Energiehuishouding
van de sleephopperzuiger
llo!vox Terranova'
Laurens Stigter
Technische Universiteit Delft Faculteit Ontwerp, Constructie en Productie Subfaculteit Wertuigbouwkunde & Maritieme Techniek Vakgroep Maritieme Installaties apnl 1999
Voorwoord
Di f rapport is geschreven in het kader van mijn opleiding Werktuigbouwkunde bihnen de afstudeerrichting Maritieme installaties. Deze opleiding maakt deel uit van de faculteit
Ontwerp, Constructie en Productie van de Technische Universiteit Delft.
!Het rapport is het resultaat van onderzoek dat ik in opdracht van IHC Holland heb verricht naar de energiehuishouding van de sleephopperzuiger "Volvox Terranova'. IDit onderzoek dient als vooronderzoek naar mogelijkheden ter verbetering van de
.energiehuishouding van sleephopperzuigers..
De snelle lezer zou ik willen aanbeveleneerst de evaluatie in hoofdstuk 13 te
Wanneer aanvullende informatie gewenst is, kan vervolgens het betreffende hoofdstuk geraadpleegd warden.
Lezers die niet bekend zijn met de functie van een sleephopperzuiger verwijs ik now ihoofdstuk 2. In dit hoofdstuk wordt ingegaan op het belastingpatroon van een
sleep-hopperzuiger.
Voor de velé nuttige informatie die voor dit rapport is verstrekt, wil ik de verscheidene vakspecialisten van de business units MT!, Dredgers en Parts & Services van IHC
Holland bedanken. Zonder hun informatie zou dit eindresultaat niet zijn. bereikt.
Laurens Stigter
Delft, april 1999'
Voorwoord
Inhoudsopgave
tinhoudsopgavo
Voorwoord
-
... , , a. ,... _
IIInhoudsopgave ... a .,. - ...,, a ,..,..., a '.-ni,44i, 4 ,.,. ._.., ;44 1111
Figurenlijst
...
1,14 1.1 . iF.._ -.4:-.4i Ei. i...7,444 .:] .E E ..;E1EE... 1;1'4.3 ...:
i, . , VIITabellenlijst. ...., _ , ,. ,,,,.. ,
....,._ . __,..., ... _..,..._
.IX,Samenvatting . ,
4.3.1 Havengenerator a _ 23
4.3.2 Noodgenerator , 23
4.4 Elektrische balans 23
4.4.1 Elektrische balans sleepzuigen, varen, walpersen en havenbedrijf 23
4.4.2 Elektrische balans avenge bedrijfscondities . . .
, ...
245 Koefwatersysteem . J ( 25
5.1 Principe van koelwatersysteern .
..,_
. 255.2 Zoetkoelwatersystemen . . . a 25
5.2.1 Koelwatersysteem stuurboordmotor , 26
2,
Inleiding
...
...Belastingpatroon van sleephopperzuiger "Volvox Terranova" ...
2.11 Beknopte beschrijving Terranova .
3 3 2.1.1 Afmetingen en vemlogen
,...
. . . . 2.1.2 indeling schip...,
. 3, 2.2 Belastingpatroon 5 2.2.1 Havenbedrijf . . . a 6 2.2.2 Varen .6 3 Machinekamer...
. 13 3.1 Indeling machinekamer ,3.2 Overzicht Inzet dieselmotoren tijdens verschillende bedrijfscondities 15
3.3 Overbrengingsverliezen in machinekamer 16
3.4 Specificatie dieselmotoren 16
3.4.1 Geinstalleerd verrnogen a 17
3.4.2 Rendementmotoren .,,. 17
4 Elelctrisch systeem
.. .
.F. .0 V 194.1 Principe van elektrisch systeem
too
-4.2 Bakboord-, stuurboord- en middengeneratoren . 19
4.2.1 Bakboordgeneratoren,
...
..
194.2.2 Stuurboordgeneratoren
...
... ,... ..
214.2.3 Middengeneratoren , , 22
4.2.4 Overzicht inzet hoofd- en middengeneratoren
, ... ... 22
4.3 Haven- en noodgenerator 23
3
6 2.2.3 Baggercyclus
Energiehuishouding Terranova
5.2.3 Koelwatersysteem bakboordmotor 27
5.2.4 Hulpkoelwatersysteem voor- en achterschip 28
5.3 Koelwaterbalans 29
5.3.1 Koelwaterbalans hoofdmotoren en middenmotor 29
5.3.2 Koelwaterbalans hulpkoelwatersystemen 31
6 Thermische oliesysteem 33
6.1 Principe van thermische oliesysteem 33
6.1.1 Beschrijving thermische oliecircuit 33
6.1.2 Beschrijving regeling thermische oliesysteem 34
6.2 Capaciteit thermische oliesysteem 35
6.3 Verbruikers van warmte uit thermische oliesysteem 35
6.4 Thermische oliebalans 38
6.5 Afvoergassenbalans 39
7 Schroeven 43
7.1 Voortstuwingsschroeven 43
7.1.1 Toegevoerd vermogen tijdens sleepzuigen 44
7.1.2 Toegevoerd vermogen tijdens varen 46
7.1.3 Toegevoerd vermogen tijdens walpersen 46
7.1.4 Toegevoerd vermogen tijdens overige condities 47
7.2 Boegschroeven en hekschroef 47
7.2.1 Specificatie boegschroeven en hekschroef 47
7.2.2 Toegevoerd vermogen tijdens sleepzuigen 48
7.2.3 Toegevoerd vermogen tijdens varen 49
7.2.4 Toegevoerd vermogen tijdens walpersen 50
7.2.5 Toegevoerd vermogen tijdens overige condities 50
7.3 Balans van door schroeven opgenomen vermogen 50
8 Pompen 51 8.1 Jetpomp 51 8.1.1 Specificatie jetpomp 51 8.1.2 Inzet jetpomp 51 8.2 Walperspompen 52 8.2.1 Specificatie walperspompen 52 8.2.2 inzet walperspompen 53
8.2.3 Toegevoerd vermogen aan walperspompen 53
8.3 Onderwaterpomp 54
8.3.1 Specificatie onderwaterpomp 54
8.3.2 Locatie onderwaterpomp 54
8.3.3 Toegevoerd vermogen aan onderwaterpomp 55
8.4 Balans van door pompen opgenomen vermogen 57
9 Hydra u lie k systeem 59
9.1 Centrale hydraulieksysteem 59
9.1.1 Hoofdpompen 60
9.1.2 Hulppompen 61
9.2 Schakeling van hydraulische cilinders 61
. .
...
..
....
...
....
....
...
. ....
.... ... ,...,..
.... N.
...
. .Inhoudsopgave
9.3 Installaties aangesloten op hydraulieksysteem 62
9.3.1 Grote verbruikers 63 9.3.2 Kleine verbruikers 65 9.4 Maatgevende verbruikersgroep 66 9.4 Hydrauliekbalans 67
10 Klimaatinstallatie
69 10.1 Unitheaters 69 10.2 Ventilatoren 69 10.2.1 Toevoerventilatoren 70 10.2.2 Jetventilatoren 70 10.2.3 Afzuigventilatoren 71 10.3 Airconditioning 71 10.3.1 Voorschip 72 10.3.2 Achterschip 72 10.4 Klimaatsysteembalans 7211 Invloed van klimaat op energiehuishouding 75
11.1 Invloed van klimaat op thermische oliesysteem 75
11.2 Invloed van klimaat op koelwater-, ventilatie- en airconditioningssysteem 76 11.3 Invloed van klimaat op hoeveelheid afvalwarmte 77
11.3.1 Afvoergassen 77
11.3.2 Koelwater 78
11.4 Invioed van klimaat op dieselmotoren 78
12 Overzicht energiestromen tijdens verschillende bedrijfscondities 79
12.1 Totaalschema 79
12.1.1 Uitleg bij totaalschema 79
12.1.2 Aannamen bij opstellen van totaalschema 80
12.2 Verdelingsschema 81
13 Evaluatie
8313.1 Gebruik van geinstalleerde vem-logen 83
13.2 Beschikbaarheid van restwarmte 84
13.2.1 Onderscheid in restwarmte 85
13.2.2 Hoeveelheid restwarmte 85
13.2.3 Benutting van restenergie 86
13.3 Invloed van omgevingscondities op energiehuishouding 87
13.3.1 Invloed van klimaat 87
13.3.2 Invloed van grondsoort 89
13.3.3 Invloed van avenge omgevingscondities 89
Bijlage 1: Toelichting opstelling aandrijving 1
Bijlage 2: Effectieve druk als functie van toerental 3
Bijlage 3: Toelichting bij aanpassing hydrauliekvermogen 5
Bijlage 4: Elektrische balans 7
Bijlage 5: Bepaling elektrische balans tijdens overige condities 17
...
. . . . . . ....
. ....
; . ....
. . . . . . . ......
. . ....
. ....
Energiehutshouding Terrenocia
Bijlage 6: Koelwatersysteem . .
Bijlage 7: Bepaling koelwaterbalans .
.... ..
. 25,Bijlage 8: Hulpkoelwaterbalans . 29'
Bijlage 9: Thermische oliesysteem ...
...
Bijlage 10: Thermische oliebalans . 331
Bijlage 11: Bepaling afvoergassengegevens 37
BijIage 12: Sleepkop snijkrachten 49
Bijlage 13: Overzicht baggerleidingen - q 51
Bijlage 14: Berekening toegevoerde energie ,aan onderwaterpomp
... 53
BijIage 15: Hydraulieksysteem 57
Bijlage 16: Hulp-hydraunekpompen . , r 59
Bijlage 17: Deiningscompensator 61
Bijlage 18: Totaalschema r a 63
Bijlage 19: Bepaling restwarmtestromen
...
