Kedelvandsbehandling...kedelvandsbehandling pÅ seago antwerp mogens nielsen studienr.: m14772 aams...

KEDELVANDSBEHANDLING PÅ SEAGO ANTWERP

MOGENS NIELSEN STUDIENR.: M14772

AAMS

22. DECEMBER 2017 BACHELORPROJEKT

MOGENS NIELSEN KEDELVANDSBEHANDLING 22. DECEMBER 2017

Rapportens titel: Kedelvandsbehandling på Seago Antwerp

Projekttype: Bachelor

Forfatter: Mogens Nielsen

Studienummer: M14772

Fagområde: Termiske maskiner & Proces og Automation

Uddannelse: Maskinmester

Institution: Aarhus Maskinmesterskole

Vejleder: Lars Bøttern

Afleveringsdato: 22/12-2017

Antal normalsider: 31,5 sider

Kilde på forsidebillede: (Fleetmon, 2008)

Underskrift:

Mogens Nielsen M14772: _______________________________________


Abstract This project is concerning optimization of boiler water treatment on the Maersk container vessel,”

Seago Antwerp”. The current procedures of working with boiler water on board is very primitive. This

is why this report is analyzing its way to a solution of how to optimize the boiler water treatment on

board, to maintain good boiler water quality as well as to improve the personal safety.

Firstly, the report is giving a small description of the ship and its boiler system, to get an overview

from the beginning. Then it theoretically focuses on the boiler water, which clears the basics of what

chemically happens inside the boiler. It is also concerning the consequences of having a bad water

quality in the system. This section is then leading to a way to avoid bad quality and which methods

used on Seago Antwerp trying to maintain good quality, to avoid the consequences. Afterwards the

safety issues by the chemical work is processed by the making of a work permit and is, in cooperation

with the past sections, leading to a partial conclusion of that a new solution is necessary.

To approach a main conclusion the collected empirical data is processed and discussed, to reach the

best solution of the problem statement. Three different solutions are withdrawn from the empirical

data and the conclusion in the end is concluding which of the three solutions would be the best to

implement, to accommodate with the problem statement.


Forord Dette er en rapport over bachelorprojektet, som strakte sig fra juli 2017 til december 2017, som en

afsluttende del af maskinmesteruddannelsen. Projektet tager sit udspring i kedelvandsbehandling om

bord på Mærsk-skibet, Seago Antwerp. Bachelorpraktikken fandt sted på skibet fra 26. juli til 25

september, hvorpå en del af det daglige arbejde gik med netop kedelvandsbehandling. Det er grundet

ansvaret heraf, at en undren opstod, og motivationen til optimering af kedelvandsbehandling

fremkom.

Rapporten er udarbejdet på 9. semester, på Aarhus Maskinmesteskole, og retter sig til personer med

teknisk forståelse.

Der skal lyde en stor tak til vejleder Lars Bøttern og følgende fagfolk; Flemming Gregersen fra Spirax

Sarco, Jonas Møller fra Silhorko, Kasper Hansen fra Chastine Mærsk, Klaus Floor fra Solenis og ikke

mindst Bent Madsen fra Alfa Laval.

Læsevejledning Rapporten henvender sig, som tidligere nævnt, til personer med teknisk forståelse, hvorfor tekniske

begreber vil blive omtalt uden videre forklaring. Forkortelser der ikke er implicit, vil blive anført med

en fodnote i bunden af den pågældende side, hvor en forklaring heraf vil forekomme. For

overskuelighedens skyld, vil fodnoter også benyttes efter citater til at henvise til linjen på det bilag det

står skrevet. Direkte citater fra interviews og kilder vil desuden skrives i anførselstegn og kursivskrift.

Rapporten benytter sig af metakommunikation i begyndelsen af hver hovedoverskrift, for at meddele

læseren hvorfor den følgende tekst er til stede.

Tal fra et-ti vil skrives med bogstaver, og værdier herover vil skrives med tal.

Kildehenvisninger er anført ved brug af Harvard metoden (Anglia Ruskin University, 2013).

Henvisningen er anført umiddelbart efter den tilhørende tekst. Bagerst i rapporten findes

bibliografien, hvor de brugte kilder er detaljeret.

Der medfølger en billagsrapport til denne rapport som hedder ”Bilagsrapport til Kedelvandsbehandlig

på Seago Antwerp”. Denne indeholder alle bilag som benyttes i rapporten. Der vil henvises til nogle af

bilagene i teksten, eller efterfulgt af det passende afsnit i parentes.


Indholdsfortegnelse

Abstract .............................................................................................................................................................

Forord ................................................................................................................................................................

Læsevejledning ...............................................................................................................................................

1 Problemstilling .....................................................................................................................................1

2 Problemformulering ..........................................................................................................................1

3 Afgrænsning ..........................................................................................................................................1

4 Metode .....................................................................................................................................................2

4.1 Undersøgelsesformål ................................................................................................................................ 2 4.2 Undersøgelsesproces ................................................................................................................................ 3

4.3 Brainstorm .................................................................................................................................................... 3 4.3.1 Overvågning af kedelvand ............................................................................................................................... 4

4.4 Mindmap ........................................................................................................................................................ 4 4.5 Tidsplan ......................................................................................................................................................... 5 4.6 Logbog ............................................................................................................................................................. 5

5 Systembeskrivelse ..............................................................................................................................6

5.1 Seago Antwerp ............................................................................................................................................. 6 5.2 Oliefyret kedel ............................................................................................................................................. 6 5.3 Udstødningskedel ....................................................................................................................................... 7

6 Konsekvenser ved utilstrækkelig kedelvandskvalitet ..........................................................9

6.1 Korrosion ....................................................................................................................................................... 9 6.1.1 Våd korrosion .................................................................................................................................................... 10 6.1.2 Grubetæring ....................................................................................................................................................... 11 6.1.3 Spændingskorrosion....................................................................................................................................... 11 6.1.4 Selektiv korrosion ............................................................................................................................................ 11

6.2 Ilt .................................................................................................................................................................... 11

6.3 Kuldioxid .................................................................................................................................................... 11 6.4 Ammoniak .................................................................................................................................................. 11 6.5 Belægninger............................................................................................................................................... 12 6.6 Slamaflejringer ......................................................................................................................................... 12

7 Kedelvandsbehandling ................................................................................................................... 13

7.1 Mekanisk fjernelse af gasser ............................................................................................................... 13 7.2 Kemikalier.................................................................................................................................................. 13

7.2.1 Hydrazin ............................................................................................................................................................... 13 7.2.2 DEHA...................................................................................................................................................................... 14 7.2.3 Natriumsulfit ...................................................................................................................................................... 14 7.2.4 Alkalinitet ............................................................................................................................................................ 14

7.3 Kedelvandsanalyse ................................................................................................................................. 15 7.3.1 Analyse af AT...................................................................................................................................................... 15


7.3.2 Analyse af OX...................................................................................................................................................... 16 7.3.3 Konduktivitet ..................................................................................................................................................... 17 7.3.4 Fejlkilder ved vandanalyser ........................................................................................................................ 17

7.4 Blowdown ................................................................................................................................................... 18 7.5 Kemikaliedosering .................................................................................................................................. 18

7.5.1 Fejlkilder ved dosering .................................................................................................................................. 19

8 Risikovurdering ................................................................................................................................ 20

8.1 Sikkerhedsvurdering af kemikaliedosering ................................................................................. 21

9 Delkonklusion ................................................................................................................................... 24

10 Løsningsforslag ............................................................................................................................. 25

10.1 Kontinuerlig overvågning og dosering ............................................................................................ 25 10.2 Kemikaliefri løsning ............................................................................................................................... 27 10.3 Automatisk doseringsanlæg ................................................................................................................ 29

10.4 Blowdownstyring .................................................................................................................................... 30 10.4.1 Alternativ blowdownstyring ....................................................................................................................... 31

10.5 Reducering af kedelvandsanalyser................................................................................................... 31

11 Konklusion ...................................................................................................................................... 32

12 Perspektivering............................................................................................................................. 34

13 Bibliografi ....................................................................................................................................... 35

14 Figurliste .......................................................................................................................................... 36


1 af 36

1 Problemstilling Der er under praktikken til søs blevet observeret en problematik i, at der løbende er udskiftning af

personale om bord. Specielt blandt 3. mestre hvor den samme 3. mester højst sandsynligt ikke vil

komme tilbage til samme skib efterfølgende. Dette skaber en afslappende kultur omkring de

forskellige anlæg, som vedkommende kun har ansvaret for i et par måneder, hvorefter det bliver en

andens ”problem”. Dette skaber en ustabil drift af anlæg, og der er specielt blevet observeret en

afslappende kultur omkring kedelvandsbehandling om bord. Ifølge fabrikantens anvisninger er det

nødvendigt at analysere kedelvandet dagligt, og justere den daglige kemikalietilsætning ud fra

resultaterne. Grundet højere prioriterede opgaver om bord blev disse tests udskudt og maksimalt

lavet en gang om ugen. Dette medførte, at der blev fyldt kemikalier på kedlerne, uden at vide hvor

meget det er nødvendigt at fylde på. Der blev desuden ofte glemt at tilsætte kemikalier. Hvis ikke der

bliver fyldt den rette mængde kemikalier på, vil det forårsage ustabil drift af kedlerne, og levetiden og

effektiviteten heraf vil reduceres grundet belægninger og korrosion. Samtidig blev der observeret en

manglende personlig sikkerhed ved påfyldning af kemikalier, og det blev vurderet, at der var

unødvendig megen påtvungen kontakt med de farefulde kemikalier.

I projektet vil det undersøges om det er muligt at reducere kontakten med kemikalierne, hyppigheden

af manuelle analyser og påfyldninger, og samtidigt øge kvaliteten af kedelvandet.

2 Problemformulering Hvordan kan kedelvandsbehandlingen om bord på Seago Antwerp optimeres, således den personlige

sikkerhed forbedres og den optimale kvalitet af kedelvandet opretholdes?

3 Afgrænsning Ovenstående problemformulering strækker sig over et bredt område, og der er derfor mange emner,

der bør bearbejdes for at fuldende projektet helt. For at holde rapporten inde for tilladelig længde og

færdiggøre rapporten inde for tildelt tidsperiode afgrænser rapporten sig fra følgende emner:

• Comissioning af nyt anlæg - Selve comissioningsprocessen med implementering af det nye

anlæg ses der bort fra i rapporten

• Hvor og hvordan det nye anlæg fysisk skal placeres i skibet

• Om det nye anlæg lovmæssigt er maritimt egnet, og hvad der skal gøres for at det evt. bliver

det

• Løsningforslag til organisatorisk ændring i besætninger for at undgå den hyppige udskiftning

af den kedelansvarlige. Dette ses som et helt managementprojekt i sig selv, og vil være helt

uden for området med kedelvandsoptimering


2 af 36

4 Metode Der er i skolens studieordning angivet følgende formål med bachelorprojektet, hvilket der vil

bestræbes at opnå i projektforløbet:

”Den studerende skal lære at arbejde udviklingsorienteret med planlægning og gennemførelse af et

projekt. Den studerende skal ved at drage sammenhænge mellem erfaring, praktiske færdigheder og

teoretisk viden kunne identificere og analysere problemstillinger, der er centrale i forhold til professionen

som maskinmester. Den studerende skal tilegne sig en særlig indsigt i et emne, område eller problem og

skal gennem projektarbejdet lære systematisk problemformulering og problembehandling samt

indsamling og analyse af datamateriale, herunder relevante resultater fra forskning og udvikling. Den

studerende skal anvende sammenhænge mellem teori og praktik i sit bachelorprojekt.” (Aarhus

Maskinmesterskole, 2015)

Projektets problemstilling er fundet i løbet af bachelorpraktikken om bord på containerskibet, Seago

Antwerp. Ideer er opstået i løbet af det almene arbejde på skibet, og er omgående skrevet ned.

