Energioptimering af trykluftanlæg Billedresultat …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/5671...Energioptimering af trykluftanlæg Billedresultat for starting air compressor

2017

Thomas H

Christian G. Larsen

06-06-2017

Energioptimering af trykluftanlæg

https://www.google.dk/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwi-zpy-lrbSAhXIhiwKHRn0DA4QjRwIBw&url=http://spicemarine.com/Air_Compressor_Spares.php&bvm=bv.148441817,d.bGg&psig=AFQjCNE-eqoK1--Bh_dXJ5darO6yxMyAZg&ust=1488487565843147

Bachelor AAMS Christian G. Larsen Thomas Hesselvig

Trykluftoptimering Side 1 af 71

Forfatternes navn:

• Christian G. Larsen - A14022

• Thomas Hesselvig - A14011

Rapportens titel: Energioptimering af Trykluftanlæg

Projekttype: Bachelorprojekt

Placering i uddannelsesforløb: 9. Semester

Uddannelsesinstitutions navn: Aarhus maskinmesterskole

Vejleder: Poul Hoegh

Dato for aflevering: 6-6-2016

Sideantal: 39,6 normalsider

Kilde på forside: (https://www.indiamart.com/proddetail/sperre-air-compressor-13748130655.html)

https://www.indiamart.com/proddetail/sperre-air-compressor-13748130655.html



Abstract This bachelor project has been written to complete 9. term at Aarhus School of Marine and

Technical Engineering. The project is based on a 50 days internship at Samsoe shipping

company. Where this this project will focus on an energy optimization of the compressed air

system, and to show the financial consequences of leaks.

As the operation of the plant is now, there has been too much consumption of air, which

means that the current operation is running uneconomic because of the higher energy

consumption. The plant is separate into two systems, one that supply the instrument air and

one for start air. Therefore, the plant has been observed over the 50 days of internship which

has formed the basis for this problem statement as follows.

“How can the operation of the instrument air and start air system be energy optimized?

Sub question

- What operational savings can be achieved through an energy optimization of the existing plant?

- How to ensure against leaks in the system, and what are the economic consequences of these?

- Which technology can be used to detect leaks on a ship in operation?”

To answer the problem statement there has been a study of the compressed air and

ultrasound theory. Were the information search in this project has been done by contacting

companies as well as performing observations on the existing plant. There have been

observations on the consumption of LNG and MDO and a measurement on the daily energy

consumption. That has been done for calculating the cost pr. kWh, leaks cost and to

determent the yearly compressed air operations cost. Then this project will confirm the

possible savings that will be when replacing the compressor for control air with a smaller

one, reduce the pressure settings on the starting air system and the savings of fixing the

leaks.

The conclusion of this project is by reducing the start air 1.8 bar the yearly cost can be

reduced 5 %, it will be beneficial for Samsoe shipping because it has no cost. It can’t be

recommended downsizing the instrument air compressor because the two motors had a

linear efficiency. And the savings showed that the possible payback time was over 12 years.

The ultrasound leak test of the system showed that the leakage loss represented 57,5% of

the annual cost. From this, it can be concluded that it would be extremely advantageous for

Samsoe shipping company, to obtain correction of these leaks. In addition, it will be

recommended for the company to invest in an ultrasonic device because it can be used for

other maintenance tasks and it have a payback time of 4,59 years.



1 Indholdsfortegnelse 2 Forord ............................................................................................................................ 5

2.1.1 Læsevejledning ................................................................................................ 5

2.1.2 Nomenklaturliste .............................................................................................. 6

3 Samsø rederi ................................................................................................................. 7

3.1 Fossilfri Ø ............................................................................................................... 7

3.2 Problemanalyse ...................................................................................................... 8

3.3 Problemformulering ................................................................................................. 9

3.3.1 Supplerende spørgsmål ................................................................................... 9

3.4 Afgrænsning ........................................................................................................... 9

4 Metode ......................................................................................................................... 10

5 Trykluft teori ................................................................................................................. 13

5.1 Trykluftens historie ................................................................................................ 13

5.2 Trykluft .................................................................................................................. 13

5.3 Idealgasloven ........................................................................................................ 14

5.4 Trykdugpunktet ..................................................................................................... 14

5.5 Oliesmurt skruekompressor .................................................................................. 15

5.6 Stempelkompressor .............................................................................................. 15

5.7 Tomgangsdrift ....................................................................................................... 17

5.8 Intermitterende styring .......................................................................................... 18

5.9 Frekvensreguleret kompressor drift ....................................................................... 18

5.10 Specifikt elforbrug ................................................................................................. 19

6 Ultralydsteori ................................................................................................................ 20

6.1 Ultralydens historie ............................................................................................... 20

6.2 Hvad er ultralyd? ................................................................................................... 20

6.3 Hvilke anvendelses muligheder giver ultralyd ........................................................ 21

7 Anlægsbeskrivelse ....................................................................................................... 23

7.1 Brugen af trykluft ................................................................................................... 23

7.2 Kompressorerne ................................................................................................... 23

7.3 Luftkvalitet ............................................................................................................ 24

7.3.1 Adsorptionstørre ............................................................................................ 25

7.3.2 Forfiltre .......................................................................................................... 25

7.3.3 Microfiltre ....................................................................................................... 26

7.4 Forbrugere ............................................................................................................ 26

7.4.1 Instrumentluft ................................................................................................. 26

7.4.2 Luftbeholdning ............................................................................................... 26



8 Analyse af trykluftsystem ............................................................................................. 27

8.1 Grundlag for energieffektivisering ......................................................................... 27

8.2 Nuværende driftsforhold........................................................................................ 27

8.2.1 Analyse af driften ........................................................................................... 28

8.2.2 Målemetode ................................................................................................... 28

8.2.3 Måleresultater ................................................................................................ 29

8.2.4 Pris pr. kWh ................................................................................................... 30

8.2.5 Driftsomkostninger ......................................................................................... 32

8.2.6 Usikkerhed ..................................................................................................... 33

8.2.7 Energioptimering af nuværende drift .............................................................. 33

8.2.8 Tilbagebetalingstid ......................................................................................... 39

8.2.9 Delkonklusion ................................................................................................ 39

8.3 Lækagesøgning med ultralyd ................................................................................ 40

8.3.1 Hvorfor anvende ultralyd? .............................................................................. 40

8.3.2 Præsentation af ultralydsapparatet ................................................................ 40

8.3.3 Lokalisering af utætheder .............................................................................. 42

8.3.4 Ultratrend DMS 5.0 Software ......................................................................... 45

8.3.5 Lækageomkostninger .................................................................................... 47

8.3.6 Indhentning af tilbud....................................................................................... 53

8.4 Investeringskalkulation .......................................................................................... 57

9 Konklusion ................................................................................................................... 59

10 Perspektivering ......................................................................................................... 60

11 Bibliografi ................................................................................................................. 61

12 Figur liste .................................................................................................................. 63

13 Bilag ......................................................................................................................... 65



2 Forord Denne rapport er udarbejdet af Christian G. Larsen og Thomas Hesselvig på baggrund af en

7 ugers praktikophold på M/F Prinsesse Isabella. Denne færge tilhører Samsø rederi som er

kommunalejet af Samsø kommune. Dette projekt vil omhandle hvilke

energioptimeringsmuligheder der forefindes på det installeret trykluftanlæg.

Der skal lyde en særlig tak til rederiets besætningsmedlemmer for deres hjælp og vejledning

gennem hele projektet.

En stor tak skal der lyde til:

- Per Nymann - Kordinerende maskinchef, Samsø rederi

- Kim Bentzon - Distriktschef, Atlas Copco

- Ole Larsen - Procestekniks leder, Haldor Topsøe

- Karina Thomsen - Intern konsulent, Buhl & Bønsøe

- Carsten Brix – Konsulent, Buhl & Bønsøe

- Brian Kjær - Indehaver, Samsø Elektro

- Per Braad - Produkt manager, Elma instruments

- Peter Boom - European Training Manager, UE Systems Europe

- Kenneth Bang - Sælger, Wärtsilä

- Dennis Klejs Jørgensen – Skibsinspektør, Søfartsstyrelsen

2.1.1 Læsevejledning

Rapporten er delt ind i nummererede kapitler og afsnit for at gøre henvisninger nemmere.

Første nummer angiver kapitel, hvor det andet nummer viser afsnittet. Det efterfølgende

nummer vil angive underemnet på et afsnit.

F.eks. 1.2.3 - første kapitel, andet afsnit og tredje underemne.

Analyseafsnittet er opbygget i to hovedemner, hvor det første hovedafsnit omhandler de

mulige energioptimering, der forefindes på det eksisterende anlæg og andet afsnit

omhandler lækagesøgning på trykluft.

I afsnitte omhandlende lækager, er der i de indledende afsnit 8.3.1 og 8.3.2 beskrevet

fordelene ved ultralyd, samt valg af ultralydsapparat. Valget til denne placering, er taget i

forhold til rapporten opbygning, hvor dette blev fundet mest hensigtsmæssig.



2.1.2 Nomenklaturliste

I dette afsnit vil alle forkortelser der er brugt i rapporten blive forklaret.

LNG - Liquefied Natural Gas

PI - Prinsesse Isabella

GVU - Gas Valve Unit

FAD - Free Air Delivery

Sonar - Sound navigation and ranging

LPM - Liter Per Minut

SOLAS - Safety Of Life At Sea, sikkerhed til søs.

DNV-GL - Regler og standarder for skibe

Wastegate – Er en aktuator, der regulerer på luftmængden fra turboladeren.



3 Samsø rederi

Samsø rederi er et Samsk kommunalejet rederi, der sejler færgefart fra Hou – Sælvig med

færgen Prinsesse Isabella, som i resten af rapporten vil blive omtalt PI. Rederiet har været

under Samsø kommune siden 2014, hvor de startede med at sejle d. 1/3. Skibets hjem havn

er Sælvig, hvor det også ligger til om natten.

Figur 1 - Viser M/F Prinsesse Isabella til indsejlingen i Hou havn. (Langes, 2016).

På Figur 1 er færgen Prinsesse Isabella, der sejler i gennemsnit 7 ture om dagen mellem

Sælvig og Hou. Færgen er nybygget i 2014 i Polen, hvor den er blevet monteret med 4 stk.

diesel generatorsæt fra Wärtsilä. Disse motor forsyner både strøm til fremdrivning og alt

andet ombord. De installeret motor er af typen Dual-Fuel, hvilket vil sige den både kan sejle

på diesel og LNG. Fordelene ved at sejle på LNG, er fordi det eliminerer NOx og SOx

indholdet i røggassen med op til 90 procent. (Erhvervs-, Vækst- og Eksportudvalget, 2012)

3.1 Fossilfri Ø

Samsø er i dag en selvforsynende Ø, hvor den energi der bliver produceret udelukkende

kommer fra vedvarende energi. Dette betyder at Samsø i dag kan betegnes som 100

procent CO2-neutralt (Samsø Kommune, u.d.). På Samsø kommer den produceret energi fra

vindmøller og solceller, samtidig med øens virksomheder og huse bliver opvarmet af 4

biomassefyret fjernvarmeværker.

Da samsø har en plan om at blive en fossilfri Ø i 2030, kræver det at der ikke bliver brugt

nogen form, kul, LNG eller olie. Derfor er M/F Prinsesse Isabella blevet designet til at sejle

på LNG for den i 2030 kan konventer til at sejle på biogas. Som en del af planen om at blive

en fossilfri Ø, skal der produceret biogas på øen, da LNG er et fossilt brændsel.

Biogasanlægget skal stå færdigt i 2018, hvor det skal primært forsyne PI med biogas. Da

biogassen består af CO2 og metan, betyder dette, at gassen skal igennem en



behandlingsproces hvor kuldioxiden skal fjernes før det er anvendeligt. Derudover skal der

installeres et nedkølingsanlæg, der skal anvendes til at konventer biogassen til flydende

form. Fordelen ved installere et biogasanlæg på samsø, er at øen i fremtiden kan konventer

dets biologiske affald, så som planterester og gylle om til energi. Men da biogasanlægget

ikke er aktuelt på nuværende tidspunkt, vil det være i Samsø Rederis bedste interesse at

kortlægge de nuværende optimeringsmuligheder. Derfor er det blevet undersøgt, hvilke

systemer der har et potentiale for en optimering, hvor det viste sig at være aktuelt på

trykluftsystemet. Grundet besætningen ombord ikke har haft den store indsigt i

omkostningerne til, at producere trykluft vil dette være en oplagt mulighed at redegøre for i

dette projekt. Atlas Copco har lavet en livstidsomkostning (LCC) for en trykluft kompressor,

hvor det fremgår af Figur 2, at 72 % udelukkende går til driftsomkostninger. Derfor kan der

være store besparelser at hente ved en energioptimering, hvortil det skal siges at denne

LCC vil ændre sig i forhold til kompressor type. (Atlas Copco Airpower NV, 2015)

Figur 2 - Viser livtidsomkostning for en given kompressor (Atlas Copco Airpower NV, 2015, s. 110).

3.2 Problemanalyse

På færgen Prinsesse Isabella, er der et stort trykluft forbrug. Dette forbrug har været større

end beregnet fra værftets side. Derfor omhandler denne rapport brugen af trykluft på skibet,

samt, hvilke muligheder der er for at nedsætte driftstiden på stempel og skrue

kompressorerne. Der er allerede blevet indsat en frekvensreguleret skruekompressor fra

Atlas Copco, der forsyner div. ventiler gennem kontrolluften. Men ifølge maskinchefen var

det i det oprindelige design meningen, at kontrolluften skulle forsynes af

startluftkompressorerne. Efter den nye skruekompressor blev sat i drift efter et halvt års

sejltid, forsvandt problemet med mange driftstimer på startluftkompressorerne idet den nye

kompressor overtog køretiden. Dette har ikke løst det oprindelige problem fordi der stadig er

et stort luftforbrug ombord. Dog er denne kompressor mere energivenlig fordi

frekvensreguleringen gør, at den kan tilpasse omdrejningerne til forbruget derved er der



stadig sparet energi. Men der er et større potentiale til at spare mere energi og derved CO2,

for under praktikken er der lokaliseret en utæthed, som lukker luft ud hele tiden. Denne

utæthed var med til at anlægget blev tjekket igennem efter en plan, som fortæller om

systemet er sundt eller om det kan optimeres, hvor der i dette tilfælde var noget at komme

efter, se skemaet i bilag 1.

3.3 Problemformulering

Hvordan kan driften af kontrolluft- samt startluftsystemet energioptimeres?

3.3.1 Supplerende spørgsmål

• Hvilke driftsbesparelser kan der opnås ved en energioptimering af det eksisterende

anlæg?

• Hvordan sikres der imod nye utætheder i anlægget, samt hvilken økonomiske

konsekvenser har disse?

• Hvilken teknologi er bedst egnet til at lokalisere utætheder på et skib i drift?

3.4 Afgrænsning

For at kunne give en mere præcis besvarelse af problemformuleringen vil det være

nødvendigt, at afgrænse projektet fra nogle områder.

Denne rapport vil ikke omhandle arbejdsluftsystemet da lækage søgningen vil være for

omfattende, hvor det også skal tages i betragtning at den er forsynet af sin egen

frekvensreguleret kompressor, som ikke har vist tegn på problemer under praktikopholdet.

Det er heller ikke fundet nødvendigt at medtage vedligeholdsomkostninger/

vedligeholdsbesparelserne for det eksisterende anlæg fordi det ikke har været muligt af få

informationer omkring omkostningerne. Fordi det har været lagt ind under et større

vedligeholdelsesbudget, hvor det ikke har været muligt at udtage den del der har været afsat

til kompressorerne. Havde denne oplysning været tilstede ville det være interessant at se på,

hvor stor en del der kunne spares på vedligeholdet ved at nedsætte driftstimerne. Ydermere

vil der ikke blive sammenlignet på, hvor stor forskellen er på det aktuelle luftforbrug i forhold

til det teoretiske luftforbrug, da det ikke har været muligt at beregne pga. for mange

usikkerheder. Til sidst vil der blive afgrænset fra at sammenligne nuværende driftsbudget

med de fundne driftsbesparelser. Dette er igen fordi det ikke har været muligt at finde et

præcist budget for dette. Derudover vil der heller ikke blive udført et nyt driftsbudget for det

energioptimeret anlæg.



4 Metode

Bachelorprojektet tager udgangspunkt i et praktikophold hos Samsø rederi, hvor der bliver

skrevet om energioptimering af trykluftanlægget og hvilke konsekvenser dette har for den

nuværende drift. Derfor er der udarbejdet en tidsplan (Gantt diagram) til projektarbejdet, for

at hjælpe med at overholde planlagte tider og deadlines. Tidsplanen ses i bilag 2. Denne vil

blive fulgt for at forløbet ender med at være produktivt.

Rapporten vil blive skrevet efter rapportskrivnings standarden udsendt af AAMS.

Kildehenvisningen sker ved brug af Harvard-metoden. Efter en evt. kilde i et afsnit eller ved

et billede, vil der være placeret en parentes, hvori forfatters efternavn og årstal er angivet.

