GHGES GREENHOUSE GAS REDUCTION PROJECTS

Transcript

1 CATEGORY REPORT GHGES GREENHOUSE GAS REDUCTION PROJECTS 2 206/07/27 G.S. F.D. N.S. CORRECTION IN ME SFC WITH FUEL INDEX EM 206/07/22 G.S F.D./M.W FIRST EMISSION EM 0 206/07/2 G.S PRELIMINARY EDITION; FOR COMMENTS PRE REV DATE AUTO. BY REV.BY APP.BY : DESCRPITION MV EXPLORER ENERGY AUDIT ENERGY AUDIT No A B C - E N A U D - 0 Y V S - 0 CE DOCUMENT EST LA PROPRIÉTÉ DE, IL NE PEUT ÊTRE REPRODUIT, NI COMMUNIQUÉ À DES TIERS SANS AUTORISATION. ALL RIGHT PERTAINING TO THE REPRODUCTION, TRANSFORMATION AND USE OF THIS DOCUMENT IN ANY FORM OR MANNER REMAIN THE EXCLUSIVE PROPERTY OF GHGES MARINE SOLUTIONS C:\Users\Utilisateur\Desktop\Dropbox\PERSONNEL\GHGES Marine Solutions\Energy audit\energy AUDIT_EXAMPLE_ docx

2 Contents.0 Summary Application field Acknowledgements Methodology Electrical Loads... 7 Essential and non-essential 0V- 220V Engine room pumps... 8 Main Sea Water Pump... 8 Main LO Pump... 8 Jacket Water Pump... 9 Ballasting Sequence Air compressors Electric heaters... 2 Domestic hot water heating... 2 Cabin electric heaters... 2 Galley power consumption Engine room fans Main sea water Electric Heaters Main Engine Main engine heat balance Main Engine efficiency EEOI (Energy Efficiency Operation Index) Diesel generators Rudder Oscillation Sea trials results (propulsion curves) Key Performance Indicators (KPI) Conclusion and recommendations Annexe Standard formulas used for calculations Standard and constants for calculations (base line) THO Oil Fired Heater calculation C:\Users\Utilisateur\Desktop\Dropbox\PERSONNEL\GHGES Marine Solutions\Energy audit\energy AUDIT_EXAMPLE_ docx ABC-ENAUD-YVS

3 Main engine heat balance (Vessel Loaded) Main Engine Carbon Balance Calculation Main Engine Exhaust Gas Calculation Compressed air calculation Sea Trials Sea Trial Loaded condition Sea Trial Ballast conditions... 4 Engine room fan calculation... C:\Users\Utilisateur\Desktop\Dropbox\PERSONNEL\GHGES Marine Solutions\Energy audit\energy AUDIT_EXAMPLE_ docx ABC-ENAUD-YVS

4 .0 SUMMARY This report covers the Energy Consumption Audit completed on the MV Explorer in July 205. It is part of the sustainability and greenhouse gas reduction programs developed by Group for all divisions. 2.0 APPLICATION FIELD This report is for reference and action for MV Explorer Chief Engineer and Operation Management. 3.0 ACKNOWLEDGEMENTS The author would like to acknowledge the outstanding support received from the MV Explorer and management in coordinating this study. Special thanks to Captain Dave Smith, Chief Engineer John Smith and the entire crew for their valuable assistance and hospitality. C:\Users\Utilisateur\Desktop\Dropbox\PERSONNEL\GHGES Marine Solutions\Energy audit\energy AUDIT_EXAMPLE_ docx ABC-ENAUD-YVS

5 4.0 METHODOLOGY Energy audit was done in 4 phases: Consulting ship data, drawings and manuals from the original design. On-board vessel measurements, Analysis of measured data, elaborating MS Excel files for data interpretation and calculations. Testing, measuring and calculating ways to reduce electrical power, fuel consumption and Greenhouse gases. The measurements were taken between July 7 th and July 2 th, 205. We joined the ship in Québec pilot station, LD in Montreal, ULD Halifax, LD in Hamilton and left in Welland Canal. We have calculated the Main Engine heat balance and performed an exhaust gas analysis along with carbon balance analysis. We also calculated the generators and auxiliary boiler specific fuel consumption. In order to standardize the evaluation, we have established vessel specific base lines for calculation. Those base lines can be found on the annex. The data acquisition was done with the aids of a 2 points ABB RGV200, integrity certified, data loggers. Each input was calibrated and tagged according to the recorded data. The ABB data logger can record 4-20 ma, 0-0 volts and temperature resistance RTD signals. In some cases we used portable USB stick data loggers (EL-USB-3 from Lascar electronic) or Certified Onset HOBO UX-20 Data loggers, for amperage reading in remote places. For power consumption we used Greystone current transformers (CT), 0-00 amps or amps with 0-0 volts output. Each output was adjusted according to amperage equipment range. The amperage was converted to kilowatts taking into account single phase or three phases electrical formulas. For electric motors we measured one of the three phases, the closest to the average value, and calculated the power according to the standard formula. For electric heating, we averaged all 3 phases. For essential and non-essential 0 volt loads we measured 3 phases and calculated the average. C:\Users\Utilisateur\Desktop\Dropbox\PERSONNEL\GHGES Marine Solutions\Energy audit\energy AUDIT_EXAMPLE_ docx ABC-ENAUD-YVS

6 For temperatures measurement we used a magnetic spring loaded RTD (PT-00) directly installed on the pipes or a laser heat gun. The temperature reading cannot be considered to be rigorously exact but trends and temperature difference (delta T) can be adequately evaluated and measured for the audit purpose. Main engine heat balance was calculated with the aids of the vessel s pump curves, temperature rise between exchangers, the main engine performance system and exhaust gas analyzer for excess air calculation. On board we also use the Energy measuring system torque meter and the fuel meters. The result was compared with the main engine original sea trial and manufacturer specifications. Rudder movement was measured with a distance laser probe transmitter. The data was recorded on the ABB data logger. We also use FLIR C2 thermal imaging camera for heat losses calculation. The formulas used for calculations are on the annex of this document. For this audit we used 79 g/kwh for main engine, 235 g/kwh for auxiliary engines and 36 g/kwh for the Boiler as Specific Fuel Consumption (SFC). Fuel cost is 450$/t for calculations. Figure : USB Data Logger Stick in place Figure 2: ABB Data Logger C:\Users\Utilisateur\Desktop\Dropbox\PERSONNEL\GHGES Marine Solutions\Energy audit\energy AUDIT_EXAMPLE_ docx ABC-ENAUD-YVS

7 5.0 ELECTRICAL LOADS The following graph shows the MV Explorer electrical load distribution. All values are in kilowatt. MV Explorer Electrical Power Consumption in kw 54,25 2,57 25,60 3, 04,26 25,64 E/R Pumps Fans Compressors Heaters Auxiliaries Ess & Non Ess Figure 3: MV Explorer electrical load distribution in kw Τηε αχτυαλ ηουσε λοαδ ον τηισ ϖεσσελ ισ βετωεεν 40 κω ανδ 470 κω ατ σεα. Ωε ηαϖε διϖιδεδ τηε ελεχτριχαλ λοαδσ ιντο διφφερεντ χατεγοριεσ; Φανσ, Πυµπσ, Χοµπ ρεσσορσ, Αυξιλιαριεσ, ελεχτριχ ηεατερσ, αυξιλιαρψ εθυιπµεντ, εσσεντιαλ ανδ νον εσσ εντιαλ. Σεε αννεξ φορ δεταιλσ. E/R Pumps Fans Compressors Heaters Auxiliaries Ess & Non Ess Total 25,64 kw 04,26 kw 3, kw 25,60 kw 54,25 kw 2,57 kw 4,74 kw C:\Users\Utilisateur\Desktop\Dropbox\PERSONNEL\GHGES Marine Solutions\Energy audit\energy AUDIT_EXAMPLE_ docx ABC-ENAUD-YVS