Et af de projektmæssige mål med praktikken var at finde en problemstilling og få de fornødne data

med hjem til at skrive projektet, hvilket er opnået.

Rapporten er bygget op efter den samfundsvidenskabelige metode med en positivistisk tilgang.

4.1 Undersøgelsesformål For i starten af arbejdsprocessen at fastlægge målet med projektet blev dets undersøgelsesformål

fastlagt allerede i begyndelsen. Dette blev fastlagt ud fra Ib Andersens skematiske oversigt over de

forskellige typer af undersøgelsesdesign. Se figur 4.1.1. Spørgsmålet i problemformuleringen lægger

an til, at der skal laves en forholdsvis problemløsende undersøgelse. Ifølge Andersen er det, for at

finde en løsning, ligeledes nødvendigt at undersøge alle de initierende formål, som er markeret med

grøn i figur 4.1.1.

”Den problemløsende/normative

undersøgelse går et skridt videre ved

også at give et forslag til løsning eller

afhjælpning af diagnosticerende

problemer. Den kræver derfor

yderligere valg i forhold til tænkelige

muligheder for at påvirke det givne

problemkompleks. Det drejer sig her om

at finde frem til alternative

løsningsforslag og på basis af den

etablerede viden at analysere sig frem

til, hvilke af de alternative

løsningsforslag der bedst vil kunne løse

problemet.” (Andersen, 2013)

Figur 4.1.1 – Undersøgelsesformål (Andersen, 2013)


3 af 36

4.2 Undersøgelsesproces Undersøgelsesprocessen tager udgangspunkt i Harald Enderuds model, som kan ses i figur 4.2.1.

Denne model kobler de fire grundlæggende elementer sammen ved udformning af en rapport.

Figur 4.2.1 - Enderuds model (Andersen, 2013)

Modellen er et godt udgangspunkt til at finde frem til en konklusion på problemformuleringen.

Som udgangspunkt, fra problemstillingen, blev teorien, der kan tilkobles projektemnet undersøgt,

hvorefter empiriske data blev indsamlet for at sætte teorien op mod erfaringsbaserede iagttagelser fra

virkeligheden. Disse empiriske data blev tilegnet i form af interviews fra erfarende erhvervsfolk, der

har været i branchen i mange år, og blev derfor behandlet som reelle kvalitative data.

De former for interviews som projektet benytter sig af, er informantinterview, som er et eksempel på

et åbent personligt interview. Denne metode er relevant ved interesse for fænomener der allerede har

fundet sted, eller som ikke er mulig at observere selv. (Andersen, 2013)

Der er i forbindelse med projektet udført ét fysisk personligt informantinterview i forbindelse med

virksomhedsbesøg på Alfa Laval.

Projektet benytter sig endvidere også af den komparative metode, da der er foretaget flere

telefoninterviews for at få andre erfaringsbaserede iagttagelser og kvalitative data at sammenligne

med for at underbygge teorien og de andres erfaringer. Den komparative metode findes relevant, da

den benyttes til at sammenligne ting fra virkeligheden, hvilket er nødvendigt for at få flere vinkler på

sagen og til sidst finde frem til den bedste løsning. (Andersen, 2013)

4.3 Brainstorm I og med at ideer til projektets indhold løbende er skrevet ned under arbejdet om bord på skibet, er

der under praktikopholdet blevet udarbejdet en ”løbende” brainstorm i en lommebog. Der har

primært været fokus på energibesparelse og sikkerhed under brainstormen. I bilag 1 er den

renskrevede brainstorm blevet bearbejdet og ideerne i brainstormen er blevet udspecificeret.

Da der var meget arbejde med kedelvand om bord, og da det ofte bliver den nyansatte maskinmesters

ansvar, steg interessen løbende for dette område. Derfor blev fokus rettet mod problemstillingen med


4 af 36

kedelvandsbehandlingen, og det blev vurderet, at det måtte kunne gøres mere effektivt. Herefter

opstod flere aspekter i problemstillingen, som også løbende blev skrevet ned for senere at kunne

benytte observationerne som kvalitative data.

4.3.1 Overvågning af kedelvand

Dette afsnit indeholder de første tanker og observationer gjort under praktikken angående

kedelvandsproblemet.

Hver dag skal der laves tests af kedelvandet for at tjekke, at det indeholder den korrekte mængde

kemikalier, og kemikalietilsætningen justeres herefter. Ved denne daglige procedure påtager den

ansvarshavende en stor risiko, da kemikalierne er meget farlige. Her kan det undersøges, om det er

muligt at automatisere og optimere kemikalietilsætningen såvel som kedelvandstesten, for at øge

sikkerheden om bord og spare det daglige tidsforbrug heraf.

4.4 Mindmap

Da projektets emne blev fastlagt, og et udkast til problemformuleringen blev dannet, blev der lavet en

mindmap over, hvad projektet skulle indeholde, ud fra Tony Buzans teknik. Dette gav et godt overblik

over projektet og en god idé om, hvordan den røde tråd skulle forløbe fra start og bevares gennem

rapporten. Denne mindmap kan ses i figur 4.4.1.

Figur 4.4.1 - Mindmap over disposition (Eget arkiv)


5 af 36

Ud fra ovenstående mindmap blev en initierende disposition til projektet udarbejdet.

• Problemanalyse

• Problemformulering

• Systembeskrivelse

• Kedelprincippet om bord og nødvendigheden af god kedelvandskvalitet

• Korrosion

• Kemikalier

• Test af kedelvand

• Kemikaliedosering

• Løsningsforslag

• Konklusion

• Perspektivering

4.5 Tidsplan

Da ovenstående hoveddisposition var udarbejdet, blev projektet tænkt igennem, og en tidsplan heraf

blev udarbejdet, for at organisere de forskellige arbejdsopgaver i projektet. Den har været et godt

redskab til at fordele projektarbejdet over hele projektperioden, frem for at få en stressende

afslutning. Tidsplanen kan ses i bilag 2.

4.6 Logbog Efter endt skrivedag er der til egen hjælp og overblik blevet reflekteret over, om tidsplanen er blevet

overholdt ved at føre logbog. Logbogen har været et godt redskab til at holde overblik over projektet.

Logbogen kan ses i bilag 3.


6 af 36

5 Systembeskrivelse Dette afsnit skal give læseren et overblik over, hvilket skib projektet tager udgangspunkt i, samt hvordan

kedelsystemet er opbygget på skibet, og hvordan belastningen er heraf.

5.1 Seago Antwerp Seago Antwerp er et skib i Mærsks B-klasse. Det var oprindeligt døbt Mærsk Boston, der sammen med

dets 6 søsterskibe er bygget af Volkswerft i Tyskland. Skibet er bygget i 2006, og blev oprindeligt

designet til at sejle hurtig fart mellem USA og Kina med en topfart på 37 knob. Det har plads til 4196

20-fodscontainere. Skibet har dog, grundet finanskrisen i 2007 aldrig sejlet den påtænkte rute eller

med den fart, da det var for uøkonomisk. I stedet for den planlagte søsætning i 2006 blev skibet koldt

lagt op i 4 år, hvorefter hovedmotoren blev neddroslet bl.a. ved at tage en af de tre turboladere ud af

drift. Herefter sejlede skibet for Mærsk som Mærsk Boston i et par år, hvorefter det er blevet chartret

til Seago Line. I dag sejler skibet rutefart mellem Nordeuropa, hvor det anløber havne i England,

Holland, Tyskland og Belgien, hvorefter det sejler til Middelhavet, hvor det anløber havne i Ægypten,

Israel og på Cypern. (Buteman, 2009)

Om bord på Seago Antwerp er der to kedler, som producerer damp til dampforbrugerne. En

udstødningskedel og en oliefyret kedel. I havn er det udelukkende den oliefyrede kedel, der står for

dampproduktionen. Når skibet er i rutefart bliver kravet til damptrykket mødt af udstødningskedlen,

som omdanner det tilførte vand til damp vha. varmen fra hovedmotorens udstødningsgas. Normalt

kan udstødningskedlen holde damptrykket selv, når der sejles med konstant tilstrækkelig høj fart, og

den oliefyrede kedel vil blive stoppet.

Grundet førnævnte rutefart skiftes der imellem perioder, hvor der er mange havneophold inden for en

uge, hvor oliekedlen er i drift, og perioder af ca. 11 dage hvor kun udstødningskedlen er i drift.

5.2 Oliefyret kedel Type AQ12 kedlen er fabrikeret af Aalborg Industries, som i dag er opkøbt af Alfa Laval. Kedlen er

vertikalt cylindrisk formet med horisontal vandrørsbank. Den er designet til at levere et tryk på 7 bar

ved fordampning af 4500 kg vand i timen. Rørbanken hviler i den kombinerede damp- og

vandbeholder, som er cylindrisk med to plader i top og bund. Dampen bliver produceret ved, at de

varme gasser naturligt ledes vertikalt igennem rørbanken, som indeholder kedelvandet. Kedlen bliver

fyret med olie gennem en horisontal roterende kopbrænder, som er placeret i bunden af kedlen. Den

kombinerede vandbeholder har en fødevandsledning og et vandprøverør, som bruges til at tage

kedelvandstests. Dette vil blive nærmere beskrevet i senere afsnit. (Volkswerft, 2007)


7 af 36

5.3 Udstødningskedel Udstødningskedlen er en AQ-2 kedel, som i modsætning til oliekedlen er en røgrørskedel, hvor det i

stedet for vandet er hovedmotorens udstødningsgas, der naturligt ledes vertikalt igennem rørene.