F.eks. ved brug af bogen ”Den lille grønne om trykluft” af Granzow, vil det være fremført i

teksten som (Granzow A/S, 2014). Henvisning til figurer og tabeller og billeder sker ved, at

der i teksten vil fremgå se Figur XX. Efter rapporten vil der være lavet en komplet liste af

brugte kilder og figurer.

Problemformuleringen er udarbejdet ved at undersøge hvilke planer virksomheden havde

tænkt sig og ud fra dette overveje, hvad de skal gøre for at kunne energioptimere. Derefter

vil der blive arbejdet med en deduktivmetode for at kunne bekræfte validiteten af

problemformuleringen bedst muligt i en konklusion.

Empiri

Alle informationer i projektet er overvejende kvalitativ indsamlet gennem granskning af

tegninger og brugsanvisninger samt gennem strukturerede samtaler med skibets besætning.

Særlige oplysninger der er indsamlet er drøftet med skibets maskinchef, og herved sikres at

empirien er troværdig. Alt kommunikation til andre virksomheder vil foregå enten over E-mail

eller telefon og informationen der er medtaget i projektet vil blive transskriberet. Ved brug af

information gennem mails er det i hvert tilfælde søgt bekræftet af en uafhængig person, hvor

der tages højde for personens baggrund. Hvor det ikke har været muligt at få bekræftet, vil

den viden der er tilegnet alligevel blive brugt, hvor det derefter vil fremgå i rapportens

usikkerhedsafsnit.

Anvendelsen af instrumentet er foretaget gennem instruktioner via et besøg på Haldor

Topsøe A/S i Frederikssund, hvor ultralydsapparatet er udlånt fra. For at sikre korrekt

anvendelse og undgå fejlaflæsninger samt mindske usikkerheden på ultralydsapparatet. Har

der været en introduktion i form af et begynderkursus i ultralyd og dens virkemåde hos Buhl

og Bønsøe A/S. Certifikatet for gennemførelse kan ses i bilag 3.



Kildekritik

Efter teorien er blevet indsamlet, er denne blevet analyseret med en naturvidenskabelig

tilgang og der er blevet observeret objektivt på tingene. Der er udført kildekritik især overfor

udleveret materiale fra virksomheder samt korrespondancer fra kontaktpersonerne, for at

undgå deres personlige meninger eller holdninger. Dette betyder, at der kun er blevet brugt

deduktive og empiriske induktive, sekundære kilder, hvor deduktive er lærebøger og

sekundære er mængden af teori online. Derudover er der brugt empiriske induktive kilder,

primære, da der er foretaget interview med maskinchefen og færgedirektøren.

- Deduktive kilder

Her er der blevet brugt teoribøger, der tilegnet under maskinmesteruddannelsen, som i dette

projekt består af bøger indenfor elektroteknik, erhvervsøkonomi og termodynamik. Derfor er

det vurderet at disse kilder er pålidelige og godt kan stå alene. Derfor er det ikke nødvendigt

med bekræftelse fra anden producent.

- Empiriske induktive, sekundære kilder

De teoretiske kilder der er fundet online og anvendt i dette projekt består primært af

henholdsvis Energibesparelser ved trykluft skrevet af Dansk Energi Analyse og udarbejdet

for energitilsynet samt Den lille grønne om trykluft af Granzow. Disse kilder omhandler

begge trykluft, og er derfor holdt op mod hinanden for at skabe et bedre grundlag til

energioptimeringen af trykluftanlægget. Begge kilder anses for at være pålidelige da pjecen

fra energistyrelsen er skrevet af ingeniører, der har speciale i generel energioptimering. Det

gør at det er vurderet til at data fra energistyrelsen vil være med til at validerer

energioptimeringen gennem konklusionen. Kilden fra Granzow er udgivet i 1994 og derefter

blevet revurderet i 2014, hvilket gør at den er taget med fordi evt. gammel teori er taget ud.

Granzow er et trykluft firma, der bruger Den lille grønne til at fremme deres produkter. Derfor

er det nødvendigt at forholde sig kritisk overfor kilden, da deres personlige mening kan

komme indover resultatet. Men da kilden primært er blevet brugt til at forklarer trykluft teori,

vurderes denne til ikke at have afgørende betydning for projektet. Derudover er der blevet

fundet kilder til beskrivelse af ultralyd. De kilder består kun af materiale fra UE systems INC,

hvor det er manualen til ultralydsapparatet samt en ”Compressed air guide”. UE systems

INC har specialiseret sig i ultralyd siden 1973, og derved er alt materialet skrevet af

ingeniører og konsulenter. Det er derfor også nødvendig at forholde sig kritisk hertil for at

undgå personlige holdninger. Men det er vurderet ud fra det pågældende ultralydskursus,

der var udbudt af Buhl & Bonsøe, at data vil være med til at validerer konklusionen. Da

kursuset var afholdt SDT ultrasound, som er en direkte konkurrent til UE systems.



- Empiriske induktive, primære kilder

Her er der indsamlet oplysninger, som primært ikke har været tilgængelig online samt i

teoribøger. Dette er sket igennem et interview med Per Nymann & Carsten Kruse, hvor de er

blevet stillet spørgsmål angående driften af skibet. Spørgsmålene er udformet på forhånd,

og for at undgå misforståelser er de blevet revurderet af Ole Larsen - Procestekniks leder,

Haldor Topsøe. Men derfor er det stadig nødvendigt at få sådanne data bekræftet af en

uafhængig person. Hvilket ikke har været muligt grundet det har været svært at finde data,

som kunne sammenlignes. Derfor nødvendigt at forholde sig kritisk til er dataene fra

interviewet men de er stadig taget med i projektet for at komme frem til et resultat.



5 Trykluft teori

I det følgende afsnit vil trykluftens historie, samt begreber og teori blive beskrevet. Dette

gøres for at give læseren en bedre udgangspunkt, samt forståelse når rapporten

gennemlæses.

5.1 Trykluftens historie

Menneskets forståelse for anvendelsesmulighederne af trykluft er øget igennem tidens løb,

da man blev klar over dens mange fordele. Derfor er trykluften i dag et af de mest hyppige

anvendte energiform i industrien, ved siden af elektriciteten.

Trykluften er en energiform, der altid har været rådighed og anvendt. Den stamme helt

tilbage fra menneskets første tid på jorden, nemlig lungen. Den første anvendelse, var

indblæsning på bålets gløder, for at skabe flammer. Lungen fungerer som en naturlig

kompressor, som kan producere op til 0,02 - 0,08 bar samt et flow på 100 l/min eller 6 m^3

luft i timen (Granzow A/S, 2014).

I tidens løb vidste lungen sig at være en aldeles utilstrækkelig kilde til trykluft, da man for

mere end 5000 år siden begyndte at smelte metaller såsom guld, kobber, tin eller bly. Derfor

var en videreudvikling af trykluften nødvendig for at nå temperatur på over 1000 grader. Det

var her den mekaniske bælg blev opfundet, og siden da har udvikling af trykluftteknologien

kun været fremadgående (Granzow A/S, 2014).

5.2 Trykluft

Trykluft er komprimeret atmosfærisk luft, og er defineret ved kraft pr. arealenhed og angives

i bar (Granzow A/S, 2014).

𝑇𝑟𝑦𝑘 [𝑝] =𝐾𝑟𝑎𝑓𝑡

𝐴𝑟𝑒𝑎𝑙=

𝐹

𝐴

Den atmosfæriske luft består hovedsagelig af 78 % kvælstof, 21 % ilt og 1 % andre gasser

såsom kultveilte og argon. Ligesom andre gasser består luften af molekyler. Disse molekyler

holdes sammen af den såkaldte molekylær kraft. Hvis luften føres ind i en lukket beholder

med konstant volumen, vil molekylerne hastighed øges, hvorved de ramme væggene og



hinanden. Når der lukkes mere luft inde i beholder, vil fører til en øget aktivitet og antal af

molekyler, som vil resultere i et øget tryk i beholderen og fremkalde en kraft [p] pr.

arealenhed (Granzow A/S, 2014).

5.3 Idealgasloven

Idealgasloven er en tilstand der beskriver, hvorledes temperatur, tryk og rumfang hænger

sammen for en idealgas. Ligningen bruges til at beregne forskellige egenskaber for gasser,

der tilnærmelsesvis reagere som en idealgas. Ved en idealgas vælger man og se borte fra

de intermolekylære kræfter, der virker mellem gassens molekyler. (Eriksen, 2012)

En gas/luftart kan beskrives ud fra disse tre tilstande:

- Tryk [p] måles i [Pa = N/m2]

- Temperatur [T] måles i kelvin

- Specifikt volumen [v] måles i m3/kg

Tilstandsligningen for idealgas kan skrive på molbasis med følgende formel:

𝑝𝑉 = 𝑛 · 𝑅𝑚 · 𝑇

Hvor:

- [V] er Voluminet 𝑉 = 𝑚 · 𝑣, som er det totale volumen i m3, som [m] kg gas fylder ved

en bestem tryk samt temperatur.

- [n] er antal mol

- [𝑅𝑚] er den universelle gaskontant

5.4 Trykdugpunktet

Trykdugpunktet er den specifikke temperatur, som luften kan nedkøles til, uden at afgive

kondensat i trykluften. Trykdugpunktet er afhængigt af det endelige sluttryk på afgangen af

kompressoren, hvilket betyder, hvis trykket falder vil trykdugpunktet også. Atmosfæriskluft vil

altid i en hvis grad indeholde fugt i form af dampe, og da luft i modsætning til vand kan

komprimeres, vil disse vanddampe blive udskilt under kompressionen i form af kondensat.

Den maksimale luftfugtighed i trykluften er er bestemt af to faktorer, temperatur og voluminet

og er dermed ikke afhængig af vandmængden (Granzow A/S, 2014).



5.5 Oliesmurt skruekompressor

En oliesmurt skruekompressor anvender den såkaldte fortrængningsprincip til at komprimere

gassen, som i dette tilfælde er atmosfærisk luft. Den er opbygget med to parallelle rotorer

med forskellige udformning, en han og en hun se Figur 3. En oliesmurt skruekompressor er

opbygget således, at det kun er den ene roter, der drives af motoren. Den sekundær rotor vil

rotere berøringsfrit med. Komprimeringen sker ved den atmosfæriske luft føres ind gennem

kamrene på rotorerne, og kompressorhuset. Grundet rotorernes specielle udformning

reduceret volumen igennem kompressoren, hvilket resultere i at den indsugede luft

komprimeret op til afgangstrykket i slutningen af processen. En skruekompressor er yderst

kompakt i dens opbygning og optager dermed ikke den samme plads, som en

stempelkompressor. Derudover er den yderst fortræffeligt til, at levere store kontinuerlig

flowmængder, selv ved varierende trykforhold. Den indsprøjtet olie i kompressoren har flere

formål. Det primær formål er at tætne mellem rotorerne og til smøring af leje. Derudover

bruges olien til nedkøling af trykluften, hvilket resultere i en lavere afgangstemperatur, end

der er opnåeligt ved den traditionelle stempelkompresser (Granzow A/S, 2014).

Figur 3 – Skruekompressor princip - (Granzow A/S, 2014)

5.6 Stempelkompressor

Stempelkompressoren opbygning minder om en traditionel 4-taksmotor. Den består

hovedsagelig af en cylinder, hvor i der sidder et stempel, som via en plejlstang er monteret

på krumtappen. Derudover er der monteret en suge- og trykventil. Når stemplet er i sin

nedadgående retning, og sugeventilen er åben, vil den friske atmosfæriske luft strømme ind

og fylde cylinderen. Når sugeventilen er lukket og stemplet er i opadgående retning, bliver

luften komprimeret. Luften bliver komprimeret op til afgangstrykket på kompressoren

hvorefter trykventilen åbner, og trykluften bliver ført videre i processen, se Figur 4.



Figur 4 - Stempelkompressorens virkemåde - (Granzow A/S, 2014)

Ved en et-trins kompressor vil trykluft være færdigbehandlet og vil derfor blive før over i

trykluftsbeholderen. Ved en to-trins kompresser system, vil trykluften blive ledt over i cylinder

2 hvor det kan komprimeres yderligere op til 35 bars afgangstryk. Nogle af

stempelkompressoren fordelagtige egenskaber, er den høje virkningsgrad og dens

egenskab til at levere høje tryk. Hvor den er mindre god til at producere store flowmængder

(Granzow A/S, 2014).

For at kende forskel på de forskellig stempelkompressor typer, skelnes der mellem

cylindernes placering se Figur 5:

- Stående cylindre

o Fordelene ved denne type er den minimale belastning på stemplet og stempel

ringen, grundet det kun er stemplets egenvægt, der slider.

- Liggende cylindre

o Denne model findes kun som flercylindre boxer opbygning. Fordelen ved

denne er dens lave tyngdekrafts påvirkning.

- V-, W- eller L-type

o Disse modeller har en rigtig god mekanisk balance, og er pladsbesparende.



Figur 5 - V- og W-type stempelkompressor - (Granzow A/S, 2014)

5.7 Tomgangsdrift

Tomgangsdrift også kaldet for aflastningsdrift, er en og samme drift tilstand. Dette er en drift

tilstand, hvor kompressoren kører aflastet uden at komprimere luften. Derved opnås der en

besparelse i energien, som der ellers skulle være brugt på at komprimere luften.

Tomgangsdrift er derfor med til at nedsætte antallet af start/stop, som har en stor indvirkning

på slitagen på kompressoren (Granzow A/S, 2014).

Der opstillet nogle krav til et maksimalt tilladeligt antal motorstarter over en tidsperiode på en

time jf. Figur 6. Disse krav er opstillet for at beskytte motoren, der driver kompressoren mod

beskadigelse i form af overbelastning, samt øget slitage. Hvis antallet af motorstart

overstiger kravet, er der to muligheder for at nedsætte antallet af cyklusserne. Den første

løsning er der skal installeret en større trykluftbeholder. En anden metode er en forøgelse af

start/stop differencen (𝑝𝑚𝑎𝑥 − 𝑝𝑚𝑖𝑛 ) (Granzow A/S, 2014).

Figur 6 - Maksimalt tilladelige antal motorstater, afhængig af motoreffekten - (Granzow A/S, 2014)



5.8 Intermitterende styring

Intermitterende styring kan også kaldes en on/off regulering. Ved denne type styring er det

en pressostat eller et kontaktmanometer, der afhængig af netværkstrykket aktivere

kompressoren. Ved denne styring har kompressoren to driftsformer, belastet drift [𝐿2] og

standset [𝐿0], se Figur 7. Denne type styring giver den mest fordelagtig energibesparelse af

alle, og kan anbefales at bruge, når der er en stor trykbeholdning til rådighed. Derudover er

den store trykbeholdning også med til at nedsætte antallet af motorstarterne. (Granzow A/S,

2014).

Figur 7 - Intermitterende drift - (Granzow A/S, 2014)

5.9 Frekvensreguleret kompressor drift

Ved denne reguleringsmetode, udføres regulering med en frekvensomformer (VSD, VFD,

AFD). Frekvensomformeren bruges til at regulerer frekvensen, og herved reduceres ydelsen

på motoren, som resultere i et lavere omdrejningstal. Motorens omdrejningstal reguleres ud

fra set-punktet, som angiver det ønskede tryk i systemet. Alt efter om trykket stiger eller

falder, vil frekvensomformeren henholdsvis reducer eller øge omdrejningstallet, for at

opretholde netværkstrykket tæt på set-punktet. Med frekvensregulering er det muligt, at

regulere trykluftproduktionen i forhold til aktuelle behov. Men hvis det aktuelle trykluftbehov

falder til et punkt, der ligger under kompressorens minimum omdrejninger, som svare til 25

% af den maksimale ydelse, vil den gå fra regulerbart til traditionel regulering. Det vil sige, at

kompressoren vil regulere ved at belaste, aflaste og tomgangskørsel. Det kan derfor

konstateres, at en frekvensstyret skruekompressor er mest energioptimal når den drifter i

reguleringens området mellem 30-85%. Her vil den optagne effekt være proportional med

den aktuelle trykluftbehov jf. Figur 8. Ved et omdrejningstal mellem 85-100% kan



skruekompressoren sammenlignes med en traditionel kompressor. Her vil den

frekvensreguleret kompresser optage 3-5% mere energi, som følge af tabet i

frekvensstyringen (Granzow A/S, 2014).

Figur 8 - Sammenhæng mellem free air delivery og effektbehovet - (Granzow A/S, 2014)

5.10 Specifikt elforbrug

For at vurdere hvor effektiv en kompressor er til at producere trykluft, skal det specifikke

elforbrug betragtes, som måles i kWh/m3. Det specifikke elforbrug beskriver, hvor meget

energi en given kompressor bruger, for at producer en m3 luft ved et givet tryk. Figur 9 viser

det praktiske opnåeligt elforbrug. Ud fra figuren kan det for eksempel ses, at 1m3 luft ved 8

bar, kan fremstilles ved en energiforbrug på 0,12 kWh/m3.

Figur 9 - Praktisk opnåeligt elforbrug til produktion af trykluft - (Dansk Energi Analyse A/S, 2002)



6 Ultralydsteori

I dette afsnit vil der blive gennemgået ultralydens historie, samt teorien der ligger bag. Dette

gøres for at give læseren en større forståelse af ultralyd når rapportens gennemlæses.

