Bachelorprojekt

Kedelvandsbehandling Udarbejdet af Mads Bang

Side 1 af 51 16/12/2013

MADS BANG

Aarhus Maskinmesterskole

Titel:

Kedelvandsbehandling

Projektperiode:

Aug - Dec 2013

Afleveringsdato:

16. dec 2013

Fag:

BA

Normalsider ekskl. bilag:

26,4 sider

Sideantal:

51 sider

Vejledere:

Lars Bang Vestergaard

Udarbejdet af:

__________________

Mads Bang – V10390

Abstract The following report is written by Mads Bang. This is the final result of the bachelor semester on Aarhus School of Marine and Technical Engineering on 6th semester. The 6th semester involved an internship at 2 month and 17 days onboard the chemical tanker Carla Maersk. During the internship I was involved in the daily work in the engine room and was responsible for the boiler samples and chemical dosing treatment. The purpose of the project is to analyze and gain insight into boiler system. This analysis should raise the question if it is possible to optimize the treatment system so it can run more efficiently. The auxiliary boiler was worn out and was replaced during dry dock in October 2013. This led to several questions about what has caused these damages to the boiler. This project will evaluate the boiler analyzes and try to find the cause of the damages. Hereafter the project will discuss potential improvement to the boiler treatment system. Also a management point of view regarding the use of value-based leadership in the daily work will be taking in consideration.

Side 2 af 51 16/12/2013

MADS BANG

1 FORORD

Dette bachelorprojekt er udarbejdet i perioden oktober 2013 til december 2013 og tager sit

udgangspunkt i kedelvandsbehandling af en hjælpekedel ombord på det gode skib Carla

Maersk. Her har jeg gennemført mit praktikforløb som strakte sig fra d 21/7-2013 til 7/10-

2013, hvor jeg indgik i det daglige arbejde i maskinrummet. Min baggrund og motivation

for dette projekts problemstilling kommer af at jeg ombord havde ansvaret for

kedelvandsprøverne. Igennem dette arbejde opdagede jeg flere problematiske forhold,

hvilket medførte en vis undren og interesse i at undersøge hvordan og hvorfor.

Jeg vil gerne benytte dette forord til at rette en stor tak til Mads Rold Kristensen technical

sales supporter ved Alfa Laval, som har været behjælpelig med at svare på tekniske

spørgsmål om produkter fra Aalborg Boiler og Alfa Laval.

Side 3 af 51 16/12/2013

MADS BANG

2 LÆSEVEJLEDNING

Dette bachelorprojekt henvender sig til undervisere og studerende ved tekniske

uddannelser, primært maskinmesterstuderende. Projektet retter sig ligeledes til

maskinmestrer der arbejder med kedelbehandling ombord på skibe. Det forventes at

læseren af dette projekt har indsigt i og kendskab til maritime systemer og termer.

Hvert afsnit indledes med et kort resume, samt en evt. læsevejledning, i så fald det er

nødvendigt. Hvis bilag har væsentlig betydning for afsnittet, henvises der til vedlagte

bilagsrapport med tilhørende indholdsfortegnelse. Ved henvisninger til bilag skrives

bilagsnummer, emnenummer. Eks. (bilag 1,(1.01)).

I rapporten benyttes der sommetider engelske fagudtryk og forkortelser. Dette skyldes at

de bruges i daglig tale ombord, og fordi meget af dokumentationen kun findes på engelsk.

Kilder i dette projekt kan være egne observationer, indsamlet data, tekniske artikler, samt

dokumentation fra skibet og leverandørers manualer. Kildehenvisninger markeres efter

Harvard-metoden og kan ses i (…) umiddelbart efter henvisningen. En samlet Bibliografi

findes i kapitel 17.

Side 4 af 51 16/12/2013

MADS BANG

3 INDHOLD

1   Forord  .....................................................................................................................................................  2  

2   Læsevejledning  ....................................................................................................................................  3  

3   Indhold  ...................................................................................................................................................  4  

4   Indledning  .............................................................................................................................................  7  

5   Anlægsanalyse  .....................................................................................................................................  8  

5.1   Dampanlæg  ..................................................................................................................................................  8  5.2   Generelt  om  AQ-­‐18  kedlen  .....................................................................................................................  8  5.2.1   Type/anvendelse  ...................................................................................................................................................  8  5.2.2   Kedlens  hoveddele  ................................................................................................................................................  9  5.2.3   Overbeholderen  .....................................................................................................................................................  9  5.2.4   Fordamper-­‐  og  faldrør  .......................................................................................................................................  10  5.2.5   Faldrørssektionen  ...............................................................................................................................................  11  5.2.6   Underbeholderen  .................................................................................................................................................  11  

5.3   Proces  fra  vand  til  damp  .......................................................................................................................  11  5.3.1   Kedelvandscirkulation  ......................................................................................................................................  12  

5.4   Produktion  af  destillat  ...........................................................................................................................  13  5.4.1   fordampningsproce  (ferskvandsgenerator)  ............................................................................................  13  

6   Føde-­‐  og  kedelvands  karakteristikker  .....................................................................................  15  

6.1   Begreber  og  oversigt  over  kemiske  betegnelser  ..........................................................................  15  6.2   Hårdhed  (Hardness)  ...............................................................................................................................  16  6.3   Salte  der  ikke  danner  scale  ..................................................................................................................  17  6.4   pH-­‐værdi  .....................................................................................................................................................  18  6.5   Alkalitet  (P  &  T)  .......................................................................................................................................  19  6.6   Klorid  ...........................................................................................................................................................  20  6.7   Magnesium/fosfat  ...................................................................................................................................  21  6.8   Silikater  ......................................................................................................................................................  21  6.9   Opløste  gasser  ..........................................................................................................................................  21  6.9.1   Ilt  (O2)  .......................................................................................................................................................................  21  6.9.2   Kuldioxid  (CO2)  .....................................................................................................................................................  22  6.9.3   Ammoniak  (NH3)  .................................................................................................................................................  23  

Side 5 af 51 16/12/2013

MADS BANG

6.10   Ledningsevne  (conductivity)  ............................................................................................................  23  6.11   Densitet  ....................................................................................................................................................  24  

7   Kemisk  kedelvandsbehandling  ..................................................................................................  25  

8   Problemformulering  ......................................................................................................................  26  

8.1   Problemanalyse  .......................................................................................................................................  26  8.2   Problemstilling  ........................................................................................................................................  29  8.3   Afgrænsning  ..............................................................................................................................................  29  

9   Metode  .................................................................................................................................................  30  

9.1   Teoretisk  tilgang  ......................................................................................................................................  30  9.2   Fejlkilder  ....................................................................................................................................................  30  

10   Data  Carla  Maersk  Jan.  2010  til  medio  Sep.  2013  ..............................................................  31  

10.1   Fødevandstemperatur  ........................................................................................................................  31  10.2   Hydrate  Alkalinity  ................................................................................................................................  32  10.3   Fosfat  (PO4)  .............................................................................................................................................  32  10.4   Konduktivitet  .........................................................................................................................................  33  10.5   Hydrazine  ................................................................................................................................................  33  10.6   Delkonklussion  ......................................................................................................................................  34  

11   Korrosion  og  revner  .....................................................................................................................  35  11.1   Spændingskorrosion  ...........................................................................................................................  35  11.2   Termiske  revner  ...................................................................................................................................  36  11.3   Udmattelse  ..............................................................................................................................................  36  

12   Vandanalyser  ..................................................................................................................................  37  

12.1   Anbefalede  steder  til  aftapning  af  vandprøver  ...........................................................................  37  12.1.1   vandprøver  ..........................................................................................................................................................  37  

13   Løsningsmodeller  .........................................................................................................................  39  

13.1   Hotwell  .....................................................................................................................................................  39  13.2   Minimering  af  varmetab  ved  blowdown  .......................................................................................  41  13.2.1   Blowdown  ............................................................................................................................................................  41  13.2.2   Beregning  af  nødvendigt  blowdown  ........................................................................................................  42  13.2.3   Varmegenvinding  fra  blowdown  ...............................................................................................................  44  

14   Ledelse  af  dem  –der  kan  lede  selv  ...........................................................................................  46  

Side 6 af 51 16/12/2013

MADS BANG

15   Konklusion  ......................................................................................................................................  49  

16   Perspektivering  .............................................................................................................................  50  

17   Bibliografi  ........................................................................................................................................  51  

Side 7 af 51 16/12/2013

MADS BANG

4 INDLEDNING

Projektet er et projekt der vedrører kedelbehandling og tager sit udgangspunkt på Carla

Maersk, som er et olie/kemikalietankskib som er bygget af Halla Engineering & Heavy

Industries i 1999. Skibet har en GT1 på 29289. Skibet sejler trampfart, altså har det ikke

nogen fastlagt rute, men chartres for en rejse ad gange. Man kan derfor ikke vide noget om

hvor mange havne skibet anløber. Ligeledes er det svært at vide, hvornår det ligger for

svej og venter på charter. Carla Maersk har igennem min praktiktid sejlet i Brasilien, USA,

Frankrig og endte så i Remontowa tørdok i Gdansk Polen. I løbet af min praktiktid har det

to gange været nødvendigt for chartreren at få DNV 2 ombord for at klassificere

hjælpekedlen. For at Carla kunne blive godkendt til at sejle med lasten, krævede

olie/kemikaliefirmaet at kedlen blev godkendt af DNV. Grunden hertil var fordi kedlen

ikke kunne opretholde det forskrevne designtryk på 9 bar. Ved disse DNV inspektioner

trykprøvede vi kedlen til 7 bar og heldigvis blev kedlen godkendt begge gange på trods af

tydlige utætheder. For mig stod det klart at kedlen var gennemkorroderet.

I tørdokken i Gdansk blev hjælpekedlen udskiftet til en ny af samme type. Det er ikke

ligefrem nemt projekt at udskifte en hjælpekedel, projektet strakte sig over 3 uger. Bare det

at få skåret hul i skibets skrog så kedlen kan løftes ud tager mange arbejdsdage. Kedlen er

6,8 m høj og vejer ca. 30 tons så det er også et projekt i sig selv at få den nye kedel på plads

uden at beskadige den.

Projektets formål i uddannelsesforløbet er at opfylde kravene i undervisningsplanen for

modul M6. Formålet med rapportens indhold er at give et overblik over relevante

indsatsområder vedrørende kedelvandbehandlingen ombord på Carla Maersk. De

eventuelle optimerende tiltag, vil bygge almindelig kendt kedelvandsteori og kan derfor

bruges generelt til andre kedelanlæg.

1 Gross Tonage 2 Det Norske Veritas

Side 8 af 51 16/12/2013

MADS BANG

5 ANLÆGSANALYSE

Kapitlet ”Anlægsanalyse” beskriver, opbygningen af kedel og

dampanlægget, samt en beskrivelse af hvordan man producerer destillat

ombord på Carla Maersk Der henvises til bilag 2 og 4.

