Obwohl kraftstoffsparende Techniken wie Slow Steaming mittlerweile weit verbreitet sind, bleibt die Energieeffizienz weiterhin eines der wichtigsten Anliegen. Die Treibstoffrechnungen bleiben hoch – und werden nach dem 1. Januar 2015 noch weiter steigen. Zumindest für diejenigen, die in den Emission Control Areas (ECA) unterwegs sind. Zudem nehmen Beschädigungen des Motors durch Catfines zu; die Sicherheit des Multi-Fuel-Betriebs bereitet immer mehr Sorgen. Trotz – oder wegen – dieser komplexen und miteinander verwanden Themenkomplexe bietet die Fuel Line von Alfa Laval (http://www.alfalaval.de) ganz neue Möglichkeiten, die Einsparungen und die Sicherheit signifikant zu steigern.
Die Kraftstoffkosten, die neuen Emissionsgrenzen und die Schwierigkeiten mit Catfines hängen sehr eng zusammen. Da Schweröl (HFO) bereits Höchstpreise erreicht, wird alles getan, um Slow Steaming und einen niedrigeren Kraftstoffverbrauch zu ermöglichen. Gleichzeitig zwingt die Emissionsgesetzgebung in immer stärkerem Maße dazu, noch teurere Destillate sowie schwefelarmes HFO zu verwenden. Die Tatsache, dass letzteres einen höheren Catfines-Anteil aufweist, kann unzweifelhaft mit Beschädigungen durch Catfines in Verbindung gebracht werden, und das, obwohl die Kraftstoffnorm ISO 8217 auf ein Limit von 60 mg/kg Al+Si revidiert wurde.
„Ein Teil von dem, was wir sehen, ist eine Folge der Anstrengungen, die Emissionen zu senken, was die traditionelle Kraftstoffreinigung noch anspruchsvoller macht“, sagt Niclas Dahl, Alfa Laval Market Unit Manager Marine Energy. Er bezieht sich auf eine aktuelle Studie von Man Diesel & Turbo“s PrimeServ, wonach Catfines in nicht weniger als 84 Prozent aller Fälle eine wesentliche Rolle bei einem schlechten Zustand von Motorzylindern spielen. „Diese Beschädigung durch Catfines sind sowohl ein Energie- als auch ein Sicherheitsproblem, denn der Verschleiß verschlechtert den Wirkungsgrad des Motors, auch ein Totalausfall vermieden werden kann.“
Alfa Laval hat daran gearbeitet, den Catfines-Einfluss zu begrenzen, aber auch daran, Möglichkeiten aufzutun, um gleichzeitig den Energieverbrauch zu reduzieren. „Wenn es um die Kraftstoffzuleitung geht, sind Energieeffizienz und Sicherheit oft zwei Seiten der Medaille“, sagt Dahl. „Unsere Forschung und Entwicklung hat sich daher zunächst auf die Synergien fokussiert, die bereits vorhanden waren. Durch eine Kombination von neuen Denkweisen und neuen Technologien konnten wir eine wirklich adaptive Fuel Line entwickeln, die Energie spart und den Motor schützt.“
Neue Möglichkeiten der Optimierung – die adaptive Fuel Line von Alfa Laval
Es gibt vieles, das an den einzelnen Komponenten der Kraftstoffleitung optimiert werden kann, wie etwa die Wahl eines Separators mit ALCAP-Funktionalität. Darüber hinaus kann bei der Konstruktion der Kraftstoffleitung etliches verändert werden, um Catfines-Einflüsse zu verhindern. Etwa, indem dafür gesorgt wird, dass die Tankböden geneigt sind und die Rücklaufleitungen beim Tank vom Boden statt vom Deckel ausgehen. Laut Dahl reicht dies jedoch nicht aus: „Um wirklich große Energieverbesserungen zu erzielen und die Sicherheit essentiell zu maximieren, muss über die gängigen Komponentenoptimierung hinaus gedacht werden.“
Der jüngst von Alfa Laval am Markt eingeführte FCM One Booster ist laut Dahl ein hervorragendes Beispiel für ein solches Denken. „Der FCM One geht über die traditionellen Booster-Funktionen, einschließlich die unseres ursprünglichen Fuel Conditioning Moduls, hinaus“, erklärt der Alfa Laval Experte. „Er kann mit verschiedenen Kraftstoffen arbeiten, auf verschiedene Parameter reagieren und verschiedene Informationsebenen verarbeiten, was dazu führt, dass er einen viel stärkeren Einfluss auf die Kraftstoffzuleitung als Ganzes hat.“
Die Idee, das Ganze immer mit einzubeziehen, definiert nicht nur FCM One, sondern die adaptive Fuel Line von Alfa Laval als solche, von der FCM ein Teil ist. Die adaptive Fuel Line von Alfa Laval spart Energie und verbessert den Schutz durch vier entscheidende Leistungen: Durchflussoptimierung, Systemüberwachung, Kraftstoffmanagement und Ölaufbereitung.