6.1 Ultralydens historie

Ultralyd til lækagedetektion er en videre udvikling fra sonar teknologien. Sonar teknologi

bruges til at opspore, bestemme afstande og retning af genstande under og over vand.

Denne teknologi blev opdaget i år 1822 og er anvendt af skibe siden begyndelse af 1900-

tallet for at undgå kollision. Den moderne ultralyd som vi kender den i dag, begyndte med

anvendelsen af højfrekvente akustiske lydbølger, samt kvartresonanskasser for ubåde i

1917. Siden da, har anvendelsen af denne teknologi udviklet og bruges i dag indenfor store

dele af videnskaben og industrien (Andersen, 2014).

6.2 Hvad er ultralyd?

Kort sagt er ultralyd de højfrekvente lydbølger, som ligger over den menneskelige hørelse.

Den gennemsnit menneskelige hørelse ligger på 16.5 kHz og når der tales om ultralyd,

snakkes der i et spekter fra 20 kHz og op. Da ultralyd er højfrekvent, har disse signaler et

kort bølgesignal, der gør dens egenskaber anderledes end de lavfrekvente lyde (Ue

Systems INC. The ultrasound approach). Eksempelvis kræver de lavfrekvente lyde mindre

energi for at bevæge sig den samme afstand som de højfrekvente, se Figur 10.

Figur 10 - Energi i lydbølger - (Sound is everywhere, u.d.)



6.3 Hvilke anvendelses muligheder giver ultralyd

Der er ultralyd i alle former for friktion, Som et eksempel hvis man tager tommelfingeren og

pegefingeren og gnider mod hinanden, vil der skabes lydbølger, der ligger i

højfrekvensområdet. Selv om det i praktisk ikke er muligt at høre friktionen mellem fingrene,

vil det være muligt igennem et ultralydsapparat. Grunden til det er at apparatet konverterer

ultralyden om til en frekvens mennesker kan høre ved at forstærke det da ultralyd har en lav

amplitude (Ue Systems INC. The ultrasound approach). Ultralyd kan blandt andet anvendes

til forebyggende vedligehold. Det kan bruges til at observere den mekaniske tilstand på

kuglelejer, tandhjul, ventilklapper i motorer og turbiner, som kan fører til kostbare nedetider

hvis slitagen ikke opdages i tide.

Ultralydsmåleren er desuden yderst velegnet til følgende;

Lækage søgning på trykluft- og vakuumsystemer

Når en gas, som i dette tilfælde er luft, strømmer igennem et hul i systemet, vil gassen gå fra

et højtryks lineært flow, til et lavtryks turbulent flow, se Figur 11. Denne turbulens fremkalder

en lyd, som kaldes ”hvid støj”. Hvid støj indeholder ultralyd og derfor kan dette detekteres

med et ultralydsapparat (Ue Systems INC. The ultrasound approach).

Figur 11 - Trykluftlækage - (Ue Systems INC. The ultrasound approach)

Om det er en lækage i et tryksat system eller om det er i et vakuumsystem, vil ultralyden

blive genereret som beskrevet ovenfor. Den eneste forskel mellem de to systemer er at et

vakuum vil producere mindre støj end en tryklækage med samme strømningshastighed.

Dette skyldes, at turbulensen vil opstå inde i selve røret, mens der i et tryksat system vil

opstå turbulens uden for systemet i atmosfæren se Figur 12 (Ue Systems INC. The

ultrasound approach).

Figur 12 - Vakuumlækage - (Ue Systems INC. The ultrasound approach)



Betinget smøring af lejer

I takt med lejefedtet nedbrydes, stiger fiktionen og slitagen på lejet øges. Ultralydsappartet

måler de frekvenser lejet udsender og kan dermed forudse behovet for smøring af lejer. Når

målingerne giver en smøringsalarm, er det muligt at udbedre skaden før lejet går i stykket.

Hvis lejet oversmøres vil det også give en alarm. Denne smøringsmetode kaldes for

”betinget smøring teknikken” (Rienstra, u.d.).

Brugen ved elektriske applikationer

Ultralyd kan desuden kombineres med brugen af termografering for yderligere sikkerhed, i

forhold til inspektion af el-tavler og undersøgelser af højspændingsanlæg (Rienstra, u.d.).

Med ultralyd er der mulighed for finde fejl før de kan ses med termografering. Men det kan

ikke erstatte termografering (EL:CON, 2013).

Afsløre pumpekavitation

Med ultralyd kan pumpekavitation hurtig lokaliseret. Ved at påmontere en kontaktsonde på

ultralydsapparatet kan man lytte efter små luftbobler, som eksplodere. Dette kan sammen

lignes lidt med en brusende sodavand. (Rienstra, u.d.).

Lokalisere lækager på ventiler og hydraulik

Jo ældre et hydraulisk anlæg bliver, jo større er risikoen for utætheder og blokeringer.

Hydraulikolie vil danne små bobler, der eksplodere, når de føres igennem forseglinger i

anlægget. Dette kan lokalisere ved montering af en kontakt eller magnetisk sensor, der

anbringes på det område der ønskes undersøgt. Lydbilledet fra en hydraulisk ventil vil lyde

som et konstant sus eller lave en gurgle lyd. (Rienstra, u.d.).



7 Anlægsbeskrivelse

Trykluftanlægget ombord på Prinsesse Isabella, er delt op i et start- og kontrolluftssystem.

De to systemers større komponenter vil blive gennemgået, for at give læseren en bedre

indblik i de to systemers opbygning og virkemåde. Derudover vil der blive undersøgt hvilke

krav der er til dem. Se rør/princip-diagrammet over hele trykluftanlægget i bilag 4.

7.1 Brugen af trykluft

Ombord PI bliver trykluften anvendt til enten at starte motorerne eller manøvrerer ventiler.

Derfor er er det delt op i to separate systemer. Kontrolluftsystem levere luft til GVU-enhed,

Wastegate aktuator og ventiler i LNG bunkerstationen. Startluftsystemet leverer luft til start

af motorerne, samt at lave luft til nødstop af hovedmotoren, ved at påvirke regulatorarmen.

Dog kan startluftssystemet leverer luft til kontrolluften ved hjælp at to reduktionsventiler se

bilag 4. Dette er opbygget således da startluftsystemet tidligere har forsynet kontrolluften.

Disse reduktionsventiler er dog ikke fjernet, da det resultere i et øget driftssikkerhed, ved

opstået problemer på kontrolluftkompressoren. For øget driftssikkerhed på startluftsystemet

er det opbygget med redundans ved at et rørsystem forbinder de to ender på færgen.

7.2 Kompressorerne

Produktionen af trykluft sker ved hjælp af 4 kompressorer, hvor der er placeret henholdsvis

en startluftkompressor i forreste maskinrum, og to til startluft i agter. Derudover er der

monteret en skruekompressor i agter til produktion af kontrolluft. Startluftkompressorer er

on/off styret, hvor den til kontrolluften er VSD styret, se mere om frekvensregulering i afsnit

5.9.

Startluftkompressorerne i for og agter består af en stempelkompressor af mærket Sperre

(for) og to af mærket Sauer (agter). De er reguleret af en simpel on/off regulering læs mere

om det i afsnit 5.8. Startluftkompressoren i for har kørt 7500h, og ca. 3000h hver i agter.

Samlet set er der en kompressoreffekt på 29,7 kW til rådighed og en samlet produktion af

luft på 107,6 𝑚3

ℎ se Figur 13.

Kontrolluftkompressoren i agter Består af en nyere skruekompressor fra mærket Atlas

Copco. Denne kompressor er indsat for at nedsætte forbruget på startluftkompressorerne,

da kontrolluftforbruget har været større end forventet. Denne kompressor er



frekvensreguleret læs mere om det i afsnit 5.9. Den kan levere en kontinuerligt luftstrøm på

117 𝑚3

ℎ, og forbruger 11 kW se Figur 13.

Kompressordata

Data Startluftkompressor (FOR). 2stk. Startluftkompressor (AFT).

Kontrolluftkompressor (AFT).

Fabrikant Sperre Sauer Atlas Copco

Regulering ON/OFF ON/OFF VSD

Type HL2/105 WP 33L GA11VSD+

Årgang År 2014 År 2014 År 2016

Effekt 13,3 kW 8,2 kW 11 kW

Tryk 30 bar 35 bar 13 bar

Flow 50 m^3/h 28,28 m^3/h 117 m^3/h

Figur 13 - Viser data over de forskellige kompressorer. (Sauer , 2017).

7.3 Luftkvalitet

Trykluften på PI bruges til start af motorer, samt til styring af ventiler. For at undersøge,

hvordan anlægget skal være bygget op og hvilket efterbehandlingsudstyr der som minimum

skal sidde, er der undersøgt hvilket lovgivning, PI er underlagt. Her blev det kortlagt, at PI er

underlagt bestemmelserne i søfartsstyrelsen meddelelse D, som omfatter det danske

myndighedsregler, samt internationale, herunder SOLAS, der især i dette tilfælde er en vigtig

instans da det er skibslovgivning. PI er klassificeret af DNV-GL, se bilag 5 og de kan

foreskrive andre regler, som skibet skal kunne synes efter. Derfor er det den instans, som

skibet skal rette sig efter. Dertil blev der undersøgt hvilke minimumskrav der stille til

luftkvalitet i et trykluftanlæg. Det kan konstatere at luftkvaliteten som minimum skal leve op til

regel 14.4 givet af Erhvervs- og Vækstministeriet.

”Regel 14.4 Der skal drages omsorg for, at der trænger mindst mulig olie ind i

lufttrykanlæggene, og at disse anlæg drænes.” (Erhvervs- og Vækstministeriet, 2011, s. 84).

Dog er der stillet krav fra Wärtsilä, at der ikke må være mere end angivet nedenfor grundet

driftssikkerhed for styring af kontrolluftventilerne (Wärtsilä, 2016, s. 8-1).

- Trykdugpunktet - +3°𝐶

- Maks olie indhold i trykluft - 1𝑚𝑔

𝑚3

- Maks partikel størrelse - 3µ𝑚

For at opfylde disse krav anvendes der efterbehandlingsudstyr, som kan opretholde den

gældende luftkvalitet. Derfor vil disse blive gennemgået i det følgende.



7.3.1 Adsorptionstørre

Ombord på PI er der i alt 2 tørrer placeret før luftbeholdning på kontrolluftsystemet. De er

begge af mærket Parker-Zander og er monteret for at kunne overholde det omtalte

trykdugpunkt på +3°𝐶. Det er med til at holde vandindholdet på et niveau, hvor kvaliteten kan

overholdes. Selve trykdugpunktet kan aflæses direkte på adsorptionstørreren, til minus 50-

55 grader, hvilket er noget bedre end +3 grader, se Figur 14. (Granzow A/S, 2014)

Figur 14 - Adsorptionstørrer i forreste maskinrum, viser trykdugpunktet. (Eget arkiv).

En adsorptionstørrer virker ved at der sker en fysisk proces når luften kommer i kontakt med

et tørremiddel. Det tørremiddel der anvendes ombord PI er silikagel, hvor de mest hyppigst

anvendte adsorptionsmidler vil være aluminiumoxid, silikagel, aktivt kul eller molekylære

sigter. Ved selve processen binder vandet sig til tørremidlet, dette sker ved hjælp af

vedhængningskræften af adhæsionen. Når Selve adsorptionskræfterne er udlignet skal filtret

regenereres, ved at fjerne vandet fra tørremidlet. Det er derfor nødvendigt ved kontinuerligt

drift af anlægget at have to parallelt koblet tørrebeholdere se principtegning på Figur 14.

7.3.2 Forfiltre

Forfiltre er placeret foran adsorptionstørrene og har det formål, at udskille olie og partikler.

Det er med til at frasorterer partikelstørrelser ned til >3𝜇𝑚 ud af trykluften, og frasorterer kun

små mængder olie og vand. Hvis der ikke stilles særlige store krav til luftkvaliteten, anses

forfiltret for unødvendigt. (Granzow A/S, 2014, s. 94).



7.3.3 Microfiltre

Når luften forlader adsorptionsfiltret, ledes det igennem et microfilter, hvor de rester som har

løsrivet sig i adsorptionstørreren fjernes. Filtret frasorterer partikler ned til >0,01µm og

olierester ned til 0,01𝑚𝑔

𝑚3. Dette gør at kravene stillet af Wärtsilä, er overholdt. (Granzow A/S,

2014, s. 95)

7.4 Forbrugere

Da dette projekt er skrevet ombord et skib skal der tages højde for kapaciteten af trykluften.

Ud fra PI er en diesel/LNG-elektrisk skib er der fra DNV-GL stillet krav til hvor mange starter,

der skal kunne udføres. Den totale mængde af startluftskapacitet, som skal være til rådighed

er til min. 6 starter, da skibet er dieselelektrisk er de 4 motorer set som en’ enhed, og derfor

er det en ikke-reversible motor. En reversible motor skal kunne fortage 12 starter, da den

skal stoppes og startes igen for at skifte omdrejningsretning. Når dette forsøg udføres må

startluftreceiveren ikke genopfyldes. (DNVGL, 2015, s. 20).

7.4.1 Instrumentluft

Udover startluften bliver der produceret luft til div.

reguleringsventiler og retningsventiler. Da skibet er en

LNG færge bliver de fleste ventiler benyttet til at styre

flowet af gas, se Figur 15.

7.4.2 Luftbeholdning

Pi har i alt 4 trykluftbeholder ombord. 2 stk. 80 liters

beholdning til kontrolluften og 2 stk. 800 liters på

startluftsystemet. Disse er fordelt ud på skibet, med

henholdsvis en startluft og en kontrolluftbeholder i hver ende. Til sammen udgør hele

beholdningen af luft en lagervolumen på 1,76 𝑚3. Dertil skal der tillægges volumen i

rørnettet. Beholdningen benyttes til at afdække de store trykluftforbruger, som

startluftmotoren og wastegate aktuator, ved at der er den nødvendige luftmængde til

rådighed.

Figur 15 - Viser GVU til motor 1 ombord PI (eget arkiv).



8 Analyse af trykluftsystem

Dette afsnit dækker over den sidste del af rapporten, som skal være med til at belyse hvor

det store trykluftforbrug er samt belyse om det er muligt at energioptimere den nuværende

drift. Derudover vil der blive undersøgt, hvilke driftsomkostninger der er forbundet med

utætheder, samt hvordan de lokaliseres. Dette er gjort for at gøre Samsø rederi bevidst om

den økonomiske gevinst samt, hvad dette gør ved driftssikkerheden.

8.1 Grundlag for energieffektivisering

For at skabe overblik over, hvad der kunne forsage det store trykluftforbrug, er lavet en

gennemgang af systemet ved at se, lytte og føle. Dette førte til en viden af Wastegate

aktuatoren til hovedmotoren, er af sådan et design, at den lukker luft ud af en membran i

bunden selv ved stoppet motor. Dette er dog kun nødvendigt når motoren er drift, hvilket har

givet anledning til optimering af dette, som kan læses mere om i afsnit 8.3.6. For at kunne

belyse omkostninger, der er forbundet hermed, er der anvendt ultralyd til lækagesøgning se

afsnit 8.3.5.

For at danne et større grundlag for energieffektivisering af trykluftanlægget, blev der brugt en

tjekliste fra pjecen ”Energibesparelser ved trykluft”. Denne pjece er udarbejdet af Dansk

Energi Analyse, for at belyse en del af de potentielle energieffektiviserings muligheder der er

på diverse trykluftanlæg. Tjeklisten gennemgår de vigtigste nøgletal for en trykluftanlæg, og

ender ud i at anlægget får en score. Ud fra denne driftsscore kan anlægget energieffektivitet

findes. Scoren har et spænd mellem 15-45 point og lyder som følgende. 15-20 point, der er

en del at gå i gang med. 21-29 point anlægget kan effektiviseres på flere måder. 30-39 point

veldrevet anlæg men mulighed for yderlige effektivisering. Til sidst 40-45 point særdeles

veldrevet anlæg, ingen grund til yderlig optimering (Dansk Energi Analyse A/S, 2002, s. 22).

Scoren for trykluftanlægget ombord PI blev 24 se bilag 1. Derfor vurderes det at der er en

del gå i gang med, hvor noget af det mest væsentlige vil blive behandlet i det følgende.

8.2 Nuværende driftsforhold

Dette afsnit har til formål at undersøge det nuværende driftsforhold, hvor der tænkes på

selve kompressordriften i forhold til energioptimering af dette. Derudover bliver der belyst

hvilke besparelser, der kan laves på den nuværende drift, dog ikke i forhold til lækage da

dette bliver belyst i afsnit 8.3.



8.2.1 Analyse af driften

Gennem praktikperioden er der løbende blevet lavet observationer på kompressorens

indstillinger, samt netværkstryk. Dette har medført, at det er nødvendigt at optimere driften

på startluftsystemet ved at nedsætte trykket. Derudover vil der blive beregnet en pris pr.

kWh for at give et mere reelt billede af omkostningen ved utætheder, samt ved driften af

anlægget. Dette er med til at danne grundlag for besvarelses af projektets underspørgsmål.