Kedlen er designet som en vertikal kedel med en cylindrisk beholder, der indkapsler røgrørene, vand-

og dampbeholderen. Rørbanken består af en stor mængde røgrør og en lille del opholdsrør. Disse

opholdsrør har en større diameter end røgrørene, og fungerer som support for kedlen. Alle rør er

svejst i hver ende til henholdsvis top og bundplade. På den anden side af rørene findes

kedelvandsbeholderen. Varmen fra hovedmotorens udstødningsgas overføres via rørene til vandet

vha. konvektion. Vandet vil nu begynde at fordampe, og da damp har en betydeligt lavere densitet end

vand, vil det søge op mod dampbeholderen, hvor vand og damp vil blive separeret. Dampbeholderen

er konisk formet, og er svejst til toppladen. En illustration af AQ-2 kedlen kan ses i bilag 4. (Volkswerft,

2007)

Kondensat fra dampforbrugerne bliver ledt til opsamlingstanken via kondensatkøleren og

observationstanken, og bliver herefter returneret til fødevandssystemet. Kondensat fra

overskudsdampen bliver ledt til observationstanken efterfulgt af opsamlingstanken vha.

tyngdekraften. Overskudskondensatoren er til for at kondensere den overskydende damp i

udstødningskedlen for at opretholde det nødvendige damptryk. På skibet er der ikke mulighed for at

lede udstødningsgassen forbi kedlen, så alt gassen bliver tvunget herigennem. Dette giver risiko for

overtryk i kedlen, hvorfor en overskudskondensator er nødvendig. En trevejsventil ved indgangen til

kondensatoren gør det muligt at forbipassere overskudskondensatoren, hvorefter kondensatet vil

ledes direkte til observationstanken. Denne trevejsventil er styret af temperaturen i

observationstanken, og vil forsøge at vedligeholde en temperatur på 90°C. Når temperaturen falder

herunder, vil ventilen åbne, således det varme kondensat ledes direkte til observationstanken, og

temperaturen vil reguleres ind efter set-punktet. Trevejsventilen kan også bruges i tilfælde af

servicering af overskudskondensatoren, eller hvis den er defekt. Sidstnævnte er dog ikke

hensigtsmæssigt over en længere periode, da temperaturen i observationstanken så vil blive ustabil,

hvilket kan få konsekvenser for kedlen. Vandet ledes fra observationstanken til opsamlingstanken,

hvilken er udstyret med en dampforsynet varmespiral til at opretholde den korrekte temperatur af

fødevandet til kedlerne.

Da et dampsystem praktisk set aldrig er helt tæt, vil der altid være små lækager rundt i

maskinrummet, hvorfor noget af dampen og dermed også kondensatet vil gå tabt. For at kompensere

for dette bliver der tilført vand fra destillattanken vha. en af transferpumperne. Dette skal helst være

destilleret vand produceret af ferskvandsgeneratoren for at få så optimal kedelvand som muligt.

Ferskvandsgeneratoren producerer destilleret vand, men normalt vil vandet ledes igennem et dolomit

filter, der tilføjer de nødvendige mineraler for at det egner sig som drikkevand. Når det er nødvendigt

at producere destillat, omgås dolomitfilteret, og vandet ledes til destillattanken i stedet for en af

ferskvandstankene.

Opsamlingstanken er forsynet med et skueglas, hvor bl.a. høj- og lavniveaualarmer er monteret, og

hvor det også er muligt visuelt at se vandniveauet i tanken. Disse alarmer bliver aktiveret af en magnet

som flyder ovenpå vandet. Når magneten passerer lavniveauswitchen, vil den valgte transferpumpe

starte og pumpe vand fra destillattanken til opsamlingstanken. Denne switch sidder naturligvis højere

end lavniveaualarmen, således der ikke kommer alarm ved lavt vandniveau.


8 af 36

Observationstanken er til for at observere eventuel olie i kondensatet. Hvis der opdages olie i

kondensatet, giver det en pejling om, at der er en lækage ved en af dampforbrugerne, og at vandet er

forurenet. Den giver således mulighed for at undgå, at der pumpes forurenet vand til kedlerne.

Observationstanken indeholder en stor mængde vand, og vandet ledes herfra til opsamlingstanken

gennem bunden af observationstanken. Dette forhindrer, at olien føres videre til opsamlingstanken

grundet dets højere densitet end vand. I toppen af observationstanken er det muligt at dræne væsken

til spildevandstanken for der ved at pumpe olien ud, som ligger på toppen af vandet.

Om bord er der tre fødevandspumper til at forsyne kedlerne med fødevand fra opsamlingstanken.

Opsamlingstanken er på afgangssiden forsynet med salinitetsovervågning, som giver alarm ved for

højt saltindhold i fødevandet. Hver kedel har to fødevandsindløbsventiler. Hovedindløbet til hver

kedel er forsynet med en reguleringsventil, som bliver reguleret af vandniveauet i den relevante kedel.

For at sikre at der altid vil være flow igennem den kørende pumpe, selvom begge indløbsventiler til

kedlerne er lukket, er der en separat returlinje fra hver pumpes afgangsside, som fører tilbage til

observationstanken. Disse linjer er forsynet med blænder for at opretholde afgangstrykket på

pumperne, og for at sikre at alt vandet ikke blot vil føres tilbage til observationstanken i stedet for til

kedlerne. Den anden indløbsventil gør det muligt at styre vandindløbet manuelt i tilfælde af defekt

reguleringsventil eller ved akut brug for vand i kedlen. (Volkswerft, 2007)


9 af 36

6 Konsekvenser ved utilstrækkelig kedelvandskvalitet Dette afsnit er en analyse af, hvilke konsekvenser dårligt kedelvand kan have på en kedel. Afsnittet findes

nødvendigt for at få en forståelse af hvilke kemiske aspekter der finder sted i en kedel, og for at få en

forståelse af hvorfor der tilsættes kemikalier til kedelvandet.

Da kedlerne på skibet er to forholdsvis store komponenter, er de meget besværlige at udskifte. Skibet

skal i dock, og der skal skæres hul i skibets skrog, for at det er muligt at få kedlen ud af skibet. Allerede

her er der mange dyre arbejdstimer og meget tabt arbejdsfortjeneste, i tiden hvor kedlen bliver

udskiftet. Kedlen i sig selv er også en meget dyr komponent. Grunden til at en kedel er nødvendig at

udskifte ville være, at den har været drevet forkert og den er gennemkorroderet indvendig, grundet

dårlig kedelvandskvalitet. Ved belægninger og korrosion i kedlen vil effektiviteten heraf ligeledes

reduceres grundet dårlig varmeoverførsel, hvilket øger omkostningerne ved at lave damp om bord.

For at undgå ovenstående udgifter er det derfor favorabelt at drive kedlen så optimalt som muligt så

korrosion undgås.

6.1 Korrosion

Ved korrosion forekommer et uønsket kemisk angreb på stålet, som kedlen er fabrikeret i. Det

kemiske angreb opstår ved en reaktion mellem metallet og metallets omgivende miljø. Ordet tæring

benyttes også om korrosion, og resultatet vil vise sig som gennemtærede rør, samlinger, ventiler,

tanke osv. Ligevægtstilstanden, for de fleste brugsmetaller der kommer i kontakt med ilt og vand, er

en form for kemisk forbindelse. Dette betyder, at ved korrosionsprocessen vil metallet vende tilbage til

en naturligt optrædende tilstand. Når jern begynder at korrodere omdannes det til jernoxyd eller

jernhydroxyd, der kemisk set er en form for jernmalm. Korrosion vil dog ikke være den begrænsende

faktor for udnyttelsen af et metal grundet langsom korrosionsproces. Korrosionshastigheden kan

holdes under acceptabel niveau, og ofte holdes på et niveau hvor korrosionen bliver uden praktisk

betydning, hvis de korrekte forhold tages; valg af det rigtige metal i det givne miljø og ved korrekt

anvendelse af kendte beskyttelsesmetoder.

Metal og beskyttelsesmetoder skal altid vælges ud fra kendskab til dets omgivende miljø. Metal er som

tidligere nævnt mere korrosionsbestandig i nogle miljøer end andre. I iltholdig vand som f.eks.

drikkevand vil jernet have mere tendens til at ruste end i f.eks. centralvarmevand, som praktisk talt er

iltfrit. Det samme gælder for valg af beskyttelsesmetoder. F.eks. er varmforzinkning en velegnet

beskyttelsesmetode for jern under almindelige atmosfæriske forhold, hvorimod det er uegnet i f.eks.

stærkt sure væsker. Det er ikke kun miljøets kemiske natur, som iltindhold og pH-værdi,

korrosionsprocessen for et givent metal er afhængig af. Fysiske forhold som strømningsforhold,

temperatur og mekanisk belastning af metallet har også indflydelse på korrosionsprocessen, og er

også en vigtig faktor i anvendeligheden af et metal. Derfor bør der ved valg af materiale tages hensyn

til miljøets kemiske egenskaber og metallets styrke og mekaniske belastninger.

Trods megen viden på området og anvendelse af forebyggende metoder er der stadig et meget stort

økonomisk tab pga. korrosion globalt set. Totalt antages det, at omkostninger pga. korrosion, andrager

ca. 4% af BNP i industrilande; det vil det være muligt at spare ca. 15% af korrosionsomkostningerne

ved korrekt anvendelse af den tilgængelige viden omkring korrosion og korrosionsbeskyttelse. I den

forbindelse vil det derfor være nødvendigt at benytte korrekt kemikaliedosering til kedler – mere

herom i senere afsnit. (Vogel, et al., 2001)


10 af 36

6.1.1 Våd korrosion

Våd korrosion er den korrosionsform, der foregår i kedler. Den kemiske reaktion ved våd korrosion er

en elektrokemisk proces. I den elektrokemiske proces er der en elektrode og en elektrolyt.

Metaloverfladen, som er kedeltromlen, vil være elektroden, og kedelvandet vil være elektrolytten.

Kedeltromlen er elektrisk ledende ved elektrontransport, og kedelvandet er elektrisk ledende ved

iontransport. Korrosionsprocessen er som tidligere nævnt en elektrokemisk proces, og den kan derfor

opspaltes i en oxydationsproces og en reduktionsproces, som er forbundet ved udveksling af ladninger

i form af elektroner og ioner.

Når der foregår en korrosionsproces af f.eks. jern, vil jernet 𝐹𝑒0 oxyderes til jernioner 𝐹𝑒++, som

enten forbliver i en opløsningsproces eller omdannes til en kemisk forbindelse, som vil udfælde sig

som rust. For at oxydationsprocessen kan finde sted, skal der være et oxydationsmiddel til stede. I det

vandige miljø(𝐻20) er dette ofte brintioner 𝐻+, som reduceres til frie gasformig brint 𝐻2 eller opløst ilt

𝑂2, som reduceres til hydroxylioner 𝑂𝐻−. Ved oxidation vil der ske en stigning i oxidationstrin, mens

der ved reduktion vil ske et fald i oxidationstrin. 𝐻+ → 𝐻0 og 𝑂0 → 𝑂−−. Oxidationstrin er et udtryk

for hvor mange elektroner et grundstof er i besiddelse af.

Der findes også andre oxidationsmidler som f.eks. hydrogenperoxid 𝐻2𝑂2, Hypoklorit 𝐻𝑂𝐶𝐼 og

salpeterssyre 𝐻𝑁𝑂3, som kan virke som oxidationsmiddel ved korrosionsprocessen. På trods af at

disse midler sjældent optræder, er det stadig vigtigt at være opmærksom på dem ved vurdering af det

korrosive miljø ved kemiske procesanlæg.

I langt de fleste tilfælde vil det være opløst ilt, der virker som oxidationsmiddel, som også er den gas

man forsøger at fjerne i kedelvandet. Herved vil katodereaktionen blive til en iltreduktion, som kan

beskrives ved følgende ligning:

𝑂2 + 4𝑒− + 2 𝐻2𝑂 → 4 𝑂𝐻−

Denne proces kan også beskrives ved en sum af anode- og katodeprocesser

Anodeproces: 4 𝐹𝑒 → 4𝐹𝑒++ + 8 𝑒−

Anodeproces: 4𝐹𝑒++ → 4 𝐹𝑒+++ + 4 𝑒−

Katodeproces: 3 𝑂2 + 12𝑒− + 6 𝐻2𝑂 → 12 𝑂𝐻−

Udfældning: 4𝐹𝑒+++ + 12𝑂𝐻− → 4 𝐹𝑒(𝑂𝐻)3

Sumproces: 4 𝐹𝑒 + 3 𝑂2 + 6 𝐻2𝑂 → 4 𝐹𝑒(𝑂𝐻)3

Totalprocessen ved en korrosionsproces kan i ord skrives således:

Jern + Ilt + Vand = rust

Den simpleste form for rust er jernhydroxyd 𝐹𝑒𝑂𝐻3, som er summen af ovenstående udledning af en

korrosionsproces. (Vogel, et al., 2001)

Der findes flere forskellige former for tæring. De væsentlige former, der findes i en kedel, vil herunder

blive beskrevet.


