekatronikk””Driftsteknikk, vedlikehold””Feiltolerang regulering”

TMR4530 – Marint maskineri FDP

Kompletterende emne

TEP4212 – Miljø/rensetekTIØ4120 – OpanalyseTMM4135 – Dimensj. GKTMM4135 – Prosj. MetTMR4115 – Lineære syst

Ikke-teknologiske emner

Se perspektivemne s. 311 i studiehåndboka 2009/2010

10. sem.TMR4905 MASTEROPPGAVE (30 stp)

Studieplan hovedprofil: Marint maskineri

Personer: (aktuelle veiledere)Ass. prof. Eilif Pedersen (profilansvarlig)Prof. Maurice White Prof. Roger SkjetneProf. Harald Valland Prof. N.N


Anbefaling:TTK4105 –Reguleringsteknikk

DIPLOMOPPGAVER (et utvalg)

2011Kristian Haga: Machinery vibrations in the Skjold Class of MTB’sChristian Fagereng: Modeling of vessel/crane – dynamics using bond graphsErnst Alban: Modeling for dynamic analysis of marine vehicles in DP-modeKristian Føring Devik: Performance assessment of energy system onboard an LNG FPSO

2010Egil Sandbakken: Tools and architecture for machinery system configuration evaluationBerntzen, Magnus Retningslinjer ved valg av systemer for rensing av ballastvann fra skipHatlevold, Erlend Bedømmelse av motor ytelse og eksosutslipp ved varierende

operasjonsforhold og feiltilstanderHeinænen, Pekka Mikrokraftverk for varme- og elkraftproduksjonLandet, Ragnar NOx Reduction in Marine Diesel Engines by Water-Fuel EmulsionSandbakken, Egil Maskineri system design – verktøy og arkitekturSelås, Magnus Eksosgassrensing med Selektiv Katalytisk Reduksjon (SCR)Sæle, Hans Variabel ventilstyring på medium speed dieselmotorerTveitaskog, Kari Anne Analysis of Emissions from Diesel Exhaust EmissionsWorren, Henrik Tekniske løsninger forbundet med implementeringen av EU Directive

2005/33/EC2007-09Nina Karin Mo Wahlund: An assessment of superconductors in electric power systems on

advanced vessels.Even Høgset Olsen: Konseptstudie av styrbare luft- og eksosventiler i firetakt medium speed

forbrenningsmotorer.Ramón Feijoó Alvarez: Design of an internal combustion engine for powering a wing-in-ground

effect craft.Anders Martin Moe: Pre-design of a vessel to replace Combat boat 90 in the og Erlend Vågsholm: Royal Norwegian Navy.Petter Dahle Melhus: Changeover from normal sulphured fuel oil to low sulphured fuel oil.Eirik Kvale: Assessment of Engine Performance and Exhaust Emissions at Changing

Operating Conditions and under Fault Conditions.

Prosjektoppgaver 2012/13: (et lite utvalg)• Assessment of energy management system with focus on sensor accuracy and establishment of

key performance indicator accuracy/sensitivity (EMIP 2: rederiene /MARORKA /Kongsberg/Marintek)

• SCR-anlegg for Tier III krav til NOx utslipp. Utvikling av beregningsverktøy for dimensjonering. (DNV)

• Crane control/ship interaction modeling with heave compensation (Rolls-Royce)• Renewable and synthetic diesel fuels – engine testing, combustion and emission measurements • Machinery power train dynamics in with ice loads • Design of equipment and components for subsea applications (Nemo/Aker Solutions)• Engine transient emission mapping – lab, measurements, modeling and simulation D2V:

(Kongsberg/DnV)• Reduction of marine diesel engine exhaust emissions – assessment of engine modifications and

exhaust gas cleaning systems • Waste heat recovery in medium speed diesel engines and machinery systems • Modeling and control of future EGR systems for clean combustion • Engine turbocharger performance – two stage turbocharger mapping and simulation • Rotor dynamics modeling and simulation – establish an experimental lab • Modeling of machinery system components in transient operation – heat exchangers,

evaporators, centrifugal pumps, separators, fuel injection system • Batteries for marine applications – modeling and verification • Closed cycle gas turbine for subsea power generation • Air independent power for submarine’s or AUV’s.• Dynamics of the power train in an offshore wind turbine • Condition monitoring of gear boxes


Noe

for d

eg o

g di

ne in

tere

sser

?

hovedprofil marint maskineri

Documents