8 Essential and non-essential 0V- 220V Τηε λοω ϖολταγε ποωερ λοαδ ον τηε Μς Εξπλορερ ισ 2,57 κω. Τηισ ισ ϖερψ γοοδ ανδ ρελατιϖελψ λοω χοµπαρεδ το οτηερ ϖεσσελσ. Τηε µαιν ρεασον ισ µοστ λικελψ τηε λιγη τινγ. Τηερε ισ ονλψ 0,9 κω οφ λιγητσ λοαδ ον τηισ ϖεσσελ. 6.0 ENGINE ROOM PUMPS Pumps and pumping systems are always a big energy consumer on a vessel. Cooling, lubrication and transferring fluids is part of any industrial process. Today s technology provides great saving opportunities for those systems. Νεω πρεµιυµ εφφιχιενχψ µοτορσ, µορε εφφιχιεντ πυµπσ ανδ ϖαριαβλε σπεεδ δριϖε (ςφ ) χαν ρεδυχε ποωερ χονσυµπτιον υπ το 70%. Εσπεχιαλλψ ον χοολινγ σψστεµσ ωηερε σεα ωατερ τεµπερατυρε χαν βε µυχη λοωερ τηαν δεσιγν µοστ οφ τηε ψεαρ. Ιτ ισ ποσσιβλε το ρεχοϖερ τηισ µαργιν ιντο ενεργψ, φυελ ανδ ηελπ ΓΗΓ ρεδυχτιον. Main Sea Water Pump Τηε µαιν σεα ωατερ πυµπσ οπερατεδ ϖια ςφ, τηε σπεεδ ισ ατ 50% µοστ οφ τηε τιµε τηι σ ρεδυχεσ τηε ποωερ χονσυµπτιον το 5% οφ τηε µαξιµυµ ποωερ. Τηισ πυµπ υσεσ ονλψ 6 κω ατ τηισ λοαδ. Main LO Pump Τηε µαιν ΛΟ πυµπ ισ βιγγερ τηαν ωηατ τηε µαιν ενγινε µακερ ρεθυιρεσ ον τηισ ϖεσσελ, τηε βψπασσ ισ ρεγυλατεδ το 30 Μ 3 /η. ΜΑΝ ρεχοµµενδσ 220 Μ 3 /η ατ 4,2 βαρσ. Τηε ινστ MAN List of capacities; C:\Users\Utilisateur\Desktop\Dropbox\PERSONNEL\GHGES Marine Solutions\Energy audit\energy AUDIT_EXAMPLE_ docx ABC-ENAUD-YVS

9 αλλεδ πυµπ ισ 400 Μ 3 /η ατ 4,2 βαρσ ηεαδ πρεσσυρε. Τηισ πυµπ υσεσ 95 κω. Ιφ τηε µαιν ΛΟ πυµπ φλοω ανδ πρεσσυρε χαν βε ρεδυχεδ, ελεχτριχαλ ποωερ χονσυµπτιον χουλδ βε ι µπροϖεδ. Ωε εστιµατε 20 κω σαϖινγ ον α προπερλψ σιζεδ πυµπ. Τηισ ρεπρεσεντσ 0,600 ; 8 τ Μ Ο ανδ 58 τχο2εθ α ψεαρ. Jacket Water Pump Τηε ϕαχκετ ωατερ πυµπ υσεσ 7 κω. Α σµαλλερ πυµπ ηασ βεεν ινσταλλεδ φορ τηε ηαρβ ορ µοδε. Ιτ σηουλδ βε υσεδ ωηιλε τηε ϖεσσελ ισ ιν πορτ. Ballast Sequence Ον τηισ ϖεσσελ ονε βαλλαστ πυµπ ισ υσεδ το πυµπ βαλλαστ ατ 50%. Τηε ΚΠΙ φορ βαλλ αστ πυµπσ ισ 34,52 Μ 3 /κωη. Τηε βεστ δε βαλλαστινγ οπερατιον χαν βε υπ το 0 Μ 3 /κωη. Ον τηε Μς Εξπλορερ ωε ηαϖε µεασυρεδ 7,3 Μ 3 /κωη. Τηισ λοω ΚΠΙ ισ µαινλψ βεχαυσε οφ τηε λοω εφφιχιενχψ οφ τηε ΓΣ/βιλγε/βαλλαστ πυµπσ. Τηεσε πυµπσ αρε ρεθυιρεδ το π υµπ τηε χαργο ηολδ. kwh kg MDO kg CO2eq M 3 /kwh Pump In Slow 507 9,5 38,3 34,52 Pump Out Fast ,59 800,3 7,3 Total AIR COMPRESSORS Χοµπρεσσεδ αιρ χαν βε α βιγ ενεργψ χονσυµερ ον α ϖεσσελ, ιτ ρεθυιρεσ χλοσε µονιτορι νγ. Νορµαλ χοµπρεσσορ εφφιχιενχψ ισ βετωεεν 3 το 8 Μ 3 /κωη. Τηε αϖεραγε αιρ χονσυµ πτιον ον α σηιπ ισ βετωεεν 500 το 900 Μ 3 /δαψ βυτ χαν βε υπ το 2000 Μ 3 /δαψ ιφ νοτ χλοσ ελψ µονιτορεδ. C:\Users\Utilisateur\Desktop\Dropbox\PERSONNEL\GHGES Marine Solutions\Energy audit\energy AUDIT_EXAMPLE_ docx ABC-ENAUD-YVS

10 Ον τηε Μς Εξπλορερ τηε µαιν αιρ χοµπρεσσορσ (25 βαρσ) ισ υσεδ φορ τηε σταρτινγ αι ρ ανδ αλσο φορ τηε µαιν ενγινε χοντρολ αιρ. Τηερε ισ αλσο α σµαλλ, σχρεω τψπε αιρ χ οµπρεσσορ τηατ ισ υσεδ το τηε σερϖιχε αιρλινε σψστεµ. Τηισ ισ τηε βεστ ωαψ το οπερα τε τηε σψστεµ. Τηε µαιν αιρ χοµπρεσσορ δραωσ 24 κω, οπερατεσ ονλψ,92 ηρσ α δαψ ανδ τηε σερϖιχε αιρ χοµπρεσσορ 5 ηρσ α δαψ. Τηισ αιρ χονσυµπτιον ισ µαινλψ το συππλψ τηε ρεδυχινγ στατιον φορ τηε µαιν ενγινε χοντρολ αιρ. Τηε σερϖιχε αιρ χοµπρεσσορ σταρτσ εϖερψ 23 µινυτεσ ανδ ρυνσ φορ,5 µινυτεσ ανδ τ ηεν στοπσ. Ιτ ισ χψχλινγ οϖερ 60 τιµεσ α δαψ, ωηεν τηε σλυδγε βυρνινγ εθυιπµεντ ισ φυ νχτιονινγ, ιτ γοεσ υπ το 500 τιµεσ α δαψ. Τηε τοταλ ενγινε ροοµ αιρ χονσυµπτιον ισ αρουνδ 77 Μ 3 /δαψ, τηισ ισ ον τηε λοω σιδε φορ αν ενγινε ροοµ ανδ ονε οφ τηε βεστ οφ τηε φλεετ. Τηε χοµπρεσσεδ αιρ ενεργψ χονσυ µπτιον ρεθυιρεσ αβουτ 0,6τ Μ Ο/ψεαρ ωιτη α ΚΠΙ οφ 4,62 Μ 3 /κωη φορ χοµβινεδ χοµπρ εσσορ εφφιχιενχψ. Ινσταλλινγ α σµαλλ σερϖιχε πιστον αιρ χοµπρεσσορ ωιτη α µαιν ενγινε χοντρολ αιρ αν δ σερϖιχε αιρ ιντερχοννεχτιον χουλδ βε α γοοδ ωαψ το ρεδυχε µαιντενανχε χοστσ ον τη ε αιρ χοµπρεσσορσ. Βυτ ενεργψ σαϖινγ ωουλδ βε µαργιναλ. Ωε ηαϖε χοµπλετεδ τηισ προϕεχτ ον νυµερουσ ϖεσσελσ ανδ ιτ ρεδυχεσ τηε µαιν αιρ χο µπρεσσορ ρυννινγ ηουρσ δραστιχαλλψ. Σπεχιαλ βαχκ υπ χοντρολ ηασ το βε ινσταλλεδ φορ αιρ χοντρολ ον τηε µαιν ενγινε Λλοψδ σ αππροϖαλ ισ αλσο ρεθυιρεδ φορ τηισ προ ϕεχτ. C:\Users\Utilisateur\Desktop\Dropbox\PERSONNEL\GHGES Marine Solutions\Energy audit\energy AUDIT_EXAMPLE_ docx ABC-ENAUD-YVS