For kontrolluftkompressoren er der løbede noteret driftsforhold i forhold til at kunne

bestemme om denne har været overdimensioneret fra starten. Derudover er der blevet brugt

en FLUKE 435 power analyser til at bestemme forbruget af kWh på henholdsvis start og

kontrolluftkompressoren. Dette er gjort for at få et indblik af driftsomkostningerne. Validiteten

af resultaterne er blevet vurderet ud fra målemetoden og oplysninger fra leverandøren. Dertil

skal det siges, at driften af kontrolluftkompressoren er blevet vurderet, for at se om den

frekvensreguleret kompressors er overdimensioneret, i det der er fundet mange utætheder

på kontrolluftsystemet mere om det i afsnit 8.3.3.

8.2.2 Målemetode

For at kunne bestemme effektoptaget af den nuværende drift, er der taget empiriske

målinger fra alle kompressorerne ombord PI. Disse målinger er taget med udlånt ’ fluke

power quality analyzer 435, fra Aarhus maskinmesterskole. Denne model egner sig til at

logge spændinger, strømme og effekter over alle faserne. De loggede data kan

efterfølgende udtages vha. af det medfølgende program, eller aflæses direkte på skærmen.

Dog er programmet blevet brugt for, at kunne bestemme den nuværende driftstid af

kompressorerne samt for, at kunne regne de nuværende driftsomkostninger.

Figur 16 - Viser, hvordan Fluke 435 er blevet opkoblet for at kunne fortage effektmålinger ( Fluke Corporation, 2006, s. 20-6).



Målingerne er udført efter fabrikantens anvisninger, hvor det kan ses ud fra Figur 16, at dette

er udført som en 3-faset IT måling. Målingen er foregået over et døgn, hvor der er blevet

logget data hvert 10. sek. Dette har gjort det muligt, at finde den nuværende driftstid for hver

kompressor. Inden målingerne blev taget er det blevet undersøgt om hvorledes apparatet

kunne kalibreres for, at kunne få de mest nøjagtige målinger, som muligt. Der er dog ikke

fundet nogen vejledning til, hvordan denne skulle kalibreres, derfor er det antaget at Aarhus

maskinmesterskole sender denne ind til kalibrering hvert år jf. fabrikantens anvisninger.

Derfor betragtes apparatets usikkerhed, at være inden for det opgivne ved effektmåling.

8.2.3 Måleresultater

Den totale driftstid for skibet er beregnet ud fra det har været i drift i ca. 2 år, hvor det har

været i drift 24 timer i døgnet 365 dage om året. Dette giver en total driftstid på 17520 timer,

som svarer til 8760 timer pr. år, hvilket er blevet brugt til, at beregne belastningsgraden for

kompressorerne jf. Figur 17. Derudover viser den det målte forbrug i kWh for hver

kompressor, som er brugt til at finde den nuværende belastningstid pr. døgn. Dette er gjort

for at for at opnå en reelt resultat til beregning af driftsomkostninger/besparelser, samt til

ultralydslækageberegning. Ydermere kan det ses af Figur 17, at efter den nye

skruekompressor er indsat, er belastningsgraden faldet markant på de to

stempelkompressorer i det de ligger under 50 %. Dertil skal det siges at hvis

belastningsgraden er under 60 procent skal det overvejes at indsætte en mindre kompressor

(Dansk Energi Analyse A/S, 2002). Dette er dog ikke fundet nødvendigt da denne anbefaling

kun er aktuelt, hvor der er brug for en kontinuerlig drift og ikke ombord PI fordi

startluftkompressorerne har en minimal aflast tid, samt minimal antal starter. Dertil skal der

ombord på skibe også være en vis startluftmængde til rådighed, som beskrevet i afsnit 7.4.

Derudover kan det ses at kontrolluftkompressoren har en stor belastningsgrad, hvilket

skyldes de mange utætheder der er blevet lokaliseret i afsnit 8.3.3.

Regulering Nuværende forbrug pr.

døgn.

Belastningstimer pr. år

Nuværende driftstid. Pr.

døgn.

Belastningsgrad

kWh Timer Timer % Kompressor

AFT On/off 69

3097 8,5 35,3

Kompressor FOR

On/off 26 3769,5 2 43

Kompressor VSD

VSD 88 7072 19,4 80,7

Figur 17 - Viser målte data, samt beregnede data for alle kompressorer ombord PI. (Eget arkiv)



8.2.4 Pris pr. kWh

For at få den korrekte pris på produktionen af trykluft er der blevet fortaget målinger på

forbruget af alle 4 genset. Disse målinger er registrering af det månedlige forbrug af,

brændstof, LNG og smøreolie. Derudover er der blevet opgivet en estimeret

vedligeholdsomkostning pr. motor, som er oplyst fra rederiets side til 12 euro/h se bilag 6.

Registrering af forbruget af MGO, LNG og smøreolie er sket ved at aflæse, hvad der har

været af lagerbeholdning ultimo, samt hvad der er indkøbt og forbrugt. Dette er gjort i

perioden fra januar til februar, da færgen har været nødsaget til at sejle udelukkende på

MGO i praktikperioden, grundet en defekt pumpe til LNG bunkring. Derudover er priserne på

forbruget oplyst fra rederiet, samt energiindholdet på det indkøbte brændsel. Disse data

kommer fra en udregnet varmebalance på motorerne, se bilag 7.

8.2.4.1 Observationer til beregning af kWh pris

Gennem praktikopholdet er der lavet disse observationer for kunne beregne kWh prisen

ombord PI. Bilag 7 viser forbruget af MDO, LNG og smøreolie. Dertil er mængden af

brændstoffet (MDO) blevet omregnet til energiindhold i stedet for liter. Dette er gjort fordi

leverandøren af LNG oplyser energiindholdet, da volumen varierer i forhold til temperaturen

se observationer på Figur 18.

Forbrug januar Forbrug februar Total

MDO 398.931 kWh 747.941 kWh 1.146.872 kWh

LNG 1.896.012 kWh 1.902.354 kWh 3.798.366 kWh

Smøreolie 417 L 304 L 721 L

Produceret energi 847.857 kWh 777.098 kWh 1.624.955 kWh

Genset total køretid 1.323 h 1.326 h 2.649 h

Figur 18 - Viser de observationer der er fortaget for at kunne beregne kWh prisen (Bilag 7 & eget arkiv)

8.2.4.2 Beregning

Beregningerne fra bilag 7, vil nu blive gennemgået for at give et overblik over, hvordan kWh

prisen er fundet, ved at få energien omdannet til priser.

- MGO og LNG omkostninger

Prisen på MDO og LNG er fundet ved at der er blevet oplyst en pris på henholdsvis 0,37

kr./kWh for MDO, og 0,31 kr./kWh for LNG se Figur 19. Dette er blevet ganget på det

observerede forbrug af henholdsvis LNG og MDO se bilag 7.



MDO LNG

kr. pr. tilført kWh 0,37 0,31

Januar 146.339,7 kr. 594532,5 kr.

Februar 274.367,2 kr. 596.521,1 kr.

Figur 19 - Viser omkostninger for MDO og LNG (eget arkiv).

- Smøreolie omkostninger

Indkøbsprisen på smøreolie er fundet ud fra den seneste faktura på levering af smøreolie,

hvor det fremgår af bilag 6 at liter prisen er 21,56 kr. som er blevet brugt til at beregne den

samlede pris af smøreolieforbruget i Figur 20.

Indkøbspris 21,56 kr./L Januar Februar

Omkostning 8.990,5 kr. 6.554,2 kr.

Figur 20 - Viser omkostningerne for smøreolie til alle 4 genset (eget arkiv).

- Vedligeholdsomkostning for genset

Vedligeholdsomkostningerne på alle 4 genset, er fundet ud fra at det totale antal kørte timer i

perioden er blevet registreret i bilag 7. Dertil skal der tillægges en pris på vedligehold, som

normalt er givet ved et budget. Men da dette budget har indeholdt for mange hjælpe

systemer, som motoren kunne have produceret de rene kWh uden, er dette budget ikke

blevet brugt. Men derimod en oplyst pris pr. time. Denne oplysning er en Wärtsilä ifølge

maskinchefen har opgivet til 12 euro/h, dog er dette desværre ikke blevet bekræftet. Derfor

er dette en antaget værdi, som maskinchefen Per Nymann har været med til at godkende jf.

interview i bilag 6. Se omkostningerne for perioden i Figur 21.

Vedligeholdsomkostninger

Januar 119.070 kr.

Februar 119.340 kr.

Figur 21 - Viser vedligeholdsomkostningerne for alle 4 genset i perioden (eget arkiv).

- Prisen pr. kWh

Dette giver grundlaget for at kunne beregne den rene kWh, som skal bruges til at give det

bedste billede af hvad lækager koster i et trykluftsystem, samt hvilke driftsbesparelser der er

opnåeligt ved korrekt indstilling. Denne pris kommer fra den totale mængde af omkostninger,

der er beskrevet ovenfor, og da den produceret energi i perioden er blevet registreret, kan

kWh prisen nu findes ved at dividerer de to tal.



𝑘𝑟.\𝑘𝑊ℎ =𝐹𝑜𝑟𝑏𝑟𝑢𝑔𝑡 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑜𝑚𝑘𝑜𝑠𝑡𝑛𝑖𝑛𝑔

𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑒𝑟𝑒𝑡 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖

Dette giver en kWh pris på henholdsvis 1,02 kr./kWh i januar, og 1,28 i februar se Figur 22. I

denne rapport vil der blive beregnet med den gennemsnitlige kWh pris for at give et mere

reelt billede af, hvor store omkostninger har været til lækager og drift i perioden.

Januar Februar Gennemsnit

Forbrugt energiomkostning 868.932,7 kr. 996.782,6 kr. -

kWh Pris 1,02 kr. 1,28 kr. 1,15 kr./kWh

Figur 22 - Viser den beregnede kWh pris ombord PI (eget arkiv).

8.2.5 Driftsomkostninger

I det forrige afsnit er effektforbruget og driftstimer pr. døgn fastlagt for startluft- og

kontrolluftkompressoren. Dertil er prisen pr. kWh blevet beregnet, hvilket gør det muligt at

fortage beregninger på de årlige driftsomkostninger, samt det årlige energioptag. Det er gjort

for at kunne vurdere, hvor store besparelser der er på driften af startluftkompressorerne ved

en trykreduktion i anlægget. Hvilket gør det muligt, at vurdere hvad lækageomkostningerne

udgør af de samlet driftsomkostning.

Belastet driftstimer timer pr. år startluft 6866,5 h

Energiforbrug pr. år 34675 kWh

Omkostninger pr. år 39876,3 kr.

Figur 23 - Viser de årlige driftstimer, energiforbrug og driftsomkostninger for startluft (eget arkiv).

Belastet driftstimer timer pr. år VSD 7072 h

Energiforbrug pr. år 32120 kWh

Omkostninger pr. år 36938 kr.

Figur 24 - Viser de årlige driftstimer, energiforbrug og driftsomkostninger for VSD (eget arkiv).

Figur 23 og Figur 24 viser at de samlede årlige driftsomkostninger til produktion af trykluft i

alt bliver 76814,3 kr. Hvor det fremgår at der ikke er den store forskel til produktion af hhv.

kontrolluft og startluft, hvilket bekræfter at denne overproducere luft grundet konsekvenserne

af de mange utætheder se afsnit 8.3.3.



8.2.6 Usikkerhed

Pris pr. kWh

Til beregning af kWh prisen ombord PI er der brugt en antaget værdi på

vedligeholdsomkostningen. Denne er dog bekræftet og godkendt i samarbejde med

maskinchefen Per Nymann, se bilag 6. Dette er gjort fordi, at driftsbudgettet for maskinen

har været for svært at skille ad, da det indeholder andre systemer, i forhold til at finde den

rene kWh pris. Dette kan være med til at give et andet billede af tilbagebetalingstiden samt

besparelser ved trykreduktion. Dog er måleresultater præcise da disse er taget ud fra

indkøbt energi og forbrugt. Disse målinger af forbruget er taget i samarbejde med

maskinchefen over en periode på 2 måneder og derfor anses den gennemsnitlige pris for at

være valid. Dog skal det siges det er nødvendigt, at udregne den for, hver måned. Da

forbruget kan variere afhængigt af om der bliver sejlet på LNG eller MGO.

Fluke 435

Her vil der komme en usikkerhedsberegning på kWh målingen, der er foretage på

kontrolluftsystemet, da denne forbruger mest energi pr. døgn. Derfor er der fundet en

usikkerhed i manualen på apparatet til ± 1 % ± 10 counts, og dertil skal der tillægges en

usikkerhed på ± 1 % for måleklemmerne. Det første tal er procentdel af visningen, og det

andet er usikkerheden på det mindst betydende cifre. Derfor kan usikkerheden nu findes ved

en simpel beregning (Jørgensen, West, Høyer, & Frimand, 2013, s. 1061).

𝟖𝟖 𝒌𝑾𝒉 ∗ ±𝟐% = ±𝟏, 𝟕𝟔 𝒌𝑾𝒉 𝒑𝒍𝒖𝒔 ± 𝟎, 𝟏 = ±𝟏, 𝟖𝟔 𝒌𝑾𝒉 𝒑𝒓. 𝒅ø𝒈𝒏

Det fremgår af beregningen ovenfor at der er en usikkerhed i alt på den enkelte måling på ±

1,86 kWh, hvilket svarer til en samlet usikkerhed på 2,1 %. Denne usikkerhed vil være

acceptabel da den ikke har den store betydning for omkostningerne i denne rapport. Dog er

det årlige forbrug udregnet ud fra denne måling, der kun er foretaget over en dag. Derfor

skal det tages med i betragtning, da det ville give et bedre billede af forbruget, hvis der blev

logget data over eks. en måned.

8.2.7 Energioptimering af nuværende drift

I dette afsnit vil der blive gennemgået de optimeringsmuligheder, der fundet udover ultralyd.

Der vil blive gennemgået en optimering af kontrolluftkompressoren, da denne virker

overdimensioneret i forhold til systemets størrelse. Derudover er det i forvejen en nyere

frekvensreguleret kompressor, som er passende for det store kontinuerlige forbrug af



trykluft, læs mere herom i afsnit 5.5 & 5.9. Men for at kunne få den til at køre ved en højere

belastning er den eneste udvej en mindre model derfor vil der blive beregnet på drift

besparelse ved at indsætte en mindre. På startluftkompressoren vil der blive gennemgået en

trykreduktion, da det er den eneste mulighed for, at optimere på dette system udover brugen

af ultralyd. Dette gør sig gældende ved at en stempel kompressor er den mest energirigtige

kompressor til høje tryk når der er en stor beholdning læs mere herom i afsnit 5.6, 5.7 & 5.8.

8.2.7.1 Driftsscore

For at kunne øge den nuværende driftsscore der er givet i afsnit 8.1, er det nødvendigt at

overveje, hvordan anlægget er overvåget i forhold til driftssikkerheden. Derfor bliver der

foreslået, hvordan Samsø Rederi skal registrer data på trykluftsystemet for at kunne øge

denne. Grundet anlæggets størrelse er det vurderet, at det ikke vil være nødvendigt med

fjernovervågning af driftsdata. Derfor vil det være en anbefaling til, hvilke driftsdata der skal

registres for at kunne drive anlægget mest energi- og sikkerhedsmæssig korrekt. Det der

bliver registeret af den nuværende drift er timetallet, samt trykket. Men for at få den mest

optimale score, er det nødvendigt at overvåge kWh forbruget, tryktabet i fordelingsnettet,

samt lufttørrer og indføre disse data i en driftsjournal. Derudover vil det blive anbefalet at

indsætte magnet ventiler til at lukke for instrumentluften til hovedmotorerne når disse ikke er

i drift. Dette er gjort for at mindske lækagetabet herigennem, hvor omkostninger til dette blive

behandlet i afsnit 8.3.5. Derudover anbefales det, at gennemgå anlægget for lækager 2

gange om året. (Dansk Energi Analyse A/S, 2002).

Hvis Samsø Rederi påbegynder dette, vil det medføre, at testen over trykluftanlægget kunne

blive revurderet. Dette ender ud i, at den endelige driftsscore efter optimeringen vil blive 39

jf. bilag 11. Grunden til anlægget ikke kommer i den særdeles veldrevet kategori, er fordi der

ikke benyttes varmegenvinding. Dette er ikke udnyttet, da der i forvejen er en stor produktion

af overskudsvarme fra de fire hovedmotorer. Derfor er dette et tab der må accepteres, men

der er potentiale for at kunne spare yderlige 60-80 procent af elforbruget (Dansk Energi

Analyse A/S, 2002).

8.2.7.2 Udskiftning af skruekompressor

Under praktikopholdet blev den nye kontrolluftkompressor observeret med henblik på, at

kunne optimere denne. Det kan konstateres, at Samsø rederi har installeret

skruekompressoren for at nedsætte driftstimerne på startluftkompressorerne, som er omtalt i



starten. Dette er en udbredt metode i industrien, at når forbruget stiger øges enten trykket

eller der investeres i ny kompressor. Det er ikke måden, at slippe af med problemet fordi det

oftest skyldes trykfald over tilstoppet filtre, defekte ventiler eller lækager (Atlas Copco

Airpower NV, 2015). En frekvensreguleret kompressor kører mest energioptimalt mellem en

belastning på 30-85 procent. Kommer kompressoren under 20 procent belastning, vil denne

drifte som on/off regulering, som beskrevet i afsnit 5.9.