5.1 DAMPANLÆG

Dampanlægget ombord består af en hjælpekedel og en udstødningskedel. I havn kommer

dampforsyningen fra hjælpekedlen og til søs kommer forsyningen fra udstødningskedlen.

Udstødningskedlen er placeret i skorstenen, da den genvinder varmen fra

udstødningsgassen fra hovedmotoren.

Det kan være nødvendigt at benytte hjælpekedlen, i områder hvor temperaturen er lav

eller hvis hovedmotorens omdrejninger reduceres ved fx manøvrering eller ved ”slow

steaming” på søpassagen. Det vil ligeledes kræve et supplement fra hjælpekedlen, når

lasttanke skal opvarmes og ved tankrensning hvor der kræves opvarmet vand til

rensningen.

5.2 GENERELT OM AQ-18 KEDLEN

5.2.1 TYPE/ANVENDELSE

Kedlen er produceret af Aalborg Industries og heder AQ-18. Kedlen er en dampkedel som

er produceret til kemikalietankskibe, produkttankskibe, krydstogtskibe og færger. Disse

skibstyper kræver høj driftssikkerhed, virkningsgrad, samt lav vægt og rumfang i forhold

til dampproduktion, desuden kræver disse skibstyper at der er let tilgang til vedligehold

af kedlen.

AQ-18 dampkedlen er fuldsvejset vertikal cylindrisk vandrørskedel med naturlig

cirkulation. Dampproduktionen er 6-45 t/h ved et tryk på 8-16 bar, og et

fugtighedsindhold på 0,5-1,0%, afhængig af dampproduktionen. Virkningsgraden er 84%

ved 100% dampproduktion og 87% ved 50% dampproduktion. Kedlen er topfyret og der

benyttes en KBSD brænder. Fyrrummets vægge er opbygget af membranrør,

Side 9 af 51 16/12/2013

MADS BANG

varmeoverførslen sker fortrinsvis ved stråling. Fra strålingsrummet strømmer

forbrændingsprodukterne igennem et konvektionstræk til skorstenen.

(Larsen 2001)

5.2.2 KEDLENS HOVEDDELE

Kedlen er konstrueret som en fordamper, den har hverken economiser eller overheder.

Economiseren er undladt da den komplicerer kedelkonstruktionen og fordi kedlen

strømningsmæssigt er konstrueret således at røgtabet er lavt. Overhederen er udeladt, da

dampen anvendes i varmeveksleren, som bruges til opvarmning af tanke, aptering

brugsvand mm..

Hvis vi kigger på kedlen kan vi opdele den i tre hoveddele, som jeg herefter vil beskrive

individuelt. De tre hovedele er:

• Overbeholderen

• Fordamper- og faldrørene

• Underbeholder

5.2.3 OVERBEHOLDEREN

Overbeholderen er fremstillet som en lodretstående cylinderformet beholder, som består

af et svøb og to endebunde. Svøbet og endebundene er svejst sammen og fremstillet af

blødt stål, som overalt har samme tykkelse. Grunden til at materialet skal have samme

tykkelse er for at minimere materialespændingerne, som opstår omkring samlingerne og

skyldes temperaturvariationerne i forbindelse med kedlens opfyring og brænderens ind

og udkobling. Dette resulterer i en kortere opfyringstid og en længere levetid. For at

mindske deformation pga. af dampens tryk, er overbeholderens to endeplader

sammenholdt af stag, som er svejset til pladerne. Den nederste endebund er en rørplade i

denne plade er der boret huller hvori fordamper- og faldrørene er fastsvejset.

Den nederste del af overbeholderen er vandfyldt, mens den øverste del er fyldt med våd

mættet damp. For at mindske fugtigheden i dampen, inden den strømmer ud til

forbrugerne, passere den en vandseparator, som er monteret inden hovedstopventilen.

Hovedstopventilen, (bilag 2. (1.02))

Side 10 af 51 16/12/2013

MADS BANG

Fødevandet ledes ind i overbeholderen gennem de indvendige fødevandsrør. Dette sikrer

at det underafkølede vand fordeles og blandes med vandet med mætningstemperaturen,

så der ikke opstår for store materialespændinger som følge af temperaturforskellene.

Der er monteret et mandehul i svøbet til inspektion og i midten af overbeholderen er der

monteret en cylinder til oliebrænderen.

(Larsen 2001)

5.2.4 FORDAMPER- OG FALDRØR

Fordampersektionen består af membranrør og glatrør. Membranrørene danner to gastætte

vægge. Den inderste væg danner fyrrummet, og den yderste væg danner kedlens

yderside. Rummet imellem de to gastætte membranvægge er kedlens konvektionstræk,

hvori glatrørene er monteret. Den øverste del af membran- og glatrørene er forbundet til

overbeholderen, mens den nederste ende er forbundet til underbeholderen. Samlingerne

er svejset. Rørene danner tilsammen en 10-sidet polygon. Gennem fyrrummets

membranvægge overføres varmen fra forbrændingen hovedsageligt som strålingsvarme.

Varmen overføres via konvektionstrækkets glatrør fortrinsvis via konvektion.

Forbrændingsprodukterne ledes fra fyrrummet til konvektionstrækket igennem en åbning

i den inderste membranvæg. Åbningen er dannet ved at membranrørenes ”finner” er

fjernet på et stykke af et passende antal rør, hvorefter rørene er fortsat for hinanden,

således at der dannes en strømningsvej for forbrændingsproduktet.

Forbrændingsproduktet strømmer fra fyrrummet igennem den omtalte åbning i

konvektionstrækket, hvor glatrørene er anbragt. Ved sammenstødet med glatrørene,

retningsændres forbrændingsproduktet, og ledes herefter op gennem konvektionstrækket,

dvs. at den ene siden af kedlen, er rørene markant mere belastet end den modsatte side.

Forbrændingsprodukterne strømmer gennem konvektionstrækket i to halvcirklede

røggasstrømme. Herefter ledes de samlet op til optrækket og igennem en

afstrømningsåbning i den yderste membranvæg til skorstenen. Afstrømningsåbningen i

den yderste membranvæg er udformet på samme måde som overstrømningsåbningen i

den inderste membranvæg. (Larsen 2001)

Side 11 af 51 16/12/2013

MADS BANG

5.2.5 FALDRØRSSEKTIONEN

Faldrørene skaber forbindelse mellem overbeholderen og underbeholderen, så der dannes

en naturlig vandcirkulation i kedlen. Faldrørene skal være udformet og monteret så

vandet fra overbeholderen kan strømme i en tilstrækkelig mængde til underbeholderen.

Fra underbeholderen strømme vandet gennem fordamperrørene, som køles, hvorved

materialetemperaturen bliver passende lav. Dette sikrer rørene mod overophedning. På

AQ-18 kedlen er faldrørene placeret, der hvor forbrændingsproduktet strømmer til

optrækket. Varmeoverførelsen er lavest ved optrækket og størst ved indgangen til

konvektionstrækket, dette medføre at der sker en densitetsforskellen og bevirker at der

sker en naturlige cirkulation i kedlen som jeg vil beskrive i kapitel 5.3.1.

(Larsen 2001)

5.2.6 UNDERBEHOLDEREN

Underbeholderen er udformet magen til overbeholderen. Underbeholderen er fyldt med

vand og forsynes som sagt via faldrørene. På den nederst endebund er der påsvejst fire

fødder, som er monteret til fundamentet. Den ene fod er fastspændt til kedelfundamentet

med pasbolte, som fastholder foden, så den ikke kan bevæge sig i forhold til fundamentet.

De tre andre fødder er monteret til fundamentet så de kan glide, når der som følge af

temperaturændringer i kedlen forekommer udvidelse eller sammentrækning af kedlens

stål. Der er desuden en mandedør til inspektion. I underbeholderen er der installeret

heating-coils som hjælper til en hurtigere opstart af kedlen og sørger for at holde en højere

temperatur når kedlen ikke benyttes, hvilket sikrer den mod korrosion.

(Larsen 2001)

5.3 PROCES FRA VAND TIL DAMP

Vandet pumpes via fødeventilerne (bilag 2, (1.04)) og de indvendige fordelerrør ind i

overbeholderen. Det underkølet fødevand opnår samme mætningstemperatur som

dampvandet i overbeholderen. Vandet strømmer gennem faldrørene til underbeholderen

og herfra videre til fordamperrørene, hvor en del af vandet fordampes pga.

Varmetransmission fra røggassen. Blandingen af damp og vand strømmer fra

Side 12 af 51 16/12/2013

MADS BANG

fordamperrørene til overbeholderen, hvor dampen pga. sin lave densitet frigør sig fra

vandet og der skabes en damplomme øverst i beholderen. Denne lomme af damp

strømmer med høj hastighed ud til forbrugerne. Pga. den høje hastighed tager dampen

vand med ud, altså dampen er mættet. For at minimere vandindholdet i dampen

strømmer den igennem en vandseparator som retningsændrer dampen. Vanddråberne har

en højere densitet en damp og forsætter ligeud og bliver opfanget nogle udskillerplader

(tagrender), hvorfra vandet ledes tilbage til overbeholderen. Dampen har et vandindhold

på omkring 0,5-1,0 % ved afgangen.

(Larsen 2001)

5.3.1 KEDELVANDSCIRKULATION

I en vandrørskedel er fyrrummet omgivet af rør, som er forbundet med henholdsvis

overbeholderen og underbeholderen. Brændstoffet forbrændes i fyrrummet og afgiver

varme til vandet via stråling. Når vandet nu bliver opvarmet bliver dets densitet mindre

og vandet vil stige. Derved skabes der nu en naturlig cirkulation, da det kolde vand vil

have tildens til at synke og det varme vand vil stige op. Den naturlige cirkulation fra

overbeholderen igennem faldrørene til underbeholderen og retur til overbeholderen

skyldes denne densitetsforskel på koldt og varmt vand. Densitetsforskellen opnås

konstruktionsmæssigt på følgende måde: Hedefladebelastningen på fordamperrøene er

størst, der hvor forbrændingsprodukterne strømmer fra fyrrummet til

konvektionstrækket. Det skyldes forbrændingsprodukternes høje temperatur og er

årsagen til at dampdannelsen er størst på lige nøjagtig dette sted. Den høje temperatur

medføre samtidig at dampvandsblandingens densitet er den laveste densitet i

fordampersektionen. Hedefaldebelastningen på rørene er mindst i fordamperrørsområdet,

der hvor forbrændingsprodukterne strømmer ud fra konvektionstrækket og videre til

optrækket. Årsagen er at temperaturen på forbrændingsprodukterne, her er væsentlig

lavere pga. varmeafgivelse i konvektionstrækket. Da dampdannelsen tilsvarende vil være

lavere i dette område, vil vanddampens densitet her være den højeste i

fordampersektionen.