11 Figure 4: Service air compressor energy consomption pattern. Figure 5: Main air compressor operation 6hrs period Figure 6: Service air compressor cycling with sludge burning and without, 0 hrs period C:\Users\Utilisateur\Desktop\Dropbox\PERSONNEL\GHGES Marine Solutions\Energy audit\energy AUDIT_EXAMPLE_ docx ABC-ENAUD-YVS

12 8.0 ELECTRIC HEATERS Ελεχτριχ ηεατινγ σηουλδ αλωαψσ βε αϖοιδεδ ον α ϖεσσελ. ιεσελ ενγινεσ αρε ονλψ 40 % τηερµαλ εφφιχιεντ. Φρεε ενεργψ ισ αϖαιλαβλε φροµ τηε εχονοµισερ. Ιν πορτ, βοιλερσ χαν προδυχε ηεατ ατ 65% εφφιχιενχψ ορ µορε, ρεδυχινγ ΓΗΓ προδυχτιον ανδ φυελ χονσ υµπτιον οϖερ ελεχτριχ ηεατινγ. Υσινγ φυελ το προδυχε ελεχτριχιτψ ϖια αν ελεχτριχαλ δ ιεσελ γενερατορ το προδυχε ηεατ ισ, τηερµοδψναµιχαλλψ, α νονσενσε. Domestic hot water heating Τηε δοµεστιχ ωατερ ηεατινγ ισ αχηιεϖεδ ϖια α στεαµ ηεατινγ χοιλ ανδ αν ελεχτριχ βαχ κ υπ ισ αλσο αϖαιλαβλε. Υσινγ ελεχτριχιτψ ινστεαδ οφ στεαµ ωουλδ ινχρεασε φυελ χονσυµπτιον βψ 4τ α ψεαρ ανδ προδυχε 44,8τ ΧΟ2εθ. Νο ρεχοµµενδατιον ον τηισ συβϕεχτ εξχεπτ το κεεπ ιτ ασ ιτ ισ. Cabin electric heaters Τηε ΗςΑΧ σψστεµ ον τηε Μς Εξπλορερ (ανδ ον µοστ ϖεσσελσ) ινχλυδεσ τωο σψστεµσ, ονε µαιν σψστεµ ανδ ελεχτριχ χαβιν ηεατερσ. Τηε µαιν σψστεµ προϖιδεσ α µοστ οφ τηε χοµφορτ ωηιλε τηε χαβιν χοντρολ (ελεχτριχ) ισ υσεδ το φιναλλψ αδϕυστ χαβιν τεµπε ρατυρε. Ωε ηαϖε νοτιχεδ τηατ χαβιν ηεατινγ στιλλ ρεπρεσεντσ 27 κω ωηιλε τηε ΑΧ ισ ιν οπερατ ιον. Τηισ ισ ϖερψ ηιγη. Ηεατινγ χαβινσ ωηιλε χοολινγ ωιτη ΑΧ ισ χοστλψ ανδ ρεπρεσεν τ αν ινχρεασε ιν ΓΗΓ εµισσιον οφ τηε ϖεσσελ. Ον α µοντηλψ βασισ τηισ ρεπρεσεντσ χλ οσε το 5 τονσ οφ Μ Ο ανδ 5,7τ ΧΟ2 εθυ. Χαρε µυστ βε τακεν ιν ορδερ το αϖοιδ τηισ σιτυατιον βψ τυρνινγ ΟΦΦ τηε χαβιν ηεατε ρσ ιν συµµερ ορ βψ συππλψινγ τηε χρεω ωιτη βλανκετσ ιφ τηεψ αρε χολδ. Α προϕεχτ ωιλλ βε δονε ιν ορδερ το αυτοµατιζε τηισ προχεσσ. Τηερε ισ α ποτεντιαλ το ρ εδυχε τηε ΧΟ2εθ βψ 0,4τ. C:\Users\Utilisateur\Desktop\Dropbox\PERSONNEL\GHGES Marine Solutions\Energy audit\energy AUDIT_EXAMPLE_ docx ABC-ENAUD-YVS

13 Ρεαδινγσ ωερε τακεν οϖερ α 24 ηρσ περιοδ δυρινγ τηε ωαρµ συµµερ δαψ βετωεεν Νεω Ψορκ ανδ Στ. ϑοην σ Ριϖερ. Figure 7: Cabin heating power consumption, average 5 kw. Τηε ΑΧ σταρτσ αυτοµατιχαλλψ ον τηισ ϖεσσελ, ποσιτιονινγ ρεχορδ/φρεση αι ρ δαµπερσ ον αυτοµατιχ ωουλδ σαϖε ενεργψ ανδ φυελ. Α προϕεχτ ωιλλ βε πυ τ τογετηερ ανδ χαν σαϖε 860, ιτ ωιλλ παψ φορ ιτσελφ ωιτηιν τηε φιρστ ψεα ρ. C:\Users\Utilisateur\Desktop\Dropbox\PERSONNEL\GHGES Marine Solutions\Energy audit\energy AUDIT_EXAMPLE_ docx ABC-ENAUD-YVS

14 Figure 8: AC Power consumption between 30 and 38 kw (loading and unloading) Galley power consumption Τηε γαλλεψ ποωερ χονσυµπτιον ισ ρελατιϖελψ λοω ον τηε ϖεσσελ, ωε εστιµα τε 50 κωη α δαψ. Αβουτ 40,000 κωη α σεασον, 7,6 τονσ οφ φυελ ανδ γενερατε σ 24,39 τονσ οφ ΧΟ2εθ. Στοϖεσ αρε τυρνεδ ον ατ 05:00 εϖερψ µορνινγ ανδ στοππεδ ατ 8:00. C:\Users\Utilisateur\Desktop\Dropbox\PERSONNEL\GHGES Marine Solutions\Energy audit\energy AUDIT_EXAMPLE_ docx ABC-ENAUD-YVS

15 9.0 ENGINE ROOM FANS Each of the engine room fans on the MV Explorer has a capacity of 45,000 M 3 /h or 80,000 M 3 /h in total (25,00 kg/h,,95 kg/m 3 for air). When measured we calculated an average of 35,000 M 3 /h. The filters have been cleaned since the testing and the flow is now back to design. C:\Users\Utilisateur\Desktop\Dropbox\PERSONNEL\GHGES Marine Solutions\Energy audit\energy AUDIT_EXAMPLE_ docx ABC-ENAUD-YVS

16 Fans are used for two main reasons in the engine rooms; supply combustion air for diesel engines and keep the environment safe for engineers (temperature and fumes) with 5 air change an hour (MOSH). Ατ σεα (µαξιµυµ αιρ φλοω ρεθυιρεµεντσ) τηε µαιν ενγινε ανδ γενερατορσ ωιλλ ρεθυιρε 45 τιµεσ τηε φυελ χονσυµπτιον. Ον Μς Εξπλορερ τηισ µεανσ αρουνδ 44,000 κγ/η ορ 5,0 00 Μ 3 /η. Τηε ενγινε ροοµ ϖολυµε ισ αβουτ 6500 Μ 3 τηε νορµαλ αιρ χηανγε ρεθυιρεσ ανο τηερ 32,500 Μ 3 /η. Τηε ενγινε ροοµ φανσ ον τηε Σπεχιαλ χλασσ ϖεσσελ ηαϖε αν οϖερ χαπαχιτψ οφ 96,000 Μ 3 /η. Τηισ µεανσ τηατ τωο φανσ χαν βε στοππεδ ανδ στιλλ τηεορετιχαλλψ συππλψ τηε ενγινε ροοµ ωιτη αδεθυατε ϖεντιλατιον ατ σεα. Τηε βεστ ωαψ το αχηιεϖε τηισ ισ βψ ρε δυχινγ φαν σπεεδ το 50%. Ον τηε Μς Εξπλορερ, ασ φορ αλλ τηε οτηερ σπεχιαλ χλασσ ϖεσσελσ, τηε ενγινε ροοµ σ υππλψ φανσ αρε εθυιππεδ ωιτη ςφ σ. Βψ ρεδυχινγ ενγινε ροοµ φανσ σπεεδ δοων το 80% φαν χαπαχιτψ ωιλλ βε ρεδυχεδ βψ 20% βυτ τηε ποωερ χονσυµπτιον ωιλλ βε ρεδυχεδ βψ ηαλφ. Ιτ ισ ρεχοµµενδεδ το νεϖερ οπερατε τηε φανσ ατ µορε τηαν 80% σπεεδ. Ανδ, ωηεν ποσσι βλε ρεδυχε τηε φανσ σπεεδσ το 50% δυρινγ τηε χολδερ σεασον. Ιν πορτ (ενγινε ροοµ τεµπερατυρε περµιττινγ) ονλψ τωο φανσ σηουλδ βε υσεδ ατ 80%. Τ ηισ ωιλλ στιλλ προϖιδε ενουγη αιρ φορ τηε γενερατορσ ανδ µορε τηαν 7 αιρ χηανγεσ αν ηουρ φορ τηε ενγινε ροοµ. Α χοντρολ υπ δατε ισ ρεθυιρεδ το γετ φυλλ ποτεντιαλ οφ τηε σψστεµ. Detail calculations are found in the annex. Engine Room Supply Fans (4) % kw kwh/month Fuel/Month (t) 00% 82,3 5926,,3 80% 4, ,5 5,6 50% 23,0 6593, 3,2 Αν αυτοµατιχ ενγινε ροοµ πρεσσυρε χοντρολ ηασ βεεν χονφιγυρεδ ον τηε ΣΑΜ αυτοµατ ιον σψστεµ βυτ ιτ ισ νοτ ωορκινγ (λοοκσ λικε χοντρολλερ ηασ βεεν χονφιγυρεδ διρεχτλ ψ ινστεαδ οφ ρεϖερσε αχτιον) ανδ, ιν ουρ ποιντ οφ ϖιεω, τηισ λογιχ χοντρολ ισ ιναδεθυ ατε φορ τηισ τψπε οφ αππλιχατιον. Φεεδ φορωαρδ χοντρολ ωιτη τηε µαιν ενγινε ανδ αυξ ιλιαρψ ινπυτ σιγναλ ισ βεττερ φορ χοντρολλινγ αιρ ιν µαρινε ενγινε ροοµ. C:\Users\Utilisateur\Desktop\Dropbox\PERSONNEL\GHGES Marine Solutions\Energy audit\energy AUDIT_EXAMPLE_ docx ABC-ENAUD-YVS