8.2.7.2.1 Nuværende driftsobservationer

Den nuværende drift er blevet analyseret for at se, hvilke muligheder, der er for at optimere

den eksisterende skruekompressor. Der er under praktikopholdet erfaret, at den køre med

en belastning på 20-40 procent, 96 procent af tiden se bilag 8. Dette giver anledning til at

den ny kompressor kan være overdimensioneret, når lækagerne i dette system er udbedret.

Derfor vil der blive undersøgt hvad der kan spares, ved at udskifte den nye kompressor til en

der passer bedre til forbruget og derved flytte belastningen tættere på 40-60 procent. Dette

vil være med til at sænke antallet af starter, da skruekompressoren vil køre mere

kontinuerligt. Dette vil også resultere i en bedre driftssikkerhed. (Granzow A/S, 2014) (Atlas

Copco Airpower NV, 2015)

Observationer:

Har været i drift i 1,25 år.

Drift timer: 8840 h

Motor starter: 60546

VSD 1-20 % RPM: 1 %

VSD 20-40 % RPM: 96 %

VSD 40-60 % RPM: 2 %

VSD 60-80 % RPM: 1%

Nuværende indstilling af GA11 VSD+:

Set-punk 1: 8,2 bar

Sætpunkt i brug: Set-punkt 1

Regulerings mode: Kontrollering af set-punkt.



Skruekompressoren er indstillet efter fabrikantens anvisninger, hvor set-punktet 1 skal være

0,2 bar højere end netværkstrykket, grundet reaktionstiden.

8.2.7.2.2 Energiberegning:

For at beregnet energibesparelsen, bliver de to kompressor sammenlignet, hvorefter der

bliver beregnet en tilbagebetalingstid på denne optimering. Det er antaget, at de to

kompressorer vil have samme driftsmønstre med en belastning på 20-40 procent. Ellers vil

det ikke være muligt, at beregne besparelsen. Dette er dog bekræftet med distriktschefen fra

Atlas Copco se bilag 9. Energiforbruget er fundet ved en belastning på 40 procent, denne er

oplyst af Atlas Copco med bekræftelse vha. mailkorrespondance se bilag 9.

Eksisterende kompressor GA11 VSD+

GA 11 VSD+ 40% belastning giver 3500 rpm = 14,1 l/s svarende til 5,8 kW.

Den nye kompressor GA7 VSD+

GA7 VSD+ 14,1 l/s giver 3500 rpm – svarende til 5,7 kW.

Nu kan der laves en energiberegning på ombytning af kontrolluftkompressor. Men som det

ses, er der kun en besparelse på 100 W.

𝑘𝑊ℎ 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 8840ℎ ∗ 0,1𝑘𝑊 = 884𝑘𝑊ℎ

Å𝑟𝑙𝑖𝑔 𝑏𝑒𝑠𝑝𝑎𝑟𝑒𝑙𝑠𝑒 =884𝑘𝑊ℎ

1,25å𝑟∗ 1,15 𝑘𝑟.\𝑘𝑊ℎ = 𝟖𝟖𝟒 𝒌𝒓. 𝒑𝒓. å𝒓

Udregningen ovenfor viser det er muligt at opnå en besparelse på 884 kr. om året, ved at

udskifte den eksisterende kompressor med en mindre. Denne besparelse er ikke større da

virkningsgraden på de to elmotorer begge er lineær og derfor bruger de næsten samme kW

ved samme belastning på 40 procent, se bilag 9. Derfor kan dette alene ikke betale for

installationen, men dertil skal der også tages højde for en gensalgsværdi på den

eksisterende skruekompressor.



8.2.7.3 Reduktion af netværkstrykket

Der vil i dette afsnit blive beskrevet de nuværende krav til startluftsystemet for at kunne

vurdere om det er muligt, at lave en energi optimering gennem en trykreduktion. Grunden til

det ikke er gjort på kontrolluftsystemet er fordi netværkstrykket er indstillet korrekt i forhold til

kravet fra de største forbrugere som er på minimum 7 bar (Wärtsilä, 2016, s. 8-1). Derudover

har det ikke været muligt, at finde noget krav om minimumstryk for div. ventiler som GVU i

det de er lukket inde og der ingen dokumentation var på disse. Grunden til der bliver

undersøgt om det er muligt at lave en trykreduktion, er fordi der ved at sænke trykket med 1

bar, kan spare op til 8 procent af den optagne el effekt (Dansk Energi Analyse A/S, 2002, s.

4). Efterfølgende er det blevet undersøgt hvor stor en procent besparelse vil være grundet

det høje tryk på 24 bar. Derfor er der blevet beregnet på, hvor stor den optagne effekt forskel

er ved et tryk på 24 og 20 bar jf. bilag 10. Her kan det ses, at det muligt at opnå en

besparelse på 5 procent. Det er derfor interessant, at belyse nærmere på om det er muligt at

sænke trykket yderligere på startluften da kompressorerne pt. opererer ved et netværkstryk

på 19-24 bar

De krav der er stillet fra Wärtsilä, er at trykket som minimum skal være 18 bar og ellers skal

det følge klassifikationsselskabets anvisninger, som er beskrevet i afsnit 7.4. Derfor vil der

nu blive beregnet det mindst tilladelige tryk, hvor der stadig er kapacitet nok til at kunne

fortage 6 starter. Dette er blevet gjort ved hjælp af en opstillet formel fra Wärtsilä, der kan

beregne den nødvendige beholdervolumen (Wärtsilä, 2016, s. 8-4). Derudover da

startluftkompressorerne er styret af en pressostat skal der være en korrekt indstilling af

disse. Det anbefales, at starttrykket PRmin skal være mindst 0,5 bar over netværkstrykket, og

stoptrykket PRmax skal minimum 20 procent højere end starttrykket, da et mindre differenstryk

vil resultere i at kompressoren hyppigere starter og stopper hvilket vil givet et øget sidtage

(Granzow A/S, 2014, s. 51).

8.2.7.3.1 Beregning

Her er beregningen udført for at give et grundlag til vurdering af, hvad det nye netværkstryk

kan være, hvor der tillagt en sikkerhed på minimumstrykke på 0,5 bar.

Formlen består af:



VR = Beholdervolumen = 1,8 m3

PE = Normalt tryk = 0,1 MPa VE = Luftforbrug pr. start = 1,2 m3

n = Antal starter PRmax = Maksimumtryk = 2,22 MPa PRmin = Minimums tryk = 1,8 MPa

𝑉𝑅 =𝑃𝐸 · 𝑉𝐸 · 𝑛

𝑃𝑅𝑚𝑎𝑥 − 𝑃𝑅𝑚𝑖𝑛

- Isolering af n

𝑛 =𝑉𝑅 · (𝑃𝑅𝑚𝑎𝑥 − 𝑃𝑅𝑚𝑖𝑛)

𝑃𝐸 · 𝑉𝐸

- Nuværende antal

𝑛 =1,8 · (2,4 − 1,8)

0,1 · 1,2= 9 𝑠𝑡𝑎𝑟𝑡

- Minimums antal

𝑛 =1,85 · (2,22 − 1,8)

0,1 · 1,2= 6 ,5 𝑠𝑡𝑎𝑟𝑡

Figur 25 - Viser udregning for indstilling af minimumstryk (Wärtsilä, 2016, s. 8-4) & (Wärtsilä, 2016, s. 3-3).

Ud fra Figur 25 kan det konkluderes, at det er teoretisk er muligt, at nedsænke trykket i

startluftsystemet til 18,5-22,2 bar, hvor kravet med 6 starter er overholdt. Dette giver en

mulig tryknedsættelse på 1,8 bar.

8.2.7.4 Årlige driftsbesparelser

I dette afsnit bliver driftsbesparelserne for trykreduktion og udskiftning af skruekompressor

sammenlagt til årlige besparelse. Dette ender ud i at der i næste afsnit bliver beregner en

tilbagebetalingstid.

Til udregning af den årlige besparelse er der i det foregående afsnit blevet gennemgået

målinger og udregninger af den nuværende drift. Disse vil nu blive sammenlignet med den

nye drift for at kunne finde besparelsen, hvor alle tallene er uddraget af beregningerne i

afsnit 8.2.1 og frem til 8.2.5.

Nuværende drift Drift med optimering Årlig besparelse

Startluft kr. 39876,3 37876,3 2000

Kontrolluft kr. 36938 36054 884

Total kr. 76814,3 73930,3 2884

Figur 26 - Viser den årlige driftsbesparelse (eget arkiv).

Det kan ses af Figur 26, at det er muligt at opnå en årlige besparelse på 2884 kr. Hvilket

svaret til en reduktion af omkostningen til den nuværende drift på 3,75 %. I denne

besparelse udgør trykreduktionen 2000 kr. og udskiftning til mindre VSD kompressor 884 kr.



8.2.8 Tilbagebetalingstid

I dette afsnit bliver der beregnet tilbagebetalingstiden på den nye skruekompressor. Til

denne udregning bruges den statiske pay-back-metode, hvilket vil sige, at der ikke medtages

renter. Dette er gjort fordi det vurderes at renter ikke har den store indvirkning grundet den

lave investeringspris. Dette gør at denne beregning er lavet på grundlag af investeringens

nettobetalingsstrøm på 884 kr. Den nye kompressor der investeres i koster 46.970 kr. og

den eksisterende er vurderet til at have et tab på 25 procent på den tid den har været i drift.

Dette er fundet og bekræftet ved at kontakte Kim distriktschefen fra Atlas Copco se bilag 9.

Da den eksisterende er af samme mærke, er der blevet oplyst en ombytningspris, hvor de

25 procent er fratrukket. Dette giver en byttepris på 11000 kr. (Waarst & Bang, 2007, s. 263)

Da den årlige nettoindbetaling er konstant, anses den for at være en annuitet. Derfor kan

tilbagebetalingstiden beregnes ved at dividere investeringsbeløbet på 11000 kr. med den

årlige nettoindbetaling på 884 kr.

Dette giver en tilbagebetalingstid på 12,4 år.

8.2.9 Delkonklusion

Det kan konkluderes at det er muligt for Samsø rederi, at udføre drift og energioptimeringer

gennem en trykreduktion, udskiftning af kompressor samt ved at indføre data ind i en

driftsjournal. På kontrolluften har det været muligt gennem en undersøgelse af hvorvidt

denne har været overdimensioneret, at finde en årlige besparelse på 884 kr. Det giver en

tilbagebetalingstid på 12,4 år, hvilket ikke vil være at anbefale fordi det ikke har været muligt

at finde ud af om den nye kompressor ville drifte i et nyt belastningsområde. Derudover er

der fundet en direkte besparelse ved at nedsætte trykket på startluften med 1,8 bar, hvilket

giver en årlig besparelse på 2000 kr. Det vil være at anbefale fordi dette er en optimering der

ikke er forbundet med nogen omkostning og som kun medføre en bedre driftssikkerhed. Men

for at anlægget kan blive veldrevet vil det være nødvendigt at montere effekt målere og

gennemgå anlægget for utætheder mindst 2 gange årligt, samt at registrere trykfald ved

adsorptionstørrer og i fordelingsnettet. Dette kan anbefales fordi det vil være med til at give

en bedre drift af anlægget da unødvendigt højt forbrug vil blive opdaget med det samme,

samt være med til at skabe en bedre historik over driftsfejl.



8.3 Lækagesøgning med ultralyd

I dette afsnit vil der til en start blive belyst fordelen ved anvendelse af ultralyd. Dernæst

bliver der forklaret, hvordan lækager på trykluftsystemet lokaliseres samt, hvordan

målingerne efterfølgende bliver analyseret i det medfølgende software. Ved anvendelse af

softwaren vil der blive beregnet tabsomkostninger af lækagerne, hvor der til sidst vil blive

indhentet tilbud for reparation af utæthederne.

8.3.1 Hvorfor anvende ultralyd?

Ultralydsapparter er blevet anerkendt for at være ekstrem brugervenlig, og derfor er

anvendelsen af ultralyd blevet populær i industrien. Anvendelsesmulighederne er mange og

netop derfor dækker ultralydsteknologien over bred en appel. Fordelen ved ultralyd er at

utætheder hurtigt kan lokaliseres selv i støjfyldte områder, som ellers ville være svære, at

hører uden apparatet. De fleste ultralydsapparater fungerer ved, at de lokalisere de

højfrekvente lyde og konventer dem om til hørerbart lyd, som kan høres via hovedtelefoner.

Afhængig af, hvilket apparat der arbejdets med kan de alle noget forskellig og har forskellige

funktioner. Men fælles for dem alle, er den monteret indikator, som kan være en grafisk

display eller en decibelmåler. Nogle af apparaterne har også den indbygget funktion, at de

kan logge målingerne, som senere kan overføres til et softwareprogram for videre analyse.

For stor vibration og for høj temperatur er en klar indikation for mekanisk fejl og hvis disse

kan detekteres med ultralyd i en tidlig stadie, giver det flere muligheder for forebyggende

vedligehold, som resultere i at nedetiden og de overordnede vedligeholdelsesomkostninger

mindskes (Rienstra, u.d.).

8.3.2 Præsentation af ultralydsapparatet

Til foretagelse af lækagemålingerne, blev der anvendt ultralydsapparatet Ultraprope 9000

ATEX, se Figur 27. Dette apparat er valgt til projekt, da det mulig at låne denne igennem

Haldor Topsøe. Dette apparat kan anvendes til alle målinger indenfor luft- og strukturbåren

ultralydsmålinger, da det er muligt at justere lytningsfrekvensen på apparatet, til den

ønskede opgave. Dette apparat er specielt udviklet til lækagesøgning, mekanisk

diagnosering og elektriske undersøgelser. Apparatet er monteret med et digital display, hvor

på frekvensen, samt dB vises, se Figur 28. Apparatets interne hukommelse muliggør, at

målingerne kan gemmes, til senere analyse i det medfølgende software (Elma intruments,

u.d.).



Figur 27 - Ultraprope 9000 - (Ue Systems INC. The ultrasound approach)

Figur 28 - Ultraprope 9000 display - (Eget arkiv)

Med apparatet medfulgte det følgende tilbehør, se Figur 27 (Ue System INC, u.d.);

Lyddæmpende hovedtelefoner

Den medfølgende hovedtelefon er designet til at blokere for støjkilder over 23 dB. Dette

bevirker at brugeren nemmere kan fokusere på lyden fra apparatet.



Lydgenerator

Lydgeneratoren bruges først og fremmest til en kalibrerings test af apparatet. Derudover kan

den bruges til lækagesøgning, ved at den fylder rummet med ultralyd, og derefter kan der

søges efter lækager gennem døre, varmeveksler, tanke, m.v.

Gummi fokuseringsprobe

Fokuseringsproben er en kegleformet probe der monteres på apparatet. Det bruges til at

blokere for uønsket støj, og hjælper med at lokalisere det præcise sted lækagen befinder

sig.

Trisonic scannings module

Dette er modulet som monteres på ultralydsapparatet og som opfanger de luftbåren ultralyd,

som vakuum-, tryklækager og elektriske ladninger.

Stetoskop

Stetoskopet er en metalstang, der fungere som en bølgeleder. Den kan eksempelvis bruges

til at tjekke tilstande på leje, lokalisere damplommer, samt pumpekavitation.

Stetoskop forlængere

Der medfølger 3 ekstra stetoskops forlænger, som kan bruges til at udvide stetoskopet med

op til 78,1 cm.

8.3.3 Lokalisering af utætheder

I denne afsnit vil de tilstedeværende lækager på trykluftsystemet blive lokaliseret. For at

sikre rehabiliter og minimere usikkerheden, skal fabrikantens anbefalet målemetode følges

samt kalibrering ved brug af lydgenerator. Herunder er der opstillet den anvendte

målemetode i punktform, fra hvordan apparatet blev indstillet og indtil lækagen blev

lokaliseret (Ue Systems INC. The ultrasound approach).

Målemetoden;

1. Brug Trisonic scannings modul.

2. Indstil frekvensen på 40 kHz. Hvis der er baggrundsstøj tilstede, prøv en af

afskærmningsmetoderne, beskrevet i underafsnittet.

3. Start med sensitiviteten på maksimum.

4. Begynd med at scan det område, der ønskes testet for lækager.

5. Hvis der optræder anden ultralydsstøj i området reduceres sensitiviteten indtil det er

muligt, at bestemme destinationen af den højeste lyd.



6. Træd tættere på området der scannes.

7. Bliv ved med at justere sensitiviteten, der er nødvendig for at bestemme retningen af

lækagen.

8. Hvis det er for svært at lokaliserer lækagen grundet for optræden af anden

ultralydsstøj, monteres det medfølgende gummi fokuseringsprobe. Forsæt med at

scanne området.

9. Lyt efter en ”blæsende” lyd, mens der observeres på dB måleren.

10. Lokaliser lækagen ved at følge lyden, til den når sit højeste punkt. dB på displayet vil

stige, som lækagen nærmes.

