A10063 bachelorprojekt.pdf - Aarhus Maskinmesterskole Campus

More documents

Recommendations

Info

Ventilationsoptimering Bachelorprojekt Mindsket brændstofforbrug og slitage 2: Er det muligt at forbedre brændstoføkonomien på hovedmotoren, samt mindske behovet for vedligehold ved, at ændre de ventilationsmæssige forhold i maskinrummet. Udgangspunktet for dette afsnit er termodynamik og deraf den energimæssige påvirkning af eks. luftens fugtindhold på forbrænding i hovedmotoren. Mere herom bliver belyst i følgende. Skylleluftens fugtindhold, temperatur og massefylde. Luften som hovedmotoren forbruger kommer som tidligere nævnt fra den atmosfæriske luft som skibet befinder sig i. Luften er essentiel for opretholdelsen af en god forbrænding i motoren. Luftens beskaffenhed har derfor indflydelse på forbrændingen. Massefylden for atmosfærisk luft ændres ved skiftende temperatur -‐kold luft fylder mindre end varm luft. I forbindelse med drift af en forbrændingsmotor er forholdet mellem mængden af luft og mængden af brændstof afgørende, da der skal en rette mængde ilt til at forbrændingen forløber optimalt. Jo mere luft man er i stand til at presse ind i motoren, desto mere brændstof kan der tilføreres og ydelsen på motoren maksimeres. Turboladeren har et fast rumfang, men mængden af luft som turboladeren kan tilføre forbrændingen varierer med omdrejningerne. Dvs. jo koldere luften er og jo flere omdrejningerne turboladeren yder, desto mere luft og, i forlængelse deraf, brændstof kan der tilføres forbrændingskammeret. For at sikre at motoren har den nødvendige mængde luft til rådighed søger man at opretholde et lille overtryk i det rum, hvorfra turboladeren henter luften. På m/t Oraholm er dette i det centrale maskinrum (Lokation 1, 4 og 10). Se bilagsmappe, side 7-‐11. Omvendt skal alt hvad der føres ind i forbrændingskammeret varmes op til forbrændingstemperatur og dette kræver energi. Dvs. jo koldere luften er desto mere skal den varmes op og yderligere energi forbruges. Ved sejlads i tropiske områder er luftfugtigheden høj. Dette bevirker at den luft som ledes ind til turboladeren har et højere vanddampindhold ind det er tilfældet ved sejlads i tempererede omgivelser. Hvis denne mængde vanddamp bliver tilført forbrændingen bevirker det, at en mængde af den energi, som kommer fra brændstoffet bruges til at varme vanddamp op i stedet for at skabe akseleffekt. Atmosfærisk luft består af ca. 1 procent vand og det er trods øget relativ luftfugtighed relativt små mængder vanddamp der er tale om. Derfor kan energispildet hertil undlades i beregningsmæssig sammenhæng. Thomas Gedsig Nielsen 4 Juni -‐2013 Side 26 af 46 <strong>A10063</strong>
Ventilationsoptimering Bachelorprojekt Anderledes ser det ud med tanke på vedligehold af hovedmotoren. Da man som nævnt tidligere er interesseret i at køle luften for derved at tilføre forbrændingen mere luft, kan der opleves problemer med høje relative luftfugtigheder. Dette er fordi, at efter luften har passeret turboladeren, ledes denne til en køleflade. Når luften her, køles ned, kondensere vandet, fordi den nu koldere luft ikke kan rumme vandindholdet. Dette kondensat vil agere som potentiel skadelegeme i motoren og bør derfor fjernes inden det når forbrændingen. Af samme årsag er motorer i dag udstyret med affugter i forbindelse med skylleluftskølingen. Man B&W har udført en række test på en motor af samme type som den på m/t Oraholm. Sejlads under tropiske forhold ved en temperatur på 45 ℃, relativ luftfugtighed på 60 procent og hovedmotoren kørende ved 75 procent last, vil ifølge testrapporten bevirke at 8200 kg vand/ døgn vil kondensere i forbindelse med skylleluftskøling. Af denne mængde, vil affugteren være i stand til at fjerne 7800 kg af kondensatet. Derved vil der på døgnbasis blive tilført forbrændingen 400 kg vand som vil optage energi ved fordampning. (MAN B&W) 21 Denne mængde udgør, med et brændstofforbrug på 10 t/døgn, 4 procent og har derfor relativ lille indflydelse på afgangseffekten fra motoren. Dog vil det være ønskeligt at nedbringe vandmængden yderligere og derved øge virkningsgraden for motoren. Sammendrag og kommentarer Det er en mulighed at holde klimaforholdende nogenlunde konstante i maskinrummet. Det vil imidlertid kræve meget store køle, varme og affugtningsanlæg, grundet den store mængde luft som skal tilføres maskinrummet. På et skib som m/t Oraholm vil dette være vanskeligt at implementere da pladsen er begrænset. Endvidere konkluderes det fra ovenstående, at luftbehandling ved indblæsning til maskinrummet vil have lille positiv virkning på brændstofforbruget og vedligehold på hovedmotor heller ikke nedsættes markant. Dog vil det i forbindelse med nogle af skibets andre processer, være en fordel at tilføre luft af kontrolleret beskaffenhed. Eksempelvis i forbindelse med startluft og procesluftkompressorerne. Disse skal, som det er i dag, affugtes flere gange dagligt og især ved høj relativ luftfugtighed. Dette gøres manuelt og omfanget af denne opgave vil, ved luftbehandling, blive kraftigt nedsat. 21 Se testrapport under bilagsmappe, side 3. Thomas Gedsig Nielsen 4 Juni -‐2013 Side 27 af 46 <strong>A10063</strong>
Page 2 and 3: Ventilationsoptimering Bachelorproj
Page 46: Ventilationsoptimering Bachelorproj

A10063 bachelorprojekt.pdf - Aarhus Maskinmesterskole Campus

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?