. 65Bijlage 20: Verdelingsschema ne I I 67
23
Figurertlijst
Figurenlijst
IFiguur 1: Algemeen plan Terranova . 4
iFiguur 2: Schip met zuigbuis . 5
iFiguur 3: Opbouw zuigbuis ,...,-. _
7Figuur
4: Lay-out machinekamer
...
._
14Figuur 5: Lay-out elektrisch systeem . 20
figuur 6: Koelwaterwarmtestromen BB- en SB-motor
..
30Figuur 7: Koelwaterwarmtestromen in verhouding tot motorvermogen 3Q
Figuur 8: Benutbare energie in afvoergassen 40
Figuur 9: Benutbare energie in afvoergassen in verhouding tot motorvermogen 41
Figuur 10: Plaats van voortstuwingsschroeven, boegschroeven en hekschroef 43
IFiguur 11: Krachtenevenwicht zonder en met gebruik boegschroeven en
ihek-schroef 49
Figuur 12: Schematische voorstelling zuigbuis
_
56Figuur 13: Principeschema hydraulieksysteem k . 59
Figuur 14: Schakelingen van hydraulische cilinders.
...
62Figuur 15: Situatie tijdens.bewegen van . 63
Figuur
.
Tabellenlijst
Tabel 1: Inzet dieselmotoren tijdens verschillende bedrijfscondities _ ... 15 -label 2: Rendement dieselmotoren bij verschillende motorbelastingen 18
Taber 3: Gegevens hoofd- en middengeneratoren .. 19
label 4: Inzet hoofd- en middengeneratoren
.... ...
22label 5: Gegevens havengenerator . . ,...,
.... ,
. 23Tabel 6: Gegevens noodgenerator 444 23
label 7: Elektrische balans voor bedrijfscondities sleepzuigen, varenc,
wet-persen en havenbedrijf 24
Tabel 8 Elektrische talans voor avenge condities 24
label 9
Koelwaterwarmtestromen BB-, M- en SB-motor bij verschillendebelastingen 29
Tabel 10: Warmte afgevoerd 'door hulpkoelwatersystemen tijdens. verschillende
bedrilfscondities 31
.Tabel 11: Thermische oliebalans ., 39
label 12: Afvoergassengegevens lbakboordmotor 40
Tabel 13: Afvoergassengegevens stuurboord- en middenmotor
...
40label 14: Overzicht opgenomen vermogen voortstuwingsschroeven tijdens
verschillende bedrijfscondities .50
Tabel 15: Overzicht opgenomen vermogen boegschroeven en, hekschroef
tijdens verschillende bedrijfscondities 50
label 16: Overzicht energieverbruik pompen fijdens verschillende
bedrijfs-condities .57
label 17: Eigenschappen van de cilinders van de bokken .1.1.1C 64
Tabel 18: Eigenschappen van de cilinders van de bodemdeuren 65
label 19: Hydrauliekbalans voor bedrijfscondities sleepzuigen, varen
wal-persen en havenbedrijf 67
label 20: Hydrauliekbalans voor avenge condities.
label 21: Overzicht klimaatsystemen 73
label 22: Invloed klimaat op warmtebehoefte 76.
Tabel 23: GeInstalleerde en opgenomen vermogens van verscheidene
installaties 77
label 24: Invioed aanzuigtemperatuur op benutbare afvoergassenenergie.... ,,,,k?.. 77
Tabel 25: Invioed aanzuigtemperatuur op energie in koelwater . .
. _ .,
78label 26: Daling energie afvoergassen en koelwater 88
label 27: Invloed klimaat op restenergie na de thermische olieketels. . . 88
TabellenbIst
Samenvatting
Samenvatting
Een sleephopperzuiger is een baggerschip dat in staat is grand, zoals die wordt aan-getroffen op de bodem, op te zuigen, te verplaatsen en elders te storten.
Omdat er de laatste jaren vanuit de markt behoefte is ontstaan aan sleephopperzuigers die een hoge produktie kunnen leveren, is scheepswerf INC schepen gaan afleveren met een groat laadvermogen en een hoge vaarsnelheid. Dit heeft er toe geleid dat het geinstalleerde motorvermogen in sleephopperzuigers sterk is toegenomen.
Als gevolg van deze schaalvergroting zijn er wellicht nieuwe mogelijkheden am efficien-ter gebruik te maken van beschikbare energie en gelnstalleerd vermogen. In dit rapport is daarom de energiehuishouding van een voorbeeldschip in kaart gebracht. Gekozen is voor het schip "Volvox Terranova". Met behulp van de analyse van dit schip kunnen in een later stadium ideeen warden ontwikkeld die een efficientere energiehuishouding
mogelijk maken.
Bij het in kaart brengen van de energiestromen is allereerst een beschrijving gegeven van het belastingpatroon van een sleephopperzuiger. Hierbij komt naar voren dat het belastingpatroon uit een aantal taken (bedrijfscondities) bestaat, waarbij per taak ver-schillende systemen warden ingezet.
Vervolgens is per systeem informatie gegeven over: werkingsprincipe
energieconsumptie tijdens de verschillende bedrijfscondities
Bij systemen waarbij restwarmte vrijkomt, is per bedrijfsconditie aangegeven hoeveel
restwarmte er vrijkomt.
Daarna is ingegaan op de invloed van het klimaat op de verschillende systemen. In een overzichtsschema is vervolgens aangegeven wat de energieconsumptie en de rest-warmteproduktie van de verschillende systemen is tijdens de afzonderlijke bedrijfs-condities.
Tenslotte is aan de hand van de volgende vragen de energiehuishouding van de Terranova geevalueerd:
wordt er efficient gebruik gemaakt van het geinstalleerd vermogen ? welke restwarmtestromen vinden er pleats?
wat is de invloed van omgevingscondities op de energiestromen ? Bij deze evaluatie is het volgende naar voren gekomen:
de indeling van de machinekamer is dusdanig dat tijdens varen geen gebruik ge-maakt kan warden van een gedeelte van het geInstalleerde dieselvermogen, het geschikt maken van een dieselmotor voor het aandrijven van een baggerpomp gaat ten koste van het maximale vermogen van de motor.
het geschikt maken van een dieselmotor voor het aandrijven van een baggerpomp veroorzaakt een stijging in de warmte die met het koelwater wordt afgevoerden een
gEnergiehuishouding Terranova
<Wing in de benutbare warmte die met de afvoergassen wordt afgevoerck Bovendien komt de warmte op een lager temperatuumiveau vrij.
in tropisch klimaat is er tijdens alle bedriffscondities een overschot aan benutbare restwarmte. Omdat de motoren wisselend worden belast bij de verschillende be-drijfscondities, wisselt de hoeveelheid restwarmte.
in een koel klimaat neemt de benutbare restwarmte van de dieselmotoren af. Bij een pomp-aandrijfmotor treedt dit verschijnsel in sterkere mate op.
het is niet mogelijk am een eenduidig belastingprofiel op te stellen voor een sleep-, hopperzuiger, omdat er een groat aantal wisselende factoren van invloed is.
Ilinleiding
Een sleephopperzuiger is een baggerschip dat in staat is grond, zoals die wordt aan-. getroffen op de bodem, op te zuigen, te verplaatsen en elders te storten. Om deze verschillende taken uit te kunnen voeren, wordt gebruik gemaakt van een groat aantall werktuigkundige installaties.
Vanuit de markt is er de laatste jaren behoefte ontstaan.aan sleephopperzuigers die een hoge produktie kunnen leveren. Scheepswerf IHC heeft hierop ingespeeld door
schepen af te leveren met een groat laadvermogen en een hoge vaarsnelheid. Dit heeft ertoe geleid dat het geinstalleerde motorvermogen in sleephopperzuigers sterk is toegenomen.
Met net toenemen van het vermogen is het belangrijk cm de energiehuishouding in de gaten te houden: als gevolg van de schaalvergroting dienen zich wellicht nieuwe moge-. lijkheden aan om efficienter gebruik te maken van beschikbare energie en igeinstalleerd
vermogen.,
IHet doel van dit rapport is het zorgvuldig analyseren van de energiestromen van een sleephopperzuiger tijdens de verschillende bedrijfscondities. Met behulp van deze analyse wordt duidelijk welke energiestromen er plaatsvinden, waarom deze energie-stromen plaatsvinden en door welke factoren deze energieenergie-stromen warden beinvloed. Aan de hand hiervan kunnen in een later stadium ideeen warden ontwikkeld dieeen efficientere energiehuishouding, mogelijk maker.
Er is voor gekoien de analyse van de energiestromen aan de hand van een voorbeeld-schip te doen, te weten de sleephopperzuiger "Volvox Terranova". Dit moderne voorbeeld-schip heeft een hoog geinstalleerd vermogen en leent zich derhalve goed voor het onder-zoek. Bovendien is het schip recent afgeleverd, waardoor het eenvoudig is om
tech-nische informatie te verkrijgen.
De benodigde informatie is verkregen via de verschillende vakspecialisten die bij het ontwerp van de Terranova betrokken waren. 'Het gaat hier vrijwell zonder uitzondering
om inforrnatie die bij de bouw van het schip bekend was; wear tgebrdik is ,gemaakt van
metingen, is dit aangegeven.
De indeling van het rapport is als volgt. In lhoofdstuk 2 wordt aangegeven hoe het belastingpatroon van de Terranova er uitziet. In hoofdstuk 3 en 4 wordt vervolgens ingegaan op systemen waarbij mechanische en elektrische energie wordt opgewekt. Daarna wordt in de hoof dstukken 5 tot en met 10 bekeken welke energie-omzettingen er in het schip benodigd zijn am de verscheidene taken, zoals die voortkomen uit het
belastingpatroon, te kunnen vervullen.
In hoofdstuk 11 wordt de invloed van het klimaat op de energiehuishouding bekeken. Daarna wordt in hoofdstuk 12 op basis van de gegevens, zoals opgesteld in de voorgaande hoofdstukken, een totaaloverzicht van de energiehuishouding gegeven..