Durchflussoptimierung: Die Kraftstoffbehandlung synchronisieren
Seit Slow Steaming sich durchgesetzt hat, laufen die meisten Schiffe nur noch selten unter voller Last. Dennoch werden die Kraftstoffleitungen weiterhin so gebaut und betrieben, als ob Volllast die Norm wäre. „Dies ist eine verpasste Gelegenheit, und zwar nicht nur, weil Förderpumpen und Separatoren, die auf Volllast ausgelegt sind, unnötige Energie verbrauchen“, sagt Dahl. „Eine Verringerung der Fließgeschwindigkeit durch den Separator verlängert auch die Zeit, in der der Kraftstoff im Separator ist, wodurch die Separation der Partikel verbessert wird.“
Das ist das Prinzip von FlowMate, einem neuen System von Alfa Laval, das den Kraftstoffdurchfluss an die Motorlast anpasst. „Dadurch, dass der Durchfluss durch eine automatisierte Steuerung sowie durch Frequenzumrichter an die Teillast angepasst wird, können wir die vorhandenen Synergien nutzen“, so Dahl. „Das Prinzip ist klar: Warum mehr Energie für die Kraftstoffreinigung aufwenden, wenn Sie bei geringerem Energieverbrauch Catfines sogar noch besser separieren können?“
Zusätzlich zu FlowMate hat sich Alfa Laval der Heizungssteuerung der adaptiven Fuel Line gewidmet, die die Temperatur des Kraftstoffes in dem empfohlenen Bereich von 98 °C plus/minus 2 °C hält. „Dieser Parameter wird an Bord überraschenderweise oft übersehen“, moniert Dahl. „Ohne die richtige Steuerung kann die Kraftstofftemperatur leicht auf 85 °C abfallen, was eine 40-prozentige Reduktion des Kraftstoffdurchflusses zur Aufrechterhaltung der Separationsleistung erforderlich macht.“
Systemüberwachung: Schutz der Effizienz in Echtzeit
Selbst wenn die Strömung optimiert und die Trennleistung hoch ist, sind Spitzen bei der Catfines-Konzentration nicht auszuschließen. In seltenen Fällen kann es zwar sein, dass die Spitzen von einem nicht-spezifikationsgerechten Kraftstoff verursacht werden, in der Regel jedoch resultieren sie dadurch, dass die Catfines im Tank durch einen rauen Seegang aufgewirbelt werden. Die Verhinderung solcher Einflüsse auf den Motorzylinder ist von enormer Wichtigkeit, weil beschädigte Oberflächen die Verbrennungseffizienz verringern und schließlich zu Motorausfällen führen können.
Um das Eindringen von Catfines in den Motor zu verhindern, ist die adaptive Fuel Line von Alfa Laval mit einem weiteren neuen System ausgerüstet: Catguard misst die Konzentration von Catfines an mehreren Stellen, bevor der Kraftstoff den Motor überhaupt erreicht – und kann gegebenenfalls eine Warnung auslösen. Die Echtzeitmessung erlaubt der Besatzung nicht nur, rechtzeitig Gegenmaßnahmen zu ergreifen, sondern hilft auch ungemein bei der Lokalisierung der Ursachen.