(Larsen 2001)

Side 13 af 51 16/12/2013

MADS BANG

5.4 PRODUKTION AF DESTILLAT

Det vand som benyttes ombord, kommer oprindeligt fra havet. Det er ligegyldigt om

vandet benyttes til kedlen eller om det er drikkevand, oprindeligt er det saltvand.

Selvfølgelig skal salte og andre forureningspartikler skilles fra inden det kan benyttes til

produktion af damp. Dette gøres for at minimere saltbelægninger og korrosion i vand- og

dampkredsløbene ombord. Ombord benyttes både mekanisk og kemisk rensning af

vandet. I det efterfølgende afsnit vil jeg diskutere, hvordan man kan producere

højkvalitets destillat.

Der findes tre metoder til at destillere søvand. Omvendt osmose, ionombytning og

fordampningsprincippet. Ombord på skibe benyttes ofte fordampningsprincippet og på

Carla Mærsk er det også tilfældet. Jeg vil derfor kun beskæftige mig med

fordampningsprincippet.

5.4.1 FORDAMPNINGSPROCE (FERSKVANDSGENERATOR)

På Carla Mærsk benyttes en Alfa Laval Desalt JWP-26-C Series ferskvandsgenerator. Den

omdanner saltvand til destillat ved hjælp af vakuum destillation. Nedenfor ses

principtegningen for ferskvandsgeneratoren. Den fungerer på følgende måde: Fødevandet

som skal destilleres tages fra sø-kølingsafgangen på kondenseringssiden (1). Herefter

kommer det til fordamperen (10), hvor vandet fordamper ved en temperatur på 40-60°C,

når det passerer mellem pladerene. Denne fordampningstemperatur svarer til et vakuum

på 85-95% som opretholdes af brine/luft ejektoren. Dampen passerer gennem en demister

(8) (tågefjerne), hvor eventuelle dråber af saltvand, som der er kommet med dampen vil

blive fjernet, pga. tyngdekraften. Det vil herefter falde ned til brinesumpen i bunden af

fordamperen og vil så pumpes overbord(11). De rene ferskvandsdampe forsætter op til

kondensatoren(9), hvor de kondenserer til ferskvand, idet de passerer mellem pladerne

som er afkølet af søvandet.

Det producerede destillat bliver nu pumpet til tanke hvor det kan benyttes til, teknisk

vand og domestisk vand.

Side 14 af 51 16/12/2013

MADS BANG

Figur 1 Alfa Leval desalt JWP-26 principtegning (Alfa Leval)

Side 15 af 51 16/12/2013

MADS BANG

6 FØDE- OG KEDELVANDS KARAKTERISTIKKER

Kapitlet behandler forskellige begreber, som er relevante i forhold til et

kedelvandsbehandlingsprogram.

6.1 BEGREBER OG OVERSIGT OVER KEMISKE BETEGNELSER

I kedelvand skelner man mellem fire forskellige forureningskilder.

1. Opløselige faste stoffer

Scale dannende stoffer, de vigtigste er sulfat (SO4), Karbonat (CO3), kalcium (Ca),

og Magnesium (Mg).

2. Udfældede faste stoffer

Slam dannende stoffer, normalt er det faste mineraler eller organiske stoffer.

3. Opløselige gasser

Korrosive urenheder som oxygen (O2) og kuldioxid (CO2) som let kan opløses i

vand.

4. Skumdannende stoffer

Mineralurenheder der danner skum, det er normalt forskellige sodaer.

I praksis skal alle scale-dannende salte som ophobes i kedlen, kemisk kontrolles så de i

stedet for hård scale, udfældes som slam. Hvis ikke saltene udfældes som slam vil det

resultere i at scale belægninger på hedefladerne, der derfor vil mindske

varmetransmissionen i kedlen og i værste fald føre til havari.

Når vi snakker om disse urenheder der er tilstede, snakker vi om et ekstremt lille indhold

og enheden er normalt parts per million (ppm).

Parts per million kan udtrykkes som forholdet mellem en del af et stof til en million dele af

en andet. Fx hvis en vandprøve indeholder 1 ppm klorid kan det udtrykkes som:

1  𝑔𝑟𝑎𝑚  𝑘𝑙𝑜𝑟𝑖𝑑1,000,000  𝑔𝑟𝑎𝑚  (1  𝑚𝑒𝑡𝑟𝑖𝑠𝑘  𝑡𝑜𝑛) = 1𝑝𝑝𝑚  𝑘𝑙𝑜𝑟𝑖𝑑

Side 16 af 51 16/12/2013

MADS BANG

6.2 HÅRDHED (HARDNESS)

Når vi referer til vand, snakker vi om at vand enten kan være ”hårdt” eller ”blødt” vand.

Man skelner mellem letopløselige og tungtopløselige salte. Salte med kationer3 Ca2+ og

Mg2+ vil være tungt opløselige og det vil primært være disse salte der udfældes på kedlens

hedeflader. Andre salte med andre kationer vil være mere letopløselige og vil dermed

forblive i opløst form i kedlen. Dampen der forlader kedlen indeholder ikke salte og

koncentrationen af letopløselige salte i kedlen vil derfor stige, og på et tidspunkt vil

koncentrationen af salte være så høj at de udfældes. Inden dette er tilfældet vil

kedelvandets densitet være steget markant, og vil vise sig ved en mere ustabil

kogning(stødkogning). Dette kan undgås ved at lave regelmæssigt blowdown.

Calcium og magnesium er de salte der giver de største belægningsproblemer og man

definere vandets hårdhed ud fra mængden af de opløste calcium- og magnesiumsalte.

(Rønbjerg 2009)

Der findes to former for hårdhed:

1. Alkalisk hårdhed (midlertidig hårdhed)

Calcium- og magnesiumbikarbonat er ansvarlige for den alkaliske hårdhed. Saltene

opløses i vandet og danner en basisk opløsning, ved opvarmning nedbrydes de og

udskiller kuldioxid og blød scale eller slam. Navnet ”midlertidig hårdhed” bruges

nogle gange fordi hårdheden forsvinder ved kogning.

Vand kombineret med kuldioxid danner kulsyre:

H2O + CO2 ⇒ H2CO3

Kulsyre og calcium karbonat (kalksten) danner calcium bikarbonat:

H2CO3 + CaCO3 ⇒ Ca(HCO3)2

3 Positiv ion

Side 17 af 51 16/12/2013

MADS BANG

Når calcium bikarbonat opvarmes danner det scale i form af calciumkarbonat og

kulsyre, da vand kombineret med kuldioxid vil danne kulsyre:

Ca(HCO3)2 ⇒ CaCO3 + H2O + CO2

Ligeledes danner magnesiumbikarbonat ved opvarmning scale i form af

magnesiumkarbonat og kulsyre:

Mg(HCO3)2 ⇒ MgCO3 + H2O + CO2

Calciumkarbonat eller Magnesiumkarbonat bundfælles som kedelsten og kuldioxiden

forlader kedlen sammen med dampen. Kuldioxid vil som vidst danne kulsyre (H2CO3),

denne syre vil nedbryde hele dampsystemet

(Kim Bruun 2011)

2. Ikke alkalisk hårdhed (permanent hårdhed)

Her er det salte der udfældes som hård permanent scale. Det er stadig calcium og

magnesium som reagerer med sulfat og klorid, som udfældes når temperaturen stiger

og danner det her ekstremt hårde scale, som er svært at fjerne.

Total hårdhed den permanente hårdhed udgør ca. 20% og den midlertidige hårdhed ca.

80% tilsammen bliver de til total hårdhed.

(Rønbjerg 2009)

6.3 SALTE DER IKKE DANNER SCALE

Natrium salte er selvfølgelig også tilstede, natrium er langt mere opløselig end calcium og

magnesium og vil generelt ophobes i overbeholderen af kedlen. Nedenfor ses reaktionen:

2Na(HCO3) ⇒ NaCO3 + H2O + CO2

Na2CO3 + H2O ⇒ 2NaOH + CO2

Her kan det ses at der dannes natriumhydroxid som der er stærkt basisk.

Hvis vi lægger vores totale hårdhed sammen, med de salte der ikke danner scale får vi

TDS som betyder Total Dissolved Solids.

Total hardness + non-hardness salts = Total dissolved solids (TDS)

(Sarco u.d.)

Side 18 af 51 16/12/2013

MADS BANG

6.4 PH-VÆRDI

En vandig opløsning kan enten være sur, neutral eller basisk. Hvis man vil fortælle noget

om opløsningens kondition bruger man pH-skalaen. pH er det reciprokke af logaritmen til

et hydrogenion (H+). Dvs. At en større mængde hydrogenioner vil give en mindre pH-

værdi

pH-værdi Koncentration af hydrogen ioner H+

Koncentration af hydroxid ioner OH-

0 100 10-14 Sur

7 10-7 10-7 Neutral

14 10-14 100 Basisk

Tabel 1 sammenhæng mellem pH-værdi, hydrogen ioner og hydroxid ioner (eget arkiv)

Nedenfor er vist pH-skalaen og i kedelvand tilstræber vi at vandet er basisk med en pH på

9-10 af hensyn til korrosion.

Figur 2 pH-skala (alkapod.dk)

Ved 25 °C danner vand følgende ligevægt, dette kaldes for vands autoprotolyse:

H2O(l) + H2O(l) H3O+(aq) + OH−(aq)

En ganske lille del af vandmolekylerne går på ionform, og forsøg har vist at

koncentrationen af hydronium (H3O+) og OH- i rent vand selvfølgelig er lige store, men

også at molariteten af ionerne ved 25 °C er 1,0 ⋅ 10-7M. Opskrives ligevægtskonstanten,

Kv for denne ligevægt ser den ud som følgende:

Kv=[H3O+] · [OH-]

Dette medføre at Kv = 1,0 ·10 −7M · 1,0 ·10 −7M = 1,0 10−14 M2 (ved 25°C). Af ovenstående

fremgår at pH = -log(H3O+) = -log10-7= 7 i neutralt vand. I en sur opløsning vil

koncentrationen H3O+ være større end 1,0· 10 −7M , dvs. pH-værdien er < 7 og i basiske

opløsninger er koncentrationen af H3O+ mindre end 1,0 ·10 −7M dvs. > 7.

Side 19 af 51 16/12/2013

MADS BANG

(Møller 2013)

Ved opvarmning af vandet forskydes ligevægten så pH-værdien vil falde, altså der er

koncentration af H3O+ bliver større, så man tilsætter en base til kedelvandet for at

imødekomme faldet i pH-værdien ved opvarmning.

6.5 ALKALITET (P & T)

Alkalitet viser kedelvandets evne til at neutralisere stærk syre ved en bestemt pH-værdi.

Altså virker alkaliteten som en slags pH-bremse. Har vandet en tilpas høj alkalitet

minimerer det udsvinget i vandets pH-værdi, hvis der fx tilføres syre til vandet.

Alkalitets ligevægt måles og reporteres i ppm P og som ppm T man benytter

farveindikatorer som phenolphthalein og bromcresolgrønt, metylrødt der viser en tydelig

farveændring med ændringen i pH-værdien.