17 Τηισ σψστεµ ηασ βεεν προϖεν εφφεχτιϖε ον οτηερ ϖεσσελσ. Χαρε µυστ βε τακεν ιν ορ δερ το προϖιδε αδεθυατε ϖεντιλατιον το ςφ ροοµ, εσπεχιαλλψ δυρινγ συµµερ. Ιν τηισ χασε αφτ πορτ σιδε φαν χαν σταψ ατ 00%. Ρεδυχινγ ενγινε ροοµ φανσ σπεεδ ισ τηε εασιεστ ωαψ το ρεδυχε ελεχτριχαλ ποωερ (ανδ φυελ χονσυµπτιον) ον τηισ ϖεσσελ. 9.. Main sea water Τηε µαιν σεα ωατερ χιρχυιτ ισ αχτυαλλψ α τεµπερατυρε λοοπ χοντρολλεδ βψ α ρεχιρχ υλατιον ϖαλϖε ωηιχη ρετυρνσ α παρτ οφ τηε ηεατεδ χοολινγ σεα ωατερ βαχκ το τηε µα ιν σεα ωατερ πυµπ συχτιον. Τηε τεµπερατυρε σετ ποιντ ισ 28 δεγ Χ. Τηε αχτυαλ χοντρολ ισ νοτ φυνχτιονινγ προπερλψ ανδ τηε τεµπερατυρε φλυχτυατεσ χονσταντλψ βψ,5 δεγ Χ. This situation makes the other temperatures (main engine, jacket, piston and L.O.) rise and fall with about the same frequency. 29,0 28,0 27,0 26,0 9:54:55 9:56:25 9:57:55 9:59:25 20:00:55 20:02:25 20:03:55 20:05:25 20:06:55 20:08:25 20:09:55 20::25 20:2:55 20:4:24 20:5:54 20:7:24 20:8:54 20:20:24 20:2:54 20:23:24 20:24:54 20:26:24 20:27:54 20:29:24 20:30:54 20:32:24 20:33:54 20:35:24 20:36:54 20:38:24 20:39:54 Figure 9: Main sea water temperature variation When process controllers are not steady the valves in field work more and they will wear faster. In some cases a control valve sticking induces such a variation. Valve sticking can be cause by spindle packing being too tight or linkage malfunction. Ωε ρεχοµµενδ α ϖισιτ οφ α χοντρολ τυνινγ σπεχιαλιστ το ινϖεστιγατε τηε προβλεµ ανδ σταβιλιζεδ τηισ λοοπ. Ιφ ςφ ισ ινσταλλεδ τεµπερατυρε σταβιλισατιον ωιλλ βε δονε ϖι α τηε νεω τεµπερατυρε/ςφ χοντρολλερ Electric Heaters Ελεχτριχ ηεατερσ ον βοαρδ α σηιπ σηουλδ αλωαψσ βε ρεδυχεδ το µινιµυµ. Τ ηε υσεσ οφ ωαστε ηεατ φροµ εξηαυστ γασ βοιλερ ανδ/ορ ϕαχκετ ωατερ ηεατ ε C:\Users\Utilisateur\Desktop\Dropbox\PERSONNEL\GHGES Marine Solutions\Energy audit\energy AUDIT_EXAMPLE_ docx ABC-ENAUD-YVS

18 ξχηανγερ αρε τωο ωαψσ το τρανσφερ ηεατ ωηερε ιτ ισ νεεδεδ, προϖιδινγ σαϖι νγ ανδ ρεδυχινγ ΓΗΓ. Ενηανχε αυξιλιαρψ βοιλερ ηοτ ωατερ υσαγε ισ ανοτηερ ωαψ το ρεδυχε Μ Ο φυελ χονσυµπτιον ανδ ΓΗΓ ιν πορτ. Ασ στατεδ πρεϖιουσλψ τηε φορωαρδ αχχοµµοδατιον δραω 48,5κΩ, 39,5κΩ οφ τηισ λοαδ ισ ηεατ λοαδ, 3,5 κω φορ ηοτ ωατερ ανδ τηε ρεστ φορ ωιντερ ηεατιν γ. Ιτ ωουλδ βε αδϖανταγεουσ το ινσταλλ α ηοτ ωατερ οιλ φυρναχε φωδ το συπ πλψ τηισ ηεατ. Α σµαλλ ηοτ ωατερ λοοπ ωουλδ χιρχυλατε υπ το τηε φαν ροο µ το συππλψ αχχοµµοδατιον ηεατινγ ιν ωιντερ ανδ τηε δοµεστιχ ηοτ ωατερ ω ουλδ βε συππλψ βψ α σµαλλ πλατε ηεατ εξχηανγερ. Ωε εστιµατεδ φορωαρδ ηοτελ ηεατινγ ενεργψ το βε 87,660κΩη/σεασον. Ινσταλ λινγ α ηοτ ωατερ φυρναχε ωουλδ ρεδυχε Μ Ο χονσυµπτιον βψ 50%, 0,4τον σ ανδ 33,3τονσ οφ ΧΟ2εθυ. Σεε δεταιλ χαλχυλατιον ιν αννεξ. Ωε εστιµατεδ αφτ ηοτελ ηεατινγ ενεργψ το βε 76,238κΩη/σεασον τηισ ινχλυδ εσ δοµεστιχ ηοτ ωατερ ανδ αχχοµµοδατιον ηεατινγ. Τηισ ρεπρεσεντσ 38,77 το νσ οφ Μ Ο ανδ 24 τονσ οφ ΧΟ2εθ εµισσιον. Τηισ ηεατ χουλδ βε συππλψ βψ τηε ωαστε ηεατ ρεχοϖερψ ηοτ ωατερ βοιλερ. Τηε ηοτ ωατερ βοιλερ ον τηε Μς Εξπλορερ συφφερσ φροµ υνδερ χαπαχιτψ. Ωε αναλψσε τηισ σιτυατιον ανδ µαδε σοµε ρεχοµµενδατιον ον τηε βοιλερ σεχτι ον. Τηε ρεχοϖερψ βοιλερ νεεδσ το βε υπ ρατεδ βεφορε ανψ ωαστε ηεατ ρεχο ϖερψ προϕεχτ φροµ ηοτ ωατερ βοιλερ ισ ιµπλεµεντεδ ον βοαρδ τηισ σηιπ. Σεε αυξιλιαρψ βοιλερ σεχτιον. Domestic Hot water heating Ον αλλ τηε σηιπσ ωε ϖισιτεδ σο φαρ, δοµεστιχ ηοτ ωατερ προδυχτιον ισ α συ βσταντιαλ ενεργψ χονσυµερ. Ον τηε Μς Εξπλορερ τηισ χονσυµπτιον ισ ιν λιν ε ωιτη οτηερ σηιπσ. 5,2κΩ ισ τηε τοταλ αϖεραγε ποωερ φορ βοτη αχχοµµοδα τιονσ. Τηισ ρεπρεσεντσ 09,370κΩη ορ 24 τονσ οφ Μ Ο ανδ 77 τονσ οφ ΧΟ2εθ. C:\Users\Utilisateur\Desktop\Dropbox\PERSONNEL\GHGES Marine Solutions\Energy audit\energy AUDIT_EXAMPLE_ docx ABC-ENAUD-YVS