11. For at lokalisere lækagen, forsæt med at reducere sensitiviteten samtidig med

instrumentet bevæges tættet på den mistænkte lokation. Dette gøres indtil lokationen

er bekræftet.

12. Målingen logges derefter på apparatet, til senere analyse i softwareprogrammet.

For yderligere at bekræfte der er en lækage, tages ultralydsapparatet med

fokuseringsproben helt tæt på det mistænkte lækage steg og bevæg apparatet fra side til

side. Hvis der er en lækage ved dette punkt, vil lyden sige og falde, når ultralydsapparatet

føres over lækagen. En anden metode er at fører fokuseringsproben helt ned til det

mistænkte lækage og lukke helt tæt med gummiet rundt om. Hvis der er en lækage vil lyden

stige, hvis ikke vil lyden reduceres (Ue Systems INC. The ultrasound approach).

Afskærmning metode

For at sikre imod andre støjkilder kan forstyrre målingerne, kan det være nødvendigt at

afskærme det målte område. Da ultralyd er højfrekvent medføre det også at signalet har en

kort bølgelængde, der medfører, at de nemt kan blive blokeret eller afskærmet. Derfor er

fabrikantens anvisninger fulgt der, hvor det har været muligt (Ue Systems INC. The

ultrasound approach).

1. Kropsafskærmning: Placer kroppen imellem målepunktet og støjkilden for at danne

en barriere imellem.

2. Brug en hånd iført en handske: Placere hånden for enden af fokuseringsproben,

således, at pegefingeren og tommelfingeren slutter helt tæt omkring. Her efter føres

den anden ende af hånden ned over lækagen.

3. Et stykke pap: placere pappet tæt på lækagen og placere den således at den

afskærmer for støjkilden.



4. En klud: Dette er samme fremgang måde som handske metoden. Kluden føres rundt

om proben og apparatet føres ned mod lækagen og kluden ligges omkring og derved

afskærmer for støjen.

5. Frekvensindstilling: Hvis det ikke er muligt at afskærme for støjkilden, kan en anden

mulighed være at finjustere frekvensen på apparatet.

Lokalisering af utæthederne

Med den anvendte målemetode beskrevet i afsnit 8.3.3, blev den første utæthed lokaliseret

efter 5 min, hvorefter der i alt blev fundet 8-12 utætheder. Denne variation på 4 afhænger af

hvor mange motor der er i drift, da disse utætheder er lokaliseret på wastegate

regulatorerne. Grundet wastegate regulatorernes opbygning, skal der føres luft igennem

membranen og ud i atmosfæren når motoren er i drift. Men da dette kun er en nødvendighed

når motoren er i drift, vil dette kunne ses som et tab når motorerne er stoppet. Det er blevet

observeret på PI, at der i største del af tiden bliver sejlet på to motorer. Dette kan variere

efter vejret, hvor en del modvind kan medføre opstart af en 3. motor for at overholde

tidsplanen. Samt hvor det om natten kun er nødvendigt med en motor i drift. For at

bestemme lækagetabet i dette sammenhæng, er det antaget at der konstant vil være

lækage på to af wastegate regulatorerne, hvilket er bekræftet af maskinchefen. Dette

betyder, at der i alt blev lokaliseret 10 utætheder på trykluftsystemet, hvor lækagerne

efterfølgende er blevet markeret med gul isoleringstape. Dette er gjort for at

maskinchefenerne har forudsætninger for, at kunne bestille en reparatør til udbedring af

disse.

Lokaliseret utætheder:

Startluftsystemet

1. Dræn på vandudskiller utæt i FWD.

Kontrolluftsystem

1. Dræn på FWD kontrolluft beholder.

2. Kontrolluft tilløb til DFG1.

3. Tilgang til gasventilationsventil.

4. Wastegade DFG1.

5. kontrolluft tilgang til DFG2.

6. Kontrolluft tilgang til DFG3.

7. Wastegate DFG2.



8. T-stykke i AFT casing.

9. Tilgang til cut-off damper PS, FWD casing.

Herefter er de loggede data analyseret i det medfølgende program. Brugen af dette software

vil blive gennemgået i næste afsnit.

8.3.4 Ultratrend DMS 5.0 Software

I dette afsnit vil der først blive gennemgået programmet opbygning samt virkemåde. Dette

gøres for at give læseren en bedre forståelse for programmets virkemåde, samt

anvendelsesmuligheder. Dernæst vil dataene fra utæthederne blive analyseret i

programmet.

8.3.4.1 Hvad er Ultratrend DMS og hvad kan det?

Ultratrend DMS 5.0 er det software der følger med ultralydsapparatet. Med dette program

kan der indsamles og analyser de loggede målinger. Det kan bruges til lækage, lejekontrol,

elektriske installationer, ventiler og damplommer. Når målingerne er uploadet i programmet,

kan der tilføjes billeder for nemmere, at lokalisere stedet igen. Der kan tilføjes lydfiler, laves

diagrammer, samt laves alarm niveauer for kritiske tilstande. Til sidst kan der udskrives en

tilstandsrapport.

Da det ikke var muligt at finde en brugervejledning af programmet, er der blevet udarbejdet

en brugsvejledning ud fra fundne videomaterialer lavet af Ue system. Den udarbejdede

brugsanvisning tager dog udgangspunkt i et leje, men dette har dog ikke betydning for selve

brugen af programmet, da det er samme fremgangsmåde. Brugsanvisningen kan ses i bilag

21.

8.3.4.2 Analysering af data med anvendelse af programmet

I dette afsnit bliver de målte data nu analyseret og derfor er programmet opsat til brugen på

PI. Som det ses i Figur 29, er programmet blevet opstillet således, at der i toppen i venstre

kolonne er virksomheden, Prinsesse Isabella. Under virksomheden er der oprettet følgende

undergrupper, Leak, Maskinrum og Trykluft. Under gruppen trykluft ligger alle de loggede

målinger. Den første måling er lokaliseret på startluft systemet (STR LUFT). De

næstfølgende målinger er lokaliseret på kontrolluften (KTR LUFT).



Figur 29 - Ultratrend DMS 5.0 - (Eget arkiv)

Ud fra den første måling, kan alle dataene aflæses for denne under sektionen Record

information, se Figur 29. Her ses det blandt andet, at lækagen er målt til 57 dB. Derudover

er der blevet skrevet en kommentar til hver måling, der beskriver utæthedens lokation.

Under sektionen Images, er der blevet uploadede billeder af lækagen, se Figur 30. Dette er

gjort for, at lokalisere og udbedre fejlen senere hen. Der henvises til bilag 12 for aflæsning af

målinger og billeder af resten af lækagerne.

Figur 30 - Ultratrend DMS 5.0 - (Eget arkiv)

For at få programmet til, at udskrive en rapport i Excel skal maskinrumsgruppen markeres,

hvorefter sektionen Reports kan åbnes. Her er der blevet valgt en Compressed Air Report,

hvor programmet vil generere en rapport med alle omkostninger vedr. trykluftlækager.



Omkostningerne fra denne rapport vil blive belyst i næste afsnit, hvor data er uddraget fra

bilag 14 & 15.

8.3.5 Lækageomkostninger

I dette afsnit vil lækageomkostningerne blive gennemgået fra lækage rapporten, som blev

genereret i forrige afsnit. Der er lavet to rapporter for henholdsvis startluft- og

kontrolluftsystemet. Dette er gjort for at kunne beregne lækageomkostningerne for de to

separate systemer. For at programmet kan beregne omkostningerne, skal der henholdsvis

bruges en pris pr. produceret m3 luft for den enkle kompressor, samt der skal anvendes en

pris pr. produceret kWh på hovedmotoren. Derfor vil dette blive beregnet som det næste,

hvortil der også skal bruges det daglige antal drift timer for kompressorerne.

8.3.5.1 Beregning af pris pr. produceret m3 luft, kWh, samt antal drift timer.

Prisen pr. produceret kWh er beregnet i afsnit 8.2.4 til følgende;

• 1,15kr/kWh

Da programmet bruger enheden euro, omregnes dette;

𝑒𝑢𝑟𝑜 =𝑘𝑟/𝑘𝑊ℎ

𝑘𝑢𝑟𝑠 7,5=

1,15

7,5= 0,15 𝐸𝑈𝑅

Startluft

Pris pr. m3 produceret startluft (Ue System INC);

• 𝑘𝑊 = 𝐸𝑓𝑓𝑒𝑘𝑡𝑒𝑛 𝑓𝑜𝑟 𝑘𝑜𝑚𝑝𝑟𝑒𝑠𝑠𝑜𝑟𝑒𝑛𝑠 𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟

• 0,9 = 𝐸𝑛 𝑚𝑖𝑑𝑑𝑒𝑙 𝑣𝑖𝑟𝑘𝑛𝑖𝑛𝑔𝑠𝑔𝑟𝑎𝑑

• 𝑙

𝑠= 𝐷𝑒𝑛 𝑙𝑢𝑓𝑡𝑚æ𝑛𝑔𝑑𝑒 𝑘𝑜𝑚𝑝𝑟𝑒𝑠𝑠𝑜𝑟𝑒𝑛 𝑙𝑒𝑣𝑒𝑟𝑒

• 𝑘𝑟

𝑘𝑊ℎ= 𝑃𝑟𝑖𝑠 𝑝𝑟. 𝑘𝑊ℎ

𝑝𝑟𝑖𝑠 𝑝𝑟 m3 =(

𝑘𝑊0,9 ·

𝑒𝑢𝑟𝑜𝑘𝑊h

)

𝑙𝑠 · 3600

1000

=

13,30,9 ·

0,151

50𝑚3

ℎ

= 0,044 𝐸𝑈𝑅

Antal af drift timer for startluftkompressoren, er fundet ud fra energimåling med Fluken, se

bilag 13. Her ses det at kompressoren har forbrugt 26 kWh over en periode på 24 timer. De



26 kWh er divideret ud med mærkeplade effekten på 13,3 kW som giver 2 timer pr. døgn.

Der er brugt dataene fra denne måling, da det giver en bedre indblik i den nuværende drift,

efter indsættelse af skruekompressoren.

Kontrolluft

Pris pr. m3 produceret luft (Ue System INC);

𝑝𝑟𝑖𝑠 𝑝𝑟 m3 =(

𝑘𝑊0,9

·𝑒𝑢𝑟𝑜𝑘𝑊h

)

𝑙𝑠

· 3600

1000

=

110,9

·0,15

132,5 · 3600

1000

= 0,016 𝐸𝑈𝑅

Antal af drift timer for skruekompressoren, er beregnet til 19,4 timer pr. dag i afsnit 8.2.3.

8.3.5.2 Lækageomkostning for startluftsystemet

Dataene fra det forrige afsnit indsætte i Excel programmet som vidst i Figur 31 og Figur 32.

Herefter beregner programmet et flow i liter pr. min (LPM) for hver måling. Flowet er

beregnet ud fra flowtabellet der ligger i programmet. Denne flowtabel bygger på Ue Systems

egne erfaringer og kan kun bruges som en retningslinje. De faktorer der varierer dataene, er

lækagehullets udformning, systemtrykket, fugt, samt hvordan sensitivitetsindstillingerne på

apparatet har været i måleøjeblikket (Ue System INC, u.d.).

Pris beregner

Elektricitet pris 0,15 EUR pr. kWh

Pris pr. m3 luft 0,044 EUR pr. m3

Figur 31 - Pris beregner - (Eget arkiv)

Drift timer

Drift timer pr. dag 2

Drift dage pr. år 365

Figur 32 - Drift timer - (Eget arkiv)

Dernæst beregner programmet lækageomkostningerne pr. år for den enkle utæthed og

samler det i en lignet oversigt som vist i Figur 33. I oversigten kan der vælges om lækagen

er repareret eller ej, hvilket vil medføre en visning af besparelsen i Figur 34. hvor det i dette



tilfælde var det muligt, at efterspænde og tætne utætheden uden yderligere omkostning. I

tabellen som ses i Figur 34 samles alle omkostninger fra oversigten, til en total

tabsomkostning.

Total LPM (liter pr. min)

Total omkostninger i EUR pr. år

Besparet omkostninger ved reparation

Hvor mange lækager er repareret i %

143,5 276,56 276,56 100%

Figur 34 - Total omkostninger - (Eget arkiv)

Til beregning af tabsomkostningerne, er det denne formel der ligger til grunde (Ue System

INC);

𝑂𝑚𝑘𝑜𝑠𝑛𝑖𝑛𝑔 𝑝𝑟. å𝑟 =(𝐿𝑃𝑀 · 60) · 𝑑𝑟𝑖𝑓𝑡 𝑡𝑖𝑚𝑒𝑟 𝑝𝑟. å𝑟

1000· 𝑝𝑟𝑖𝑠 𝑝𝑟. 𝑚3

𝑜𝑚𝑘𝑜𝑠𝑡𝑛𝑖𝑛𝑔 𝑝𝑟. å𝑟 =143,5 · 60 · 730

1000· 0,044 = 276,55 𝐸𝑈𝑅

Hvis der ønskes at se nærmere på Excel-programmet udformning, samt data henvises der til

bilag 14.

Grænser for lækagetab

Lækager på et trykluftanlæg har en negativ indvirkning på anlæggets driftsøkonomi. Men da

de ikke altid er omkostningsfrie at reparerer, skal det nøje undersøges om sådan en

reparation skal betale sig hjem igen. Målet er derfor, at nedsætte lækagetabet til et

acceptabelt omkostningsniveau. Derfor er der på baggrund af de økonomiske årsager

fastsat disse acceptable tabsgrænser ved forskellige typer anlæg (Granzow A/S, 2014);

- Maks 5 % ved mindre røranlæg

- Maks 7 % ved mellemstore røranlæg

- Maks 10 % ved store røranlæg

Tryk i bar

dB Problembeskrivelse Repareret

(J/N)

Omkostninger i euro pr. år

LPM (liter pr. min.)

10 57 Dræn på vandudskiller J 276,56 143,5

Figur 33 - Oversigt af lækager - (Eget arkiv)



- Maks 13-15 % ved meget store røranlæg, som bruges på eks. Støberier og

skibsværfter og lign.

På baggrund af dette vil der blive beregnet hvor stor en del lækageomkostningen udgør af

den nuværende drift i forhold til den gennemskiftlige driftsomkostning siden skibet blev taget

i drift. Dette gøres for at undersøge om lækageomkostningerne ligger inde eller uden for det

acceptable niveau. Det vurderes at rørføring på startluftsystemet er et stort røranlæg og det

derfor er acceptable med et tab på 10 %.

Den årlige driftsomkostning er beregnet til 39.876,3 kr. per år i afsnit 8.2.5, og der vil ud fra

dette og tabsomkostninger blive beregnet et tab i procent.

𝑇𝑎𝑏 𝑖 𝑝𝑟𝑜𝑐𝑒𝑛𝑡 =𝑙æ𝑘𝑎𝑔𝑒𝑜𝑚𝑘𝑜𝑠𝑡𝑛𝑖𝑛𝑔

𝑑𝑟𝑖𝑓𝑡𝑠𝑜𝑚𝑘𝑜𝑠𝑡𝑛𝑖𝑛𝑔· 100 =

2070

39876,3· 100 = 5,2 %

Det kan vurderes at dette tab er inde for det acceptable niveau.

8.3.5.3 Lækageomkostning for kontrolluft systemet

Fremgangsmåden til beregning af lækageomkostningerne er af samme fremgangsmåde

som beskrevet i forrige afsnit se data i Figur 35 & Figur 36. Hvis der ønskes at se nærmere

på Excel-programmet udformning, samt data henvises der til bilag 15. På kontrolluft

systemet var det muligt at efterspænde to af utæthederne uden yderligere omkostning, se

alle utætheder i Figur 37 & Figur 38.

Pris beregner

Elektricitet pris 0,15 EUR pr. kWh

Pris pr. m3 luft 0,016 EUR pr. m3

Figur 35 - Prisberegner - (Eget arkiv)

Drift timer

Drift timer pr. dag 19,4

Drift dage pr. år 365

Figur 36 - Drift timer - (Eget arkiv)

Tryk i bar

dB Problembeskrivelse Repareret

(J/N)

Omkostninger i euro pr. år

LPM (liter pr. min.)

7 26 Dræn på FWD Control Air Receiver

J 258,27 38

7 35 Kontrolluft tilgang på DFG1 N 391,61 57,6







416,5 2831,48 618,90 22%

Figur 38 - Total omkostninger - (Eget arkiv)

Grænse for lækagetab

Efter samme fremgangsmåde og principper, vil der lige som i forrige afsnit blive beregnet

hvad lækageomkostningerne udgør af den gennemskiftlige driftsomkostning siden skibet

blev taget i drift. Det vurderes, at rørføring på kontrolluftsystemet er et mindre røranlæg og

det derfor er acceptable med et tab på 5 %.

Den årlige driftsomkostning er beregnet til 36.938,00 kr. per år i 8.2.5, og der vil ud fra dette

og tabsomkostninger blive beregnet et tab i procent.