P alkalitet eksisterer når pH-værdien er større end 8,3, hvilket svarer til kedelvand. Når

kedelvand titreres med syre vil pH-værdien falde støt, eftersom der vil blive tilføjet mere

og mere syre. Når men benytter phenolphthalein som indikator, som på Carla Maersk vil

farven af vandprøven ændre farven sig fra pink til farveløs, når prøvens pH-værdi falder

til 8,3. Dette er P alkalitet eller Phenolphtalein alkalitet og repræsenterer alt hydroxid

alkalitet, ½ af karbonat alaklitet og 1/3 af fosfat og andre alkaliske materialer, der er

tilstede i vandprøven med en pH-værdi på over 8,3. (Se bilag 6)

T alkalitet eksistere når pH-værdien er større end 4,3. Når man tilsætter bromcresolgrønt

og metylrødt til vandprøven, vil prøven bliver blågrøn. Jo mere syre der tilsættes vil

farven skifte til lilla-lyserød, dette vil sige at man er nået til en pH-værdi på 4,3. Dette er T

alkalitet og repræsenterer alt hydroxid, alle karbonater, og 2/3 af fosfat og andre alkaliske

materialer, der er tilstede i vandprøven med en pH-værdi på over 4,3.

P og T alkaniltet kan benyttes til at bestemme karbonat og bikarbonat koncentrationen i

vandprøven.

Alkaliteten kan bestemmes som følgende:

Hvis P alkalitet = 0, alt alkalitet er bikarbonat

Side 20 af 51 16/12/2013

MADS BANG

T alkalitet – 2P alkalitet = karbonat alkalitet

2P – T alkalitet = hydroxid alkalitet

Ph-værdien i naturligt vand er normalt mindre end 8,3 og større end 4,3 så i naturligt vand

er der hverken P eller T alkalitet. Neden for er vidst en grafisk illustration af det

omtrentlige forhold mellem pH og alkalitet.

(Marine 2003)

Figur 3 omtrentlig sammenhæng mellem pH-værdi og alkalitet (Marine 2003)

6.6 KLORID

Det kan være nødvendigt at kontrollere kloridindholdet på vandet. Hvis

ferskvandsgeneratoren har forurenet makeup vandet med havvand fx ved at

kondensatoren har en lækage. Når magnesiumklorid (MgCl2) kommer over i

kedelsystemet spaltes det til magnesium (Mg2+) og klorid (C-). Klorid ionerne reagerer

med hydrogenionerne og danner saltsyre (HCL) som sænker pH-værdien i kedlen og

angriber metaloverfladerne.

(Rønbjerg 2009)

Side 21 af 51 16/12/2013

MADS BANG

6.7 MAGNESIUM/FOSFAT

Magnesium ionerne (Mg2+) reagere med fosfat ionerne (PO43-) og hydroxid ionerne (OH-)

disse ioner kan danne slam. Hvis Magnesium kun reagere med fosfat danner de

magnesiumfosfat (MgPO4), som er en blød aflejring, som har det med at binde alle andre

aflejringer til røroverfladerne. Disse aflejringer på røroverfladerne vil virke som en

isolator og i værste fald, vil det føre til overhedning. Der kan i øvrigt være vand der

skjuler sig mellem varmefladen og aflejringen, vandet vil koncentreres til en syre eller en

base og når dette sker vil området korrodere ekstremt hurtigt.

(Jensen 2004)

6.8 SILIKATER

Siliciumoxid (SiO2) er et surt oxid, der kan optræde i forskellige sammensætninger med

vand. Disse kaldes under et kiselsyre, som er en svag syre. Kisel kan ved varmepåvirkning

bundfældes og derudover danne kiselsten, som er stærkt isolerende. Det kan mindske

kedlens virkningsgrad og i værste fald forårsage en overophedning af kedelmaterialet

med risiko for at kedlen kan sprænge. Kisel vil tiltrække ioner med samme ladning. I

kedelvandet dannes en kloridopløsning, som ikke kan gå i forbindelse med andre stoffer.

For at undgå kiselsten holdes alkaliteten i en passende størrelse, da der så er et overskud

af hydroxid ioner.

(Rønbjerg 2009)

6.9 OPLØSTE GASSER

6.9.1 ILT (O2)

Når vi snakker om opløste gasser kan vi ikke komme uden om ilt (O2). Når vi ser på de

optimale betingelser for korrosion, skal der være tre ting tilstede: Jern, dioxygen og vand. I

en kedel er alle disse elementer tilstede. Men hvis vi ser på korrosion; hvad er det så der

sker? På jernet opstår negative områder med elektronoverskud og positive områder med

elektronunderskud. De negative områder er netop negative, fordi jernet oxideres:

Side 22 af 51 16/12/2013

MADS BANG

Fe(s) ⇒ Fe2+(aq) + 2e-

Jern (II) ionerne opløses i vandet omkring metallet, og der opstår fordybninger i

overfladen. Elektronerne strømmer gennem metallet til de positive områder, dioxygen

reduceres:

O2(aq) + 2H2O(l) + 4e- ⇒ 4OH-(aq)

De dannede jern (II) ioner og hydroxidioner mødes i opløsningen og danner det

tungtopløselige jern(II)hydroxid:

Fe2+(aq) + 2OH-(aq) ⇒ Fe(OH)2(s)

Jern (II) ionerne vil efterhånden oxideres til jern (III) ioner:

4Fe2+(aq) + O2(aq) + 2H2O(l) ⇒ 4Fe3+(aq) + 4OH-(aq)

Jern (III) ionerne danner et endnu mere tungtopløseligt bundfald med hydroxidionerne:

Fe3+(aq) + 3OH-(aq) ⇒ Fe(OH)3(s)

Denne blanding af jern(II) hydroxid, jern(III)hydroxid og varierende mængder vand

kaldes for rust. Man kan ikke angive nogen præcis formel for rust.

(Kim Bruun 2011)

6.9.2 KULDIOXID (CO2)

I kapitel 6.2 beskriver hvordan der dannes kuldioxid pga. karbonat og bikarbonat opløses

og bliver til calciumkarbonat og kuldioxid. Denne proces sker i ferskvandsgeneratoren her

forlader gasserne ferskvandsgeneratoren og opløses i destilatet. Kuldioxiden sænker

vandets pH-værdi og bliver til en syre der accelererer korrosionsprocessen. Kulsyre skaber

generelt en type korrosion, som kan klassificeres ved at den har grobund langs bunden af

rør, i stressede område som ved rørbuk og generel korrosion som fortynder metallet.

Nedenfor er vist et billede fra AQ-18 kedlen på Carla Maersk hvor der er tydlige tegn

korrosion i bunden af rørene.

(Rønbjerg 2009)

Side 23 af 51 16/12/2013

MADS BANG

Figur 4 AQ-18 overbeholder (eget arkiv)

6.9.3 AMMONIAK (NH3)

Kobberbaserede metaller angribes af ammoniak, hvis det kommer i forbindelse med ilt.

Gasserne er kun korroderende, hvis begge molekyler er tilstede, dvs. hvis man minimerer

iltindholdet vil man fjerne den potentielle korroderingsfare. Ammoniak fremkommer af

organisk materiale eller ved overdrevent dossering af kemikaliet hydrazine.

(Rønbjerg 2009)

6.10 LEDNINGSEVNE (CONDUCTIVITY)

I kedelvandet er der som tidligere nævnt opløste salte. Opløste salte er ioner og kan lede

en strøm. Dvs. Der er en sammenhæng mellem mængden af saltioner og modstanden.

Målingen siger ikke noget om hvilke ioner der befinder sig i vandet. Størrelsen af strøm

som vandprøven leder fra den ene elektrode til den anden under en specifik temperatur er

vandets ledningsevne eller konduktivitet. Vandets pH-værdi har også indvirkning på

konduktiviteten. Hvis vandets pH-værdi er basisk vil konduktiviteten være højere end

hvis den var sur. Ved målingen af ledningsevnen bruges et ledningsevne meter som har

enheden micromhos (µmhos).

(Rønbjerg 2009)

Side 24 af 51 16/12/2013

MADS BANG

6.11 DENSITET

Densiteten af kedelvandet vil stige med indholdet af salte. Den større densitet vil foruden

for risiko for belægninger give sig til udtryk ved stød kogning. Man kan altså se i

vandstandsglasset at væskestanden er meget ustabil. Ud fra vandets densitet kan man

bestemme saltindholdet.

(Rønbjerg 2009)

Side 25 af 51 16/12/2013

MADS BANG

7 KEMISK KEDELVANDSBEHANDLING

Kapitlet handler om hvilke kemisk kedelvandsbehandling, der har været

benyttet på AQ-18 kedlen på Carla Maersk.

Ved kemisk vandbehandling har der i tiderne været benyttet to forskellige programmer.

På bilag 11 kan man se flowdiagrammet ombord på Carla Maersk. På Carla var der

installeret et doseringsanlæg (2a, 2b), hvor der igennem kedlens tid er benyttet AGK 100

suppleret med Amerzine. Man skiftede senere til kemikalierne drewplex OX og drewplex

AT. AGK 100 modvirker og kontrollerer scale og slam aflejringer og har også positiv

indvirkning på oxygenindholdet. ”Amerzine corrosion inhibiter” minimere oxygen

indholdet i kedelen, og kondensatsystem. Det danner også en oxidefilm der beskytter

jernet. Drewplex AT er fosforbaseret og modvirker hård scale. Drewplex OX modvirker

også oxygen i kedlen. På bilag 8 og 9 kan man se anvisningerne til dosering af kemikalier

for henholdsvis AGK 100 og Amerzine samt Drewplex AT og OX.

Side 26 af 51 16/12/2013

MADS BANG

8 PROBLEMFORMULERING

8.1 PROBLEMANALYSE

En kedel omdanner kemisk energi i brændstoffet til varmeenergi i damp med henblik på

at udføre et arbejdet. Der er mange typer af kedelanlæg, men fælles for dem alle er at de

grundlæggende fungerer efter samme termodynamiske principper.

I den moderne flåde ser vi motorskibe som er udstyret med hjælpekedler og

spildvarmekedler, som kan opereres ved lavere tryk.

Alle kedler opererer på det fælles grundlag at varme overføres til vand, som så skifter

tilstand til damp, som derefter sendes ud til de forskellige forbrugere ombord.

Det vand der anvendes ombord, uanset formål, kommer primært fra havet. For at

havvand kan anvendes sikkert til fremstilling af damp må salte og andre forureninger

fjernes fra vandet. En fordamper eller en destillator installeres generelt med henblik på at

rense vandet indtil det kun indeholder spor af mineraler. Havvand indeholder også

opløste gasser, som er blevet absorberet fra luften eller dannet ved organisk materiale der

er rådnet. De kan fjernes på flere måder: Mekanisk afluftning, eller reduceres ved at forøge

fødevandstemperaturen (termisk), eller til sidst kemisk.