19 Domestic Hot Water Aft 20,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 Figure 0: Domestic water heating Aft in Amps for a period of 5hrs from 07:00 until 24:00 am GHW600 HWT600 AHWT220 FHWT220 The domestic hot water aft is produced by 4 hot water heaters; 2 on 600Volts ανδ τωο ον 220ς. Ιτ χουλδ βε ποσσιβλε το ρεδυχε Μ Ο χονσυµπτιον βψ αδδινγ α ηεατερ συππλιεδ βψ ωαστε ηεατ βοιλερ ηοτ ωατερ. Ασ στατεδ πρεϖιουσλψ τηε ηοτ ωατερ βοιλερ ηασ το βε υπ γραδεδ βεφορε ανψ µορε ηεατ ισ ωιτηδρα ω φροµ τηισ υνιτ. 2 Domestic Hot Water Fwd Amps (220V) Figure : Domestic water heating Fwd in Amps for a period of 6hrs from 0:22 until 6:00 am Accommodation heating Greenhouse gasses can be reduced by more than 80 tons if accommodation heating is modified as stated. C:\Users\Utilisateur\Desktop\Dropbox\PERSONNEL\GHGES Marine Solutions\Energy audit\energy AUDIT_EXAMPLE_ docx ABC-ENAUD-YVS

20 A hot water coil for accommodation heating can easily be installed on the existing forward accommodation supply fan duck. This coil would be supplied by hot water furnace. 25kW would be sufficient. Figure 2: Recommended location for forward hot water accommodation coil heater. Ον τηε αφτ αχχοµµοδατιον α 34κΩ ηοτ ωατερ ηεατινγ χοιλ χουλδ βε ινσταλλε δ ινσιδε τηε ινλετ δυχτ ον τηε λεφτ σιδε χορνερ. Figure 3: Proposed location for aft hot water accommodation heater. Figure 4: THO heat exchanger s temperature in port C:\Users\Utilisateur\Desktop\Dropbox\PERSONNEL\GHGES Marine Solutions\Energy audit\energy AUDIT_EXAMPLE_ docx ABC-ENAUD-YVS

21 C:\Users\Utilisateur\Desktop\Dropbox\PERSONNEL\GHGES Marine Solutions\Energy audit\energy AUDIT_EXAMPLE_ docx ABC-ENAUD-YVS

22 0.0 MAIN ENGINE Main engine heat balance Heat and power load distribution have been calculated and described in the annex.,5% 48,2% 7,5%,4% 2,4% Jacket LO Air Cooler Exhaust Brake Power Figure 5: MV Explorer Main Engine heat balance. Jacket,5% 225,00 kw LO 7,5% 800,80 kw Air Cooler,4% 27,0 kw Exhaust 2,4% 2 287,58 kw Brake Power 48,2% 5 50,00 kw Total in fuel 00,0% 0680,49 kw C:\Users\Utilisateur\Desktop\Dropbox\PERSONNEL\GHGES Marine Solutions\Energy audit\energy AUDIT_EXAMPLE_ docx ABC-ENAUD-YVS

23 Main Engine efficiency Ωε ηαϖε περφορµεδ σεϖεραλ Ενεργψ µεασυρινγ σψστεµ ρεπορτσ/τριαλσ ωηιλε ωε ωερε ον βοαρδ. Figure 6: Diesel Engine for marine and power plants; Author Kees Kuinden Ιτ ηασ βεεν νοτιχεδ ιν οτηερ Σπεχιαλσ χλασσ ϖεσσελσ τηατ τηε µαιν ενγινε σπεχιφιχ φυ ελ χονσυµπτιον (ΣΦΧ) χαν βε ρεδυχεδ υπ το 0γ/κΩη ωιτη τηε φυελ ινδεξ αδϕυστµεντ. Τ ηε µαιν ρεασον ισ τηε ινχρεασε οφ τηε µαξιµυµ πεακ πρεσσυρε (ΠΜαξ) ωηιχη ισ διρεχτ λψ ρελατεδ το τηε χοµπρεσσιον ρατιο. Τηερε ισ α διρεχτ ρελατιον βετωεεν χοµπρεσσιον ρατιο ανδ τηερµαλ εφφιχιενχψ ον α διεσελ ενγινε. Figure 7: SFC before fuel index adjustment C:\Users\Utilisateur\Desktop\Dropbox\PERSONNEL\GHGES Marine Solutions\Energy audit\energy AUDIT_EXAMPLE_ docx ABC-ENAUD-YVS

24 Figure 8: SFC after fuel index adjustment Ωηιλε µακινγ τηε φυελ θυαλιτψ αδϕυστµεντ ωε ηαϖε ρεδυχεδ τηε ΣΦΧ φροµ 87 γ/κωη τ ο 78 γ/κωη. Ανοτηερ ωαψ το ρεδυχε ΣΦΧ ισ βψ κεεπινγ τηε σχαϖενγε αιρ τεµπερατυρε λοωερ, α τεµπερατυρε οφ 35 0 Χ ινστεαδ οφ 40 0 Χ ιτ χαν αλσο ρεδυχε ΣΦΧ βψ χλοσε το γ/κωη. Ιτ ισ ποσσιβλε το ρεδυχε τηε ΣΦΧ ον τηισ ενγινε βψ 6 γ/κωη ιφ ιτ ισ χλοσελψ µονιτορεδ ανδ προπερλψ αδϕυστεδ. 6 γ/κωη ατ 500 κω φορ 2250 ηρσ/ψεαρ ισ χλοσε το 70 τονσ οφ Μ Ο σαϖινγσ δυρινγ τηε σεασον ανδ 230 τονσ οφ ΓΗΓ. Increase in P Max Dint or hollow after TDC Smooth curve after fuel index adjustment Figure 9: When adjusting fuel index, try to avoid pressure drops after TDC. Ωηιλε αδϕυστινγ τηε φυελ ινδεξ, χαρε µυστ βε τακεν νοτ το ινχρεασε τηε πρεσσυρε βεφο ρε ορ το χλοσε φροµ τηε Τ Χ. Α <διντ> αφτερ Τ Χ ισ το βε αϖοιδεδ. Ωηεν προπερλψ αδ C:\Users\Utilisateur\Desktop\Dropbox\PERSONNEL\GHGES Marine Solutions\Energy audit\energy AUDIT_EXAMPLE_ docx ABC-ENAUD-YVS

25 ϕυστεδ τηε ΠΜαξ ωιλλ αλσο ινχρεασε ρεσυλτινγ ιν α ρεδυχτιον οφ τηε Σπεχιφιχ φυελ χ ονσυµπτιον οφ τηε ενγινε. Νο ΝΟξ ινχρεασε ηαϖε βεεν µεασυρε βεφορε ανδ αφτερ αδϕυ στµεντ..0 EEOI (ENERGY EFFICIENCY OPERATION INDEX) Τηε αχτυαλ µαιν ενγινε φυελ χονσυµπτιον (ΣΦΧ) ωασ χαλχυλατεδ το βε 79 γ/κωη ατ 5 00 κω. Τηισ ενγινε ισ ιν γοοδ χονδιτιον ανδ ισ περφορµινγ αχχορδινγ το σπεχιφιχατιον. Τηε δαιλψ φυελ χονσυµπτιον φορ τηισ µαιν ενγινε ατ 550 κω ισ: ,, Τηε ΕΕΟΙ φορ τηισ ϖεσσελ ατ 3 κνοτσ ανδ χαρρψινγ 37 τ οφ χαργο ισ:!! "#$ %$&#$%''& (,&)*/&,-*(. ( ($/!0/' = 7,29 gco2eq/t-nm C:\Users\Utilisateur\Desktop\Dropbox\PERSONNEL\GHGES Marine Solutions\Energy audit\energy AUDIT_EXAMPLE_ docx ABC-ENAUD-YVS