Eine ähnliche Funktion wird durch den FCM One zur Verfügung gestellt, dessen motorspezifische Überwachung des Kraftstoffverbrauchs die Pulsation des Kraftstoffeinspritzsystems berücksichtigt. „Zwar wird hierdurch keine direkte Messung der Motoreffizienz vorgenommen, die genaue Überwachung des Verbrauchs zeigt aber äußerst schnell an, wenn Effizienzverluste auftreten“, sagt Dahl. „Wie Catguard auch, erlaubt es sofortige Gegenmaßnahmen, inklusive der Behebung der Ursprungsursachen.
„Einfach gesagt“, fährt Dahl fort, „hat die Besatzung jetzt die Lösungen, um das Eindringen der Catfines, die den Motor und die Motoreneffizienz gefährden, zu verhindern. Zudem wird ein Anstieg des Treibstoffverbrauches – unabhängig von der Ursache – in einem frühen Stadium entdeckt.“
Kraftstoffmanagement: Sicherheit, die für Effizienz sorgt
Der FCM One hat bei der adaptiven Fuel Line von Alfa Laval noch eine weitere wichtige Funktion inne – und das insbesondere bei Schiffen, die in den Emission Control Areas (ECAs) unterwegs sind. Wenn mehrere Kraftstoffe an Bord eingesetzt werden, sichert der FCM One die Kraftstoffumstellung ab und ermöglicht ein automatisches Mischen der Kraftstoffe, um den geforderten Schwefelwert unter dem kostengünstigsten Kraftstoffverhältnis zu erreichen.
„Ein Multi-Kraftstoff-Betrieb schafft Schwierigkeiten für die Betreiber, da Rückstands- und Destillatkraftstoffe sehr unterschiedliche Eigenschaften haben“, weiß Dahl aus der Praxis. „Der Wechsel zwischen den Kraftstoffen muss genau kontrolliert werden. Insbesondere, wenn es zu einer Viskosität kommt, die andernfalls Alarme und Verzögerungen nach sich ziehen würde, womit teures Destillat unnötigerweise verbrannt wird.“
Anspruchsvolle Automatisierungs- und Temperaturregelungen sind zentral für eine energieeffiziente Umstellung. Der FCM One verwendet deshalb einen Controller, einen einzigen Algorithmus und eine integrierte Kühlung, um die Viskosität in einem engen Bereich zu halten – und das auch beim Wechsel zwischen verschiedenen Kraftstoffmischungen. „Der FCM One bietet alles in einem einzigen System, einschließlich der Möglichkeit, ein elektronisches Fahrtenbuch für die ECA-Compliance zu führen“, betont Dahl. „Dadurch sind unterbrechungsfreie Übergänge mit einem geringeren Destillatverbrauch möglich, auch wenn es Änderungen in der Motorlast gibt.“
Ölaufbereitung: Nutzung eines jeden Kraftstofftropfens
Durchflussoptimierung, Systemüberwachung und Kraftstoffmanagement – kombiniert mit individuell optimierten Bauteilen – sorgen für eine Kraftstoffleitung, die wechselnde Bedingungen nahezu perfekt adaptiert. Das spart bereits enorm viel Energie, zusätzlich wird ein deutlich besserer Schutz für den Motor gewährleistet.
Was übrig bleibt, sind die kleinen Verluste, die an verschiedenen Stellen im System auftreten, die sich insgesamt auf ca. 0,5 bis 2 Prozent vom Kraftstoffverbrauch des Schiffes belaufen. In dieser Hinsicht ist PureDry so etwas wie „das Kronjuwel“ der adaptiven Fuel Line von Alfa Laval, denn es ermöglicht die Rückgewinnung nahezu des gesamten Altöls – und das in Übereinstimmung mit MEPC.1/Circ.642.
„PureDry ist eine einzigartige und langersehnte Möglichkeit für Schiffseigner und -betreiber, da hierdurch die maximale Energiemenge genutzt werden kann, die im Kraftstoffbunker steckt“, sagt Dahl. „Alles, was bleibt, ist Flüssigkeit in Bilgewasserqualität und ein kleiner Bruchteil an Trockenfeststoffen, da alles andere als wiederverwendbares Öl in den Kraftstoffkreis zurückgekehrt.“
Mit PureDry kann ein großes Containerschiff mit einer Motorleistung von 64 MW laut Dahl pro Jahr allein 670.000 USD an Treibstoffkosten einsparen, zudem USD 67.000 an sonst entstehenden Entsorgungskosten.