2
Belastingpatroon van sleephopperzuiger
Vo'vox Terranova'
Een sleephopperzuiger is een schip dat als doel heeft het verplaatsen van grond (varierend van sub tot brokken gesteente), zoals die op de bodem wordt aangetroffen. Teneinde dit doel te bereiken, doorloopt het schip tijdens zijn bedrijf verschillende fasen (bedrijfscondities). Net doel van dit hoofdstuk is een beknopte beschrijving te geven van deze fasen voor de Volvox Terranova om duidelijk te maken welke installaties een rol spelen tijdens de verschillende fasen.
In dit hoofdstuk zal allereerst een korte beschrijving van de Terranova worden gegeven,
waarna zal worden ingegaan op het belastingpatroon van dit schip.
2.1 Beknopte beschrijving Terranova
De beschrijving van de Terranova vindt plaats aan de hand van figuur 1.
2.1.1 Afmetingen en vermogen
De hoofdafmetingen en het vermogen van de Terranova zijn ala volgt:
Hoofdafmetingen:
lengte o.a. 159,80 m
breedte 29,00 m
diepgang bij "dredging mark" 12,80 m
laadvermogen 20,000 m3 / 27.900 ton GeInstalleerd vermogen: bakboord motor (BBM) 11.880 kW middenmotor (MM) 5400 kW stuurboordmotor (SBM) 10.800 kW havengenerator 1280 kW noodgenerator 110 kW 2.1.2 Indeling schip
De machinekamer bevindt zich in het achterschip, evenals vrijwel alle hulpsystemen. De walperspompen en de jetpomp worden direct aangedreven door dieselmotoren en bevinden zich in de pompkamer, direct voor de machinekamer. Net schip heeft een onderwater-zuigpomp. Deze wordt middels een elektrische as door een dieselmotor aangedreven, waarbij de pomp dus het toerental van de motor volgt.
Het dekhuis is op de voorzijde van het schip geplaatst. Dit heeft te maken met de
gewichtsverdeling. In het achterschip zijn zware installaties als motoren en pompen
geplaatst; het gewicht van het dekhuis op het voorschip compenseert dit gewicht
enigszins.
(raz-T1 1...ff inn am . 410.111M18 alai a mat..
U.
Rome assehorAmrt. - e_mr gralas mat_
a.
emt.
INA
SW
fee.to !eft._ nem
_ _ MON E. es t Pi MP= Or Mean m. NW. Soya 0 MTV MA fa! -irW4 I 4" t
Voorin het schip bevinden zich de koelwaterpompen voor de hoofdmotoren en voor het koelwatersysteem in het voorschip, evenals de koelinstallaties voor de proviandkoeling en airconditioning. De ballasttank is gesitueerd in de voorpiek, de INFO bunkers en
MDO bunker bevinden zich aan weerszijden van het schip.
Het schip wordt aangedreven door twee diesel-hoofdmotoren. De beide hoofdmotoren drijven aan de achterzijde, middels een tandwielkast, een verstelbare schroef en twee generatoren aan. Tussen de hoofdmotoren staat een kleinere dieselmotor opgesteld die aan de achterzijde twee generatoren aandrijft. Met behulp van deze generatoren wordt de voor de onderwatermotoren benodigde stroom opgewekt. Deze motoren (twee stuks) bevinden zich op de zuigbuis en drijven in serie de ondenvaterpomp aan.
De hoofdmotoren en de middenrriotor drijven aan de voorzijde pompen aan: de bak-, boordmotor drijft een jetpomp aan, de midden- en stuurboordmotor drijven elk een
perspomp aan.
Verder beschikt het schi,p over een havengeneratorset. Deze kan tijdens havenbedrijf gestalt worden als de walvoedingaansluitingi niet gebruikt wordt. Voor noodsituaties is er een noodgenerator geinstalleerd.
Ten behoeve van manoeuvreer- en positioneringsdoeleinden beschikt de Terranova over twee boegschroeven en een hekschroef.
De Terranova heeft een. zuigbuis aan stuurboordzijde en optioneel een buisaan bakboordzijde. Op de stuurboord-zuigbuis bevindt zich de elektrisch aangedreven onderwaterpomp. Anders dan bij bestaande sleephopperzuigers met onderwaterpomp bevindt deze zich niet op de bovenbuis maar op de onderbuis (zie figuur 2). Hierop wordt in hoofdstuk 8 ingegaan.
onderbuis onderwaterpomp
huidaanslOitino
Figuur 2 Sahib met zuigbuis
2.2 BelastIngpatroon
Het belastingpatroon van het schip kart, grofweg in de volgende fasen worden verdeelab
Belestingpatroon
bovenbuis platvorm
Energiehuishouding Terranova
varen over een langere afstand tussen twee opeenvolgende baggerprojecten uitvoeren van de baggercyclus, waarbij het schip zijn eigenlijke functie vervult. Deze baggercyclus bestaat ook weer uit een aantal fasen.
Hiema zal achtereenvolgens worden ingegaan op de fasen havenbedrijf, varen en de baggercyclus. Daarbij zal duidelijk worden welke installaties er tijdens de betreffende fase werkzaam zijn.
In overleg met verschillende vakspecialisten is een afschatting van de tijdsduur gemaakt van de verschillende condities; deze tijdsduur is bij elke conditie vermeld. In werkelijkheid is er veel variatie in tijdsduur mogelijk.
2.2.1 Havenbedrijf
Tijdsduur 7 we ken per jaar
Het schip zal van stroom warden voorzien door de walvoeding of - als de prijs van de stroom te hoog is - door de havengenerator. De hoofdmotoren en de middenmotor staan normaal gesproken afgeschakeld. Aileen wanneer er zware kranen of andere elektrische installaties aan boord worden gestalt, ken het voorkomen dat een van de hoofdmotoren gestalt wordt.
2.2.2 Varen
Tijdsduur: 5 weken per jaar
Het schip is onbeladen en de maximum snelheid zal ongeveer 18,5 knoop bedragen. De middenmotor staat afgeschakeld.
2.2.3 Baggercyclus
Tijdsduur: 40 weken per jade
De baggercyclus bestaat, zoals eerder vermeld, uit een aantal fasen. Dit zijn: onbeladen varen
neerlaten van de zuigbuis laden van de hopper hijsen van de zuigbuis beladen varen
legen van de hopper positioneren
De verschillende fasen van de baggercyclus zullen hierna uiteengezet worden.
Onbeladen varen Tijdsduur: 60 minuten
Er wordt van de stortplaats gevaren naar de locatie waar er gezogen wordt(deze
Afhankelijk van de vaaraf stand zijner twee mogelijkheden voor de middenmotor de motor is afgeschakeld
de motor draait "low idle"
Met dit laatste wordt aangeduid dat de motor op gered'uceerdi toerental draait err geen asverrnogen !evert.
Needaten van de zuigbuis Tijdsduur: 8 minuten
Als het schip het zuigvak heeft bereikt, kan de zuigbuis neergelaten warden: De snelheid van het schip zal dan ongeveer 2 tot 3 knopen bedragen. Deze
voorwaartse snelheid is vereist omdat het schip op het moment dat de sleepkop de grond raakt zeker niet achteruit mag varen, dit kan tot grote schade aan de zuigbuis en andere onderdelen leiden. Door vooruit te varen wordt voorkomen dat het schip door golven, wind of stromingsverschillen achteruit wordt gezet.
De zuigbuis zit als volgt in elkaar (zie figuur 3).
;VIMICITICA:elaWa. S. 10.1 Mondbok . Sleepkop a. Cardan -v4cd-,34, ' or' Tussenbok Scharnier
/
Jetleiding/
F. rws la - ;rnotriSi L;1 1 tyr, Zadel Bovenbuis ^111--Thinflifitle,0
I .1. Bochtwagen _-
- - Onderbuis i ( " 1÷77-'Figuur 3. Opbouw zuigbuis
Belaangpatroon
-Glijdstuk
Bochtstuk k
Zuig & perszakken
Het bovenste gedeelte dat aan de doorlaat in de romp wordt gekoppeld, wordt het bochtstuk genoemd. Dit gedeelte kan - als de buis is aangekoppeld - draaien om een zijwaarts uit het schip gerichte as, waardoor het mogelijk is de zuigbuis in het verticale vlak te bewegen. Het bochtstuk is door middel van een schamieraan de
Energiehuishouding Terranova
horizontale vlak kan bewegen ten opzichte van het schip. Aan de onderzijde van de bovenbuis is via een cardan de onderbuis gemonteerd. Dit cardan maakt het mogelijk de onderbuis in twee richtingen (horizontaal en verticaal) ten opzichte van het schip te bewegen. In de onderbuis is de onderwatermotor aangebracht (de buis
in de figuur heeft geen onderwaterpomp). Aan de onderzijde van de onderbuis bevindt zich de sleepkop. Deze kan om een as draaien door de hartlijn van de onderbuis, waardoor de sleepkop oneffenheden op de bodem beter kan volgen. Voor het overboard zetten van de zuigbuis zijn twee bokken beschikbaar en een platform met daarop de bochtbok (zie figuur 2). Met behulp van due lieren (bocht-, midden- en sleepkoplier) wordt de zuigbuis tilt de zadels getild waarin hij ligt. De
lieren warden elektrisch aangedreven. Ms de zuigbuis uit zijn zadels is gelicht, bewegen de twee bokken en het platform naar buiten (alien warden hydraulisch geactiveerd). Het naar buiten bewegen van de bokken kost ongeveer een minuut. Als de zuigbuis ver genoeg buitenboord hangt, kunnen de drie lieren gevierd
warden. De bochtstuklier wordt net zolang gevierd totdat het bochtstuk zich voor de huidaansluiting van de zuigbuis bevindt, de andere lieren uiteraard net zo lang totdat de sleepkop de grand raakt.