26 2.0 DIESEL GENERATORS The diesel generators are loaded between 25 and 50% while in operation. It is very important to load the generator as much as possible and not to be afraid of run at 80-90% load. The power management system will manage the load and should be adjusted accordingly. Proper load/power availability synchronization with the operation is primordial for an efficient and economical operation. On the MV Explorer special starting sequence has been implemented in order to use the bow thrusters and the operator has very little control to it. Passive/Active and Auto/manual modes are taking care of the generators operation. Figure 20: Diesel generator Specific Fuel Consumption according to load. When using the manufacturer SFC chart, we must understand the meaning and calculation needed to get the real SFC. The way to calculate the SFC for diesel engines is explained in detail in the International Standard ISO Φιρστ τηε µανυφαχτυρερ ισ εντιτλεδ το 5% ινχρεασε οφ τηε δεχλαρεδ ΣΦΧ. Τηεν τηε ΣΦΧ µυστ βε αδϕυστεδ το τηε φυελ ψου αρε βυρνινγ. Τηε δεχλαρατιον ισ δονε ωιτη φυε λ ατ,700κϕ/κγ (χλοσε το Μ Ο ϖαλυε). Τηε φυελ χονσυµπτιον ισ φορ µεχηανιχαλ ποω ερ ωηιλε γενερατορ προδυχε ελεχτριχαλ ποωερ αν εφφιχιενχψ οφ 90% µυστ βε αδδεδ το τ ηισ ϖαλυε. Φορ εξαµπλε, τακινγ 20γ/κΩη. Declared SFC 25 g/kwh 5% 226 g/kwh IFO kj/kg ISO 700 kj/kg Calorific value Ratio 4,4% Increase Final SFC 235 g/kwh C:\Users\Utilisateur\Desktop\Dropbox\PERSONNEL\GHGES Marine Solutions\Energy audit\energy AUDIT_EXAMPLE_ docx ABC-ENAUD-YVS

27 We estimated the actual average SFC for this vessel for the auxiliary engines to be 235g/kWh. This has been confirmed with fuel soundings and power consumption over a 24hrs period. Rudder Oscillation Αυτοπιλοτ τυνινγ ισ αν ιµπορταντ φαχτορ τηατ χαν αφφεχτ ϖεσσελ προπυλσιον εφφιχιε νχψ. Ωε διδ νοτ περφορµ αν αυτοπιλοτ τυνινγ ον τηισ ϖεσσελ, τηε σεττινγσ αρε γοοδ ανδ τηε αυτοπιλοτ ισ ωελλ τυνεδ. Ιν α νορµαλ στραιγητ λινε τηε ρυδδερ µυστ νοτ εξχεεδ α 5 δεγρεε ϖαριατιον οϖερ α 5 µινυτε περιοδ. Τηισ γραπη σηοωσ τωο δεγρεεσ. Τηε σεα ωα σ χαλµ δυρινγ τηε συµµερ περιοδ. Figure 2: Steering gear behavior Ballast conditions straight line. C:\Users\Utilisateur\Desktop\Dropbox\PERSONNEL\GHGES Marine Solutions\Energy audit\energy AUDIT_EXAMPLE_ docx ABC-ENAUD-YVS

28 Figure 22: Steering gear behavior loaded condition course change and straight lines. 3.0 SEA TRIALS RESULTS (PROPULSION CURVES) 4 Speed VS ME Power (loaded) 3,5 3 2,5 2, C:\Users\Utilisateur\Desktop\Dropbox\PERSONNEL\GHGES Marine Solutions\Energy audit\energy AUDIT_EXAMPLE_ docx ABC-ENAUD-YVS

29 35 Fuel (t/day) ,5 2 2,5 3 3,5 4 The trial shows a steep increase of fuel consumption after 3 knots (loaded and ballast condition) Details in annex. 4.0 KEY PERFORMANCE INDICATORS (KPI) Ιν ορδερ το φολλοω ϖεσσελ εφφιχιενχψ ανδ περφορµανχε, ιτ ισ ιµπερατιϖε το τακε ρεαδι νγσ ανδ/ορ µεασυρε περφορµανχε ον α ρεγυλαρ βασισ. Φυελ µετερσ, κωη µετερσ ον ςφ σ, ϖεσσελ σπεεδ, ανδ εθυιπµεντ ρυννινγ ηουρσ αρε α φεω οφ τηεµ. Υσινγ ΥΣΒ δατα λογγερ ον χριτιχαλ εθυιπµεντ τηατ νεεδσ το βε φολλοωεδ ισ ανο τηερ ωαψ το ηελπ ιµπλεµεντ γοοδ οπερατιοναλ πραχτιχε. Βαλλαστ πυµπ οπερατινγ ηουρσ ϖσ βαλλαστ ϖολυµε θυαντιτψ το βε πυµπεδ ση ουλδ αλσο βε µονιτορεδ ανδ Μ 3 /κωη χοµπυτεδ ον α ρεγυλαρ βασισ ιν ορδερ το ι νφορµ µατεσ οφ τηε βεστ βαλλαστινγ προχεδυρε αχχορδινγ το τηειρ νεεδσ. Αιρ χοµπρεσσορ ρυννινγ ηουρσ, Μ 3 /δαψ αιρ χονσυµπτιον, Μ 3 /κωη. Γενερατορσ οπερατιον ΚΠΙ (τοταλ ρυννινγ ηουρσ οφ αλλ γενερατορσ διϖιδεδ βψ τηε τοταλ µοντηλψ ηουρσ), τηε βεστ ινδεξ ισ (ιδεαλ) ανδ αν ινδεξ ατ,2 µεανσ τηατ ψου αϖεραγε,2 γενερατορ ιν υσε δυρινγ τηε µοντη. C:\Users\Utilisateur\Desktop\Dropbox\PERSONNEL\GHGES Marine Solutions\Energy audit\energy AUDIT_EXAMPLE_ docx ABC-ENAUD-YVS

30 αιλψ γενερατορ φυελ χονσυµπτιον χαν βε µατχηεδ ωιτη τηε οπερατιον παττερν ανδ ΣΦΧ χαλχυλατεδ το χοµπαρε ονε αυξιλιαρψ ενγινε το τηε οτηερ. Τηισ χαν βε αχηιεϖεδ ιν πορτ (ρεµοϖινγ ΤΗΟ οιλ βυρνερ φυελ χονσυµπτιον). Ωε ηιγηλψ ρεχοµµενδ ρεχορδινγ φυελ χονσυµπτιον δαιλψ αλονγ ωιτη αϖεραγε ελεχτριχ αλ λοαδσ. ΤΟΗ φυελ χονσυµπτιον σηουλδ βε ρεχορδεδ δαιλψ ανδ ανψ δισχρεπανχψ ωιτ η νορµαλ ϖαλυεσ σηουλδ βε αδδρεσσεδ. Υσε ουρ Σπεχιαλ δεϖελοπεδ ΜΣ Εξχελ ιν ορδερ το φολλοω ϖεσσελ εφφιχιενχψ περφορµα νχε. Σταρτ αν Ενεργψ µεασυρινγ σψστεµ περφορµανχε τριαλ ατ εαχη τριπ, αδϕυστ ψουρ φυε λ ινδεξ ιν ορδερ το γετ τηε βεστ ΣΦΧ. Μονιτορ ΣΦΧ ιν διφφερεντ χονδιτιονσ ιν ορδερ το κνοω ψουρ µαιν ενγινε ανδ κνοω ωηατ το δο το ιµπροϖε ιτσ περφορµανχε. Ρεµεµβερ τηα τ 2γ/κΩη ρεδυχτιον ον α µαιν ενγινε ωιλλ ηαϖε 0 τιµεσ µορε ιµπαχτ ον φυελ χονσυµπτι ον ανδ ΓΗΓ ρεδυχτιον τηαν ον αν αυξιλιαρψ ενγινε. C:\Users\Utilisateur\Desktop\Dropbox\PERSONNEL\GHGES Marine Solutions\Energy audit\energy AUDIT_EXAMPLE_ docx ABC-ENAUD-YVS