11 af 36

6.1.2 Grubetæring

Grubetæring er et selektivt lokaliseret metalangreb, som karaktiseres ved dannelse af lokale

afrundede dybe hulrum i en metaloverflade. Det opstår på passivérbare metaller, hvor den passive del

af overfladen optræder ædel i forhold til områder, hvor passiviteten er nedbrudt. Det anses for

værende en af de mest alvorlige former for korrosion.

6.1.3 Spændingskorrosion

Spændingskorrosion kan opstå ved samtidig påvirkning af mekaniske trækspændinger og korrosion.

Denne form er karakteriseret ved revnedannelse. Den fremtræder kun i visse miljøer på et givent

metal. Dette kan f.eks. ske i en kedel om bord på et skib, hvor der i hårdt vejr kan være mange

spændinger.

6.1.4 Selektiv korrosion

Dette er en betegnelse for to forskellige korrosionstyper. Korrosion af en homogen legering, hvor en

uædel legeringskomponent opløses, mens den ædlere komponent efterlades som et porøst materiale.

Dette ses f.eks. på mindre både, hvor man monterer en zinkanode på en ståloverflade under vandt. Da

zink er et mindre ædelt metal end støbejern eller stål, vil korrosionsprocessen først nedbryde

zinkanoden inden den angriber ståloverfladen. (Vogel, et al., 2001)

6.2 Ilt

Ilt er en af de mest uønskede stoffer, der kan forefindes i et dampsystem. Som tidligere nævnt vil ilt

opløses i vand og forårsage en korrosionsproces. Alvorligheden i den forårsagede korrosionsproces

kommer an på koncentrationen af de opløste iltgasser, pH værdi og temperatur af vandet. Ilten

reagerer med metaloverfladen, som vil danne rød jernoxid 𝐹𝑒2𝑂3, som ved daglig tale kaldes rust. Da

rust er porøst og ikke beskytter metaloverfladen yderligere, vil korrosionsprocessen blot fortsætte og

korrodere metallet under rusten, hvor metalet til sidst vil være korroderet væk.

Det er derfor favorabelt at fjerne ilten for at undgå korrosion, hvilket bliver uddybet i et senere afsnit.

6.3 Kuldioxid

Størstedelen af kuldioxid i vandsystemer til søs dannes ved fordampningen af havvand for at

producere ferskvand. Under opvarmning dannes karbonat 𝐶𝑂3 og bikarbonat 𝐻𝐶𝑂3−, hvilket opløses i

havvandet for at nedbrydes til kuldioxid 𝐶𝑂2.

Kuldioxiden forlader fordamperen i ferskvandsgeneratoren sammen med ferskvandet, og vil opløses i

destillatet. Kuldioxiden reagerer med vandet, og vil danne kulsyre, hvilket vil sænke pH værdien af

vandet, og dermed vil fødevandet bidrage til gunstige korrosionsforhold i vandsystemet.

6.4 Ammoniak

Ammoniak kan også være en korrosionstrussel, men det er kun i forbindelse med ilt at denne gas er

farlig. Ved at fjerne ilten er korrosionspotentialet i ammoniak minimeret.


12 af 36

6.5 Belægninger Et andet potentielt problem ved forkert drift af et dampsystem er belægninger i kedelrør og damprør

fra faste stoffer. Disse stoffer kan fremkomme ved hårdt fødevand, som har stort kalk-, magnesium- og

saltindhold. Det kan blive nødvendigt at benytte denne form for fødevand i tilfælde af defekt

ferskvandsgenerator, hvorved det ikke er muligt at producere destilleret vand. Her kan det blive

nødvendigt enten at få vand fra land, hvor vandkvaliteten ikke altid vides med sikkerhed, eller blot

bruge det producerede drikkevand om bord som har været igennem dolomitfilteret, og dermed

indeholder kalk. Blot en lille mængde af disse stoffer kan forårsage belægninger i dampsystemet, som

kan få konsekvenser for effektiv varmeoverførsel. (Drew Marine, 2003)

6.6 Slamaflejringer Hvis ikke der systematisk laves blowdown af kedlerne, vil der fremkomme slamaflejringer på rørene,

som også vil have konsekvenser for varmeoverførslen. Der vil også være aflejringer fra den føromtalte

metaloxidering af kedlen. Disse aflejringer skal ligeledes fjernes ved blowdown. Blowdown vil uddybes

i et senere afsnit. (Drew Marine, 2012)


13 af 36

7 Kedelvandsbehandling Dette afsnit giver et overblik over hvilke behandlinger der foretages af kedelvandet for at få så optimal

kedelvandskvalitet som muligt, og undgå, de i det før værende afsnit, problematikker ved det modsatte.

Resultaterne af, det i ovenstående omtalte, korrosion og belægninger, er meget omkostelige. Herved

vil reduceret kedeleffektivitet, og hermed også reduceret skibseffektivet, være uundgåelig, pga.

reduktion i varmeoverførsel, og dampkvalitet. På sigt vil rørene blive gennemkorroderet, og

dampsystemet vil blive defekt, hvilket vil tvinge et skib ud af drift. Dette vil være en stor omkostning

pga. reservedele, nedetid og ekstra arbejdskraft.

Det kan uddrages ud fra ovenstående analyse at korrosion opstår ved en reaktion mellem ilt, jern og

vand. Korrosion kan ikke finde sted ved mangel af én af disse tre elementer. Da den nuværende

dampproduktionsteknologi består af jern og vand vil disse være umulige at undvære. Det er i stedet

muligt at fjerne ilten i systemet mekanisk, og ved at tilsætte kemikalier. Udover at fjerne ilten ønskes

det også at have et basisk miljø, da et surt miljø vil være aggressivt og være med til at fremme

korrosionsprocesser.

Det er derfor nødvendigt hele tiden at tilsætte den rette mængde kemikalie til kedelvandet. Derudover

er det også, ifølge producenten af kemikalierne, nødvendigt at teste kedelvandet dagligt efter de rette

forskrifter, for at være i stand til at justere kemikaliedoseringen således kemikalieindholdet er inde for

acceptabelt interval. Det gavner ikke at tilføje rigelige mængder kemikalier til kedlerne, da dette kan

have større konsekvenser end ved underskud af kemikalier. (Volkswerft, 2007)

7.1 Mekanisk fjernelse af gasser Selvom destilleret vand benyttes som fødevand, er der stadig risiko for korrosion. pH værdien i

dampsystemet vil ændres, og luft vil stadig naturligt opløses i systemvandet ved enhver åbning som

lækager, dræntanke og specielt ved systemer under vakuum som turbinepakninger og kondensatorer.

For at imødekomme dette problem, kan vandsystemet udstyres med luft ejektorer, kondensattanke

eller med en dearator.

7.2 Kemikalier Det er teoretisk muligt at fjerne alt ilten ved at have en dearator monteret i systemet, dette vil blot

kræve at systemet er helt lufttæt hvilket praktisk set næsten ikke er muligt. Der tilføjes derfor

kemikalier som binder sig til ilten, for at være sikker på at der ikke er ilt i systemet. (Bilag 10, linje

219)

De mest anvendte kemiske iltbindere er, hydrazin, diethylhydroxylamin, sodium sulfit, eller fosfat som

tilsættes til fødevandet så tidligt i systemet som muligt.

7.2.1 Hydrazin

Ved hydrazinbehandlingen af kedelvandet er det er reaktion mellem vand, og nitrogen, som er

inaktivt, og derfor ikke vil angribe metallet i systemet. Reaktionen der foregår i kedelvandet ser

således ud:

𝑁2𝐻4 + 𝑂2 → 2𝐻2𝑂 + 𝑁2


14 af 36

Produkterne som reaktionen vil frembringe er ikke faste, som f.eks. natrium sulfit vil gøre. Udover

dette har hydrazin også andre fordele, da der efter kort tids korrekt drift af kedlen med korrekt

kemikalieindhold vil danne en beskyttende film af sort magnetisk jernoxid, 𝐹𝑒3𝑂4. Samtidig vil enhver

ikke-beskyttende rød jernoxid(rust), 𝐹𝑒2𝑂3, langsomt blive omdannet til magnetit, hvilket passiverer

metaloverfladen. Hvis ikke den rette mængde hydrazin i systemet er tilstede, vil ilten ikke blive fjernet,

hvilket vil forårsage, at magnetitfilmen bliver omdannet til hematit, og korrosion af metallet vil

fortsætte.

Da hydrazin er flygtig vil en del af kemikaliet føres med i dampen, og på den måde vil metallet i

kondensatsystemet også blive beskyttet.

7.2.2 DEHA

Et andet kemikalie til binding af ilt i et dampsystem er diethylhydroxylamin, som ved daglig tale er

kendt som DEHA. På Seago Antwerp er det Drew Marines udgave af DEHA, ”Drewplex OX”, der

tilsættes til fødevandet. Det er en katalyseret korrosionsinhibitor på væskeform som er flygtig, til brug

i lav-, middel- og højtrykskedler. OX kontrollerer både jern- og ikke-jernholdig korrosion i fødevand,

kedler, damp og kondensatledninger, da det fungerer som iltbinder.

Udover at binde sig til ilten, og dermed fjerne det, danner det, ligesom hydrazin, også en passiv

magnetitfilm som beskyttelse mod korrosion og aflejringer i kedelsystemet. OX skal benyttes sammen

med Drewplex AT, for at have den sikreste og mest effektive virkning på systemet.

Oxidationsreaktionsprodukterne i DEHA er eddikesyre, nitrogen og vand. I et kedelvandssystem vil

hydroxidalkaliniteten neutralisere eddikesyren og blive fjernet ved blowdown som natriumacetat.

4(𝐶2𝐻5)2𝑁𝑂𝐻 + 9𝑂2 → 8𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝐻 + 2𝑁2 + 6𝐻2

𝐷𝐸𝐻𝐴 + 𝐼𝑙𝑡 → 𝐸𝑑𝑑𝑖𝑘𝑒𝑠𝑦𝑟𝑒 + 𝑁𝑖𝑡𝑟𝑜𝑔𝑒𝑛 + 𝐵𝑟𝑖𝑛𝑡

(Drew Marine, 2012)/(Bilag 5) (Ashland, 2010)

7.2.3 Natriumsulfit

En alternativ iltbinder er natriumsulfit 𝑁𝑎2𝑆𝑂3. Dette stof binder sig til ilten, for at blive til en mere

stabil forbindelse, sodium sulfat 𝑁𝑎2𝑆𝑂4. Denne proces omdanner effektivt ilt fra kedelvandet, men vil

efterlade faste stoffer til vandet. Dette benyttes derfor ikke i højtrykskedler, hvor små faste stoffer kan

være kritiske over for systemet. Natriumsulfit er ikke flygtig og passiverer ikke metallet. Det bliver i

kedelvandet og beskytter derfor ikke kondensatsystemet.