De elektromotoren van de zuigbuislieren warden bij het vieren gebruikt am debuis
mee af te remmen, zij leveren hierdoor stroom aan het net. Als de energie die aan het net wordt terug geleverd groter is dan de energie die door de elektrische verbruikers wordt gevraagd, wordt de elektrische rem afgeschakeld en grijpt er een mechanische rem in.
Laden van de hopper
Tijdsduur: 60 minuten
De snelheid tijdens het baggeren zal ongeveer 2 tot 3 knopen bedragen. De opti-male snelheid van het schip ten opzichte van de bodem hangt onder andere at van
de grondsoort.
Zodra het bochtstuk aan de huidaansluiting is gekoppeld, zal de onderwaterpomp gestalt warden. Vanaf het moment dat de sleepkop over de grand sleept, wordt er mengsel van de bodem opgezogen. De onderwaterpomp pompt dit mengsel door de zuigleiding de hopper in.
Om het toevloeien van grand naar de sleepkop te verbeteren, wordt een jetpomp gebruikt die de grand op de bodem losspuit zodat het zuigproces beter verloopt.
Doordat de sleepkop een flinke weerstand over de bodem ondervindt, zal er aan stuurboordzijde een reactiekracht op het schip aangrijpen (ter plaatse van de
huid-aansluiting). Om deze kracht te compenseren zal de stuwkracht van de schroef aan stuurboordzijde hoger moeten zijn dan aan bakboordzijde; afhankelijk van de om-standigheden levert de bakboordschroef zelfs geheel geen stuwkracht.
Voor het positioneren en het compenseren van het moment dat de sleepkop op het schip veroorzaakt, wordt tevens gebruik gemaakt van boegschroeven, hekschroef en roeren. Doordat er aan stuurboordzijde een flinke stuwkracht wordt opgewekt door de schroef, zal het effect van het gebruik van het stuurboordroer groat zijn.
Belasbngpatroon
Bij het laden van de hopper stroomt er mengsel binnen. Zodra dit in de hopper komt, zullen de vaste deeltjes bezinken. De hopper zal steeds voller worden totdat het niveau gelijk is aan dat van de overvloei. Als het am mengsel gaat dat niet bezinkt (mengsel met hele fijne korrels, zoals sub), mi er nu met laden gestopt warden. lndien er zwaarder materiaal gezogen wordt (grind of zand), dan kan er nog enige tijd doorgezogen warden; via de overvloeikoker stroomt het water dan tezamen met een zeker overvloeiverlies (bestaande uit vaste deeltjes) overboard.
De totale belading van de hopper wordt beperkt door:
het volume van de hopper (bij sub, dit heeft een loge dichtheid)
het toegestane laadvermogen (bij grof zand, dit heeft te maken met het minimale vrijboord dat gehandhaafd dient te warden)
overvloeiverliezen: als deze te groat worden, wordt er gestopt met zuigen (bij fijn zand, dit bezinkt slecht in de hopper)
De zuigbuislieren zullen tijdens het sleben gebruikt worden om het zuigproces te controleren. Als bijvoorbeeld de hoek tussen de onderbuis en de bodem te groat wordt doordat de diepte waarop gezogen wordt toeneemt, kan door het laten vieren
van de middenlier deze hoek weer gecorrigeerd warden.
Hijsen van de zuigbuis
Tijdsduur: 8 minuten
Het hijsen van de zuigbuis geschiedt in de omgekeerde volgorde in vergelijking met het neerlaten van de zuigbuis. Het verschil is echter dat voor het bewegen van de lieren nu elektrische energie vereist is.
Het ophijsen van de buis zal ongeveer drie minuten in beslag nemen. Als de zuig-buis eenmaal boven is, kost het nog ongeveer vijf minuten am de zuig-buis terug te leggen in de zadels (eerst wordt de huidaansluiting losgekoppeld, dan wordt de zuigbuis exact op de juiste hoogte gehangen, zodat de bokken naar binnen kunnen warden bewogen en vervolgens warden de lieren van de zuigbuis gevierd, zodat deze terugzakt in de zadels). Gemiddeld zullen over de gehele periode van acht minuten de liermotoren ongeveer vijf minuten draaien. Het near binnen bewegen van de bokken kost ongeveer een minuut.
Beladen varen
Tijdsduur: 60 minuten
Er wordt gevaren van de pleats waar er gezogen wordt naar de pleats waar er gestort wordt. Het schip is nu beladen en zal dus dieper liggen. Daardoor wordt de weerstand hoger en is de maximale snelheid lager dan bij onbeladen toestand (ongeveer 17,5 knoop). In theorie zal daardoor de vaartijd iets hoger zijn.
Energiehuishouding Terranova
Legen van de hopper
Voor het legen van de hopper bestaan drie mogelijkheden, afhankelijk van het project dat uitgevoerd wordt:
legen via de bodemdeuren (dumpen) walpersen
rainbowen
Dumpen
Tijdsduur 15 minuten
Hydraulisch bediende bodemdeuren worden geopend, waardoor het mengsel onder invloed van de zwaartekracht door de bodemdeuren verdwijnt.
lndien het lossen niet goed verloopt, zijn er de volgende mogelijkheden: iangzaam varen am zand aan de onderzijde weg te schuren
verdunnen en losspuiten van het mengsel door water in de hopper te pompen met behulp van de jetpomp
Het simultaan openen en sluiten van de bodemdeuren kost respectievelijk twee en vier minuten.
Walpersen / rainbowen
Tijdsduur: 60 minuten
Met de walperspompen die op de midden- en stuurboordmotor zijn aangesloten, kan mengsel uit de hopper warden gezogen via de zelfleegzuigkanalen. Dit mengsel wordt via een persleiding, die van de pompkamer over bakboordzijde naar de boeg loopt, overboord gezet. Voor het overboord zetten zijn er twee mogelijkheden:
persen via de walpersleiding: op de boeg zit een aansluiting waarmeede
persleiding van het schip aangesloten kan warden op een walpersleiding. Deze leiding transporteert het mengsel naar de juiste locatie.
rainbowen: indien het schip dicht bij de locatie kan komen waar het zand moet warden afgeleverd, wordt er bij de boegaansluiting een grote sproeier aange-sloten: het zandmengsel wordt hier onder druk met een grote boog uitgespoten. indien er walpersen train bowen wordt toegepast, dient er water aan het mengsel toegevoerd te warden, zodat het verpompbaar is. Dit kan op de volgende manieren
gebeuren:
met behulp van de jetpomp het mengsel in de hopper verdunnen
het mengsel in de leegzuigkanalen verdunnen met zeewater (hierop wordt in hoofdstuk 8 nog teruggekomen)
Tijdens bet walpersen / rainbowen mag het schip ter plaatse van de boegkoppeling niet teveel bewegen. Om op positie te blijven zullen daartoe de boeg-, hek- en voort-stuwingsschroeven warden ingezet. De benodigde stuwkracht hangt at van de sterkte en richting van stroming en wind.
aelastingpatrowe
eij het walpersen en rainbowen Warden dezelfde installaties ingezet. in dit.rapport warden ze dart oak gezien als een ibedrijfsconditie.
iT Positioneren
Tijdsduur 12 rainuten
Tijdens een baggercyclus zullen zich altijd situaties voordoen die niet met een van de bovenstaande bediijfscondities zijn beschreven. Als voorbeeld wordt genoemd het aankoppelen van de walpersleiding aan het schia.
Uitgedrukt in energieverbruik is de belangrijkste taak die het schip gewoonlijk zal hebben tijdens de avenge condities het positioneren van het schip; daarom wordt deze bedrbfsconditie met positioneren aangeduid. Voor deze situaties wordt aangenomen dat de boeg-, ihek- en voortstuwingsschroeven in dezelfde mate als tijdens walpersen warden ingezet.
3
Machinekamer
De machinekamer van een sleephopperzuiger is over het algemeen erg complex. Naast het leveren van energie benodigd voor bet varen, heeft de machinekamer tevens tot taak alle voor het baggerproces benodigde systemen van energie te voorzien.
Dit hoofdstuk beschrijft allereerst de indeling van de machinekamer, waarna wordt ingegaan op het gebruik van de dieselmotoren tijdens verschillende bedrijfscondities. Daama wordt kort ingegaan op overbrengingsverliezen in de machinekamer, zodat inzicht wordt verkregen in de optredende energieverliezen.
Tenslotte wordt een specificatie van de dieselmotoren gegeven. Hierbij wordt toegelicht welke modificaties hebben plaatsgevonden om de motoren geschikt to ma ken voor
baggerbedrijf.
31 Indeling machinekamer
In figuur 4 is de lay-out van de machinekamer gegeven. Hierbij valt direct op dat de bakboord- en stuurboord-aandrijflijn onder een hoek zijn geplaatst zijn ten opzichte van de hartlijn van het schip. De reden daarvoor is dat de aanstroming van de schroeven hierdoor verbetert in ondiep water (zie bijlage 1).
De machinekamer is als volgt ingedeeld (van voorzijde naar achterzijde):
aan de voorzijde van de motoren bevinden zich de centrifugaalpompen. Aan stuur-boordzijde een walperspomp, in het midden een walperspomp, en aan bakboord-zijde de jetpomp.
elke pomp word t aangedreven via een tandwielkast. Er kan gekozen worden uit twee reductieverhoudingen.
de luchtkoppelingen worden gebruikt om de pompen aan of af te koppelen, of om van overbrenging te wisselen.
de dieselmotoren drijven aan de voorzijde de pompen aan en aan de achterzijde de generatoren. De bakboord- en stuurboordmotor drijven elk tevens een schroef aan. Het nominale toerental van de motoren is 600 r.p.m.
Het toerental van de stuurboord- en de middenmotor varieert tijdens walpersen; bij het walpersen is het wenselijk met verschillende pomptoerentallen te kunnen
werken.
