HANSA 10-2023

SCHIFFSTECHNIK | SHIP TECHNOLOGY
TGE Marine sieht ein starkes Interesse
an Ammoniak als Brennstoff und agiert
als kompetenter Partner, um kundenspezifische
Lösungen zu erarbeiten, die
die zukünftigen Bedürfnisse von Reedern,
Schiffsdesignern und Werften unterstützen.
Der Schwerpunkt liegt dabei
auf der optimalen Integration von Tankund
Brennstoffaufbereitungssystemen im
Schiffskörper, um maximalen Cargo Space
zu gewährleisten. Des Weiteren liegt
der Fokus auf niedrigen Betriebskosten
(OPEX) und einem Sicherheitssystem,
das der Toxizität dieses Brennstoffes
Rechnung trägt.
Alternative Treibstoffe bringen spezifische
Besonderheiten mit sich. Dies betrifft
insbesondere die Themen Korrosivität
und Toxizität neben der Brennbarkeit.
Diese sind bei der Konzeption der
Brennstoffversorgungssysteme zu berücksichtigen.
Materialauswahl aber
auch erhöhte Anforderungen an die
Dichtigkeit des Systems beeinflussen das
Design, zum Beispiel der Tanks und des
FGSS-Equipments. Aufgrund dieser Eigenschaften
werden entsprechend höhere
Sicherheitsanforderungen insbesondere
beim Umgang mit Ammoniak
an Bord eines Schiffes zu Grunde gelegt.
Eine weitere Herausforderung ist das
derzeit nicht vorhandene Regelwerk der
Klassifikationsgesellschaften und das der
IMO für Ammoniak-Brennstoffspeisesysteme.
TGE Marine arbeitet eng mit
den relevanten Gremien und den Industriepartnern
zusammen, um die Erfahrung
im Umgang mit diesen zukünftigen
Treibstoffen einzubringen.
Außerdem wurden erste projektspezifische
Designs für verschiedene
Anwendungen mit Ammoniakspeisesystemen
entwickelt, so z.B. für
Containerschiffe, Bulker und PCTCs
oder auch für MGCs und VLGCs. In diesem
Zusammenhang wurde auch ein
AiP (Approval in Principle) für eine
Konfiguration erteilt.
Es ist essenziell, dass die spezifischen
Anforderungen des Brennstoffspeisesystems
und insbesondere solche, die
entweder zukünftig für die Verwendung
alternativer Treibstoffe ertüchtigt werden
(Ready-Lösungen) oder solche, die vom
Tag 1 mit alternativen Treibstoffen betrieben
werden sollen, im frühen Stadium
des Schiffsdesigns berücksichtigt
werden. Es ist wichtig, weil das Schiffsdesign
durch diese neuen Systeme signifikant
beeinflusst wird und somit bei
nicht adäquater Berücksichtigung zu unerwarteten
Änderungen mit entsprechendem
kommerziellen Konsequenzen
führt. TGE Marine bietet deshalb
Reedereien, Werften und Schiffsdesignern
Beratung an, um gemeinsam
die erforderlich »Tailormade«-Lösungen
für die jeweilige Applikation zu entwickeln.
Autor: Dieter Hilmes
TGE Marine
BEN BUCHELE
Bilgewasser zügig und sicher abpumpen
Bei der Auslegung von Elektromotoren kann ein spezifischer Bedarf
schnell über die Möglichkeiten von Normmotoren hinausgehen.
Bei Elektromotorenhersteller BEN Buchele ist kürzlich ein
Pumpenmotor für Bilgewasser angefragt worden. Dieser sollte
eingedrungenes Wasser aus dem Maschinenraum des Schiffs zügig
wieder abpumpen. Weitere Angaben waren dem Hersteller
zufolge die Leistung mit 36 kW und eine Drehzahl von 3.600
Umdrehungen. Als Betriebsart wurde S1-Dauerbetrieb genannt.
Zudem wurde die Schutzart IP68 gefordert.