𝑁𝑎2𝑆𝑂3 +1

2 𝑂2 → 𝑁𝑎2𝑆𝑂4

(Ashland, 2010)

7.2.4 Alkalinitet

Alkalinitet er et udtryk for, hvor god en vandopløsnings evne er til at neutralisere syre. Kedelvand vil

pga. den føromtalte tilsatte DEHA, blive surt pga. eddikesyren og dets forhold, hvorfor det er

nødvendigt at vedligeholde den korrekte alkalinitet i vandet. En tilstrækkelige dosering af alkalinsk

inhibitor såsom sodium hydroxid, vil være med til at holde alkaliniteten og pH-værdien på det rette

niveau, og vil nedsætte risikoen for syreangreb og dermed korrosion. På Seago Antwerp benyttes der


15 af 36

”Drewplex AT”, som alkalinsk inhibitor. Indholdet af AT måles direkte i kedelvandet i ppm, og

doseringen justeres herefter ud fra drewplex’ anvisninger.

Drewplex AT er et fosfatbaseret kemikalie kombineret med syntetisk polymer, som danner en pH-

regulator som er simpel, systemflexibel og let at kontrollere, i lav- og middeltrykskedler. AT-

kemikaliet efterlader også en renere kedel, da det tillader store svingninger i fødevandkvalitet.

Polymerne i AT binder sig til udfældninger i kedelvandet, og holder dermed partiklerne bløde, anti-

klæbrige og gør dem tungere, så det lettere vil bundfælde sig, hvilket gør at de lettere transporteres ud

af kedlen ved bundblowdown.

Ud over at være belægnings- og udfældningsinhibitor fungerer AT, som tidligere nævnt, også som pH-

regulator, og holder dermed en pH-værdi mellem otte og ti, som forebygger korrosion.

(Drew Marine, 2012)/(Bilag 6)

7.3 Kedelvandsanalyse Dette afsnit er til for at give læseren et indblik i en del af det daglige arbejde om bord, og hvilken proces

der ifølge problemformuleringen ønskes at forbedre.

For at kontrollere at kedelvandet indeholder den rette mængde kemikalie, skal det ifølge producenten

testes dagligt, og der doseres efter testresultaterne.

Inden de forskellige tests kan foretages, skal der indsamles vandprøver de rette steder. På Seago

Antwerp benyttes systemet med Drewplex AT og Drewplex OX som inhibitor i kedelvandet, og de

nødvendige vandprøver der tages dagligt er kedelvand, kondensat og fødevand. Før analyserne kan

laves er det nødvendigt at nedkøle prøverne til 25°C.

7.3.1 Analyse af AT

For at teste hvor meget AT kedelvandet indeholder, skal der tages en kedelvandsprøve fra den kedel

der er i drift. Hver kedel er forsynet med vandprøveforbindelser, umiddelbart ved siden af den

oliefyrede kedel, som er beregnet til at tage prøver fra. Når prøveventilen åbnes løber kedelvandet

igennem en køler, som bliver kølet af ferskvand. Inden prøven tages, drænes det gamle vand af rørene,

ind til det repræsentative kedelvand strømmer ud af prøvehanen, hvorefter prøven kan tages. Da

prøvehanen for udstødningskedlen ligeledes er placeret ved den oliefyrede kedel, skal der her drænes

vand af rørene i flere minutter da denne er placeret oppe i skorstenen.

Når prøven er afkølet, tappes heraf 12 ml til et prøveglas. 2 ml Barium klorid 𝐵𝑎𝐶𝑙2 tilsættes og der

blandes. 2 dråber phenophtalein tilsættes og det observeres om blandingen skifter farve. Hvis prøven

stadig er farveløs betyder det, at vandet er surt og alkalinitetsniveauet er nul - tilsætningen af AT øges.

Hvis blandingen skifter farve tilsættes nu svovlsyre dråbevis, indtil blandingen igen bliver farveløs.

Antallet af tilsatte dråber tælles og ganges med 5 for at få alkaliniteten i ppm. Resultatet noteres og

doseringen af AT justeres herefter. Ifølge producenten skal doseringen øges hvis, alkaliniteten er

under 40 ppm og reduceres hvis den er over 65 ppm. Hvis den er der i mellem foretages intet.

(Ashland, 2010)


16 af 36

7.3.2 Analyse af OX

Til at teste hvor meget DEHA/OX, fødevandet til kedlerne indeholder testes nu den indsamlede

fødevandsprøve fra den respektive kedel. Disse prøvehaner er placeret umiddelbart ved siden af

kedlerne. Som Bent Madsen fra Alfa Laval siger i interviewet som kan ses i bilag 10: ”Lige så snart der

er noget med DEHA i, skal det måles inden det går ind i kedlen. Så snart det er inde i kedlen forsvinder

det, så kan det ikke måles. Det er der altså nogen der er kommet grueligt galt afsted med”. Denne

kommentar bekræfter hvorfor det er vigtigt at prøven tages i fødevandet lige inden det går ind i

kedlen.

Den primitive prøvehane kan, for udstødningskedlen, ses på figur 7.3.1.

Figur 7.3.1 Prøvehane til udstødningskedel (eget arkiv)

Når prøven er nedkølet tages heraf 25 ml i et prøveglas, og der tilsættes 2 dråber ”acitvator solution”.

Der røres rundt i denne blanding med en ”Drewplex OX corrosion inhibitor test”-ampul, hvorefter

enden heraf knækkes nede i blandingen. Ampullen vil nu blive fyldt med fødevand og reagenten i

ampullen vil blandes hermed. Reaktionen skal reagere i 10 minutter, hvorefter ampullen

sammenlignes med den tilegnede ”sammenligner”. Sammenligneren består at 10 ampuller, hvor

indholdet af OX vides, og det kan dermed ses hvad overskuddet af OX er i den aktuelle vandprøve. Når

der måles på fødevandet er det overskuddet af OX der måles, og ikke indholdet, da det er gået i

reaktion med vandet, og dermed ikke kan måles. Det er i stedet muligt at måle den OX der ikke er gået i

reaktion endnu, og det måles dermed hvor meget overskud der er. Det bestræbes altid at holde et lille

overskud af OX ifølge fabrikantens anvisninger. Det vil have negativ virkning, hvis overskuddet er for

stort, da der herved vil være for mange salte således ledningsevnen bliver for høj. Mere herom i næste

afsnit.


17 af 36

Er overskuddet af OX i fødevandet under 0,4 ppm øges doseringen, hvis højere end 0,8 nedjusteres

der, hvis derimellem skal den akutelle doseringsmængde bevares. (Ashland, 2010)

7.3.3 Konduktivitet

Udover at teste hvor meget kemikalie kedelvandet indeholder, testes det også hvor høj

konduktiviteten/ledningsevnen i vandet er, vha. en konduktivitetsmåler, da det giver en god

indikation af hvor rent kedelvandet er. Det anbefales at holde en konduktivitet på under 700 𝜇𝑆/𝑐𝑚

for at holde optimalt drift af kedelanlægget. Ledningsevne kan også omsættes til et udtryk for, hvor

højt saltindholdet i kedelvandet er. Derved er det en indikation af om der er tilsat for meget kemikalie,

eller at der bliver tilsat saltvand til systemet. (Ashland, 2010)

7.3.4 Fejlkilder ved vandanalyser

En af grundene til at kedelvandskvaliteten er svingene kan være pga. måleusikkerheder der opstår

pga. menneskelige fejl. Ud fra ovenstående fremgangsmåde, til at foretage vandanalyser, kan det

konkluderes at det er små mængder af hver inhibitor der tilsættes for at komme frem til et resultat.

Disse mængder er af erfaring meget svingene da arbejdet hurtigt bliver rutinepræget og pga. den

førnævnte afslappende kultur vil de daglige analyser ikke være lige præcise.

En anden vigtig faktor er at prøverne, er kølet ned til 25C, som fabrikanten foreskriver. Hvis dette

ignoreres kan dette også få konsekvenser for resultatet, som kan resultere i senere fejlagtig

doseringsændring.

På figur 7.3.2 ses en kurve over, hvordan pH-værdi ændres ved højere temperature. Hvis analysen

foretages ved de ca. 80C som vandprøven tages ved i stedet for ved de 25C, vil pH-værdien vises at

være ca. 1 lavere, end det analysekittet er beregnet til at tage tests ved.

Figur 7.3.2 - pH-værdi vs temperature (Topac Inc, 2002)


18 af 36

7.4 Blowdown Når en kedel er i drift, stiger konduktiviteten i kedelvandet, pga. skum i toppen som fremkommer af

udfældning af tilsat kemikalie, urenheder, jernoxid osv. For at fjerne disse urenheder og aflejringer

foretages der blowdown. Det urene saltholdige skum vil samles i toppen, hvorfor der dagligt skal laves

”skum-blowdown” for at sikre effektiv drift. Engang om ugen laves der også bund-blowdown for at

skylle aflejringer og jernoxid, som vil bundfældes, ud af kedlen. Gode skum-blowdown intervaller er

essentielle. Det skal gøres mindst en gang om dagen, for at holde konduktiviteten under de 700 𝜇𝑆/𝑐𝑚,

ifølge fabrikanten, for at holde optimal effektivitet af kemikalierne.

Disse blowdown-manøvre kan kun gøres manuelt, og det kræver derfor at den ansvarlige, som ofte er

3. Mester, husker at lave skum-blowdown mindst én gang dagligt. Grundet problematikken med

hyppigt udskiftende 3. mestre og dermed den afslappende kultur, bliver dette også ofte glemt, og

konduktivitet vil blive for høj. Det er under hele praktikperiode blevet observeret en alt for høj

konduktivitet i kedlerne. På bilag 7 ses en gennemsnitlig 3 måneders periode over kvantitative

testresultater fra containerskibet Chastine Mærsk. Det har ikke været muligt at opdrive resultaterne

fra Seago Antwerp men da begge skibe har samme kedelsystem med samme kedler anses det som

værende reelle data. Det kan ses på disse testresultater at konduktiviteten er for høj.

Denne problemstilling vil blive analyseret i senere afsnit, og et løsningsforslag til problemet vil

præsenteres. (Drew Marine, 2012)/(Bilag 6)

7.5 Kemikaliedosering Ud fra resultaterne af de daglige analyser, og måling af konduktivitet vurderes det, om der skal ændres

på doseringsmængden af henholdsvis OX og AT ud fra producentens forskrifter. AT og OX der tilsættes

kedlerne bliver blandet med ferskvand i hver deres 100 liters beholdere. Herfra sidder en

doseringspumpe hvor det er muligt at justere indsprøjtningsmængden. Se figur 7.5.1.

Alkaliniteten, AT, tilsættes så tæt på hver kedels vandbeholder, som muligt. Iltfjerneren OX, tilsættes

umiddelbart efter fødevandspumperne, på den fælles fødevandslinje. På figur 7.5.2 ses en oversigt

Figur 7.5.1 Tilsætning af AT (eget arkiv)


19 af 36

over kemikaliedoseringssystemet. Punkt 2a og 2b er indsprøjtning af OX, og punkt 3a og 3b er

indsprøjtning af AT.