De middenmotor drijft met behulp van de middengeneratoren via het principe van
een elektrische as de onderwaterpompmotoren aan. Het toerental is daarbij variabel; het is wenselijk om tijdens baggeren het toerental van de pomp te kunnen varieren. aan de achterzijde van de motoren bevinden zich flexibele koppelingen die ervoor zorgen dater in het systeem niet te veel spanningen ontstaan.
Energiehuishouding Terranova Bovenaanzicht machinekamer n=130 r.p.m. +--- ---
---
---n=130 r p.m Zij- aanzicht SB / BB aandrijflijn 8Fger n=130 rpm Zij- aanzicht midden aandrijflijn HO_oaclooci000 tandwtelkast urt 1042 r p.m tend koppeling lager flexlbele koppeling walpers-Pomp --- ---flembele koppeling schroefas is afkoppelbaar rF1042 r.p.rn dieselmotor nommaal 600 r.p.m.lucht bediende koppeling (tandwielkast is afkoppelbaar) .64 nornnaal 600 r pm n=1009 r.p.rn dieselmotor nornmaal 600 r.p.m deseirnotor 1ml
4-
let-Pomp tandwielkast uit:2931330 r.p.m landwielkast tilt:1951259 rpm walpers. Pomp tandwiekast utt:195/259 r. prn Pomp PompFiguur 4 Lay-out machinekamer
---tandwtelkast generator
Machinekamer
met behulp van de stuurboord- en bakboord-tandwielkasten worden de juiste over-brengingen voor de schroefassen en de generatoren gerealiseerd.
De schroefassen kunnen warden afgekoppeld in de tandwielkast; dit gebeurt met behulp van een hydraulisch bediende koppeling.
De midden-tandwielkast bestaat uit een enkele overbrenging die ervoor zorgt dat de generatoren met het juiste toerental aangedreven worden.
tussen de tandwielkast en de eerste generator bevindt zich weer een flexibele
koppeling.
achter deze koppeling bevindt zich een van de twee synchrone generatoren. de twee generatoren zijn gekoppeld door middel van een tandkoppeling die zich tussen de generatoren bevindt. Deze koppeling wordt eenmalig ingesteld en met behulp hiervan kunnen de assen van de generatoren onder de juiste hoek met elkaar gekoppeld warden. Dit is van belang omdat er anders een fase-hoek kan ontstaan in de door de generatoren opgewekte stroom.
aan bakboord- en stuurboordzijde bevinden zich op de onderste uitgaande assen van de tandwielkasten de schroeven. De beide schroeven hebben een verstelbare spoed (controllable pitch propeller, afgekort: C.P.P.). Het nominale toerental van de
schroe-ven is 130 rpm.
Uit economisch oogpunt is ervoor gekozen am achter elke motor twee generatoren in serie te plaatsen. Er zou oak gedacht kunnen warden aan het installeren van den grate generator in pleats van twee kleinere; de kleinere generatoren zijn echter goedkoper in aanschaf en standaard leverbaar.
3.2 Overzicht inzet dieselmotoren tijdens verschillende bedrijfscondities
In onderstaande tabel is samengevat op welk toerental de dieselmotoren werken tijdens de verschillende bedrijfscondities.
Tabel 1 lnzet dieselmotoren ft/dens verschillende bedrijfscondities
Met de overige condities wordt bedoeld: positioneren, dumpen, zuigbuis overboard zetten en zuigbuis binnenhalen.
Bedrijfsconditie Bakboordmotor Middenmotor Stuurboordmotor Varen Sleepzuigen Walpersen Overigen 600 r.p.m. 600 r.p.m. 600 r.p.m. 600 r.p.m.
uit of "low idle" 420 - 600 r.p.m. 420 - 600 r.p.m. uit of "low idle"
600 r.p.m. 600 r.p.m. 420 - 600 r.p.m.
Energiehuishouding Terranova
Tijdens deze bedrijfscondities hoeven er geen baggerpompen aangedreven te worden. De hoofdmotoren draaien dan dus op nomineel toerental en de middenmotor staat at of
draait low idle.
3.3 Overbrengingsverliezen in machinekamer
Bij de verschillende mechanische omzettingen treden energieverliezen op.
De mechanische rendementen van de aandrijving van de schroeven, de pompen en de generatoren zijn als volgt (gegevens van ontwerp-afdeling):
tussen dieselmotor en schroef:
ildiesel.->schroef = ltandwielkast, schroefas rlschroefaslagers 0,98 .0,98 = 0,96 tussen dieselmotor en generatoren:
ridiesel generator = litandwiclkast, generatoras = 0,99
tussen dieselmotor en pomp:
ildieselpomp = iltandwielkast, pampas 0,98
3.4 Specificatie dieselmotoren
De hoofdmotoren en de middenmotor zijn van het zelfde type. De middenmotor heeft echter minder cilinders en zowel de midden- als de stuurboordmotor hebben een aangepaste drukvulgroep. Deze motoren zijn daardoor in staat tussen de 480 en 600 r.p.m. constant koppel te leveren.
Om dit te bereiken wordt gebruik gemaakt van een andere turbine; er wordt een turbine gebruikt die een kleiner doorlaatoppervlak heeft. Doordat de oppervlakte kleiner is 'evert de turbine bij een lagere massastroom afvoergassen meer vermogen dan bij een "normale" turbine het geval zou zijn. Hierdoor is er bij gereduceerd toerental meer vermogen ter beschikking voor de turbocompressor, waardoor een hogere vuldruk en koppel behaald kan worden.
Om te voorkomen dat als gevolg van de hogere luchtopbrengst de vuldruk bij hogere toerentallen te groot wordt, is er een "waste-gate" aangebracht. Deze begint vanaf ongeveer 85% van het nominate vermogen te openen, waardoor een gedeelte van de
uitlaatgassen langs de turbine geleid wordt. Vanaf dan blijft de vuldruk en het koppel van de motor constant.
Als gevolg van de koppelregeling wordt een betere aandrijfkarakteristiek verkregen voor de aandrijving van de perspompen en de onderwaterpomp; zowel bij het persen als het zuigen is het wenselijk het pomptoerental te kunnen varieren zonder dat daarbij het koppel afneemt.
In bijlage 2 zijn figuren opgenomen waarin de effectieve druk (prim) is uitgezet tegen het toerental.
(N.B.: koppel is rechtstreeks evenredig met effectieve druk;
r\A - pme slagvolume aantal cilinders
4.
3.4.1 Gernstalleerd vermogen
De volgende motoren zijn geInstalleerd (zie figuur 4): Bakboord hoofdmotor
Wartsila 18V38
vermogen 11.880 kW bij 600 r.p.m.
bedrijfstoerental 600 r.p.m.
brandstof zware olie (HFO) / marine diesel oil (MDO) Stuurboord hoofdmotor
Wartsila 18V38
vermogen 10.800 kW bij 600 r.p.m.
bedrijfstoerental 420 - 600 r.p.m. toerental regeling met
con-stant koppel tussen 480 - 600 r.p.m.
brandstof HFO / MDO
Middenmotor
Wartsila 9L38
vermogen 5400 kW bij 600 r.p.m.
toerenregeling van 330 - 600 r.p.m. ("low idle" = 330 r.p.m.) bedrijfstoerental 420 - 600 r.p.m.
toerental regeling met
con-stant koppel tussen 480 - 600 r.p.m.
brandstof HFO / MDO
Havengenerator diesel inlet aangegeven in figuur 4) Caterpillar
vermogen 1280 kW bij 1500 r.p.m.
brandstof MDO
Noodgenerator diesel (niet aangegeven in figuur 4)
vermogen 110 kW bij 1500 r.p.m.
brandstof marine gasoil
De vermogens van de motoren zijn opgegeven onder de volgende condities:
Machinekamer
3.4.2 Rendement motoren
In bijlage 11 zijn proefstandmetingen opgenomen van de hoofdmotoren. Uit het specifieke brandstofverbruik en de "lower calorific value" van de brandstof kan het rendement van de motoren warden berekend. De resultaten bevinden zich in de onderstaande tabel.
maximum aanzuigtemperatuur 45 °C
maximum LT koelwatertemperatuur 40 °C
maximum relatieve luchtvochtigheid 30 %
-Energiehuishouding Terranova
-rebel 2 Rendement dieselmotoren bij verschillende motorbelastingen
In dit rapport wordt verondersteld dat het gedrag van de middenmotor gelijk is aan dat van de stuurboordmotor, omdat beide motoren van hetzelfde type zijn en een gelijke
drukvulgroep hebben. Het rendement van de middenmotor zal dus gelijk zijn aan het rendement van de stuurboordmotor. Het rendement van de haven- en noodmotor wordt hier niet gegeven; het zal echter weinig afwijken van de andere motoren.
Belasting (°/0) 30 85 100
Rendement bakboordmotor (%) 40 43 42
Belasting (D/o) 25 80 100
_Rendement stuurboordmotor (%) 36 43 42
4
Elektrisch systeem
In dit hoofdstuk wordt beschreven hoe elektrische energie wordt opgewekt en toege-voerd aan de verschillende systemen.
Aansluitend is een elektrische balans opgenomen, waarin is aangegeven wet het ener-giegebruik van de verschillende systemen is tijdens de afzonderlijke bedrijfscondities.
4.1 Principe van elektrisch systeem
De op het schip benodigde elektriciteit wordt opgewekt met een aantal generatoren (zie figuur 5). De opgewekte stroom wordt via verscheidene schakelborden near de gebrui-kers gevoerd. De spanning op de schakelborden varieert per schakelbord. Over net algemeen worden de zwaardere gebruikers aangesloten op de schakelborden met een
hoge spanning.
4.2 Bakboord-, stuurboord- en middengeneratoren
De bakboord-, stuurboord- en middengeneratoren zijn identiek (type borstelloze syn-chrone draaistroomgenerator).