𝑇𝑎𝑏 𝑖 𝑝𝑟𝑜𝑐𝑒𝑛𝑡 =𝑙æ𝑘𝑎𝑔𝑒𝑜𝑚𝑘𝑜𝑠𝑡𝑛𝑖𝑛𝑔

𝑑𝑟𝑖𝑓𝑡𝑠𝑜𝑚𝑘𝑜𝑠𝑡𝑛𝑖𝑛𝑔· 100 =

21236,1

36938· 100 = 57,5 %

Som det kan ses går 57,5 % af driftsomkostninger til lækagetab. Dette er langt fra et

acceptabelt niveau. Det kan derfor konkluderet, at det er nødvendigt reparere lækagerne i

dette anlæg.

7 33 Tilgang til gasventilation ventil på DFG1

J 360,63 53,1

7 31 Wastegate på DFG1 N 330,40 48,6



7 29 Wategate på DFG2 N 300,94 44,3

7 28 T-styk i AFT casing N 286,51 42,1

7 19 Tilgang til Cut-Off Damper on exhaust i FWD casing PS

N 166,46 24,5

Figur 37 - Oversigt af lækager - (Eget arkiv)



8.3.5.4 Usikkerhed

For at kunne vurdere de enkle målingers usikkerhed, skal der forholdes til det

ultralydsapparat, der blev anvendt til målingerne. Derfor blev apparatets datablad

gennemlæst for at undersøge den givet tolerance. Da det ikke var mulig at finde dataene på

dette apparat, blev der taget kontakt til Ue System. Der i en mailkorrespondance med Peter

Boon fra Ue System forklare, at hvis målingerne er taget korrekt efter fabrikanten

anvisninger, vil der være en målenøjagtighed på 85%, grundet den menneskelige faktor, se

bilag 16. Det må derfor konkluderes, at apparatet tolerance vil være en minimal faktor,

sammenlignet med den menneskelige. For at minimere den menneskelige målefejl, blev der

anvendt målemetode som beskrevet i afsnit 8.3.3. Herudover blev der foretaget 4 separate

målinger for hver utæthed, hvorefter der blev beregnet en medianværdi, som blev logget i

programmet, se eksempel i Figur 39.

Måling på KTR Luft 002

Måling 1 25 dB

Måling 2 26 dB

Måling 3 26 dB

Måling 4 27 dB

Figur 39 - Måledata fra måling KTR Luft 002 - (Eget arkiv)

Eksempel på beregning af medianværdigen;

𝑀𝑒𝑑𝑖𝑎𝑛 =𝑀å𝑙𝑖𝑛𝑔 2 + 𝑀å𝑙𝑖𝑛𝑔 3

2=

26 + 26

2= 26 𝑑𝐵

Derudover er der en væsentlig usikkerhedsfaktor i lækageberegneren, da det kun er muligt,

at sætte system trykket op til 10 bar og da der er 24 bar i startluftsystemet er dette en

væsentlig faktor. I mailkorrespondance med Peter Boon forklare han, at det er muligt at måle

lækagen ved de 24 bar, der er dog endnu ikke mulighed for, at beregne omkostningerne

herved. Indtil videre er det kun analyseret og testet op til 10 bar og disse test har vidst at

lækage flowet ikke stiger lineært med trykket, se bilag 16. I rapporten er det derfor valgt og

regne med de 10 bar, men gør opmærksom på, at der er en potentielt mulighed for at

lækageomkostningerne på startluftsystem er højere end antaget. På kontrolluftsystemet som

operere ved 8 bar, var det kun muligt, at vælge 7 bar i beregningsprogrammet. Dette anses



for en uvæsentlig faktor i dette sammenhæng, da der kan kompensere for tryktab i anlægget

ved at vælges 7 bar.

For at tage højde for den menneskelige faktor i resultaterne, vil der i rapporten blive regnet

den værst tænkelige situation, hvor der er fratrukket 15% fra måleresultaterne. Dette ender

ud i en ny total omkostning, som vil blive brugt til beregning af tilbagebetalingstiden, se Figur

40 og Figur 41. Hvis det ønskes at se nærmere på beregninger bag, henvises der til bilag

17.

Startluft





115,3 222,29 222,29 100%

Figur 40 - Omkostninger fratrukket 15% - (Eget arkiv)

Kontrolluft





332,2 2258,39 490,90 18%

Figur 41 - Omkostninger fratrukket 15% - (Eget arkiv)

Den samlede lækageomkostning

For at få bedre overblik over lækageomkostningerne er de samlet i et skema i Figur 42 hvor

det ses, at det samlede beløb løber op i 17.160,20 kr. per år.

Startluft 222,29 EUR.

Kontrolluft 2.258,39 EUR.

Total i EUR: 2.480,68 EUR.

Total i DKK: 17.160,20 kr.

Figur 42 - Samlet lækageomkostning - (Eget arkiv)

8.3.6 Indhentning af tilbud

I dette afsnit vil der blive hentet, samt lavet tilbud på reparation af lækager. Derudover er der

lavet et tilbud på et ultralydsapparat, da det vurderes det kan have vedligeholdelsesmæssige

fordele for skibet i fremtiden.



Optimering af wastegate

Da wastegaten er opbygget således, at den kun har brug for kontrolluft når motoren er i drift,

kan denne forsyning med fordel lukkes når motoren er stoppet. En løsning på dette problem,

kan være at indsætte en magnetventil på forsyning til motoren. Denne magnetventil skal

tilsluttes således, at den ved opstart af motor skal åbne op for forsyningen og lukke når

motoren stoppes. Der er taget kontakt til skibets faste elektriker Brian fra Samsø Elektro

ApS. Brian har udarbejdet en tilbud på denne optimering, som kan ses i Figur 43. Den

originale tilbud kan findes i bilag 18.

Opgavebeskrivelse lyder som følgende;

Installation af luftventil til nedlukning af kontrolluften til hovedmotor når denne er stoppet.

Varebetegnelse Stk. pris Antal Beløb

Nippelrør og

tilbehør

300 kr. 1 stk. 300 kr.

Magnetventil

komplet 1/8

24VCD

631,40 kr. 4 stk. 2.525,60 kr.

Skibskabel 3x1,5

YZP

22,77 kr. 40 stk. 910,80 kr.

Montør m. bil 445 kr. 8 stk. 3.560 kr.

Subtotal: 7.296,40 kr.

25% moms: 1.192,7 kr.

Total kr. 8.489,10 kr.

Figur 43 - Tilbud for indsættelse af magnetventil - (Eget arkiv)

Reparation af utætheder

Nu hvor der er indhentet tilbud på reparation af de fire wastegate, er der blevet udført en

bestilling på hvad det vil koste og reparerer de andre utætheder se Figur 44. Eftersom at tre

af utætheder kunne efterspændes, er der 5 tilbage. For at reparerer disse utætheder skal

der udskiftes til nye fittings. Dette tilbud tager udgangspunkt i, at en maskinmester ombord

selv skal stå for udbedringen af utætheder. Derfor indeholder dette tilbud kun en pris på

materialer som er indhentet ved Sanistål via skibets konto. Den originale indkøbsliste kan

findes i bilag 19.

Opgavebeskrivelse;

Udbedring af utætheder med nye fittings, udbedres af skibets besætningen.




Enkelt union udvendigt

gevind 1/8

22,42 kr. 2 stk. 44,84 kr.

Vinkel samler 108,68 kr. 1 stk. 108,68 kr.

Lige samler 96,52 kr. 1 stk. 96,52 kr.

Enkelt union udvendigt

gevind 1/2

82,84 kr. 2 stk. 165,68 kr.

Tee kompression 133,75 kr. 1 stk. 133,75

Subtotal: 549,48 kr.

25 % moms: 173,52 kr.

Total kr. 723,00 kr.

Figur 44 - Tilbud på fittings - (Eget arkiv)

Tilbud på ultraprobe 9000

For at skibet og dets besætning i fremtiden kan lokalisere utætheder og anvende ultralyden

til forebyggende vedligehold, er der indhentet et tilbud på det anvendte apparat. Prisen er

hentet hos Elma intruments og lyder på følgende, se Figur 45 (Elma Intruments, u.d.).


UE Systems UP9000SC

45.117,00 kr. 1 stk. 45.117,00 kr.


25 % moms: 11.219,25

Total kr. 56.396,25 kr.

Figur 45 - Tilbud på UP9000SC - (Eget arkiv)

Ultralydskursus

Ved køb af et ultralyds apparat, er det vurderet nødvendigt at sende brugerne på et kursus

for at nedbringe usikkerheden på målingerne. Dette kursus skal sikre at skibets

besætningsmedlemmer får den nødvendige viden, samt baggrund for brugen af

måleudstyreret. Med den rette viden, sikre det at brugeren for den bedst mulige

udgangspunkt og det sikre at ultralyden i fremtiden, bliver anvendt til det daglige vedligehold.

Dette kursus afholdes af Elma Intruments og Ue System og dets indhold sikre, at brugerne

for erfaring inden for følgende områder (Elma intruments, u.d.):

• Analyse i mekaniske anlæg, lækage detektering og elektrisk inspektion.

• Detektering af lækager i både trykluft og vakuum anlæg.

• Mekanisk funktionsanalyse, herunder bl.a. levetidsvurdering af lejer, ventiler,

vandudladere m.m.



• Inspektion af elektriske installationer.

• Energibesparelse og anlægsoptimering.

• Brug af software til forbyggende vedligeholdsprogram og lydanalyse.

Det er besluttet, at der skal sendes to af skibets besætningsmedlemmer på dette kursus. Det

betyder, at i fremtiden vil det være disse to personer, som får hovedansvaret for bruget af

ultralydsapparatet. Med deres viden fra kurset og den løbende erfaring de får ved brugen af

apparatet, vil de med tiden kunne lærer de andre ombordværende op. Det indhentet tilbud

på dette kursus lyder som følgende se Figur 46 (Elma intruments, u.d.):

Varebetegnelse Stk. pris Stk. Beløb

Ultralyd - Level 1 11.300,00 kr. 2 stk. 22.600,00 kr.


25 % moms: 5.650,00 kr.

Total kr. 28.250,00 kr.

Figur 46 - Tilbud på Kursus - (Eget arkiv)

For at få en oversigt over det samlede investeringsbeløb, er tilbuddene samlet i en oversigt i

Figur 47.

Varebetegnelse Beløb

Reparation af

wastegate 8.489,10 kr.

Fittings 723,00 kr.

UE Systems

UP9000SC 56.396,25 kr.

Ultralydskursus 28.250,00 kr.

Total kr. 93.858,35 kr.

Figur 47 - Tilbudsoversigt - (Eget arkiv)

Ultralydsmåler SDT270 DB

Der er ved Buhl og Bonsoe indhentet til tilbud på et ultralydsapparat, som har de samme

applikationer som det førnævnte apparat (Buhl & Bonsoe, u.d.). Dette er gjort for at

sammenligne de to tilbuds tilbagebetalingstid, som vil blive beregnet i næste afsnit. I Figur

48 er tilbuddet på apparatet opstillet og i Figur 49, ses det samlede investerings beløb med

dette ultralydsapparat.




SDT270 DB 29.700,00kr. 1 stk. 29.700,00 kr.


25 % moms: 7.425,00 kr.

Total kr. 37.125,00 kr.

Figur 48 - Tilbud på SDT270 DB - (Eget arkiv)

Varebetegnelse Beløb

Reparation af

wastegate 8.489,10 kr.

Fittings 723,00 kr.

SDT270 DB 37.125,00 kr.

Ultralydskursus 28.250,00 kr.

Total kr. 74.587,10 kr.

Figur 49 - Tilbudsoversigt - (Eget arkiv)

8.4 Investeringskalkulation

Til beregning af tilbagebetalingstiden er der anvendt den dynamiske pay-back-metode. I den

dynamiske pay-back-metode beregnes nutidsværdien først ud fra nettobetalingstrømmen

ved en given kalkulationsrente, hvorefter man tager disse værdier og akkumulere dem. Med

denne metode kan man udregne, hvornår investeringen har tilbagebetalt sig selv, og hvor

stort et afkast det har givet i den pågældende periode.

Den første investeringskalkulation, der beregnes, er med det anvendte ultraprobe 9000

ultralydsapparatet, se Figur 50. I denne investering ligger tilbagebetalingstiden på 5,84 år,

ved en givet kalkulationsrente på 2%. De 2% i rente er oplyst af direktøren Carsten Kruse og

kan ses i bilag 6. Derudover kan der ses, at der opnås en kapitalværdi på 2.263.35 kr. efter

6 år.

Figur 50 - Investeringskalkulation med Ultraprobe 9000 - (Eget arkiv)



Den næste investeringskalkulation er beregnet ud fra, at der indkøbes apparatet fra Buhl og

Bonsoe, se Figur 51. Her ses det, at tilbagebetalingstiden ligger på 4,59 år, ved en givet

kalkulationsrente på 2%. Derudover kan der ses, at der opnås en kapitalværdi på 21.534.57

kr. efter 6 år.

Figur 51 - Investeringskalkulation med SDT270 DB - (Eget arkiv)

Hvis PI af visse årsager ikke ønsker, at investere i en ultralydsmåler, men kun udbedring

lækagerne, bliver tilbagebetalingstiden noget anderledes. Ved denne investering ender

tilbagebetalingstiden på 0,55 år og der opnås en kapitalværdi på 86.909,57 kr. over en

periode på 6 år, se bilag 20.



9 Konklusion

Ud fra de empiriske data er det fundet, at implementering af en ny skruekompressor har en

tilbagebetalingstid er på 12,4 år. Taget i betragtning af tilbagebetalingstiden kan det

konkluderes, at dette ikke er en optimal implementering. Derudover kan det konkluderes, at

en trykreduktion alene vil være fordelagtig, da dette er en omkostningsfri driftsoptimering og

man herved kan opnå en årlig driftsbesparelse på 2000 kr. Dette resulter i mindre antal drift

timer, som givet et øget driftssikkerhed, som følge af den reducerende slitage.

Det er konstateret ud fra de empiriske data, at der nu på nuværende tidspunkt ikke bliver

sikret i mod lækager på Prinsesse Isabella. Derfor blev der undersøgt hvilken teknologi, der

er bedst anvendeligt til lokalisering af utætheder. Det kunne konkluderes, at ultralyden var

den mest hurtige og brugervenlige metode, samt man ved hjælp af denne teknologi kan øge

driftssikkerheden ombord, da denne er anvendelig til andre formål end blot lækagesøgning.

Ved en nærmere gennemgang af trykluftanlægget, ved brug af ultralyd, blev der konstateret

10 lækager, 1 på startluftsystemet og 9 på kontrolluftsystemet. Igennem en undersøgelse

vidste det, at lækagerne på kontrolluften står for 57,5 % af driftsomkostningerne, svarende til

21.236,10 kr. årligt. På startluftsystemet kunne det konstateres, at lækagen står for 5,2 % af

driftsomkostningerne, svarende til 2.070,00 kr. årligt. Der blev i en mailkorrespondance med

Ue System bekræftet en usikkerhed på 15% på de målte data. De 15 % er derfor fratrukket

målingerne, hvorefter disse resultater, er brug til beregningen af tilbagebetalingstiden.

For udbedring af lækagerne er der indhentet tilbud, hvorefter der blev beregnet en

tilbagebetalingstid. Her kunne det konstateres, at tilbagebetalingstiden ligger på blot 0,55 år.

Ud fra dette, kan det konkluderet, at det vil være yderst fordelagtig for Samsø Rederi, at få

udbedret disse lækager.

Da det vurderes, at det er fordelagtig for skibet fremtidige vedligehold, at invester i et

ultralydsapparat, blev der indhentet to tilbud. Herefter blev der beregnet en

tilbagebetalingstid ud fra besparelsen i lækager. Tilbagebetalingstiden ligger på 4,59 år og

5,85 år henholdsvis for den ene og det andet apparat. Det er derfor anbefalet til Samsø

Rederi, at vælge apparatet med en tilbagebetalingstid på 4,59 år.



10 Perspektivering

Det projekt har givet anledning til at undersøge, hvor mange steder ultralyd kan bidrage med

driftssikkerhed samt nedsættelse af vedligeholdsomkostninger. Da ultralyd har vist sig, at

være meget anvendelig til flere vedligeholdsopgaver udover lækagesøgning på trykluft. En

af de opgaver kunne være overvågning af lejetilstanden på generatorerne, der driver

propellerne ombord. Her er det muligt med ultralyd at skabe en komplet historik af lejets

tilstand ved at udnytte det omtalte program Ultratrend DMS. Dette giver anledning til at se på

konsekvenserne ved nedbrud af lejerne. Da det er muligt at kortlægge dem ved at udføre en

risikovurdering på, hvilken betydning et nedbrud har for driftssikkerheden skibet. Et nedbrud

vil medvirke til at skibet mister fremdrivning på en af de fire propeller, og dermed skal øge

brændstofforbruget for at holde tidsplanen. Derfor kunne et ultralydsapparat potentielt være

med til at sænke risikoen for nedbrud på lejerne ved, at det er muligt at udføre forebyggende

vedligehold. Det vil være med til at styrke valget af ultralydsapparatet i dette projekt, da det

har en noget længere tilbagebetalingstid, hvis det kun udnyttes til lækagesøgning.