Eine Gesamtlösung mit umfassenden Einsparungen
Die gesamte adaptive Fuel Line von Alfa Laval ist ein äußerst zuverlässiges integriertes System, für dessen Design, Automatisierung und Qualität Alfa Laval steht. Alle Komponenten werden mit dem neuen Steuersystem Alfa Laval Touch gesteuert, dessen grafische Touchscreen-Schnittstelle Zugriff auf alle Funktionen sowie einen einfachen Überblick über alle wichtigen Parameter der Kraftstoffleitung bietet.
Was aber vor allem zählt, sind die spürbaren Einsparungen, die diese neue Konfiguration nach sich ziehen kann. Bei dem von Dahl verwendeten Beispiel eines großen Frachtschiffes mit einer Motorleistung von 64 MW kann dies dank einer Feed-Optimierung und der Abfallstoffrückgewinnung zu einer jährlichen Gesamtkraftstoffeinsparungen von deutlich über 880.000 USD führen. Hinzu kommt die Kraftstoffeinsparung durch Systemüberwachung und Kraftstoffmanagement, die bei rund 400.000 USD liegen. Obwohl Schutzeinsparungen durch FlowMate und Catguard schwieriger zu quantifizieren sind, ist davon auszugehen, dass durch die Prävention von schweren Catfines-Schäden Reparaturkosten, Ausfallzeiten und Liegezeiten eingespart werden können.
„Mit der neuen adaptiven Fuel Line von Alfa Laval beginnt ein neues Kapitel bei der Technologieführerschaft von Alfa Laval im Kraftstoffbereich“, sagt Dahl. „Durch die Erweiterung der Perspektive und einem umfassenden Ansatz zur Optimierung hat Alfa Laval eine State-of-the-art-Lösung bei den heutzutage entscheidenden Fragen der Energieeffizienz und der Kraftstoffqualität geschaffen. Einsparungen, Sicherheit und Compliance in einem einzigen System also, welches das gesamte Kraftstoffspektrum und Einsatzbedingungen abdeckt. Dadurch erhält der Betreiber die vollständige Kontrolle, und das sowohl bei den Prozessen der Kraftstoffzuleitung, als auch bei den neuen Möglichkeiten zur Energieoptimierung.“
Um mehr über den umfassenden Ansatz von Alfa Laval bei der Energieeffizienz und der Kraftstoffzuleitung zu erfahren, besuchen Sie http://local.alfalaval.com/de-de/wichtige-industrien/marine-diesel/
Über Alfa Laval
Alfa Laval (http://www.alfalaval.com) ist ein weltweit führender Anbieter von Produkten und kundenspezifischen Verfahrenslösungen, die auf den Schlüsseltechnologien des Unternehmens in den Bereichen Wärmeübertragung, mechanische Separation oder Fluid Handling basieren.
Die Geräte, Systeme und Dienstleistungen des Unternehmens sind speziell entwickelt, um den Kunden bei der Optimierung der Prozesse zu unterstützen. Die Lösungen helfen ihnen beim Erhitzen, Kühlen, Separieren und Transportieren von Produkten in Branchen, in denen Lebensmittel und Getränke, Chemie und Petrochemie, Pharmaartikel, Stärke, Zucker und Ethanol produziert werden.
Die Produkte von Alfa Laval werden auch in Kraftwerken, auf Schiffen, in der Maschinenbau-Industrie, im Bergbau, in der Abwasserbehandlung sowie für Klima- und Kälteanwendungen eingesetzt. Alfa Laval arbeitet weltweit in gut 100 Ländern eng mit den Kunden zusammen, um ihnen dabei zu helfen, im globalen Wettbewerb vorne zu bleiben.
Alfa Laval ist an der Nasdaq OMX gelistet und erwirtschaftete im Jahr 2013 einen Jahresumsatz von rund 29,9 Mrd. SEK (ca. 3,45 Milliarden Euro). Das Unternehmen verfügt heute über rund 16 300 Mitarbeiter.
http://www.alfalaval.de
Weitere Informationen erhalten Sie bei:
Klaus Maak – Divisional Manager Marine & Diesel, Alfa Laval Mid Europe GmbH
Telefon:+49 40 7274 2462
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