AT og OX skal tilsættes kedelvandet kontinuerligt, for at vedligeholde kedelvandskravene. Den daglige

dosering vil afhænge af systemets kapacitet, renhedsgrad og kvalitet og mængde af tilsat destillat. Den

anbefalede mængde af AT er mellem 2,5 til 5 liter per ton vand i kedelvandsystemet, og det anbefales

fra fabrikanten, at der tilsættes 1,2 liter AT til systemet dagligt. Det anbefales at tilsætte 0,3 liter OX

dagligt. (Drew Marine, 2011)

Boiler

PT3a

2a

1

Condenser

Servicesteam

Steamdumpvalve

Coolingwater

Hot well

Condensate

Make-up

Overflow

Drain

PIPIPS

Boiler

3b

2b PIPI

Feed waterpumps

PIPI

PS

PS

Double boiler operation with common feed water pumpswith or without forced circulation exhaust gas boiler

Figur 7.5.2 Kemikaliedosering på Seago Antwerp (Alfa Laval, 2006)

7.5.1 Fejlkilder ved dosering

Udover fejlkilder ved vandanalyser kan doseringsprocessen ligeledes være roden til ustabilt

kedelvandskvalitet, da der også her medfølger fejlkilder. Til doseringen af kedler benyttes en kande,

hvor det er markeret hvor 1 liter er. Det er derfor besværligt at ramme præcis de f.eks. 0,3 liter som

foreskrives ved tilsætning af OX. En anden fejlkilde er at det pga. menneskelige fejl kan glemmes at

påfylde kemikalier en dag, hvilket resulterer i at systemet ikke modtager kemikalier i et døgn, hvilket

vil gøre det ustabilt. Det blev observeret at de billige doseringspumper får tilsat falsk luft, hvorfor det

er nødvendigt at udlufte dem. I den periode hvor pumpen indeholder falsk luft bliver der ikke tilsat

kemikalie indtil pumpen bliver udluftet manuelt.

Som tidligere nævnt har Seago Antwerp en rute med svingene belastninger af kedelsystemet, hvilket

der bør tages hensyn til ved dosering af kemikalier. Det blev der ikke taget hensyn til under

praktikken.


20 af 36

På bilag 7 kan det ses ud fra testresultaterne at kemikalieindholdet er svingene fra dag til dag, hvilket

kan skyldes enten de omtalte fejlkilder ved enten tests, ved dosering eller en kombination heraf. Dette

kan også være grunden til at det fra fabrikantens side anbefales at der testes for kemikalier hver dag.

8 Risikovurdering Dette afsnit analyserer risikoen ved det daglige kemikaliearbejde, og hvilke konsekvenser det kan have.

Dette underbygger at der er en farefuld problematik ved at arbejde med kemikalier.

I Mærskflåden har antallet af arbejdsskader været stødt stigende de sidste år, hvilket har resulteret i,

at sikkerhedsprocedurer om bord er blevet skærpet. (Business, 2012)

Ifølge de nye procedurer skal der inden et hvert stykke påbegyndt arbejde laves en risikovurdering.

Dette vil sige, at der hver dag skal laves henholdsvis en risikovurdering over påfyldning af kemikalier,

og test af kedelvand inden jobbet udføres. Dette er under hele praktikperioden ikke blevet udført pga.

tidspres og afslappet kultur. Konsekvenserne ved det umiddelbart simple arbejde er derfor ikke blevet

analyseret, og sikkerheden har derved ikke været optimal.

Risikovurderingen skal udføres i Mærsks vedligeholdelsessystem ”Shipmanager”, og skal udføres i to

trin. Første trin er at lave risk assesments, hvor det identificeres hvilke risici der påtages ved det

pågældende stykke arbejde. Ved hver risk assesment estimeres det ligelgedes hvor sandsynligt det er

at risikoen vil medføre skade. Denne vurdering foregår ved at give karakter ud fra et skema. Efter

sandsynlighedsvurdering skal konsekvenserne ved at risikoen bliver til en ulykke vurderes, og der

gives ligeledes karakter. De to karakterer indsættes nu i risiko matrixen, hvor det ses om risikoen er

acceptabel og det pågældende arbejde må udføres ud fra ovenstående betragtninger. Hvis risikoen

ikke er acceptabel skal der udføres en risikobehandling, hvor man nedsætter risikoen for usikkert

arbejde. Dette gøres enten ved at, ”flytte risikoen”, ”undgå risikoen”, ”nedsætte risikoen”, eller

”afhjælpe risikoen”.

Når alle risk assesments for det pågældende arbejde er udført, vedhæftes de nu en ”work permit”, hvor

en kort beskrivelse af arbejdsopgaven er påført, samt hvem der skal udføre arbejdet. Work permitten

underskrives af 1. mester eller maskinchef, og er dermed gyldig i 24 timer.


21 af 36

8.1 Sikkerhedsvurdering af kemikaliedosering Den værste af risikoerne er her taget ud som eksempel. Den komplette risikovurdering af

kemikaliedosering kan ses i bilag 8.

Risikoidentificering

Risiko for at få kemikalier i øjnene. Denne risiko vurderes væsentlig ud fra oplysningerne i

sikkerhedsdatabladet for Drewplex AT. Se bilag 9.

Sandsynlighedsestimering

Figur 8.1.1 – Sandsynlighedsestimering (Seagull Maritime AS, 2017)

Figuren 8.1.1 benyttes til at vurdere sandsynligheden af en risiko. Det vurderes at sandsynligheden for

at få kemikalier i øjnene er er mulig (3).

Konsekvensestimering

Figur 8.1.2 Konsekvens (Seagull Maritime AS, 2017)


22 af 36

I sikkerhedsdatabladet står der: ”Can cause permanent eye injury. Symptoms include stinging, tearing,

redness, and swelling of eyes, can injure conea and cause blindness.” Et udklip af databladet kan ses I

bilag 9. Ud fra denne oplysning vurderes det at ved øjenkontakt er en tur på hospitalet nødvendig,

hvorfor konsekvensen vurderes, ud fra figur 8.1.2, at være kritisk (3).

Risiko profil matrix

SANDSYNLIGHED

Hyppig (5) Sandsynligt

(4)

Muligt (3) Sjælden

(2)

Usandsynlig

(1)

Katastrofal (4)

Kritisk (3)

Marginal (2)

Ubetydelig (2)

Figur 8.1.3 Risiko profil matrix 1 (Seagull Maritime AS, 2017)

Estimeringerne fra de ovenstående afsnit indsættes nu i risikoprofilmatrixen, hvor sandsynligheden

står vandret, og konsekvensen er lodretstående. Det bestemmes nu af farven om arbejdet må udføres

eller om det er for farligt. Den røde farve indikerer at risikoen er for høj, og at arbejdet absolut ikke må

udføres. Den gule indikerer middel risiko, og indikerer stadig at arbejde ikke må udføres. Først når en

af de grønne felter markeres, kan arbejdet udføres, da risikoen for arbejdsulykker er minimal.

Det kan konkluderes at arbejdet ikke må udføres ud fra ovenstående betragtninger i figur 8.1.3.

Risikobehandling

For at nedsætte sandsynligheden for at ovenstående vil ske, skal det nødvendige sikkerhedsudstyr i

form af sikkerhedsbriller påføres, udover gummihandsker for at undgå hudkontakt.


Nu estimeres sandsynligheden igen.

Det vurderes at sandsynligheden for at få kemikalier i øjnene nu vil være ”sjælden”(3) da

sikkerhedsbriller og handsker er påført. Grunden til at det ikke er ”usandsynligt” endnu, er at erfaring

har vist at der stadig er mulighed for at få kemikalier på handskerne, som sandsynliggør muligheden

for at tørre kemikalierne af i sikkerhedsbrillerne, ved endt arbejde. Det kan få konsekvenser for næste

dags arbejde, når brillerne skal påføres for øjnene igen. Kemikalierne som kan sidde på indersiden af

brillerne kan nu potentielt komme i øjenkontakt.


Konsekvensen vil stadig være kritisk (3).

K o

n s e

k v

e n

s


23 af 36


SANDSYNLIGHED

Hyppig (5) Sandsynligt (4) Muligt (3) Sjælden (2) Usandsynlig

(1)

Katastrofal

(4)

Kritisk (3)

Marginal (2)

Ubetydelig (2)

Figur 8.1.4 Risikoprofil matrix 2 (Seagull Maritime AS, 2017)

Det kan konkluderes at arbejdet ikke må udføres ud fra ovenstående betragtninger i figur 8.1.4.

Risikobehandling

For at nedsætte sandsynligheden yderligere kan der kigges på om påfyldningsintervallet kan

nedsættes, ved at automatisere anlægget, således at daglig kontakt med kemikalier ikke er nødvendig.


Nu estimeres sandsynligheden igen.

Hvis kemikaliedoseringsanlægget på skibet kan automatiseres, således at den fysiske kontakt med

kemikalierne minimeres, vurderes sandsynlighed for at øjenkontakt med kemikalierne nu at være

usandsynlig (1).


Konsekvensen vil stadig være kritisk (3).

K o

n s e

k v

e n

s


24 af 36


SANDSYNLIGHED

Hyppig (5) Sandsynligt (4) Muligt (3) Sjælden (2) Usandsynlig (1)

Katastrofal

(4)

Kritisk (3)

Marginal (2)

Ubetydelig (2)

Figur 8.1.5 Risikoprofil Matrix 3 (Seagull Maritime AS, 2017)

Det kan konkluderes at arbejdet nu må udføres da risikoen nu er i den grønne felt i matrixen i figur

8.1.5. (Seagull Maritime AS, 2017)

9 Delkonklusion Ud fra ovenstående analyse kan det konkluderes, at manuel kemikaliedosering er en kompliceret

proces, og at de kemiske processer inde i kedlen er avanceret for en maskinmester med grundviden.

Det kan konkluderes, at grunden til at kedelvandssystemet ofte køres ustabilt pga. manglende kemisk

forståelse, og pga. de, i forrige afsnit, nævnte fejlkilder. Denne manglende forståelse fører samtidig til

en afslappende kultur, så systemet yderligere kommer til at køre ustabilt. Den afslappende kultur

medfører desuden, at der ikke tages hensyn til belastningsændring af kedlen, så doseringen vil være

den samme, selvom der er kontinuerlig eller svingende drift. Der ses specielt en problematik på et skib

som Seago Antwerp, hvor der skiftes mellem kontinuerlige uger med konstant søfart efterfulgt af en

uge med havneophold, som forårsager svingende drift. Udover at opgaven er kompliceret er det også

en meget tidskrævende opgave, da den skal udføres hver dag, uden det store udbytte.

Udover ovenstående problematik kan det ud fra risikovurderingen konkluderes, at de nuværende

procedurer med kemikaliedosering og kedelvandstests, som de er nu, potentielt udsætter

maskinmesteren for fare ved de pågældende arbejdsopgaver.

Det konkluderes dermed, at det er nødvendigt at undersøge, hvilke løsninger der skal implementeres

for at løse de pågældende problematikker og dermed undgå de menneskelige fejlkilder.

K o

n s e

k v

e n

s


25 af 36

10 Løsningsforslag Dette afsnit analyserer, hvilke muligheder der er for at optimere på kedelvandsbehandlingen ud fra

indsamlet empiri og teori, samt for at finde en løsning på de ovenstående analyserede problematikker.