Udover dette er der under udførelse af dette projekt fundet interessant at undersøge

nærmere, hvorfor optimering af trykluftanlæg er mere udbredt i industrien. Dette blev

bekræftet ved gennemførelse af ultralydskursus, i det at kursusholder ikke kunne berette om

brugen af ultralyd ombord på skibe. Derfor er der blevet undersøgt, hvilken holdning der er til

produktionen af trykluft, hvor det viste sig at være overset. Det kan skyldes at der er

holdning om, at trykluft ikke er farligt fordi fejl på anlægget ikke altid er synlige samt ikke

medføre nogen farer. Det vil derfor være oplagt at undersøge om der er behov for en

holdningsændring for at få mere fokus på driftsomkostningerne til trykluftproduktionen.

Derfor kunne det blive sammenlignet med, hvad der bliver gjort i industrien for se på, hvad

der bliver gjort anderledes. Det kunne være fordi industrien er underlagt en ordning, som

ISO 50001, der laver standarder for energiledelse samt det er muligt at søge om

energitilskud. Derfor kunne det undersøges om skibe er underlagt en standard som ISO

50001, samt om det er muligt at søge energitilskud. Da det potentielt ville være med til at

ændre holdningen.



11 Bibliografi Fluke Corporation. (1. December 2006). Assets.fluke.com. Hentet 29. maj 2017 fra Flukes

hjemmeside: http://assets.fluke.com/manuals/434_435_umeng0300.pdf

Andersen, K. E. (13. 05 2014). Einsten. Hentet fra

http://www.einsten.net/10/2014/05/historie-ultralydsscanning.html

Atlas Copco Airpower NV. (2015). Compressed Air Manual. Hentet 22. maj 2017 fra

http://www.atlascopco.co.uk/en-uk/compressors/compressed-air-tips/compressed-air-

manual

Buhl & Bonsoe. (u.d.). Buhl & Bunsoe. Hentet 2017 fra http://www.buhl-bonsoe.dk/da/

Dansk Energi Analyse A/S. (2002). Energibesparelser ved trykluft.

DNVGL. (1. december 2015). DNV-GL. Hentet 9. maj 2017 fra Rules-standards:

https://rules.dnvgl.com/docs/pdf/DNVGL/RU-INV/2015-12/DNVGL-RU-INV-

Pt4Ch1.pdf

EL:CON. (7 2013). EL:CON. Hentet 2017 fra http://www.elcon-

as.dk/media/2222035/termografering_kompetencebrochure_elcon.pdf

Elma intruments. (u.d.). Elma intruments. Hentet 16. 5 2017 fra www.elma.dk

Elma Intruments. (u.d.). Elma Intruments. Hentet 31. 5 2017 fra

http://www.elma.dk/_dk/Produkter/Lists;Direct//p/5706445331024?shop.product.id=5

706445331024

eniig. (21. maj 2017). Energiselskabet eniig. Hentet fra eniig.dk:

https://eniig.dk/privat/el/produkter/?gclid=Cj0KEQjw9YTJBRD0vKClruOsuOwBEiQA

GkQjPwbEjpWPqjeJniv0GQcCFT4tnekeDqqYZnorAv1rAj4aAuuS8P8HAQ

Erhvervs- og Vækstministeriet. (2011). Bekendtgørelse om Meddelelser fra Søfartsstyrelsen

D. København, Sjælland, Danmark. Hentet fra Retsinformation.

Erhvervs- og Vækstministeriet. (3. juli 2013). Bekendtgørelse om Meddelelser fra

Søfartsstyrelsen F. Hentet fra Retsinformation:

https://www.retsinformation.dk/pdfPrint.aspx?id=134655

Erhvervs-, Vækst- og Eksportudvalget. (21. Maj 2012). FT. Hentet fra LNG til Danske

Færger: http://www.ft.dk/samling/20111/almdel/eru/bilag/292/1137354.pdf

Eriksen, A. b. (2012). Thermodynamik. Nyt Teknisk Forlag.

Granzow A/S. (2014). Den lille grønne om trykluft.

Jørgensen, P., West, S. A., Høyer, O., & Frimand, J. (2013). Håndbog For Maskinmestre (10

udg., Årg. 2). (S. A. West, Red.) København K: Rosendahls - print. Hentet 29. maj

2017

Langes, W. (20. August 2016). Fjordfaehren. Hentet fra Danske Ø - Færger:

http://www.fjordfaehren.de/dk/foto/samsoe_2014.htm

Rienstra, A. (u.d.). Buhl-Bonsoe. Hentet fra http://www.buhl-bonsoe.dk



Samsø Kommune. (u.d.). Samsø Kommune. Hentet 2017 fra

https://www.samsoe.dk/borger/energi-og-klima/energi

Sauer . (14. maj 2017). www.sauerusa.com. Hentet fra Sauer Compressors USA:

http://catalog.sauerusa.com/item/all-categories/0-to-580-psi-compressors-air-cooled-

mistral-series/wp33l

Sound is everywhere. (u.d.). Sound. Hentet 2017 fra http://sound404.weebly.com/the-

relationship-between-frequency-and-pitch.html

Ue System INC. (u.d.). Compressed air guide. Hentet fra http://www.uesystems.com/wp-

content/uploads/2012/08/compressed_air_guide.pdf

Ue System INC. (u.d.). Ue System INC. Hentet 16. 5 2017 fra http://www.uesystems.com/

Ue Systems INC. The ultrasound approach. (u.d.). Ue systems. Hentet 2017 fra

http://www.uesystems.com/wp-content/uploads/2012/06/up9000_man.pdf

Wärtsilä. (1. September 2016). Wärtsilä 20DF Product guide. Hentet 31. Maj 2017 fra

cdn.wartsila.com: http://cdn.wartsila.com/docs/default-source/product-

files/engines/df-engine/product-guide-o-e-w20df.pdf?sfvrsn=4

Waarst, J., & Bang, K. E. (2007). Erhvervsøkonomi - videregående uddannelser (3 udg.).

Århus: Academica.



12 Figur liste Figur 1 - Viser M/F Prinsesse Isabella til indsejlingen i Hou havn. (Langes, 2016). ............... 7 Figur 2 - Viser livtidsomkostning for en given kompressor (Atlas Copco Airpower NV, 2015,

s. 110). .................................................................................................................................. 8 Figur 3 – Skruekompressor princip - (Granzow A/S, 2014) ................................................. 15 Figur 4 - Stempelkompressorens virkemåde - (Granzow A/S, 2014) ................................... 16 Figur 5 - V- og W-type stempelkompressor - (Granzow A/S, 2014) ..................................... 17 Figur 6 - Maksimalt tilladelige antal motorstater, afhængig af motoreffekten - (Granzow A/S,

2014) .................................................................................................................................. 17 Figur 7 - Intermitterende drift - (Granzow A/S, 2014) ........................................................... 18 Figur 8 - Sammenhæng mellem free air delivery og effektbehovet - (Granzow A/S, 2014) .. 19 Figur 9 - Praktisk opnåeligt elforbrug til produktion af trykluft - (Dansk Energi Analyse A/S,

2002) .................................................................................................................................. 19 Figur 10 - Energi i lydbølger - (Sound is everywhere, u.d.) .................................................. 20 Figur 11 - Trykluftlækage - (Ue Systems INC. The ultrasound approach) ............................ 21 Figur 12 - Vakuumlækage - (Ue Systems INC. The ultrasound approach) .......................... 21 Figur 13 - Viser data over de forskellige kompressorer. (Sauer , 2017). .............................. 24 Figur 14 - Adsorptionstørrer i forreste maskinrum, viser trykdugpunktet. (Eget arkiv). ......... 25 Figur 15 - Viser GVU til motor 1 ombord PI (eget arkiv). ..................................................... 26 Figur 16 - Viser, hvordan Fluke 435 er blevet opkoblet for at kunne fortage effektmålinger (

Fluke Corporation, 2006, s. 20-6). ....................................................................................... 28 Figur 17 - Viser målte data, samt beregnede data for alle kompressorer ombord PI. (Eget

arkiv) ................................................................................................................................... 29 Figur 18 - Viser de observationer der er fortaget for at kunne beregne kWh prisen (Bilag 7 &

eget arkiv) ........................................................................................................................... 30 Figur 19 - Viser omkostninger for MDO og LNG (eget arkiv). .............................................. 31 Figur 20 - Viser omkostningerne for smøreolie til alle 4 genset (eget arkiv). ........................ 31 Figur 21 - Viser vedligeholdsomkostningerne for alle 4 genset i perioden (eget arkiv). ........ 31 Figur 22 - Viser den beregnede kWh pris ombord PI (eget arkiv). ....................................... 32 Figur 23 - Viser de årlige driftstimer, energiforbrug og driftsomkostninger for startluft (eget

arkiv). .................................................................................................................................. 32 Figur 24 - Viser de årlige driftstimer, energiforbrug og driftsomkostninger for VSD (eget

arkiv). .................................................................................................................................. 32 Figur 25 - Viser udregning for indstilling af minimumstryk (Wärtsilä, 2016, s. 8-4) & (Wärtsilä,

2016, s. 3-3). ....................................................................................................................... 38 Figur 26 - Viser den årlige driftsbesparelse (eget arkiv). ..................................................... 38 Figur 27 - Ultraprope 9000 - (Ue Systems INC. The ultrasound approach) ......................... 41 Figur 28 - Ultraprope 9000 display - (Eget arkiv) ................................................................. 41 Figur 29 - Ultratrend DMS 5.0 - (Eget arkiv) ........................................................................ 46 Figur 30 - Ultratrend DMS 5.0 - (Eget arkiv) ........................................................................ 46 Figur 31 - Pris beregner - (Eget arkiv) ................................................................................. 48 Figur 32 - Drift timer - (Eget arkiv) ....................................................................................... 48 Figur 33 - Oversigt af lækager - (Eget arkiv) ....................................................................... 49 Figur 34 - Total omkostninger - (Eget arkiv) ........................................................................ 49 Figur 35 - Prisberegner - (Eget arkiv) .................................................................................. 50 Figur 36 - Drift timer - (Eget arkiv) ....................................................................................... 50 Figur 37 - Oversigt af lækager - (Eget arkiv) ....................................................................... 51 Figur 38 - Total omkostninger - (Eget arkiv) ........................................................................ 51 Figur 39 - Måledata fra måling KTR Luft 002 - (Eget arkiv) ................................................. 52



Figur 40 - Omkostninger fratrukket 15% - (Eget arkiv)......................................................... 53 Figur 41 - Omkostninger fratrukket 15% - (Eget arkiv)......................................................... 53 Figur 42 - Samlet lækageomkostning - (Eget arkiv) ............................................................. 53 Figur 43 - Tilbud for indsættelse af magnetventil - (Eget arkiv) ............................................ 54 Figur 44 - Tilbud på fittings - (Eget arkiv) ............................................................................. 55 Figur 45 - Tilbud på UP9000SC - (Eget arkiv) ..................................................................... 55 Figur 46 - Tilbud på Kursus - (Eget arkiv) ............................................................................ 56 Figur 47 - Tilbudsoversigt - (Eget arkiv) .............................................................................. 56 Figur 48 - Tilbud på SDT270 DB - (Eget arkiv) .................................................................... 57 Figur 49 - Tilbudsoversigt - (Eget arkiv) .............................................................................. 57 Figur 50 - Investeringskalkulation med Ultraprobe 9000 - (Eget arkiv) ................................ 57 Figur 51 - Investeringskalkulation med SDT270 DB - (Eget arkiv) ....................................... 58



13 Bilag

- Bilag 1 - Nuværende Driftsscore

- Bilag 2 - Gantt diagram

- Bilag 3 - Ultralydscertifikat

- Bilag 4 - Principdiagram af trykluftsystemet

- Bilag 5 - Skibets klassifikationsselskab

- Bilag 6 - Interview

- Bilag 7 - Brændstofforbrug og beregning af kr./kWh

- Bilag 8 - Drift af skruekompressor

- Bilag 9 - Mailkorrespondance med Atlas Copco

- Bilag 10 - Test af kompressor

- Bilag 11 - Ny driftsscore

- Bilag 12 - Måledata og billeder fra lækager

- Bilag 13 - Fluke data fra startluftkompressor

- Bilag 14 - Anvendelse af DMS 5.0 på startluftsystemet

- Bilag 15 - Anvendelse af DMS 5.0 på kontrolluftsystemet

- Bilag 16 - Mailkorrespondance med Ue Systems

- Bilag 17 - Lækagemålinger fratrukket 15 %

- Bilag 18 - Tilbud på montering af magnetventiler

- Bilag 19 - Indkøbsliste på fittings

- Bilag 20 - Tilbagebetalingstid uden ultralydsmåler og kursus

- Bilag 21 - Brugervejledning af DMS 5.0

Bilag 1

Bilag 2

Bilag 3

Bilag 4

Bilag 5

Bilag 6

Bilag 7

Energiforbrug for januar 2017

Energiforbrug for februar 2017

Beregning af pris pr. kWh

Bilag 8

Bilag 9

Bilag 10

Bilag 11

Bilag 12

KTR LUFT 002

KTR LUFT 003

KTR LUFT 003

KTR LUFT 005

KTR LUFT 006

KTR LUFT 007

KTR LUFT 008

KTR LUFT 009

KTR LUFT 010

Bilag 13

Bilag 14

Bilag 15

Bilag 16

Bilag 17

Kontrolluft fra trukket 15%

Startluft fratrukket 15%

Bilag 18

Bilag 19

Bilag 20

Tilbagebetalingstid uden ultralydsmåler og kursus;

Bilag 21

Programmet er opbygget således som det ses i figuren. I programmet kan der i venstre kolonne oprettes en

virksomhed eller en afdeling i en virksomhed. I dette eksempel hedder virksomheden Maple Street.

Herunder kan der oprettes nogle grupper, såsom lejer, elektricitet, lækager, damp og ventiler.

Ultratrend DMS 5.0 - (Ue System INC, u.d.)

Under hver af grupperne kan det opbygges således som i figuren. Her ses det, at der under lejer lavet en

undergruppe som hedder maskinrum. Her kan de maskiner hvorpå, der ønskes en kontinuerlig lejekontrol

indskrives, eksempelvis pumpe 1, 2 og 3. Og da der kan være flere lejer på en pumpe, kan de for forskellige

lejer skrives ind under den gældende pumpe, eksempelvis drive a, b, c og d.

Når målingerne er uploadet i programmet under de forskellige grupper, er det tid til at analysere og

behandle dataene. Dette gøres ved at benytte de seks sektioner i højre side af programmet, som vil

gennemgås nu:

Record information

I denne sektion kan de loggede data aflæses. Der kan blandt andet aflæses datoen, samt klokkeslæt for

logningen af målingen. Herudover kan den målte dB, den indstillet frekvens samt sensitivitet på apparatet

aflæses. Lokationen, samt punktet hvor målingen er fortaget kan også aflæses og der kan blandt andet

skrives kommentar til selve målingen. Ved de større ultralydsapparater kan der også logges og uploades en

lydfil under punktet WAV File.

Images

I denne sektion kan der uploadet et ubegrænset antal billeder til målingerne. Ved de større

ultralydsapparater er der indbygget kamera, så billederne automatisk bliver overført sammen med de

loggede målinger.

History

Herunder kan der for den specifikke leje aflæses en målingshistorie. Den er indstillet til automatisk at vise

dB, low alarm, high alarm og baseline. Disse data bruges til efterfølgende, at lave et diagram i den næste

sektion. Der kan også tilføjes mere data ved at bruge kolonnen til højre.

Chart

Når historie dataene er oprettet, laves der automatisk et diagram i denne sektion. Den blå linje viser dB

målingerne og den grønne linje er baselinjen. Det er for eksempel her den første måling er blevet foretaget

og man kan derfor se, at den blå og grønne linje, har samme udgangspunkt i startfasen. Den gule og røde

linje, viser henholdsvis det lave og høje alarmpunkt. Disse alarmpunkter skal indstille manuel og det foregår

i næste sektion.

Ultratrend DMS 5.0 - (Ue System INC, u.d.)

Alarms

I denne sektion kan alarmpunkterne indstilles. Disse alarmpunkter fortæller henholdsvis noget om hvornår

det er til tid til smøring eller om lejet er defekt. Der er to valgmuligheder for indstilling af alarmen. Ved den

første metode bliver det lave og høje alarm punkt, bestemt ud fra det tal der plottes i feltet. Dette

anbefales ikke da lejerne ikke er fuldstændig ens. I stedet anbefales, den anden metode hvor der indsættes

en delta værdi. Her anbefales det at sætte den laveste alarmpunkt til 8 dB og den højeste alarm punkt til 16

dB. Da dette er en delta værdi, er det enten 8 dB over baselinjen, som var den første dB måling, der er

logget, eller 16 dB over baselinjen.

Reports

I rapport sektionen er det muligt, at ud skrive en egnet rapport, alt efter om der er blevet målt på lejer,

elektricitet, lækager, damp eller ventiler.

Documents

Energioptimering af trykluftanlæg Billedresultat …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/5671...Energioptimering af trykluftanlæg Billedresultat for starting air compressor