Üblich ist bei einem Pumpenmotor eine waagerechte Einbaulage
direkt an der Pumpe. In diesem Fall hatte der Kunde jedoch
einen senkrechten Einbau mit der Welle nach unten vorgesehen.
BEN Buchele schlug laut eigenen Angaben drei Motorvarianten
vor.
»Die eleganteste und sicherste Lösung ist in einem solchen Anwendungsfall
ein wassergekühlter und wenig Bauraum beanspruchender
Motor, der über eine hohe Leistung verfügt und dank der
Wasserkühlung keine Wärme an die Umgebung abgibt«, so BEN.
Ein solcher Motor sei gegen eindringendes Wasser geschützt, benötigt
jedoch immer ein Kühlaggregat. Vorgeschlagen wurde, den
Motor in eine bestehende Wasserzirkulation an Bord mit einzubinden,
was den Aufwand etwas verringere.
Alternativ sei der Einbau eines unbelüfteten Motors möglich
gewesen, der durch die umgebende Luft oder im Schiff auch
Feuchtigkeit und Wasser Wärme abführt. Unbelüftete Motoren
sind jedoch um einiges größer – für diese Anforderungen ist eine
Baugröße 280 vonnöten. Zudem funktioniert die Kühlung durch
die Umgebungsluft nicht so gut wie ein Lüfter oder die Wasserkühlung,
zumal in einem Maschinenraum auch höhere Temperaturen
herrschen können, so das Unternehmen. Die dritte Alternative
war kleinerer Motor der Baugröße 200 mit integriertem
Lüfter. Diese Variante war insgesamt die günstigste Lösung für
den Pumpenmotor. Anhand des Massenträgheitsmoments, also
der Welle mit Rotor, lässt sich einschätzen, wie groß ein Motor ist.
Bei der Baugröße 200 ergibt sich nur noch ein Drittel des Massenträgheitsmoments
einer Baugröße 280.
Riskant ist laut BEN Buchele der Lüfterbetrieb, wenn das Wasser
zu hoch steigt. Zwar befindet sich der Lüfter oberhalb des Motors
und wird vom Wasser zum Schluss erreicht, jedoch muss der Lüfter
im Ernstfall gegen den hohen Widerstand des Wassers arbeiten
und würde Verluste in den Motor einbringen. Der Motor könnte
trotz dem umgebenden kalten Wasser überhitzen und ausfallen.
Um dieses Szenario zu verhindern, hat BEN Buchele eine Motorvariante
mit Lüfter und einer sogenannten Rutschkupplung erdacht.
Eine Rutschkupplung ist eine Sicherheitseinrichtung, die
ein störungsfreies Weiterdrehen des Motors erlaubt. Die Rutschkupplung
kuppelt aus und der Motor wird vor Überhitzung bewahrt.
Beim lüfterbetriebenen Motor wird die Kupplung zwischen
Welle und Lüfter platziert. Sie verfügt über Reibflächen, die einen
gewissen Widerstand haben. Wenn der Gegenwiderstand durch
den Lüfter, der im Wasser zu drehen versucht, zu groß wird, also
ein gewisses Drehmoment erreicht wird, gleiten die Reibflächen
auseinander und der Lüfter wird ausgekuppelt, so der Hersteller.
Der Motor kann ohne Lüfter weiterlaufen – kühlend wirkt in dem
Moment das umgebende Wasser.
Da Rutschkupplungen Standardprodukte sind, bleibt der luftgekühlte
Motor nicht zuletzt aufgrund der geringeren Baugröße
und des entsprechend geringeren Materialeinsatzes auch mit der
Zusatzfunktion Rutschkupplung preislich attraktiv, heißt es. Zwei
zusätzliche Tools zur Sicherheitsüberwachung sind Bestandteil jedes
Motors dieser Schutzart (ab IP56), nämlich eine Stillstandsheizung
sowie ein Thermofühler.
RD
HANSA – International Maritime Journal 10 | 2023
51