Et effektivt vandbehandlingsprogram minimerer omfanget af scaling (saltbelægning) og

korrosion i kedelsystemet. Da destillation og mekanisk/termisk afluftning ikke kan fjerne

alle de forurenende stoffer er det nødvendigt med kemisk kedelvandsbehandling. Dette er

med til at sikre en effektiv vedligeholdelse af alle dampgenererende- og kølesystemer.

De primære mål for et kedelvandsbehandlingsprogram er:

1. At opretholde rene varmeoverførselsoverflader på vandsiden

2. Forhindre korrosion

3. At sikre en effektiv produktion af damp i kedelanlægget uden skum eller

forurenede partikler der videreføres til dampsiden

4. Minimere varmetab fra systemet på grund af overdreven blowdown

På Carla Mærsk forefindes to kedler: En udstødningskedel AQ-2 og en hjælpekedel AQ-

18. Igennem min praktik har jeg erfaret at proceduren for kedelbehandling samt

overvågning af fødevandet ikke lever op til de procedure som kedelfabrikanten

Side 27 af 51 16/12/2013

MADS BANG

foreskriver. Der var to hovedproblemer - Det ene var de tekniske problemer og det andet

var det ledelsesmæssige problem. Jeg vil herunder konkretisere problemerne:

Vandanalyser blev ofte udskudt pga. andre presserende arbejdsopgaver som havde højere

prioritet. Dette resulterede i at justering med kemikalier ikke blev udført optimalt. Antallet

af vandanalyser lever ikke op til fabrikantens forskrifter. Hver måned indberetter man

kedel- og kølevandsanalyser til Drew Marine, som er leverandør af kemikalierne. De

analyserer så værdierne fra prøverne og sender et svar retur hvori deres vejledning til den

efterfølgende kedelvandsbehandling er beskrevet. Igennem min praktik opdagede jeg, at

de værdier der blev indsendt til Drew Marine var manipuleret, dvs. værdierne var gjort

bedre end de egentlig var. Dette resulterede selvfølgelig i, at de anvisninger vi fik sendt

retur ikke var korrekte.

Overvågning af temperatur af hotwell var også mangelfuld, da den temperaturstyrede

dampventil var defekt og man skulle derfor manuelt justere temperaturen. Dette er

utroligt svært at kontrollere og resulterede ofte i at temperaturen i hotwellen var meget

lav. Kvaliteten af det tekniske vand, som blev brugt i kedlerne havde flere gange et

utroligt højt kloridindhold. Årsagen til det høje kloridindhold skyldes, at der var lastet

alm. drikkevand som ikke var destilleret. En anden gang var ferskvandsgeneratoren ikke

blevet stoppet selvom den var defekt, så i princippet blev ferskvandstankene fyldt op med

saltvand. Salinity-overvågningen på ferskvandsgeneratoren var defekt og blev først

udskiftet 2,5 måneder efter jeg var kommet ombord.

Side 28 af 51 16/12/2013

MADS BANG

Jeg mener at alle disse faktorer spiller en stor rolle i den daglige drift af kedlen. Kedlens

virkningsgrad er ikke optimal, da belægninger af uopløselige salte vil aflejres og kedlen vil

blive angerebet af korrosion. Herunder kan man se hvordan kedelrørene i AQ-18 kedlen

på Carla Maersk er stærkt angrebet af korrosion.

Figur 5 AQ-18 glatrør overbeholder (eget arkiv)

I sidste ende kunne AQ-18 kedlen ikke længere holde det tryk som fabrikanten foreskrev.

I dette projekt vil jeg udarbejde en teknisk forklaring på hvilke konsekvenser den

mangelfulde kedelbehandling har haft for AQ-18 kedlen på Carla. Jeg vil desuden også

udarbejde en løsningsmodel til hvordan kedelvandsbehandling af kedelanlægget på Carla

kan optimeres. Til sidst vil jeg give forslag til hvilke ledelsesmæssige redskaber, som kan

anvendes i den daglige drift på Carla Maersk.

Side 29 af 51 16/12/2013

MADS BANG

8.2 PROBLEMSTILLING

På baggrund af ovenstående problemstilling er der udarbejdet følgende

problemformulering:

Hvordan kan kedelvandsbehandlingen på Carla Maersk optimeres?

Herunder kan hovedspørgsmålet opdeles i underspørgsmål:

• Hvordan forhindres korrosion i dampsystemet og kedlen?

• Hvordan minimeres varmetabet ved blowdown?

• Hvilke redskaber kan man benytte, set ud fra et ledelsesmæssigt perspektiv, for at

få inkorporeret kedelvandsbehandling, som en vigtig del af maskinmesterens

arbejde?

8.3 AFGRÆNSNING

Der er visse emner der ikke vil blive belyst i denne opgave. Jeg har valgt at se bort fra

følgende aspekter:

• Projektet vil kun omhandle de kemikalier og dertilhørende analyser, som har været

benyttet på Carla Maersk. Jeg vil ikke lave en dybdegående analyse af de

kemikalier der benyttes i programmet ombord.

• AQ-2 udstødningskedel vil ikke blive beskrevet, men den vil blive omtalt i

perspektiveringen.

• Projektet vil ikke have nogle økonomiske betragtninger.

• Kapitel 14 der omhandler ledelse vil kun beskæftige sig med den interne ledelse

ombord på Carla Maersk. Kapitlet er skrevet ud fra personlige erfaringer.

Side 30 af 51 16/12/2013

MADS BANG

9 METODE

I følgende kapitel beskrives, hvordan resultaterne og information er

fremkommet. Desuden vil kapitlet gennemgå mulige fejlkilder, som der

ligeledes skal tages højde for.

9.1 TEORETISK TILGANG

I dette projekt vil der blive brugt viden om dampanlæg, som er opnået igennem min

praktik ombord på Carla Maersk. Til at underbygge og højne min egen viden vil relevante

artikler og teori blive anvendt og behandlet løbende som det måtte forekomme.

Jagten på at finde en mulighed for at optimere kedelvandsbehandlingen på Carla Maersk

indledes med at vurdere på hvilket grundlag der er mulighed for en optimering. Dette

gøres i kapitel 10 ud fra de grafiske logoptegnelser for kedelvandet fra jan 2010 til medio

Sep. 2013. Her konkluderes, hvilke værdier der i længere tid har haft skadelig effekt på

AQ-18 kedlen.

9.2 FEJLKILDER

Specielt i forbindelse med dataindsamlingen fra Carla Maersk kan der opstå fejlkilder. De

”onboard Graphing log” er manuelt udfyldt ud fra vandanalyserne. I nogle perioder

mangler der data. Som tidligere nævnt blev data til Drew Marine manipuleret med, så der

vil være stor sandsynlighed for, at det også er fiktive data der er blevet noteret. Onboard

graphing log bliver brugt som et værktøj til at vurdere kedelvandet over en længere

periode.

Det er heller ikke muligt at sige noget om, hvor meget skibet har benyttet AQ-18 kedlen.

Skibets rute kan variere meget, da tankskibet sejler trampfart, så der er ikke et

sammenligningsgrundlag for hvor meget AQ-18 kedlen benyttes.

Side 31 af 51 16/12/2013

MADS BANG

10 DATA CARLA MAERSK JAN. 2010 TIL MEDIO SEP. 2013

I kapitel 8 ”Data Carla Maersk Jan. 2010 til medio Sep. 2013” beskrives

hvordan vandforholdene i AQ-18 kedlen har været. Der henvises til

Bilag 12, 13, 14, 15, 16.

Alle de tilhørende grafiske logoptegnelser for kedelvandet fra jan 2010 til medio Sep. 2013

kommer fra kedelvandsanalyserne. De grafiske optegnelser er optegnet ud fra de

tilgængelige data. Hvis der er et større hul er det fordi der ikke er tilhørende data til den

følgende periode. Den store tidsperiode som loggen er optegnet over vil jeg benytte til at

vurdere, hvilke overordnede problemer, der har været med vandbehandlingen. De

grafiske logoptegnelser er fremstillet, så de områder som kedelvandet helst skulle være

indenfor er lysegrønne og de områder som ligger udenfor tolerancen er røde.

10.1 FØDEVANDSTEMPERATUR

På bilag 15 kan vi se fødevandstemperaturen i den givne periode. Her kan man tydeligt se

at temperaturen fra 1/7-2012- 1/9-2013 ofte har været langt under de 85-95℃ som

anbefales. Som det ses på Figur 6 Sammenhæng mellem oxygenindhold og temperatur

nedenfor er der en sammenhæng mellem oxygenindhold og temperaturen af vandet. Dvs.

at oxygenindholdet har været væsentligt højere i perioderne hvor temperaturen har været

lav. Dette har kunne medføre en væsentlig hurtigere korrosion af kedlen, som beskrevet i

kapitel. 0. Ligeledes har temperaturen også en væsentlig effekt på indholdet af kuldioxid,

da kuldioxid vil være på dampform, hvis temperaturen er mellem 85-90, og det vil derfor

være harmløst.

Side 32 af 51 16/12/2013

MADS BANG

Figur 6 Sammenhæng mellem oxygenindhold og temperatur (Aalborg Solutions 2001)

10.2 HYDRATE ALKALINITY

I det følgende afsnit henvises der til bilag 12, som grafisk viser, hvordan udviklingen af

Hydrate alkalinity har været. Som man ud fra den grafiske logoptegnelse kan se er der

flere perioder fra 1/7-2012-1/9-2013, hvor vandet ligger under minimumgrænsen. Dette

betyder, at i de perioder, hvor værdierne ligger under 30 PPM kunne have medført

korrosion, dannelse af slam eller scaling. Som det kan ses ud fra bilag 12 og 15 er der en

sammenhæng mellem den lave temperatur og hydrate alkalinity. Dvs. at i denne periode

har kedelvandet ikke fungeret optimalt i forhold til at neutralisere syre.

10.3 FOSFAT (PO4)

Når vi ser på bilag 14 som viser indholdet af fosfat i kedelvandet kan vi se er at der

generelt har været en for stor mængde fosfat i vandet. Det vil medføre mulighed for

dannelse af slam, som beskrevet i kapitel 6.7. Jeg kan ikke se, at der har været større

slamdannelse i kedlens underbeholder og ud fra billederne fra kedelinspektionen vil jeg

Side 33 af 51 16/12/2013

MADS BANG

ikke konkludere at fosfat niveauet har haft indflydelse på kedlens tilstand. Dog kan

hyppigt blowdown mindske slammet i underbeholderen.