31 5.0 CONCLUSION AND RECOMMENDATIONS Τηε Μς Εξπλορερ ισ α ϖερψ γοοδ ϖεσσελ, ιτ ρυνσ ωελλ ανδ ιτ ισ χορρεχτλψ µαναγεδ. Χ αρε µυστ βε τακεν ιν ορδερ το κεεπ τηε ϖεσσελ ιν τηισ χονδιτιον. Τηε ϖεσσελ σ υππερ µαναγεµεντ κνοω ωηατ το δο το κεεπ ιτ τηισ ωαψ. Ιτ δεσερϖεσ αλλ τηε συππορτ οφ τηε ο φφιχε. Ινσταλλινγ ελεχτριχ ηεατερσ ον α ϖεσσελ ισ αλωαψσ αν ιµπορταντ δεχισιον, ασ µεντιο ν πρεϖιουσλψ, Υσινγ φυελ το προδυχε ελεχτριχιτψ ϖια αν ελεχτριχαλ διεσελ γενερατο ρ το προδυχε ηεατ ισ, τηερµοδψναµιχαλλψ, α νονσενσε. Τηισ τψπε οφ ενεργψ µυστ αλ ωαψσ βε ινσταλλεδ ωιτη α µιτιγατε µεασυρεσ. Τηερµοστατ, τιµερσ λογιχ χοντρολ µυστ βε παρτ οφ τηε δεχισιον ανδ ινσταλλατιον χοστσ. Μαιν ενγινε φυελ ινδεξ αδϕυστµεντ αλονγ ωιτη ενγινε ροοµ φανσ σπεεδ ωιλλ κεεπ τηισ ϖεσσελ εφφιχιεντ ανδ ατ τοπ περφορµανχε. ςεσσελ σπεεδ ισ ανοτηερ φαχτορ. Ιτ ηασ βεε ν σηοων ιν τηε τριαλ τηατ δαιλψ φυελ χονσυµπτιον ισ ρισινγ ϖερψ φαστ πασσ 3 κνοτσ. Χαρε µυστ βε τακεν το κεεπ τηε ϖεσσελ βελοω ορ ατ τηισ σπεεδ φορ βεστ φυελ εχονοµψ (µαρκετινγ περµιττινγ). Οπερατιον οφ τηε τηερµαλ οιλ σψστεµ ισ ϖερψ ιµπορταντ ιν σπεχιαλ χλασσ ϖεσσελσ ( ασ ιτ ισ φορ στεαµ βοιλερσ ον οτηερ ϖεσσελσ). Ηεατ ρεχοϖερψ σψστεµσ αρε ονε οφ τηε βεστ ωαψσ το ιµπροϖε τηερµαλ εφφιχιενχψ οφ α µαρινε διεσελ ενγινεσ. Μορε τηαν 50% οφ τηε ηεατ χονταιν ιν τηε φυελ ισ ωαστεδ ιν εξηαυστ γασσεσ ορ χοολινγ. Ρεχοϖερινγ π αρτ οφ τηισ ηεατ ισ οφ παραµουντ ιµπορτανχε. Ασ στατεδ πρεϖιουσλψ οιλ φλοω µυστ β ε ινχρεασεδ το τηε µαιν ενγινε εχονοµιζερ ανδ ρεδυχε το ΑΕ ιν ορδερ το ιµπροϖε εφφιχιε νχψ. Τηε νεω βψπασσ ϖαλϖεσ ον τηε ηεατ εξχηανγερσ ωηιλε νοτ ιν υσε ωιλλ αλσο προ ϖιδε γοοδ σαϖινγσ. Σπεχιαλ χλασσ ϖεσσελσ ωερε προϖιδεδ ωιτη ιντερεστινγ ενεργψ µεασυρινγ φεατυρεσ. Μαιν ενγινε φυελ ινδεξ αδϕυστµεντ, ποωερ χονσυµπτιον ον ςφ σ ωιτη κωη µετερσ, φυε λ µετερσ ανδ Ενεργψ µεασυρινγ σψστεµ σψστεµσ αρε αλλ ινστρυµεντσ τηατ χαν βε υσε δ το µονιτορ τηε ϖεσσελ περφορµανχε. Υσινγ τρενδσ ιν ΗΜΙ, ανδ µακινγ σπεχιφιχ ΜΣ Εξ C:\Users\Utilisateur\Desktop\Dropbox\PERSONNEL\GHGES Marine Solutions\Energy audit\energy AUDIT_EXAMPLE_ docx ABC-ENAUD-YVS

32 χελ σηεετσ ωιλλ ηελπ φολλοω υπσ ανδ ωιλλ προϖιδε γρεατ διαγνοστιχ τοολσ ωηεν προ βλεµσ αρισε. Figure 23: Potential savings for MV Explorer C:\Users\Utilisateur\Desktop\Dropbox\PERSONNEL\GHGES Marine Solutions\Energy audit\energy AUDIT_EXAMPLE_ docx ABC-ENAUD-YVS

33 6.0 ANNEXE Standard formulas used for calculations Electrical load calculation from amperage readings 3 2h :583; <=5 >7?3;5.80% ( 7:58h3C?? 5DD.6778 =365 2?35 ) 3 = h345 h5358 = Pumps affinity laws FGH FGH2 = I I2 53J 53J2 = KFGH FGH2 L ( G758 G7582 = KFGH FGH2 L 9:583; <=5 >7?3; ( P 2high Compressed air fractional saving / P ) ( P ( P / P ) 2low / P ) high HP = [44 N P V k / (k - )] [(P2 / P)(k - )/N k - (Compressor power calculation) Main engine heat balance Total fuel consumption = total heat Total heat- engine power= heat losses Heat losses-lo coolers-jacket coolers- air coolers- small coolers = exhaust loss radiation Exhaust losses = ((mass fuel + mass gas (43:))*,06kj/kgC*(Exhaust temp-ambient air temperature). Mass of exhaust gas is confirmed with exhaust gas analyzers, O2 and excess air calculations. Remaining/Error = radiation should not be more than 5% Heat energy in kw Q=m (kg/sec)*c (specific heat constant of fluid) * (T-T2) temperature difference in/out. Fuel saving Fuel savings calculation is based on specific fuel consumption of 235g/kWh. C:\Users\Utilisateur\Desktop\Dropbox\PERSONNEL\GHGES Marine Solutions\Energy audit\energy AUDIT_EXAMPLE_ docx ABC-ENAUD-YVS

34 Greenhouse gas reduction Greenhouse gases (CO2equ) is estimated to be 3,2 times fuel consumption. Fan Power (kw)= dp* q* eff P = power consumption (W) dp = total pressure increase in the fan (Pa) q = air volume flow delivered by the fan (m 3 /s) eff = Fan efficiency Pump power (kw) = q* ρ* g *h * eff / ( ) q = flow capacity (m 3 /h) ρ = density of fluid (kg/m 3 ) g = gravity (9.8 m/s 2 ) h = differential head (m) eff= Pump efficiency C:\Users\Utilisateur\Desktop\Dropbox\PERSONNEL\GHGES Marine Solutions\Energy audit\energy AUDIT_EXAMPLE_ docx ABC-ENAUD-YVS

35 Standard and constants for calculations (base line) Total GHG produced by vessel (t) 3088,0 t Thermal efficiency Generator 37,6 % Thermal efficiency Main engine 48,2% Calorific value of MDO kj/kg Calorific Value IFO kj/kg Calorific Value IFO kj/kg Calorific Value IFO kj/kg Calorific value Propane 5053 kj/kg MDO - CO2eq 2,99 kg/l IFO - CO2eq 3,20 kg/l Propane - CO2equ,268 kg/l MDO - CO2eq 3,362 kg/kg IFO -CO2 equ 3,93 kg/kg HFO - CO2 equ 3,66 kg/kg Operation 9 Months/year kwh 3600 kj MDO density 0,85 kg/l IFO 380 (50 deg C) 0,967 kg/l IFO density 60 0,962 kg/l IFO 80 0,98 kg/l Propane Density 0,5 kg/l Tons of HFO for kwh at 80% eff 0,05 kg/kwh Main engine Specific Fuel Consuption (SFC) 79,0 g/kwh Generator Specific Fuel Consuption (SFC) 0,235 kg/kwh kg/kwh (CO2eq produced for generator power) 0,752 kgco2eq/kwh ME annual Fuel consuption (IFO) 4050 t Generator Annual Fuel consuption 40 t MDO Cost 888 $/t IFO Cost 600 $/t HFO 50 $/t BioFuel Cost 793 $/t Electricity cost (fuel only) SG 0,0 $/kwh Electricity cost (fuel only) AE 0,20 $/kwh Electricity cost (fuel only) Average 0,0 $/kwh Total (real) Electricity Cost 0,34 $/kwh Nb of Voyage a year 45 ea BHP 0,746 kw Generator operational cost Oil & Maintenance 0,033 $/kwh Light Fixture upgrade cost 52,53 $ C:\Users\Utilisateur\Desktop\Dropbox\PERSONNEL\GHGES Marine Solutions\Energy audit\energy AUDIT_EXAMPLE_ docx ABC-ENAUD-YVS

