Determination methodology of the amount of steam produced in the exhaust gas boiler for the contemporary container vessels in a preliminary stage

• Autorzy: Charchalis A. , Krefft J.

Warianty tytułu

PL

Metodyka określania ilości możliwej do wyprodukowania pary w kotle utylizacyjnym dla współczesnych kontenerowców we wstępnym etapie projektowania

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The number of the TEU containers significantly increased in the last twenty years not only in a global scale but also transferred by a single container vessel. The typical Panamax was designed to carry 4 000 TEU in the eighties while nowadays its TEU capacity increased up to 5 500 TEU. Moreover, thefirst container carrier with a capacity of 11 000 TEU in New Panamax class was launched in 2006. The main engines with a power up to 100 000 kW are installed to propel such a huge seagoing vessels, capable to carry thousands of containers. Heavy fuel oil with a lowest combustion quantities up to 700 cSt for 50°C are used in the contemporary container vessels low speed engines. The steam demand to heat up such fuels in transfer, purification and preparation for the combustion process is enormous. Considering relatively high main engines power values there is a chance to recover a big amount of heat wasted in the exhaust gases through correct power and capacity selection of the exhaust gas boiler. The correct choice of the exhaust gas boiler lets fulfill the heat purposes of the container ships and additionally gives a steam toturbine driven alternator. There is a demand to calculate the energy resources of the container vessels because of the trends in increasing speed, TEU capacity and heavy fuel oil grades used in contemporary ships. The suggested methodology to calculate the amount of steam that is possible to produce in the exhaust gas boiler for the contemporary container carrier s is one of the analyzed elements. This methodology can be the main asset as a support of taking design decisions in energy and economy aspects of the ship in a preliminary stage when there is not to many known parameters. It is so important as the ejfects of the design decisions in a preliminary stage have significant matter for the building and operation costs of the future container vessels.

PL

W ostatnim dwudziestoleciu liczba przewożonych kontenerów TEU znacznie wzrosła nie tylko w skali globalnej, ale również jednorazowo. W latach osiemdziesiątych typowy Panamax mógł przewieźć jednorazowo 4 000 TEU, podczas gdy obecnie jego zdolność przewozowa osiągnęła poziom 5 500 TEU. Co więcej, w roku 2006 został oddany do eksploatacji pierwszy statek kontenerowy z serii Suezmax o największej pojemności ładunkowej 11 000 TEU. Do napędu tak dużych jednostek morskich, zdolnych przewieźć jednorazowo tysiące kontenerów, instalowane są silniki o mocach dochodzących do 100 000 kW. Silniki te są zaprojektowane do spalania najgorszych jakościowo paliw pozostałościowych, o lepkości kinematycznej 700cSt (50°C). Zapotrzebowanie energii cieplnej do podgrzania tych paliw w procesie transportu, oczyszczania i przygotowania do spalania wymaga ogromnych ilości pary. Z uwagi na stosunkowo duże wartości mocy silników napędu głównego współczesnych statków kontenerowych istnieje możliwość odzyskania dużych ilości energii z entalpii spalin, poprzez odpowiedni dobór mocy i wydajności kotłów utylizacyjnych. Właściwy dobór kotła utylizacyjnego pozwoli na zrealizowanie celów grzewczych statku kontenerowego i pokryje zapotrzebowanie na energię elektryczną statku kontenerowego w czasie podróży morskiej. Z uwagi na rosnącą prędkość i pojemność ładunkową współczesnych statków kontenerowych oraz stosowane paliwa pozostałościowe istnieje potrzeba analizy zasobów energetycznych kontenerowców. Jednym z elementów tej analizy jest proponowana metodyka oceny ilości możliwej do wyprodukowania pary w kotle utylizacyjnym dla współczesnych statków kontenerowych. Metodyka ta może stanowić źródło wsparcia w podejmowaniu decyzji projektowych w zakresie energetyki i ekonomiki statku we wstępnym etapie projektowania, kiedy dysponuje się niewielką liczbą informacji. Jest to o tyle ważne, że skutki decyzji podjętych w etapie wstępnym mają istotne znaczenie dla kosztów budowy i eksploatacji przyszłej jednostki.

Słowa kluczowe

EN

contemporary ships; container vessels; steam; waste heat unit; exhaust gas boiler; kontenerowce; para

PL

współczesne statki; jednostka odzysku ciepła; kocioł utylizacyjny

• Wydawca: Łukasiewicz Research Network - Institute of Aviation ; European Science Society of Powertrain and Transport KONES Poland ; Wydawnictwo Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych
• Czasopismo: Journal of KONES
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 16, No. 4
• Strony: 29--36
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys.

Twórcy

autor

Charchalis A.

autor

Krefft J.

• Gdynia Maritime University Faculty of Marine Engineering Morska Street 83-87, 81-225 Gdynia, Poland tel: [phone], fax: [phone],

Bibliografia

• [1] Krzyżanowski, J., Analiza przydatności rur żebrowanych jako powierzchni ogrzewalnych okrętowych kotłów utylizacyjnych, Budownictwo Okrętowe, Nr 5, s. 212-214, Gdynia 1982.
• [2] Wojnowski, W., Okrętowe siłownie spalinowe część II, Gdańsk 1992.
• [3] Baza danych Polship, Centrum Techniki Okrętowej w Gdańsku, http://polship.cto.gda.pl oraz Intership http://intership.cto.gda.pl:8080/.
• [4] 8125-PK/0050-001, PT8138/12, 8184-PK/0680-001, PT8184/6, 818415-PK/0050-001, 8229-PK/0050-001, 8234-PK /0050-001X1, 8276-PK/0050-001, Dokumentacja techniczna statków Grupy Stocznia Gdynia S.A.
• [5] Hansa, International Maritime Journal-142, No. 11, Jahrgang 2005, No. 9, Jahrgang 2006.
• [6] Marine propulsion and auxiliary machinery, The Jurnal of ship’s engineering systems, Man Diesel SE, Vol. 31, Is. 1, 2009.
• [7] Revised MARPOL Annex VI, Marine Environment Protection Committee (MEPC) - 58th session, 2008.
• [8] Safety at Sea International, Vol. 40, No. 453, 2006.
• [9] Schiff und Haffen, Journal, No. 01-03 2006, 05, 06 2006, 08-12 2006, 01-03 2007.
• [10] Significant Ships 2000, 2001, 2003-2006.
• [11] Soot deposits and fires in exhaust gas boiler, Man B&W Diesel A/S, Denmark, 2004.
• [12] Electronically controlled two stroke engines, S90ME-C Project Guide, 2nd edition, Man B&W Diesel A/S, Denmark 2005.