Figur 7 AQ-18 stag og heatingcoil i underbeholder (eget arkiv)

10.4 KONDUKTIVITET

Ud fra bilag 13 kan man se at konduktiviteten ikke er særlig konstant. Den har mange

udsving og er i nogle perioder meget lav, hvilket betyder at indholdet af ioner i disse

perioder har været meget lave dette er både godt og skidt. Det negative ved det er, at der

højst sandsynligt ofte er blevet lavet blowdown. Dette er ikke optimalt, da man vil bruge

ekstra ”make-up” vand og man vil derfor få et større varmetab. I andre perioder har

konduktiviteten været utrolig høj. Dette er ligeledes ikke optimalt for kedlen, da der i

disse perioder har ophobet sig mange salte i kedlen. I værste fald kan disse salte udfældes

på hedefladerne og danne scale. Det optimale konduktivitetsniveau vil være hvis det lå

mere konstant i den øvre del af det tilladelige på skalaen.

10.5 HYDRAZINE

Ud fra bilag 16 kan vi se indholdet af hydrazine i kedelvandet for 1/7-2012 – 2/2-2013.

Grafisk kan vi se at indholdet af hydrazine/amerzine i kedelvandet. Indholdet af oxygen

inhibiter har i næsten hele perioden været ligget under det anbefalede niveau.

Side 34 af 51 16/12/2013

MADS BANG

10.6 DELKONKLUSSION

Når jeg gennemgår de ovenstående data falder det mig i øjnene, at der i perioden 1/7-

2012-1/9-2013 er en sammenhæng mellem hydrate alkalinity og fødevandstemperaturen.

Som vidst på Figur 6 er der en sammenhæng mellem oxygenindhold og temperatur. Da

fødevandstemperaturen i perioden generelt har ligget under det anbefalede har der

ligeledes været et større indhold af oxygen. Ligeledes vil kuldioxid også have mulighed

for at ophobe sig i fødevandet, da temperaturen ikke er tilstrækkelig høj til, at det vil skifte

tilstand til gas. Der vil altså nu kunne dannes kulsyre, som der vil accelerere korrosionen.

Hvis vi kigger på hydrate alkalinity i den samme periode kan vi ligeledes se, at den ikke

har været høj nok til at neutralisere kulsyren. Der har altså i denne periode været optimale

betingelser for korrosion af kedlen i over et år.

Side 35 af 51 16/12/13

MADS BANG

11 KORROSION OG REVNER

Vedvarende forkert kedelbehandling kan resultere i korrosion og revner. Hvis disse fejl

indtræffer skal de tages meget seriøst, da der kan være mulighed for stor fare for

personalet og større anlægsskader. Hvis der opstår revner i kedelanlæg skal man med det

samme sætte kedlen ud af drift. Herefter skal revnen efterses af en kyndig person, som

skal komme med et konkret løsningsforslag. Hvis det er muligt at svejse revnen skal

specialsvejsere der har licens til at svejse i kedler hentes ind til at udføre jobbet. Revner

skal altid ses som farlige, da de efter at være indtruffet vil arbejde sig større, hvorved man

risikerer havari med damplækage som følge.

Revner kan opstå på flere måder, men de hyppigste årsager er:

• Spændingskorrosion

• Termiske revner

• Revner pga. udmattelse.

11.1 SPÆNDINGSKORROSION

For at spændingskorrosion kan opstå kræves det, at der er mekaniske spændinger tilstede.

Altså fx ved svejsninger er der mekaniske spændinger. Der skal desuden være et

korrosionsforårsagende stof. Det er forskelligt alt efter hvilken ståltype kedlen er bygget

af. De mest anvendte ståltyper er ulegerede og lavtlegerede ståltyper. Disse ståltyper

består af nitrater, natrium og natrium- og kaliumhydroxid, da dette direkte kan anvendes

til alkalisk vand. Hele korrosionen starter ligesom der forklares i kapitel 6.9.1. Herved

opnår jernhydroxiden på et tidspunkt dannelse af mekaniske spændinger i stålet, som

derefter begynder at arbejde og til sidst at revne. Da det ikke kan undgås at have

mekaniske spændinger må man fjerne de skadelige stoffer og sørge for at de ikke

opkoncentreres. Dette kan gøres på flere måder, men én måde er at undgå spalter eller

lommer i kedlen hvor kedelvandet vil blive stående og derved indkoge. Sikrer man god

cirkulation af vandet minimere man også muligheden for at vandet indkoger. Ligeledes

gælder det om at holde indholdet af oxygen og kuldioxid så lavt som muligt. Ydermere er

Side 36 af 51 16/12/13

MADS BANG

det også vigtigt at sikre sig at kemikaliedoseringen er korrekt, og det er derfor vigtigt at

følge kemikalieproducenternes forskrifter.

11.2 TERMISKE REVNER

Termiske revner opstår som følge af temperaturbelastninger. De kan opstå ved en

overophedning af materialet, eller ved situationer hvor kedlen jævnligt

belastningsændres. De typiske årsager til disse revner er overophedning af hedefladerne i

kedlen. Dette kan skyldes scalebelægninger på hedefladerne, blokering af

vandcirkulationen i rørene, eller hvis kedlen er tørkogt. Belægningerne på hedefladerne

medfører en dårlig varmetransmission og dette medfører at der skal fyres ekstra hvorved

at hedefladerne overophedes. Hvis der sker en blokering af rørene fjernes kølingen og

temperaturen vil stige. Den farligste revnedannelse sker ved tørkogning, da den kan

medføre store skader på ildkanalerne i kedelanlægget. Hvis temperaturen i kedlen stiger

til 500°C i længere perioder risikerer man en svækkelse af stålet, som i værste fald kan

medføre revner. Hvis temperaturen i kedlen kortvarigt kommer op på 800°C eller derover

vil stålets styrke reduceres kraftigt. Ved disse kortvarige overophedninger kan man

risikere deformation af kedelmaterialet og på et tidspunkt vil der opstå revner.

11.3 UDMATTELSE

Denne type revner opstår pga. stålet i kedlen bliver ”træt”. Årsagen til disse udmattelser

er typisk mekaniske. Dette skyldes, at materialet opvarmes og nedkøles hvilket medfører

at materialet udvider sig og trækker sig sammen. Revnerne kan også forekomme hvis

kedlen kører med store varierende belastninger. Dette vil oftest være i udstødningskedlen.

Chancerne for at disse revner vil opstå kan minimeres ved nøje dimensionering af kedel

og komponenter. Her beregner specialister på hvilke materialer der skal benyttes og

hvordan designet skal være.

Kedelpasserens operation af kedlen har ligeledes stor indflydelse på udmattelse. Han skal

sikre korrekt opfyring og nedkøling af kedlen og overvåge driften.

Side 37 af 51 16/12/13

MADS BANG

12 VANDANALYSER

Korrekt udførsel af vandanalyserne er utrolig vigtige for at sikre et

velkontrolleret vandbehandlingsprogram. Dette kapitel beskriver

hvordan man bedst optager vandprøven og udfører den kemiske test.

Det er en vigtig del af vandanalyserne at føre læselige og præcise logfiler. Det er

afgørende, at man får noteret og udført analyserne korrekt og hyppigt nok. Ifølge Alfa

Laval skal man dagligt analysere føde- og kedelvand (Alfa Laval u.d.). Ombord på Carla

Maersk bestræb man sig på at lave kedelvandsanalyser hver anden dag, men dette blev

dog ikke altid overholdt pga. presserende arbejdsopgaver. Det er vigtigt, at man husker

følgende relevante punkter, når man analysere kedelprøverne:

• Skriv så dataene er læselige

• Sørg for at Drew tekniske afdeling, Maersk tekniske afdeling og skibet får en

teknisk journal hver måned.

• Husk at få alle relevante data om skibet, kommentarer osv. med.

• Brug de korrekte ”onboard graphing log”

• Optag testresultater og kemikaliedosering i de korrekte måleenheder på ”onboard

Graphing log”

• Ligeledes skal der noteres hvilket kemikalie behandlingsprogram der benyttes.

De vigtigste årsager til rutinetest af vandet er for at sikre sig, at man altid overholder de

korrekte kemikaliegrænser. Og at man hurtigt kan påvise, hvis der skulle være

forurenende stoffer til stede i vandet. De forurenende stoffer kan være med til at lave stor

skade på kedler, motorer, varmevekslere og andet udstyr. I det følgende afsnit vil jeg

forklare, hvordan man optager vandprøverne ombord på Carla Maersk.

12.1 ANBEFALEDE STEDER TIL AFTAPNING AF VANDPRØVER

12.1.1 VANDPRØVER

På både AQ-18 og AQ-2 kedlerne er der påmonteret et ”sample cooler system” SCS 20. Se

bilag 17. Systemet er beregnet til at tage manuelle kedelvandsprøver. Enheden fungerer på

Side 38 af 51 16/12/13

MADS BANG

den måde at kølevand køler kedelvandsprøven så den får den rette temperatur. I praksis

åbner man fuldt for indgangsventilen til kølevandet og sikrer sig, at der er et flow ud

gennem udgangsventilen. Derefter åbner man gradvist for ventilen til kedelvandsprøven

til man har den rette temperatur. Så fylder man sit analyseglas og lukker først for ventilen

til kedelvandsprøven og derefter for kølevandet. Denne ”sample cooler system” skal være

monteret længst væk fra fødevandsindgangen så resultatet er så præcist som muligt (Se

bilag 2 A3.04). Herefter kan man direkte teste kedelvandet og notere resultaterne på

”onboard graphing log”.

På Carla Maersk blev kondensat/fødevandsprøven aftappet efter kondensatoren før

fødevandstanken, så man undgik recirkulation fra fødevandspumpen.

Inden man udfører vandanalyserne skal prøverne være nedkølet til 25 °C, når man

optager prøverne er det vigtigt at man lader vandet løbe i 5-10 min så man er sikker på at

have skyllet røret grundigt igennem. Det er desuden vigtigt, at man skyller prøveglassene

i vandstrålen fra prøveaftapningen. Hvis det ikke er muligt at foretage analyserne med det

samme efter prøverne er kølet ned til 25 °C, er det vigtigt at prøverne opbevares så de ikke

kan blive forurenet af støv eller andet skidt. Hvis der er gået mere end en dag fra hvornår

prøverne blev optaget anbefales det, at man tager dem igen, da pH-værdi, alkalitet,

hydrazine værdierne vil være mindre pga. luften der har påvirket prøven.

Når man har optaget kedelvandsprøverne og kondensatprøven skal de analyseres for

Hydrate alklinity, fosfat, konduktivitet, DEHA, kondensat pH-værdi, Kedelvandets

kloridindhold, make up hardness, temperaturen i hotwell. Drew Marine, som er

leverandør af kemikalierne ombord forsyner også med forskellige testkits, som benyttes til

at udføre disse tests. På bilag 6, 7 og 10 kan man se, hvordan de forskellige tests skal

udføres.

Side 39 af 51 16/12/13

MADS BANG

13 LØSNINGSMODELLER

Kapitlet vil komme med forskellige muligheder for optimering af

kedelbehandlingen ombord på Carla Maersk.