Met behulp van de spanningsregelaar wordt de opgewekte spanning ingesteld. De regeling is zodanig dat gekozen ken worden voor een output van 690 V en 900 V. In onderstaande tabel is aangegeven op welk vermogen de generatoren zijn uitgelegd bij de verschillende spanningen.
Elekthsch systeem
Tabel 3 Gegevens hoofd- en middengeneratoren
De bakboordgeneratoren voeden het bakboord hoofdschakelbord en de stuurboord-generatoren voeden het stuurboord hoofdschakelbord. Tussen deze schakelborden is geen verbinding mogelijk (behalve door middel van een noodschakeling).
De middengeneratoren voeden, in het geval er gebaggerd wordt, de
onderwater-motoren.
4.2.1 Bakboordgeneratoren
Vermogen: 2 x 2080 kW
De bakboordgeneratoren voeden het bakboord-hoofdschakelbord met een spanning van 690 V en een frequentie van 50 Hz,
Spanning (U) Arbeidsfactor (cos 4)) Rendement (Ti) Werkelijk vermogen (Pwerkeltik) Schijnbaar vermogen (Pschijnbaar) 690 V 0,8 95% 2080 kW 2600 WA 900 V 0,7 95 °A) 2730 kW 3900 kVA 1
Energiehuishouding Terranova stuurboord generatoren voorste boegschroef, hekschroef midden generatoren zuigbusheren, hydrauhekpompen, glandpomp o.w.p. stuwrichtingklep heks. 900 V bakboord generatoren achterste boegschroef walvoeding hulpschakelbord SB 400 V 50 Hz overigen = gesloten schakelaar = open schakelaar transformator ( 11= 099) frequentie-omvormer ( - 0.96)
Schakelaars tussen generatoren en schakelborden zijn geschakeld zoals In "normaal" bedrijf het geval Is. Dit geldt !evens veer schakelaars tussen de
schakelborden ondeding en voor de voeding van de groep met o.a. de zuigbuislleren.
Figuur 5 Lay-out elektrisch systeem
hullo generator hulpschakelbord BB 400 V 50 Hz Ilchtnet schakelbord 230 V 50 Hz Overigen 1800 V ondenvater motoren nood generator noodschakelbord 400 V 50 Hz 24 V DC schakelbord noodhchtnet schakelbord 230 V 50 Hz hoofdschakelbord SB hoofdschakelbord BB 690 V 35-50 Hz 690 V 50 Hz
Op het bakboord-bord zijn aangesloten: achterste boegschroef
hulpbord-transformator, voor het voeden van het 400 V hulpbord. Vanaf het hulp-bold warden alle avenge verbruikers gevoed (dit zijn de gebruikers die niet warden gevoed door het bakboord- en stuurboordschakelbord).
In normale situatie zal het hulpbord door het bakboord-schakelbord gevoed warden. Dit is in figuur 5 aangegeven. Het hulpbord kan ook vanaf het stuurboord-schakel-bord gevoed warden; normaal gesproken is dit echter niet bet geval.
groep waarin zijn aangesloten: zuigbuislieren
hydrauliekpompen van centrale hydraulieksysteem glandpomp voor onderwaterpomp
hydrauliekpompen voor bedienen van de kleppen die de hafting van de stuw-kracht van de hekschroef regelen
Deze groep ikan oak vanaf het stuurboord-bord gevoed warden; normaal gesproken is dit echter niet het geval.
frequentie-omvormer voor bijvoeden onderwatermotoren (zie paragraaf 4.2.3.). 4.2.2 Stuurboordgeneratoren
Vermogen: 2 x 2080 kW
De stuurboordgeneratoren voeden het stuurboord-hoofdschakelbord met een spanning
van 690 V.
Op bet stuurboord-bord zijn aangesloten:
hulpbord-transformator, voor het voeden van het 400 V hulpbord voorste boegschroef
hekschroef
groep waarin zijn aangesloten: zuigbuislieren
hydrauliekpompen van centrale hydraulieksysteem glandpomp onderwaterpomp
hekschroef klepbedieningspomp
Op de stuurboord-dieselmotor is tevens de stuurboord-walperspomp aangesloten. Bij het walpersen is het wenselijk met variabel pomptoerental te kunnen werken. Daartoe wordt het toerental van de diesel gevarieerd en hiermee is dus oak de frequentie van de voeding van het stuurboord-schakelbord variabel.
De boeg- en hekschroef die gevoed warden door het stuurboord-schakelbord kunnen met deze variabele frequentie gevoed warden (35 - 50 Hz). Het hulpbord kan niet met variabele frequentie gevoed warden.
Energiehuishouding Terranova
4.2.3 Middengeneratoren
Vermogen: 2 x 2730 kW
De middengeneratoren voeden bij het baggeren de onderwatermotoren (twee in serie) via het principe van een elektrische as, waarbij de pomp dus het toerental van de diesel volgt. De spanning die de generatoren leveren bed raagt 900 V en wordt door middel van transformatoren verhoogd naar 1800 V.
Met het hierboven vermelde vermogen van de middengeneratoren wordt het maximal& elektrische vermogen waarop de generatoren zijn ontworpen bedoeld. Het vereiste mechanische vermogen voor de aandrijving van de generatoren is echter bij dit ver-mogen hoger dan het verver-mogen dat de midden-dieselmotor kan leveren. Net werkelijke
elektrische vermogen dat door de combinatie middendiesel en generatoren geleverd kan warden is:
Pelektrisch = Pmechanisch, middendiesel ngenerator 5,1 MW
Omdat het aan het eind van de ontwerpfase van het schip wenselijk is gebleken de onderwatermotoren van meer elektrisch vermogen te voorzien, zijn er voorzieningen getroffen die het mogelijk maken am vanaf het bakboord-hoofdschakelbord bij te voeden naar de onderwatermotoren. Deze voorzieningen bestaan uit een extra transformator en een frequentie-omvormer.
De transformator zet de spanning van 690 V am in 900 V en de frequentie-omvormer zorgt ervoor dat de frequentie van de bijvoeding omgezet wordt in een variabele frequentie: bij het sleepzuigen kan de onderwaterpomp met variabel toerental draaien, en daarom dient dus de frequentie van de bijvoeding van de bakboordgeneratoren variabel te zijn.
4.2.4 Overzicht inzet hoofd- en middengeneratoren
Hieronder volgt een tabel met daarin samengevat het gebruik van de hoofd- en middengeneratoren tijdens de verschillende bedrijfscondities.
Tabel 4 Inzet hoofd- en middengeneratoren
Net gebruik van de generatoren tijdens de avenge condities volgt uit tabel 1 (hoofdstuk 3).
Bedrijfsconditie Bakboordgeneratoren P =2 x 2080 kW U= 690 V Middengeneratoren P= 2 x 2730 kW U= 900 V Stuurboordgeneratoren P=2 x 2080 kW U= 690 V Varen Sleepzuigen Walpersen Overigen 50 Hz 50 Hz 50 Hz 50 Hz -35 - 50 Hz -50 Hz 50 Hz 35 - 50 Hz 50 Hz
4.3 Haven- en noodgenerator
4.3.1
Havengenerator
Deze generator kan in de haven gebruikt worden om het hulpschakelbord te voeden. Net gebruik hiervan hangt onder andere af van de prijs van de stroom van de
war-voeding.
Gegevens havengenerator:
Tabel 5 Gegevens haven generator
4.3.2.
Noodgenerator
De noodgenerator is aangesloten op het nood-schakelbord. Wan neer de elektriciteit op het schip uitvalt, kan het noodbord gebruikt worden als voeding voor het de meest essentiale systemen.
Gegevens noodgenerator:
Elektnsch systeem
Tab& 6 Gegevens noodgenerator
4.4 Elektrische balans
4.4.1
Elektrische balans
sleepzuigen, varen,walpersen en havenbedrijf
In een elektrische balans wordt per verbruiker afgeschat welk vermogen er tijdens de verschillende bedrijfscondities wordt opgenomen uit het net. Op deze manier wordt bij het ontwerpen van het schip afgeschat hoe groot het benodigde generatorvermogen
dient te zijn.
Hieronder is een samengevatte elektrische balans van de Terranova gegeven. De balans is vooraf opgesteld, op basis van ervaring. Net geInstalleerde vermogen heeft betrekking op het elektrisch opgenomen vermogen. De onderwaterpomp is niet opge-nomen in de balans; informatie hierover bevindt zich in hoofdstuk 8.
De balans is in dit rapport op enkele punten aangepast ten opzichte van de originele
balans:
hydrauliekvermogen tijdens sleepzuigen en walpersen: het hydrauliekvermogen wordt voor het sieepzuigen aangepast van 134 kW naar 20 kW en voor het wal-persen van 189 kW naar 20 kW. De reden voor deze aanpassing is aangegeven in
bijlage 3.
airconditioning tijdens havenbedrijf: het benodigde vermogen voor airconditioning tijdens havenbedrijf wordt aangepast van 81 kW naar 199 kW. De reden voor deze
Spanning Arbeidsfactor Rendement Werkelijk vermogen Schijnbaar vermogen
(U) (cos 4) (1) (Pwerkelijk) (Pschiinbaar)
400V 0,8 as% 1215 kW 1520 kVA
Spanning Arbeidsfactor Rendement Werkelijk vermogen Schijnbaar vermogen
(U) (cos (I)) (1) (Pwer(elijk) (Pschinbaar)
400V 0,8 95% 107 kW 134 kVA
-Energiehuishouding Terranova
'Voor een uitgebreide balans wordt verwezen rnaar bijlage 4.