For at tilegne mere viden på kemikalieområdet, og for at undersøge hvilke løsninger for automatisk

kemikaliedoseringsanlæg der findes i dag, blev der etableret kontakt til diverse virksomheder med

viden inden for området.

10.1 Kontinuerlig overvågning og dosering Den mest optimale løsning på problemet ville være, hvis systemet selv kunne måle kemikalieindholdet

i kedelvandet, og pumperne derefter selv kunne justere på doseringsmængden. Denne mulighed blev

derfor undersøgt som det første. Et besøg på fabrikanten af Seago Antwerps kedler, Alfa Laval, i

Aalborg blev arrangeret, og et interview med Bent Madsen blev etableret. Madsen har over 30 års

erfaring med kedler og vandbehandling, og han vurderes derfor at være en pålidelig kilde.

Hele det transskriberede interview kan ses i bilag 10. Til spørgsmålet om de har erfaring med

automatiske systemer svarer han: ”Vi har leveret nogle stykker til en serie, der blev bygget heroppe på

danyard – Det var Vecum oprindeligt, der blev modificeret til Ashlands, og de fungerede rigtig rigtig godt,

det er hvertfald 15 år siden de blev bygget i frederikshavn” 1. Systemet han her taler om er ”Aquanets”

AWT2 system; AQ300LP Boiler Water Quality Management System. Dette system er specielt designet

til lavtrykskedler, der arbejder med tryk op til 32 bar. Da kedlerne på Seago Antwerp kun har et

driftstryk omkring syv bar, ville dette system være ideelt. Systemet er designet til at overvåge kedel-

og fødevand, op til tre kedler. Det måler selv hvert 15. minut på kemikalieindholdet, og sender derefter

et signal til pumperne om at tilføje mere eller mindre af det respektive kemikalie. Derved holder det

hele anlægget inde for de foretrukne kemikaliegrænser 24 timer om dagen, uanset belastning.

En principskitse af systemet kan ses på figur 10.1.1 på næste side. En vandprøve fra henholdsvis

fødevandsystemet og kedelvandsbeholderen tages automatisk ud af systemet og ind i hver deres

testblok, efter de er blevet kølet og trykaflastet. I hver testblok bliver prøverne testet, og

informationerne heraf bliver bearbejdet af programmet, som sender et signal til doseringspumperne

om at skrue op eller ned for doseringen. Ud over at teste kemikaliemængde måler systemet også på

konduktiviteten i kedelvandet, så det selv kan regne ud, hvor meget og hvor tit det er nødvendigt at

lave blowdown på kedlerne. Ved for høj konduktivitet vil systemet selv sende et signal til magnet

blowdownventilerne om at åbne i et nødvendigt stykke tid. (Bilag 11)

Systemet er tilkoblet en computer, hvor det er muligt at se kemikalieforbrug, blowdownaktivitet,

fødevandsmængde, tilsætningsvand osv.

Dette system kører helt automatisk, og ville være en god løsning på problemformuleringen. I følge

Bent Madsen er det desuden et funktionsdygtigt system. Ulempen ved systemet er at det indeholder

mange dyre komponenter, og som han selv siger: ”Ja rederierne vil spare, det er helt klart derfor (Det

1 Bilag 10 - Linje 43

2 Automatic Water Treatment


26 af 36

ikke bliver brugt red.). Det er også et spørgsmål om skibene, for hvis du skal have sat sådan et anlæg i

som retrofit, altså eftermontering, så koster det rigtig rigtig mange penge” 3

Ifølge Madsen vil denne udskiftning komme til at koste ”mindst en halv til en hel million”4, og dertil

kommer der monteringsomkostninger oveni. Herudover skal der stadig laves service på anlægget, da

det ofte skal kalibreres.5

Figur 10.1.1 - AWT system (Bilag 11)


4 Bilag 10- Linje 62

5 Bilag 10 – Linje 63


27 af 36

Madsen kommenterede også på hvorfor han mente, at det er muligt at køre næsten uden kemikalier på

kraftværker på land, når det ikke er muligt maritimt. ”Det er fordi, de kan køre det i så lukket et system,

så de bedre kan håndtere vandet, hvor der ikke kommer noget forurening udefra, hvorimod hvis du har et

skib, er der alle mulige mærkelige ting, hvor der kan forekomme lækager, og rørsystemerne på et skib er

ikke på samme måde som på et kraftværk, hvor det er syret ud og bejdset og gjort ved”.

Han mente dog, at det i teorien alligevel var muligt at køre helt kemikaliefrit til søs, dog med et helt

andet system.

10.2 Kemikaliefri løsning Madsen henviste til firmaet ”IWTM AS”6, som har udviklet systemet ”Elysator”, som teoretisk set er i

stand til at beskytte kedelsystemet helt uden tilsætning af kemikalier. Madsen forklarer i følgende citat

omkring Elysator:

”…hvor man bruger elektroder til vandbehandling. Det er hvor der er sådan en offeranode, som man

sætter ned i vandsystemet, som bliver påtryk en spænding, og så passerer fødevandet forbi.”7 Det er et

system, der har samme princip som katodisk beskyttelse af skibsskrog. ”…her tilfører du vand nogle

forskellige ting, som har en konserverende virkning. Det er noget som oprindeligt blev lavet i forbindelse

med kølevandssytemer, hvor det også bliver brugt til hovedmotore og sådan noget, men det bliver også

brugt til kedler, og det her firma (Elysator red.) har i mange år prøvet, at få os til at forstå at det er et

rigtig godt system, for det består ikke af andet end en reaktor, hvor vandet kører igennem. Der sidder

bare en elektrode derinde som vil blive slidt op over tid”8

Elysator består af en cirkulationstank, som indeholder rene magnesium anoder. Vandet fra hotwellen

vil nu cirkulere igennem denne tank, og passerer dermed magnesiumanoderne. En principskitse af

systemet kan ses på figur 10.2.1. Ved en katodisk/anodisk reaktion med offeranoden vil ilten i vandet

blive nedsat til et sikkert niveau. Denne proces vil danne magnesiumhydroxid, som vil forårsage at pH-

værdien af vandet vil stige til et optimalt niveau. Afhængig af vandets sammensætning vil

konduktiviteten falde, da hårdheden i vandet delvist vil forsvinde. Dette betyder, at elysatoren vil

producere basisk kedelvand med et lille salt- og iltindhold, som netop også er det, som forrige analyse

har belyst er nødvendigt for at have de bedste forudsætninger for at kedlen ikke vil korrodere. I

elysatoren er desuden installeret et cyklonfilter, som vil fange det overskydende jernoxid, som er i

vandet. Før elysatoren installeres er det vigtigt at systemet bliver gennemskyllet, således det ikke

indeholder kemikalier.

(Bilag 12)

Vedligeholdelsesmæssigt er det kun nødvendigt at rengøre anoderne, ud over at udskifte dem engang

hvert tredje-fjerde år.

6 International Water Treatment Maritime




28 af 36

Figur 10.2.1 (International Water Treatment Maritime AS, 2006)- (Bilag 12)

Ovenstående beskrivelse lyder umiddelbart som den mest optimale løsning på problemformuleringen,

da det næsten ikke kræver vedligehold. Ydermere sørger systemet selv for det som kemikalierne gør

ved det nuværende system. Det bliver dog ikke brugt på nogle skibe i dag, da det i praksis har nogle

driftsproblemer. Som Madsen siger:

”Et rørsystem på et skib er jo ikke på nogen måder statisk, altså den ene dag er der et stort dampforbrug

og den anden dag er ikke. Så kan det måske miste en masse vand et sted ved lækage, og så bliver der

tilført en masse råvand, og det kan systemet ikke følge med til. Der er nogen som har brugt systemet, og

stadig bruger dem, og jeg tror da helt klart at hvis du kan holde en statisk situation, som du mange gange

kan på et kølevandssystem, så vil der være mulighed for at det kan lykkedes. I starten sagde de, at det ikke

behøvede kemikalier overhovedet, og at den kunne klare det hele selv, men mener dog i dag at der måske

skal benyttes lidt kemikalier, når der startes op. Men lad os sige det på den måde at vi har fået rigtig

mange reparationer ud af sådan et skib med det anlæg der” 9 ”Men det er ikke noget i skal tro kan løse

nogle problemer helt, det kan det ikke”.



29 af 36

Da der ud fra egen erfaring på skibe aldrig er blevet observeret sådanne systemer, danner Madsen ud

fra ovenstående påstand belæg for, hvorfor det er tilfældet. Hvis skibet sejlede med konstant statisk

belastning, ville systemet være rentabelt at installere, men da det ikke er tilfældet, ses det ikke som en

optimal løsning.

10.3 Automatisk doseringsanlæg Spørgsmålet til problemformuleringen opstod første gang pga. undringen over, hvorfor kemikalierne

skal blandes med 100 l vand hver dag i stedet for blot at skrue ned for doseringen på pumperne og

udelukkende dosere kemikalie ind i systemet. På den måde blev det tænkt, at det ikke var nødvendigt

at have fysisk kontakt med kemikalierne hver dag, tid ville blive sparet, driften ville blive stabiliseret

og sikkerheden ville forbedres. Til det spørgsmål svarede Madsen:

”Det kunne man jo teoretisk set sagtens gøre, det er bare med at have en doseringspumpe der er

fintfølende nok.””..du får lidt mere slup med den pumpe der sidder i forvejen da det er en billig model.

Grunden til at man blander med vand er at man derved får en større volume som er lettere at regulere på,

frem for den mindre volume ved ren kemikalie hvor systemet blot skal have et par dryp. Så det har noget

med prisen at gøre på sådan en pumpe. Du kan sagtens få en mere fintfølende pumpe som kan gøre det,

den koster bare lidt mere.”10

Ud fra den, i forvejenværende, viden omkring Mærsks tilbøjelighed til besparelser, kombineret med

Madsens ovenstående udsagn blev det konkluderet at grunden til spørgsmålet må være pga., at skibet

er født med billige doseringspumper, hvor det som Madsen siger er nødvendigt at dosere med større

volumen. Der blev samtidig bemærket, at han siger at det sagtens kan lade sig gøre, hvis blot der bliver

investeret i nogle mere fintfølende pumper.

Herefter blev der taget kontakt til vandbehandlingsfirmaet ”Silhorko”, hvor et tilbud på fintfølende

doseringspumper blev indhentet. Dette tilbud kan ses på bilag 13. For at få svar på de heraf

nyfremkomne spørgsmål, blev der opsat et telefoninterview med tilbudsdanner Jonas Møller fra

Silhorko. Se Bilag 14). Han bekræfter at pumperne først og fremmest er i stand til at dosere ren

kemikalie11. Systemet er ikke i stand til at måle indholdet af kemikalie selv12, derimod er der en pH-

måler med i tilbuddet, som sender et 4-20 mA signal til den pumpe, der indsprøjter den pH-

regulerende inhibitor(AT). Derved kan AT-pumpen selv indstille doseringsmængden, alt efter

belastning på systemet, og sørge for at kedelvandet kontinuerligt har den rette pH-værdi13.