13.1 HOTWELL

For at finde løsningsmodeller til optimering af kedelbehandlingen vil det være naturligt at

kigge på, hvordan man kan undgå korrosion af kedlen. Som nævnt i kapitel 0 har der

været gunstige forhold for korrosion i en længere periode. Dette kunne være undgået hvis

temperaturen af fødevandet havde været højere. I mit praktikforløb opdagede jeg, at den

termostatstyrede ventil i hotwell tanken ikke fungerede. Det ville naturligvis være

nemmest at udskifte ventilen til en ny der fungerede, så man ikke manuelt skulle

kontrollere tilgangen af damp. Herved vil man opnå en konstant temperatur plus minus

den hysterese der er på styringen til ventilen. Sådan som hotwell tanken fungere på Carla

Maersk kan illustreres på følgende måde:

Figur 8 Hotwell skitse (eget arkiv)

I den nuværende hotwell blandes det kolde make-up vand bare med kondensatet der

kommer retur. Hvis temperaturen ikke er på de 85-90°C åbner den temostatstyrede ventil

for dampen. For at undgå oxygen fra fødevandet kan man i stedet montere en deaerator,

eller på dansk en aflufter, som der fjerner oxygen ved atmosfærisk tryk. Spirax Sarco flash

condensing deaerator er designet, så den blander det kolde make up vand med

kondensatet der kommer retur og evt. flash steam fra blowdown. Gasserne fra det kolde

make up vand bliver herefter afluftet. Når retur flowet fra kondensatet er højt og når

flowet fra det kolde make-up vand er intermitterende er der mulighed for at damp vil

forsvinde gennem luftventilationen. For at optimere den termiske virkningsgrad og undgå

Side 40 af 51 16/12/13

MADS BANG

lagdeling, har Spirax Sarco udtænkt et system, som recirkulere fødevandet. Fødevand

pumpes op til toppen af deaeratoren gennem en spraydysse, herved bliver det varme

kondensat nedkølet og der forsvinder ikke noget damp gennem ventilationen. Ca. 20% af

hotwell-tankens indhold kan cirkuleres pr. time. På bilag 18 kan man se databladet for

Spirax Sarco flash condensing deaerator.

Hvis jeg skal opsætte fordelene ved denne løsning:

Fordele

Oxygen fjernes fra fødevandet og indholdet af oxygen i kedlen holdes så lavt som muligt. Oxygenniveauet i hotwelltanken holdes på et minimum pga. Termisk afluftning. Kemikaliedosering holdes nede

Det kræver ikke ekstra arbejdskraft

Man udnytter den maximale varme fra kondensatet og udnytter ligeledes blowdown ”heat recovery” Tabel 2

Side 41 af 51 16/12/13

MADS BANG

13.2 MINIMERING AF VARMETAB VED BLOWDOWN

Kapitlet forklarer blowdown operationen alle diagramnumre henviser

til PI-diagram bilag 2 og bilag 3. Herefter vil der komme en redegørelse

for hvordan blowdown kan minimeres og optimeres.

13.2.1 BLOWDOWN

Hvis kedelvandet bliver forurenet skal det være muligt at fjerne det mens kedlen stadig er

i drift. Også ved kedelinspektion skal det være muligt at tømme kedlen fuldstøndigt.

Urenheder som der er tungere end vand bundfælder og vil herefter kunne fjernes igennem

bundblæsningsventilen. På Carla Mærsk er bundblæsningsventilerne (1.08) to

kontraventiler der er monteret på hver sin side af kedlen. Grunden til, at det er

kontraventiler er så der ikke kan strømme forurenet vand (søvand) ind i kedlen når

trykket i kedlen er lavere end omgivelsernes. Når der åbnes for bundblæsningsventiler

strømmer vandet fra kedlen gennem et rør og til sidst ud gennem overbordventilen.

Skibe har mange varmevekslere til HFO4, MDO5 og varmevekslere til lasten, da det nu er

et tankskib. Der kan også komme urenheder ind i kedlen, som er lettere end kedelvandet.

Dette kan fx være olie. Derfor er det altid vigtigt at holde øje med vandet i hotwellen, så en

olieforurening af kedelvandet kan undgås.

Blowdown processen er altid kædet sammen med ”makeup”. Når vi blæser urenheder ud

af kedlen via bundblæsningsventilerne vil der altid være et vandtab i kedlen. Det tabte

vand er det som vi ser som ”makeup water”. Og heri er der naturligvis et varmetab. Når

vi snakker om nødvendigheden for blowdown ser vi ikke kun på partikler der er

bundfældet men også opløste partikler også kaldet TDS6. Idet at vandet i kedlen hele

tiden fordamper vil koncentration af TDS i kedlen stige og vil på et tidspunkt nå en øvre

grænse så de opløste partikler kan føres videre sammen med dampen. For at bestemme

TDS i kedlen er der to metoder man kan benytte sig af. Den ene er titrerings test for klorid

og den anden er konduktivitet test. Ombord på Carla Maersk benyttede vi 4 Heavy Fuel Oil 5 Marine Diesel Oil 6 Total Dissolved Solids

Side 42 af 51 16/12/13

MADS BANG

konduktivitetstesten da den er mere følsom og giver et mere repræsentativt resultat. På

bilag 19 kan man se sammenhængen mellem TDS som måles i ppm og konduktivitet som

måles µmhos. Koncentrationen af opløste partikler vil være størst i overbeholderen og

koncentrationen af faste partikler vil selvfølgelig være størst i underbeholderen, da disse

er bundfaldet. For at undgå unødig blowdown er der nogle basale ting som

maskinmesteren ombord kan gøre.

• Sørg for at lekager på kølere, kondensator og heatere bliver repareret når de opstår.

• Sørg for at ferskvandsgeneratoren producerer destillat af en god kvalitet.

• Følg alle instruktioner og anbefalinger for kedel/fødevands behandlings

programmet.

• Undgå unødvendig blowdown.

13.2.2 BEREGNING AF NØDVENDIGT BLOWDOWN

Når vi skal beregne blowdown raten skal vi bruge følgende oplysninger:

• TDS for kedelvand.

• TDS for fødevand. Her kan det være nødvendigt at optage en prøve og måle

konduktiviteten. Der er et omregningsforhold mellem konduktivitet og TDS på 0,7.

• Dampproduktionen som kedlen producerer målt i kg/h eller T/h. Her er det

vigtigste at se på den maximale dampproduktion.

Herefter kan man beregne blowdown raten udfra følgende formel:

𝐵𝑙𝑜𝑤𝑑𝑜𝑤𝑛  𝑟𝑎𝑡𝑒 =  𝐹   ∙ 𝑆(𝐵 − 𝐹)

Tabel 3

F=Fødevand TDS i ppm

B=TDS for kedelvand i ppm

S=dampproduktion i kg/h

Side 43 af 51 16/12/13

MADS BANG

Data Carla Maersk

F=10 ppm

K=800 µmhos = 600 ppm

S=18 t/h = 18000 kg/h

Tabel 4

𝐵𝑙𝑜𝑤𝑑𝑜𝑤𝑛  𝑟𝑎𝑡𝑒 =10 ∙ 18000600− 10

𝐵𝑙𝑜𝑤𝑑𝑜𝑤𝑛  𝑟𝑎𝑡𝑒 = 305  𝑘𝑔/ℎ

Når vi har ser på den måde som blowdown bliver udført ombord på Carla Maersk er det

udfra analyser af konduktiviteten og på baggrund af erfaringer ombrod. Dvs. at

kedelvandets TDS vil svinge mellem den øvre grænse og langt under den gennemsnitlige

grænse se figur X som er godt nok er et udsnit af konduktiviteten ombord på Carla

Maersk men som kan omregnes til TDS ppm med en faktor 0,7.

Figur 9 Konduktivitet fra 01/01/2010-01/03/11

Side 44 af 51 16/12/13

MADS BANG

Her kan vi se at konduktivitetsværdierne svinger meget og ligger generelt under den

maximale tiladte værdi. Hvis man ombord installerede automatisk TDS kontrol og

automatisk blowdown. Et automatisk blowdown system kunne se ud som følgende figur:

Figur 10 TDS kontrol og automatisk blowdown (Spirax Sarco)

Systemet måler kedelvandets konduktivitet og sammenligner det med et foruddefineret

set punkt. Herefter åbner blowdown ventilen hvis TDS er for høj.

13.2.3 VARMEGENVINDING FRA BLOWDOWN

Hvis vi ser på beregningerne fra før fandt vi ud af at blowdown raten blev 305 kg/t hvis vi

vil se hvor meget energi der bare forsvinder kan vi beregne det som følgende:

𝐵𝑙𝑜𝑤𝑑𝑜𝑤𝑛  𝑟𝑎𝑡𝑒  𝑖𝑘𝑔𝑠 =

305 𝑘𝑔ℎ3600 𝑠ℎ

= 0,0847𝑘𝑔𝑠

Hvis vi ser hvad enthalpien ved 7 bar g, som der er kedlens arbejdstryk = 695 kJ/kg7

Vi antager at temperaturen på fødevandet har været 85 °C

7 Fundet ud fra damptabel

Side 45 af 51 16/12/13

MADS BANG

𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑒𝑛  𝑖  𝐵𝑙𝑜𝑤𝑑𝑜𝑤𝑛   = 0,0847𝑘𝑔𝑠 ∙ (695

𝑘𝐽𝑘𝑔 − 85 ∙ 4,19 ) = 28,7𝑘𝑊

Hvis vi regner med at HFO olien har et nedre brandværdi på hi=40700 !"!"

og kedlens

virkningsgrad er 𝜂 = 0,85 bliver HFO-forbruget til varmetabet pr døgn:

𝑚! =28,7   ∙ 24

40700   ∙ 0,85 ∙ 3600 = 71,7  𝑘𝑔  𝐻𝐹𝑂  𝑝𝑟  𝑑ø𝑔𝑛

Dette er naturligvis beregnet ud fra en blowdownrate på 305 !"!

som nok må siges at være

langt over det faktiske blowdown ombord.

Når vi ser på blowdown vand når kedlen er i funktion er temperaturen ved et tryk på 7

bar g 164°C vi kan naturligvis ikke have vand på 164°C under atmosfærisk forhold, så

vandet vil ændre tilstand og fordampe øjeblikkeligt. Lad os sige at blowdownvandet i

stedet for bare at blive lukket ud til fiskene blev lukket i et ”flash steam” system vil vi

kunne benytte blowdown vandet til opvarmning af hotwelltanken. Flashdamp opstår når

kondensat ledes fra et højere tryk til et lavere tryk og derved vil noget af det genfordampe.

Ved atmosfærisk tryk kan vand, som sagt, ikke eksistere ved mere end 100°C, dvs. hvis

kondensatet kommer retur ved 150°C skal det afgive 50°C som sker ved genfordampning

eller flashdamp. Hvis vi ikke udnytter denne flashdamp opstår der et varmetab ud

gennem den nærmeste udluftningsledning. Det samme sker når vi bundblæser

dampkedlen eller hvis kedlen havde automatisk blowdown. Hvis vi tænker på

genanvende varmen fra blowdown kan vi benytte en tank der adskille dampen fra

vand/slam her kræver det en lille adskiller, hvor fremløbshastigheden skal være lave så

damp og vand vil adskilles. Her vil vandet/slam falde til bunds og dampen vil strømme

opad, som så herefter vil kunne benyttes til opvarmning af fødevand.