Tabs! 7 Elektrische balans voor bedr Tscondities sleepzuigemiveren, walpersen en havenbedny
4.4.2 Elektrische balans overige bedrijfscondities
in tabel 7 zijn alleen de bedrijfscondities aangegeven die maatgevend zijn voor Ihet iontwerp van het elektrisch systeem (de havencondities zijn belangrijk veer het ontwerp
van ca. de havengenerator). Bij het bestuderen van de energiehuishouding zijn de avenge condities ook van belang. In onderstaande tabel is een afschatting gegeven, van het gemiddeld benodigde elektrisch vermogen tijdens de overige condities.. In, ,bijlage 5 is aangegeven, op welke manier de tabel 'is samengesteld.
Tabs! 8 Elektdsche balans voor overige conditias
Overzicht elektrisch opgenomen vennogen Geinstalleerd (kW) Sleepzuigen (kW) \Jaren , (kW) Walpersen (kW) Haven (kW) Centrale hydraulieksysteem 1138 20 20 20 o Zuigbuislieren 11177 424 0 0 0 Boegschroeven en hekschroef 5019 2238 18 1294 o Brandstof- en smeerolie-systeem I
ns
83 72 84 0 Verwarmingssysteem 124 61 61 60 62 Koeling totaal: 990 599 532 573 279 - koelwaterpompen 430 255 187 228 37 - ventilatoren 150 135 135 135 33 - airconditioning 393 199 199 199 199 - proviandkoeling 17 '10 10 10 10 Lichtnet (230 V) 97 70 70 70 Overigen 290 245 260 311 67 Totaal 9170 8740 11033 2413 477 Overzicht elektrisch ' opgenomen verrnogen I Zuigburis binnen (kW) I Zuigbuis ' buiten (kW) ii Dumpen Ir(kW) Positioneren (kW) I Centrale hydraulieksysteem 57 78--
1105 0 Zuigbuisheren 698 10 '0 0 Boegschroeven en hekschroef 1294 '.1294 1294 ' 1294 Brandstof- en smeerolie-systeem 72 , 72- 72 '72 . Verwarmingssysteem 61 61, 61 61 Koeling totaal: 532 532 532 532 I - koelwaterpompen 187 187 h87 '187 - ventilatoren 1135 135 135 135 - airconditioning I 199 199 199 199 - proviand koeIing 10 10 110 10 Lichtnet (230 V) 70 70 70 70 Overigen 260 260 260, 260 Totaal 3575 ,2898 2925_-
28205
Koelwatersysteem
Met het koelwatersysteem wordt een groat deel van de op het schip geproduceerde warmte afgevoerd. Vrijwel alle installaties waarbij veel warmte vrijkomt, zijn aange-sloten op het koelwatersysteem.
Het koelwatersysteem is uitgelegd op een maximale zeewatertemperatuur van 35 °C en een maximale buitentemperatuur van 45 °C.
In dit hoofdstuk wordt het principe van het koelwatersysteem behandeld en wordt aan-gegeven welke hoeveelheid warmte er tijdens de verschillende bedrijfscondities met het koelwater afgevoerd wordt.
5.1 Principe van koelwatersysteem
Net koelwatersysteem (zie bijlage 6) bestaat uit een centraal zeekoelwatersysteem dat warmte afvoert uit verschillende zoetkoelwatersystemen in het voor- en achterschip. Net benodigde zeewater wordt in de zeewater-inlaatkasten gefilterd en met behulp van vijf elektrisch aangedreven pompen naar de warmtewisselaars van de zoetkoelwater-systemen gepompt. Drie pompen worden gebruikt voor het achterschip, een voor het voorschip en een (havenpomp) voor havenbedrijf.
De zoetwatercircuits kunnen warden onderverdeeld in:
Zoetkoelwatercircuits achterschip
in het achterschip bevinden zich de Ode motoren (Mi, BB en SB) die elk een eigen zoetkoelwatercircuit hebben.
in het achterschip bevindt zich tevens het hulpkoelwatercircuit waarmee warmte van de havengenerator en enkele hulpsystemen worth afgevoerd.
Zoetkoelwatercircuit voorschip
in het voorschip bevindt zich het hulpkoelwatercircuit waarmee warmte van de chiller (zie hoofdstuk 10) en het proviandkoelsysteem wordt afgevoerd.
Het zeewater wordt niet alleen gebruikt als koelwater. Een aantal pompen betrekt water uit het zeekoelwatersysteem (zie bijlage 6).
5.2 Zoetkoelwatersystemen
In deze paragraaf wordt ingegaan op de verschillende zoetkoelwatersystemen. Bij deze systemen wordt gebruik gemaakt van thermostaten. De koelvloeistof aan de donkere zijde (zie bijlage 6) van een thermostaat wordt door de thermostaat op een bepaalde temperatuur afgeregeld. De temperaturen zijn in de bijlage aangegeven.
Energiehuishouding Terranova
Bij !de age temperatuur (LT) circuits wordt de temperatuur van het koelwater dat het systeem in gaat constant gehouden, bij de hoge temperatuur (HT) circuits wordt de uitgaande temperatuur constant gehouden.
5.2.1 Koelwatersysteem stuurboordmotor
De koeling van de motor bestaat uit een HT en een LT circuit. HT circuit
In het HT circuit zijn opgenomen:
motorkoeling: de cilindervoeringen en de drukvulgroep worden watergekoeld. HT inlaatluchtkoeler: hiermee wordt de gecomprimeerde inlaatlucht van de motor
gekoeld.
Het koelwater in het HT circuit wordt rondgepompt met een motor-aangedreven cen-trifugaalpomp. De warmte in het HT circuit wordt via de HT warmtewisselaar overge-dragen aan het LT circuit.
In het HT circuit is tevens een voorverwarming warmtewisselaar opgenomen. Doze wordt gevoed met thermische olie en zorgt ervoor dat de motor bij het opstarten de juiste temperatuur heeft. Dit werkt als volgt. Met de voorverwarmpomp wordt water verpompt. Door de aanwezigheid van de terugslagklep direct na de HT koelwater-pomp zal dit water alleen circuleren over de warmtewisselaar en de motor. De warmte uit de thermische olio wordt hierdoor overgedragen aan de motor.
LT circuit
In het LT circuit zijn opgenomen:
. LT inlaatluchtkoeler: hiermee wordt de gecomprimeerde inlaatlucht van de motor
gekoeld (de inlaatlucht passeert eerst de HT inlaatluchtkoeler en vervolgens de LT inlaatluchtkoeler).
smeerolie koeler: hiermee wordt de smeerolie van de motor gekoeld.
Het koelwater in het LT circuit wordt rondgepompt met een motor-aangedreven cen-trifugaalpomp. De warmte in het LT circuit wordt via de LT warmtewisselaar overge-dragen aan het zeekoelwatersysteem.
5.2.2 Koelwatersysteem middenmotor
De koeling van doze motor verloopt in hoofdzaak op dezelfde wijze als de koeling van de stuurboordmotor. Het LT circuit is echter aangepast (zie bijlage 6).
De middenmotor heeft twee thermostaten in het LT circuit. Dit heeft te maken methet
feit dat de middenmotor tijdens de baggercyclus soms "low idle " draait (zie paragraaf 2 2 3).
Een van de twee thermostaten is aangepast en heeft twee belasting afhankelijke standen, te weten:
stand 1 (dieselmotor wordt belast)
De aangepaste thermostaat heeft nu geen regelfunctie. Hij werkt nu als driewegklep en stuurt het koelwater rechtdoor. Net koelwater stroomt dan naar de tweede
ther-mostaat en naar de LT warmtewisselaar. De tweede therther-mostaat zorgt ervoor dat het koelwater dat het LT systeem instroomt een temperatuur heeft van 40 °C. Wanneer de thermostaat op stand 1 staat, is er nog niets veranderd ten opzichte van de situatie bij de stuurboordmotor.
stand 2 (dieselmotor is onbelast)
De aangepaste thermostaat heeft nu een regelfunctie en zorgt ervoor dat het water dat uit het LT systeem komt een temperatuur van 66 °C heeft (dit is aangegeven in
bijlage 6). Net water dat uit de tweede thermostaat komt, heeft wederom een tempe-ratuur van 40 °C. Het water dat het LT systeem instroomt heeft nu een hogere tern-peratuur, omdat de aangepaste thermostaat ervoor zorgt dat het water van 66 °C gemengd wordt met het water dat uit de tweede thermostaat komt. Het water dat nu het LT systeem instroomt, zal dan een tennperatuur van tegen de 66 °C hebben. Deze aangepaste regeling is toegepast om te voorkomen dat de temperatuur van het koelwater in de LT inlaatluchtkoeler bij het low idle draaien te laag is. Zonder de rege-ling zou de koelwater intrede temperatuur in de LT inlaatluchtkoeler gelijk zijn aan 40
C. Als gevolg van de regeling zal de temperatuur echter een stuk hoger zijn; de uit-tredende temperatuur uit het LT circuit wordt gelijk gehouden aan 66 °C, terwijI de motor bij low idle draaien zeer weinig warmte produceert. De temperatuur van het koel-water dat het systeem in stroomt, zal dan dus tegen de 66 °C zijn.
Het doel van de regeling is am te voorkomen dat de inlaatlucht bij low idle draaien een te lage temperatuur heeft. Bij lage belasting wordt de inlaatlucht nagenoeg niet gecom-primeerd omdat de compressor van de dieselmotor dan vrijwel geen arbeid verricht.
Hierdoor is de temperatuur van de inlaatlucht laag. Wanneer de (relatief koele) inlaat-lucht in de LT inlaatinlaat-luchtkoeler nog afkoelt, zal de temperatuur nu to laag warden en ontstaat er een slechte verbranding in de dieselmotor.
De stand van de aangepaste thermostaat is afhankelijk van een signaal van een
sen-sor. Deze sensor bevindt zich in het inlaatluchtkanaal van de middendiesel, na de corn-pressor. De druk achter de compressor is een maat voor de belasting van de diesel-motor. Als nu de druk te laag wordt, stuurt de sensor een signaal naar de thermostaat waardoor deze van stand verandert.