36 THO Oil Fired Heater calculation Summer Winter Exhaus gas Flow Main engine at 60% kg/h Tanks kw Exhaust gas temperature before THO 222 DegC HFO Purif kw Exhauts gas temperature after THO 206 DegC LO Purif kw Heat 2,8 kw Acc Htg 0 90 kw Domestic wtr 5 5 kw Exhaust gas flow Auxiliary engine at 600 kw - kg/h Gen Visc kw Exhaust gas temperature before THO 290 DegC Main Visc kw Exhauts gas temperature after THO 247 DegC Losses Heat 0,0 kw Total kw Thermal oil flow 67,96 Mcub/h HT Thermal oil Temperature IN 62 DegC LT Thermal oil Temperature OUT 7 DegC Total 320,0 460,0 Heat 382,3 kw Balance 78,2 kw Heat load 390 Summer HFO consumption ,8 kwh/month HFO Cal Value ,00 kj/kg * ,88 kj 65% eff 7,46 t/month 0,582 t/day C:\Users\Utilisateur\Desktop\Dropbox\PERSONNEL\GHGES Marine Solutions\Energy audit\energy AUDIT_EXAMPLE_ docx ABC-ENAUD-YVS

37 Main engine heat balance (Vessel Loaded) DESING MCR 8750 kw 550 kw % Eng Load 58,9% Jacket Pump 50 M³/h T 88,0 DegC T2 8,0 DegC Jacket Cooling 225 kw,5% LO Pump 240 M³/h T 50 DegC T2 43 DegC LO Cooling 800,8 kw 7,5% Air Coolers 2,7 kg/sec T 40,00 T2 40,00 Air cooler 27,0 kw,4% Total Heat Load cooling 3243 kw 3,% Exhaust Gas Flow 2,43 kg/sec T 35,0 T2 22 Exhaust Gas Losses 2287,6 kw 2% Total Heat losses 5530,5 kw Actual Ships measures Total Fuel 79,0 g/kwh SFC corrected with ISO 3046 Stand % Total Ind Power 5538 kw From MAN Ind Pw 53,3 Break Power 550 kw From Engine Manual 49,4 Mechanical 388 kw Ind- Brk Pwr 3,72 Mec eff 93,0% Calculations Fuel consumption 92,85 kg/h Calculations Fuel consumption 0,256 kg/sec Calculations Fuel consumption 22,2 t/day Calculations Total Fuel power 02,03 kw Calculations Jacket 225,00 kw Ships readings,75 LO 800,80 kw Ships readings 7,68 Air Cooler 27,0 kw Ships readings,68 Exhaust gas flow 2,43 kg/sec Calculations Gas temp 22 DegC Ships readings Exhaust Heat 2287,6 kw Calculations 2,95 C:\Users\Utilisateur\Desktop\Dropbox\PERSONNEL\GHGES Marine Solutions\Energy audit\energy AUDIT_EXAMPLE_ docx ABC-ENAUD-YVS

38 Main Engine Carbon Balance Calculation Carbon Balance Specific fuel consumption 79 g/kwh Power 550 kw Fuel consumption 92,85 kg/h Carbon in fuel (87%) 802,0 kg/h O2 5 % Air for combustion 47,53 Times fuel CO2 4,47 % CO 25 ppm NOX 000 ppm SOX 20 ppm Soot (kg/h) 2,575 kg/h Gas flow kg/h CO2 999,8 kg/h CO 559,22 kg/h Soot 0,0005 kg/h Carbon in CO2 545,9 kg/h Carbon in CO 239,3 kg/h Carbon in soot 0,0005 kg/h Total in gas 785,28 kg/h Total in fuel 802,0 kg/h Difference 2,09% C:\Users\Utilisateur\Desktop\Dropbox\PERSONNEL\GHGES Marine Solutions\Energy audit\energy AUDIT_EXAMPLE_ docx ABC-ENAUD-YVS

39 Main Engine Exhaust Gas Calculation Fuel Air Stocio kg/kg Air for 3,5% O2 (45% exess air)kg/kg Total kg air/kg fuel SFC 4,00 33,53 47,53 g/kwh 79,0 2506,00 600, ,92 kg/kwh kg/kwh kg/kwh AIR Fuel Air Exhaust Gasses Exess air kw kg/h kg/day Stocio (kg/day) (kg/day) (air +Fuel) ,95 kg/day 44737,62 kg/h 2,43 kg/sec 8686,92 g/kwh Air/fuel Ratio 47,5 ME 2,7 Air kg/s 8,69 kg/kwh of gas Compressed air calculation Capacity M 3 /h Amps kw h/day Total kwh/d Total Air M 3/day Total air ft 3/Day M 3 /kwh Service Air ,53,92 33,65 26,2 9220,5 7,76 Main Air Comp ,67 5,00 33,37 50, ,0 3,82 Total Year , ,80 $ Potential savings for new Piston Compressor New compressor 26025,3 kwh/y Annual Air volume M ,74 kwh saving Actual Cost 959,59 $ 2 05,70 $ New Cost 965,80 $ Savings 993,79 $ Fuel (t),95 CO2Eq (t) 6,24 C:\Users\Utilisateur\Desktop\Dropbox\PERSONNEL\GHGES Marine Solutions\Energy audit\energy AUDIT_EXAMPLE_ docx ABC-ENAUD-YVS

40 Sea Trials Sea Trial Loaded condition Speed VS ME Power (loaded) 4 3,5 3 2,5 2, Fuel (t/day) ,5 2 2,5 3 3,5 4 Polynominal equations: y = x x x ; for Speed vs Fuel consumption y = x x x ; for Power vs Speed C:\Users\Utilisateur\Desktop\Dropbox\PERSONNEL\GHGES Marine Solutions\Energy audit\energy AUDIT_EXAMPLE_ docx ABC-ENAUD-YVS

41 Sea Trial Ballast conditions Power (kw) vs Speed (kts) Ballast 4,00 3,50 3,00 2,50 2,00,50,00 0, ,0 Fuel (t/day) vs Speed (kts) Ballast 30,0 25,0 20,0 5,0 0,0 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 Polynominal equations: y = x x x x ; for Speed vs Fuel consumption y = x x x ; for Power vs Speed C:\Users\Utilisateur\Desktop\Dropbox\PERSONNEL\GHGES Marine Solutions\Energy audit\energy AUDIT_EXAMPLE_ docx ABC-ENAUD-YVS

42 Engine room fan calculation DegC Density/M³ Air Density,95 0,293 5,269 Gen 400kW 4 325,00 kg/h 0,247 Main 60% 43 85,77 kg/h 5,225 20,204 25,84 30,65 ER Fans desing ER fan actual (for fan only),60 kw 20,58 kw 0,5 kpa 0,50 inch H2O 54% Fan Efficiency 54% Fan Eff ,00 M³/h 0,245 kpa ,00 kg/h 89,2 M³/sec 4,00 nb Fans , CFM 4 fans 25 00,00 Total Air (kg/h) ,0 M³/h ,53 kg/h Flow M 3 /h kg/h Stbd Fwd 0,0 M/s , ,90 Stbd Aft,0 M/s 3 086, ,9 Port Aft,5 M/s , ,34 Port Fwd 2,6 M/s , ,85 Total , ,28 Dia M Area 0,785 M 2 Engine Room volume 6400 M 3 % Mininimum air required at sea ,55 M 3 00% 80% Speed reduction 58% 50% Power reduction 66 kw Power saving for 5 months ,00 kwh 28,4 t HFO 90,7 CO2 Equ 4 460,34 $ C:\Users\Utilisateur\Desktop\Dropbox\PERSONNEL\GHGES Marine Solutions\Energy audit\energy AUDIT_EXAMPLE_ docx ABC-ENAUD-YVS