Side 46 af 51 16/12/13

MADS BANG

14 LEDELSE AF DEM –DER KAN LEDE SELV

Dette kapitel vil beskrive, hvordan man ville kunne benytte

værdibaseret ledelse ombord. Samtidig vil det belyse, hvordan det vil

kunne måles på integriteten og at man herved vil opnå et alle

medarbejdere ville være langt selvledende.

Denne sidste del af opgaven vil tage udgangspunkt i ledelsen ombord på Carla Maersk.

Jeg har igennem min praktik oplevet at medarbejderne, dvs. både maskinmestre, fitter,

viper og motormand var bange eller utrygge hvis de skulle indrømme overfor

maskinchefen eller 1. Mester at de havde lavet en fejl. Hvis de sikkerhedsmæssige

foranstaltninger ikke levede op til SMS-manualen kom det også til udtryk at

medarbejderne også her var bange for at fortælle om problemerne. Ydermere har jeg også

oplevet at maskinchefen bad en 2. Mester om at ændre i journalføringen af

kedelvandsprøverne inden de skulle sendes til Drew Marine som stod for analyserne og

rådgivningen af kedelbehandlingen. I stedet for at 2. Mester modsagde ordren fra

maskinchefen adlød han da han ikke turde andet. Jeg mener at man ville kunne opnå et

langt bedre arbejdsmiljø hvor chefen ikke fungerer som en ”vagthund” hvis den enkelte

medarbejder var mere selvledende, og i stedet arbejdede ud fra et værdisæt som

maskinledelsen var kommet med.

Når vi ser isoleret på et skib tænker man, at ledelsen ombord typisk vil være oppefra og

ned. Altså en hierarkisk organisation med tydlige kommandoveje og regler. Hvis man ser

på skibsbesætningen som en organisation, må jeg indrømme at den altid er hierarkisk

opbygget og at der er en sikkerhedsmæssig grund til dette. Når det er sagt, skal det dog

ikke betyde at man ikke kan benytte værktøjer fra værdibaseret ledelse ombord. I

maskinrummet er der ofte mange arbejdsopgaver i gang på samme tid og man er inddelt i

små teams. 1. mester har det overordnede ansvar for den daglige ledelse og det er ham der

fordeler arbejdsopgaverne. Det er desuden 1. mester der er kommunikationsledet til

maskinchefen. I det at 1. Mester er leder for flere teams kræver det en god balance mellem

ledelse af teamet og medledelse i teamet. Medledelse af teamet handler om, hvordan

Side 47 af 51 16/12/13

MADS BANG

teamet igennem diskussion, fælles afklaring og forhandling træffer beslutningen om

udførsel, planlægning og evaluering af forskellige arbejdsopgaver. Medledelse betyder

også, at hvert enkelt medlem i teamet tager del i et fagligt, socialt og lærende fællesskab.

Udviklingen af teamets evne til medledelse er et resultat af en række processer, hvor

lederens, altså 1. Mester, vigtigste redskab er teamcoaching. For at uddelegere

beslutningskompetencer til teamet, er det vigtigt med en tydelig markering af hvilke

ansvarsområder, der ligger udenfor teamets. Altså hvilke ansvarsområder som

teamlederen 1. mester og den øvrige ledelse maskinchefen, kaptajnen, tager sig af. Som

teamchef er lederen ekstern og sætter rammerne og opgaverne for teamets arbejde. Som

teamcoach er lederen mere medarbejdende i teamet og understøttende i forhold til at

udfordre udviklings- og læreprocesser. 4R-modellen se bilag 20 hvor r’erne står for

retning, relationer, rammer og råderum, kan støtte lederen i at prioritere, hvornår man skal

være henholdsvis styrende og coachende. Det skal dog siges at 4R-modellen skal ses som

en dynamisk model, som hele tiden kan være i spil. Hensigten er, at medarbejderen får

mere ejerskab og kendskab til at arbejde hen imod overordnede visioner og mål.

Spørgsmålet er så om værdierne styrer hverdagen, eller om det er noget man reflekterer

ud fra. Det ville være optimalt at den enkelt medarbejder ombord naturligt vil agere ud fra

de overordnede værdier, visioner og mål, som gerne skulle være fast implementerede i

medarbejderen så der føles et ejerskab af værdierne og at man værner om dem. Derved

kommer den enkelte medarbejder til at føle et større engegement i arbejdet, da han er

selvledende. Lederen eller teamcoachen får derved også lettet arbejdsbyrden, da han ikke

skal være ”vagthund” og hele tiden godkende den enkelte medarbejders beslutninger.

Hvis maskinledelsen ombord på Carla Maersk havde praktiseret ledelse ud fra

værdibegreber og at den enkelte medarbejder ikke følte frygt for at komme til ledelsen og

diskutere de enkelte arbejdsopgaver og problemer herved.

Kedelvandsprøverne er en af de arbejdsopgaver der er i maskinrummet. På Carla Maersk

oplevede jeg igennem min praktik at der blev manipuleret med prøverne og at

hyppigheden af analyserne ikke levede op til de forskrifter som kedelproducenten

anbefaler. Jeg mener at hvis 1. Mester og maskinchefen for det første havde højnet

arbejdsmoralen omkring vigtigheden af prøverne, men også lagt det ”fulde ansvar” for

Side 48 af 51 16/12/13

MADS BANG

analyserne og korrespondancen mellem skibet og Drew Marine over til personen der står

for kedelvandet, så ville medarbejderen havde haft en større ejerfornemmelser for

projektet. Herigennem vil medarbejderen have haft et større engegement til finde frem til

problemerne og ikke bare lade det stå til.

Side 49 af 51 16/12/13

MADS BANG

15 KONKLUSION

I denne rapport er der redegjort for, hvilke forudsætninger der gør sig gældende for

gunstige forhold for korrosion, scaling og slam i kedelanlægget. Rapporten har givet en

vurdering af, hvilke problemer der har gjort sig gældende på Carla Maersk: Hjælpekedlen

som blev udskiftet i tørdok var alvorligt medtaget af korrosion. Ud fra data fra skibets

”onboard graphing log” kunne det konkluderes, at skibets

kedelvandsbehandlingsprogram ikke havde fungeret efter hensigten. Problemerne med

kedelvandet har været en for lav fødevandstemperatur og en lav hydrate alkilinity. Dette

har givet gunstige forhold for korrosionsdannelse i kedlen. Der er kommet et

løsningsforslag til, hvordan man kan optimere og undgå korrosion i kedlen via en

optimering af hotwell-tanken. Dette kunne gøres ved at montere en aflufter, så gasser

effektivt kunne fjernes fra fødevandet. Desuden er der kommet en løsning på, hvordan

varmetabet ved blowdown kan minimeres ved TDS kontrol og automatisk blowdown. Der

gives også et forslag til optimering ved genvinding af blowdown ved udnyttelse af

flashdamp - dette er nok ikke lønsomt på hjælpekedlen, da den ikke benyttes så ofte, men

det kunne være en løsning til udstødningskedlen.

Rapporten kommer også med et løsningsforslag til, hvordan maskinledelsen ombord

kunne benytte værdibaseret ledelse, som et redskab til at få den enkelte medarbejder til at

tage mere ejerskab over kedelvandsbehandlingen. Dette vil medføre, at den enkelte

medarbejder vil være mere selvledende i arbejdet ombord på Carla Maersk.

Side 50 af 51 16/12/13

MADS BANG

16 PERSPEKTIVERING

Under arbejdet med optimering af kedelvandsbehandlingen ombord på Carla Maersk, er

det selvfølgelig nærliggende at perspektivere til udstødningskedlen AQ-2 ombord. Det

ville være naturligt at implementere TDS kontrol og automatisk blowdown her, da kedlen

benyttes væsentligt mere en AQ-18 kedlen, og her ville der måske være lønsomt at benytte

flashdampen fra blowdown til opvarmning af hotwell. Et andet relevant emne ville være

udskiftning af udstødningskedlen, det ville måske være lukrativt at benytte

udstødningsgassen fra hjælpemotorerne til at producere damp i en fælles economizer.

Dette vil være relevant i forhold til de skrappere krav til udledning af CO2. Her vil det

være relevant at studere MARPOL konventionen VI kapitel 3 der indeholder regulativerne

12 til 18, som omhandler krav til begrænsningerne af emissioner fra skibe. Her vil det være

relevant at se på kravene for emissioner i forhold til et skib med Carlas alder.

Side 51 af 51 16/12/13

MADS BANG

17 BIBLIOGRAFI Aalborg Solutions. »Cracks in boiler plants.« Aalborg Solutions (Aalborg Industries), Juni

2005: 2.

Aalborg Solutions. »Keep Your Feedwater Steaming Hot.« Keep Your Feedwater Steaming

Hot (Aalborg Industries), August 2001: 2.

Aalborg Solutions. »Scaling in boiler/feedwater systems.« Aalborg Solutions (Aalborg

Industries), Marts 2004: 2.

Alfa Laval. Feed and boiler water. Alfa Laval, 14.

Ashland. Blowdown Considerations in Low-Pressure Boiler/Feedwater Treatment Programs

Technical Paper. Boonton, NJ: Ashland, 2008.

—. Shipboard Water Treatment Manual. Årg. 4.1. Dublin: Ashland Water Tachnologies, 2007.

http://www.kemi-tec.dk. http://www.kemi-tec.dk/kedelvand.php. 14. 11 2013. (senest hentet

eller vist den 14. 11 2013).

Jensen, Hans-Henrik. »Corrosion and sludge from boiler water .« Corrosion and sludge from

boiler water (Aalborg Industries), April 2004: 2.

Kai Hanse, Asbjørn Heide m. fl. Organisation. 2. Academica, 2008.

Karlsen, John. »Correct boiler water treatment ensures a long service life for your boiler.«

Correct boiler water treatment ensures a long service life for your boiler (Aalborg Industries), Maj

2003.

Kim Bruun, Hans Birger Jensen, m.fl. Isis Kemi C. Forfatterne og Systime A/S , 2011.

Larsen, K. F. Dampkedler. Udgivet på foranledning af maskinmesteruddannelsen, 2001.

Marine, Drew. Realationship between pH and alkalinity . Teknisk, Boonton: Drew Marine,

2003.

Møller, lektor Eval Rod. Bioanalytiker Uddannelsen. 2013. net.biolyt.dk (senest hentet eller

vist den 8. December 2013).

Rønbjerg, Henrik. Kedelvand. Henrik Rønbjerg, 2009.

Sarco, Spirax. Water Treatment, Storage and blowdown.