5.2.3 Koelwatersysteem bakboordmotor
De koeling van deze motor verloopt in hoofdzaak gelijk aan de koeling van de stuur-boordmotor. Het verschil is dat er nu in het HT circuit een zoetwatermaker is
opge-nomen.
De zoetwatermaker werkt volgens het volgende principe. Warmte uit het HT circuit wordt gebruikt om zeewater mee te verdampen. De waterdamp condenseert vervolgens
Energrehuishouding Terranova
op condensors die gekoeld worden met zeewater. Het condens is ontdaan van zout en kan na chemische behandeling gebruikt worden.
In de zoetwatermaker wordt er met behulp van een ejecteurpomp voor gezorgd dat er een onderdruk wordt gehandhaafd. Hierdoor gaat het zeewater bij lagere temperatuur (onge-veer 60 °C) at koken. Dit maakt het mogelijk om met behulp van het HT koelwater (95 °C) het zeewater aan de kook te brengen. Doordat het water reeds bij lage temperatuur aan de kook raakt, wordt tevens ketelsteenvorming in de zoetwatermaker voorkomen. Gegevens van de zoetwatermaker:
capaciteit 15 m3 per dag
volumestroom HT koelwater 21,4 m3/ uur
minimale intrede temperatuur HT water 90 °C
uittrede temperatuur HT water 72 °C
warmte toegevoerd d.m.v. HT water 440 kW
elektrisch verbruik 13 kW
Het HT koelcircuit is enigszins aangepast om het gebruik van de zoetwatermaker mogelijk te maken.
In het HT circuit bevinden zich nu twee thermostaten: de rechter zorgt ervoor dat de temperatuur van het koelwater uit de motor op 95 °C wordt gehouden. De linker zorgt
ervoor dat het gedeelte waar de stippellijn heenloopt (zie bijlage 6) op 67 °C wordt gehouden.
Als gevolg van de aanwezigheid van de linker thermostaat, is de volumestroom door de zoetwatermaker hoger dan wanneer alleen de rechter thermostaat gebruikt zou
wor-den. Met gebruik van alleen de rechter thermostaat zou at het koelwater na de zoet-watermaker naar de HT warmtewisselaar stromen. Als de dieselmotor dan laag belast wordt en er weinig warmte wordt afgevoerd, wordt er weinig water naar de HT warmte-wisselaar gestuurd, waardoor de volumestroom door de zoetwatermaker te laag wordt.
Met de combinatie van de rechter en de linker thermostaat wordt ervoor gezorgd dat het water dat naar de zoetvvatermaker gaat niet door de HT warmtewisselaar hoeft. Bij lage motorbelasting kan er daarom een hogere volumestroom naar de zoetwatermaker worden gestuurd.
5.2.4 Hulpkoelwatersysteem voor- en achterschip
Hulpkoelwatersysteem achterschip
Op het hulpkoelwatersysteem in het achterschip zijn enkele hulpsystemen aange-sloten. Deze zijn in bijlage 6 aangegeven. Het koelwater wordt rondgepompt met behulp van drie elektrisch aangedreven centrifugaalpompen. Hiervan zijn er twee in bedrijf en staat er ben stand-by. De temperatuur van het ingaande koelwater wordt door een thermostaat op 40 °C gehouden. De warmte in het huipkoelwatercircuit wordt in de LT warmtewisselaar overgedragen aan het zeekoelwatersysteem.
Hulpkoelwatersysteem voorschip
Op het hulpkoelwatersysteem in het voorschip zijn aangesloten: de condensers van de chiller
ILL
Y<oelwatersysteetp
de condensors van de proviandkoeling (de proviandkoeling bestaat uit een koel-eenheid en een vrieskoel-eenheid)
Het koelwater wordt rondgepompt met behulp van een elektrisch; aangedreven, tentrifugaalpomp. De temperatuur van het ingaande koelwater wordt door een
therrnostaat op 40 °C gehouden. De warmte in het hulpkoelwatercircuit wordt in de ;LT warmtewisselaar overgedragen aan het zeekoelwatersysteem.,
5.3 9Koelwaterbalans
5.3.1 Koelwaterbalans hoofdmotoren en middenmotor
Hieronder is een samengevatte koelwaterbalans van de hoofdmotoren en de midden-, motor gegeven. Hierbil is voor verschillende motorbelastingen aangegeven hoe hoog, de warmte-afgifte in de HT en LT koelcircuits is.
Bij het opstellen van de 'balans waren van de stuurboordmotor alleen de gegevens hij 100 % motorbelastingbeschikbaar. Bij deze motor is er van uitgegaan dat het verloop van de koelwaterwarmte als functie van de belasting gefijk is aan dat van de bakboord-motor. Omdat de stuurboordmotor een aangepaste drukvulgroep heeft, zal,dit in be-perkte mate gelden.
De midden motor (9L38 met aangepaste drukvulgroep) is in feite een halve stuurboord-motor (18V38 met aangepaste drukvulgroep). De warmtestromen van de middenstuurboord-motor worden daarom Iberekend door het halveren van de warmtestromen van de
stuurboord-motor
In bijlage 7 is, predies aangegeven op welke manier de gegevens in de, tabell bepaald zfinL
De balans is opgesteld voor een motortoerental van 600 rpm., een LT koelwater-temperatuur van 38 °C en een aanzuigluchtkoelwater-temperatuur van 45 °0.
a e oe wa erwarm es romen - en motor bj verschi ends belastingen. 45 *C
I Warmte afgevoerd door koelwater van de motoren
Belasting van de dieselmotor (%) 50 60 70 80 90 100
Bakboord LT circuit (kW) '1588 1723, 1840 1999, 2176 2352 HT circuit (kW) 1674 2329 29111 3639 4367 5095 Totaal 3262 4052 4752 5638 6543 7447 Midden LT circuit (kW) 812 881 941 1022 1112 I 1203 HT circuit (k\' 812 1129'. 1411 1764 2117 2470 Totaal 1623 2010. 2352 2786 3229 3673, ,Stuurboord LT circuit (kW)
isn
1,762 1882 2044 2225 2405 HT circuit (kW) 1623 2258 2823 3529 4234 4940 Totaal 3247 4020; 4705 5573 6459 7345 Totaal LT koelwaterwarmte (kW) 4109; 5717 7146 8932 10719 12505 Totaal HT koelwaterwarmte (kW) 40231 4365 4663 5066 5513 5960 Totaal koelwaterwarmte (kW) __ 8131 10082 11809 13998 16231 18465 91P,
Energiehuishoucing Terranova
In figuur 6 Zijn de warmtestromen van de bakboord- en stuurboordmotor uitgezet tegen de motortyeIasting. Om hierboven genoemde redenen kunnen de gegevens van de stuurboordmotor bij deellast onnauwkeurig zijn.
Ba kb oord
45 55 85 75 85 95 105
be lasting 19(,)
Rguuri6, Koelwaterwarmtestromen BB- en SB-motor, = 45't
In het HT circuit wordt de grootste hoeveelheid warrnte afgevoerd. Het valt op dat de warmte die in dit circuit wordt afgevoerd sterk dealt bij afnemende motorbelasting. Dit is in figuur 7 ook goed te zien.
In deze figuur is aangegeven 'hoe de verdeling van de HT en LT warmtestromen is ten' opzichte van het geleverde motorvermogen. Op de horizontale as is de belasting van de motor uitgezet, op de vertic,ale as is de verhouding van de LT en HT warmte ten lopzichte van het geleverde motorvermogen.uitgezet.
0.50 0.45 0.40 0_35 0:30 0.25 -0.20 0.15 45 Ba kboord LI w *Me 65 75 85 95 105 be lasting W.)
7
0.50 0.45 0.40 0.25 0.20 0715 Stuurboordl 45 55 85 75 65 be lasting (94)Figuur 7 Koelwaterwarmtestromen in verhouding tot motorvermogen, = 45 t
In de figuur is duidelijk te zien dat de HT warmte procentueel sterk dealt bij afnemende ibelasting. Dit komt voomamelijk doordat, de vuldruk bij lege ibelasting bag is. De HT
95 105 Stuurboord 45 55 65 75 85 95 105 Wasting (%) 60 firrwornrA7 4000 3000 w rr* 2000 5000 1000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 55 0.35 (%) 0.30
inlaatluchtkoeler zal dan weinig warmte opnemen (dit geldt in het algemeen voor druk-gevulde dieselmotoren).
Verder valt op dat de aangepaste drukvulgroep op de stuurboordmotor een andere warmteverdeling tot gevolg beet Voor deellast kunnen geen conclusies getrokken worden, omdat de gegevens van de stuurboordmotor onnauwkeurig zijn. Voor een
motorbelasting van 100 % zijn de gegevens wet nauwkeurig; het blijkt dat de stuur-boordmotor dan relatief meer warmte afvoert met het koelwater dan de bakstuur-boordmotor.
5.3.2 Koelwaterbalans huipkoelwatersystemen
In de onderstaande tabel is samengevat hoe groot de warmte is die wordt afgevoerd door de hulpkoelwatercircuits in het achter- en voorschip tijdens verschillende be-drijfscondities. De gegevens zijn afkomstig van de balans die is opgesteld door de betreffende vakspecialist. Daarbij is er vanuit gegaan dat de hulpinstallaties die be-trokken zijn bij de betreffende bedrijfsconditie nominaal belast zijn.
Voor een uitgebreide balans wordt verwezen naar bijlage 8.
Tabel 10 Warmte afgevoerd door hulpkoelwatersystemen tijdens verschillende bedriffscondities
Koetwatersysteem Hulpkoelwatersysteem achterschip + hulpkoelwatersysteem voorschip Sleepzuigen warmte (kW) Varen warmte (kW) Walpersen warmte (kW) Haven warmte (kW) 3250 2430 3390 1987