30 af 36

Derudover følger der også en vandmåler med, som registrerer hvor meget vand der tilføres til

systemet, og sender et signal til OX-pumpen om at justere op eller ned. Som Jonas siger:

”Den opsamler impulserne, til når du justerer fosfatet, altså det iltbindende middel. Du har jo en idé om hvor meget spædevand du tilføjer eller det er jo forskelligt hvor meget du tilføjer, det kommer an på hvor meget du har bundblæst og om der har været lækager, så jo mere vand der tilføjes jo mere fosfat tilføjes der til systemet. På den her måler sidder der sådan en logger på så hver gang den har målt en kubikmeter får den et signal som pumpen modtager som den kan dosere efter, så hvis man siger at når der er en kubikmeter vand skal der doseres 10 ml kemikalie, nu kender jeg ikke forholdet ude ved jer, eller jeres leverandør, men de siger hvad blandingsforholdet er”. 14

Det vil sige at OX-pumpen i samarbejde med vandmåleren ligeledes selv kan justere doseringen da den

ved hvor meget vand der er i systemet, og dermed ved hvor meget inhibitor der bør være i vandet.

Disse to funktioner gør systemet mere intelligent end hvis det skulle gøres manuelt, da der nu ikke

tages højde for hvor meget vand der bliver tilsat til systemet, og det er svært at holde øje med i

praksis. Systemet kan ikke selv lave vandanalyser, men kan selv kalkulere hvor meget kemikalie der

bør være i systemet og regulere ind efter det. Hvis det automatiske system fejler, er det stadig muligt

at indstille doseringsmængden manuelt. Bilag 15 indeholder et udklip fra brochuren der hører til

pumperne, denne informerer om at dette er intelligente pumper med nye drev, og

indstillingsmekanismer som dermed er i stand til at simplificere operatørens arbejde. De garanterer

ekstrem pålidelighed, er omkostningseffektive og præcise mellem 0,0025 – 30 l/t, hvilket passer fint til

kedelvandssystemet på Seago Antwerp.

Ph-måleren kræver en månedlig kalibrering, som kan foretages af maskinmesteren om bord. Systemet

er altså ikke afhængig af udefrakommende service. Komponenterne i sig selv koster 28.978 DKK, Se

bilag 13, og kan monteres af besætningen.

Ud fra ovenstående betragtninger, kan det konkluderes, at systemet vil være behjælpelig med at

optimere på kedelvandsdoseringen, og samtidig forbedre sikkerheden ved arbejdet, til en forholdsvis

lille pris.

10.4 Blowdownstyring Ud fra flere kvalitative udsagn fra interviewede fagfolk konkluderes det, at selvom kemikalieindholdet

er optimalt vil der stadig dannes salte og aflejringer i kedelsystemet, som er nødvendige at blæse ud.

Det har ikke været muligt at finde et alternativ til at nedsætte konduktiviteten i kedelvandet, så

blowdown er stadig en nødvendighed. Ovenstående løsningsforslag med danfoss-pumperne, yder ikke

en løsning til automatisk blowdown, så herved skal der stadig manuelt nedblæses et par gange om

dagen, og konduktiviteten skal styres manuelt. Det er derfor ligeledes blevet undersøgt, hvilke

muligheder der er for automatisk blowdown af kedlerne. Bent Madsen fra Alfa Laval henviste til

firmaet ”Spirax Sarco”15, som skulle være leverandør af sådanne anlæg. Der blev taget kontakt til

virksomheden via en online formular på deres hjemmeside, hvorigennem et telefoninterview blev

arrangeret. I dette interview blev det bekræftet at de var leverandør, og et tilbud blev bestilt på sådan




31 af 36

et anlæg. Tilbuddet kan ses i bilag 16. Dette er et tilbud på b.la. automatiske bundblowdown- og

skumblowdownventiler som er koblet til det medfølgende styresystem. BCS53 Blowdown

kontrolsystemet yder præcis, automatisk styring af kedelvandsaflejringer og kan monteres på røg- og

vandrørskedler.

CP30-sonden måler kontinuerligt på konduktiviteten i kedelvandet, som der tidligere nævnt har

direkte sammenhæng til, hvor uren kedelvandet er. Den målte værdi bliver sammenlignet med et set-

punkt i BC3250controlleren, og hvis den målte værdi er lavere end set-punktet vil skumventilen

forblive lukket. Hvis den derimod er højere, vil ventilen automatisk åbne og skylle det urene vand ud

og tilføje nyt fødevand således konduktiviteten bliver optimal igen jf. bilag 17.

Dette system koster 104.369 DKK, jf. tilbuddet i bilag 16. Dette system kan i kombination med

grundfosspumperne, i det førværende afsnit, konkluderes at være løsningen på problemstillingen.

10.4.1 Alternativ blowdownstyring

Prisen på den automatiske blowdownstyring vil muligvis være for høj i forhold til, at investeringen

skal blive en realitet i Mærsk. Med en maskinmesters basale kendskab til automation bør det for

vedkommende, at være muligt at programmere en magnetventil til at åbne og lukke 3 gange i døgnet

af to minutter. Det vil blot kræve en mikroprocessor, som skal programmeres til at sende et signal til et

ræle, som er koblet til magnetventilen, som derved vil åbne for skumventilen. Mikroprocessoren skal

herved også være koblet til en bundblowdownsventil, som skal indstilles til at åbne 10 sekunder en

gang om ugen. Dette vil gøre at systemet ikke afhængig af at en maskinmester skal lave samme

arbejde, som der som tidligere nævnt bliver glemt.

Hvis det skal laves mere avanceret skal der, ligesom i Silhorkos løsningsmodel, tilkobles en

konduktivitetsmåler, som ligeledes kobles til mikroprocessoren, og på den måde styre ventilerne.

Dette vil dog være et primitivt system, som højst sandsynligt ikke imødekommer kravene for maritim

maskinel og ikke vil blive godkendt af søfartsstyrelsen.

10.5 Reducering af kedelvandsanalyser Systemet med grundfosspumperne vil, som tidligere nævnt, ikke selv måle indholdet af kemikalierne i

kedelvandet, men vil pga. det intelligente styresystem teoretisk tilføre den nødvendige mængde

inhibitor. Det er dog ikke muligt at undgå at lave kedelvandstests manuelt for at holde kontrol. Det er

dog i stedet med det nye system muligt at reducere mængden af kedelvandstests, da de, i tidligere

afsnit omtalte, menneskelige fejlkilder hermed er reduceret væsentligt. Specielt i perioder med statisk

belastning af kedelsystemet vil det ikke findes nødvendigt at lave analyser hver dag. Det vil dog i

perioder med hyppige driftsændringer være svært at nøjes med at teste en gang eller to om ugen. Det

blev under svar på spørgsmål sendt til Solenis ApS, belyst at der er krav til analyser hver 24. time, fra

arbejdstilsynets side, men der kan gives dispensation til hvert 72. time. Se bilag 18. Solenis har

overtaget kemikalieproducenten Ashland – Drew Marine.

Fysiske tests af kedelvandet er derfor svære at undgå til en overskuelig pris. Det er med Danfoss-

systemet dog muligt at nedsætte intervallet til en gang pr. 72. time. På den måde nedsættes risikoen

for personskade i form at forbrændinger og kontakt med kemikalier, og kedelkvaliteten vil stadig være

opretholdt.


32 af 36

11 Konklusion Ud fra den indsamlede empiri analyserer denne rapport sig frem til flere løsninger på, hvorledes den

optimale kedelvandskvalitet kan opretholdes. Den mest effektive løsning vil være at installere

Aquanets AWT system, som selv analyserer kedelvandet kontinuerligt, og justerer

kemikaliedoseringen derefter. Dette system er yderligere i stand til selv at måle konduktiviteten, og

kan selv lave blowdown af kedlerne ud fra målingen, således at konduktiviteten og renheden i

kedelvandet automatisk opretholdes. Systemet er rent sikkerhedsmæssigt også en fordel, da det kører

automatisk og den fysiske kontakt med kemikalier er minimeret. Ulempen ved dette system er, at det

ofte skal kalibreres pga. de mange følsomme sensorer, hvorfor det kræver en del vedligehold for at

køre optimalt. Derudover vil det være en dyr investering i både anlæg og installation heraf, specielt på

skibe der allerede er i drift, i forhold til hvor rentabelt det er at installere. Installation af et system som

dette vil være en overeksponering.

Ud fra ovenstående betragtning blev der søgt andre og billigere løsninger. Her blev et tilbud hos

Silhorko søgt på moderne doseringspumper der, ifølge fabrikanten, skulle være præcise nok til at

pumpe rent kemikalie ind i kedelsystemet. Dette system er desuden selv i stand til at beregne, hvor

meget kemikalie der bør pumpes ind i systemet, ud fra belastning af anlægget og vandforbrug, og

regulere doseringen efter det. Rent vedligeholdelsesmæssigt er der her blot en pH-måler, der skal

kalibreres månedligt, hvilket en maskinmester om bord vil være i stand til at gøre. Da systemet er

udstyret med en 60 liters beholder til hver inhibitor, og der maksimalt skal tilsættes en liter kemikalie

i døgnet, vil systemet teoretisk være i stand til at køre automatisk i to måneder, hvilket vil sige, at den

fysiske kontakt med kemikalier er reduceret fra dagligt til en gang hver anden måned. Denne løsning

vil da både være sikkerhedsmæssigt, driftsmæssig og økonomisk optimal. Ulempen ved systemet er, at

det ikke selv er i stand til at måle indholdet af kemikalier i vandet, hvorfor det stadig er nødvendigt at

foretage analyserne manuelt. Med disse pumper vil systemet dog teoretisk komme til at køre mere

stabilt, hvorfor det kan overvejes at reducere hyppigheden af analyserne til en gang hver 72. time i

stedet for en gang i døgnet.

Under projektet blev det også undersøgt hvilke kemikaliefri løsninger der findes på markedet. Det blev

konkluderet ud fra diverse interviews med erhvervsfolk, at der benyttes kemikalier i de fleste

industrier på land og til søs, men at der findes en løsning fra IWTM, som benytter sig af princippet med

katodisk beskyttelse. Dette princip er ifølge fabrikanten i stand til at køre helt kemikaliefrit, og kræver

kun ganske lidt vedligehold. Det blev dog vurderet at denne løsning muligvis ikke vil være holdbar, da

Bent Madsen fra Alfa Laval havde erfaret mange problemer med disse systemer, og at de kun er

effektive i få typer anlæg med statisk belastning. Denne påstand blev underbygget af, at der ifølge

andre fagfolk, og egen erfaring, næsten udelukkende benyttes kemikalier til korrosionsbeskyttelse

både på land og til søs, hvilket danner belæg for at løsningen ikke er holdbar.

Analyserne ligger derfor op til, at den mest optimale løsning vil være at investere i de automatiske

doseringspumper, da det ikke økonomisk vil være en stor investering, og samtidig vil optimere

kedelvandskvaliteten. Dette system er dog ikke i stand til selv at lave de nødvendig daglige blowdowns

af kedlerne, hvorfor det er nødvendigt at installere automatiske blowdown-ventiler sideløbende.

Systemet fra Spirax Sarco måler kontinuerligt på konduktiviteten i kedelvandet, og åbner automatisk

skumblowdownsventilen for at holde ledningsevnen under det indstillede set-punkt.


33 af 36

Det kan ud fra arbejdet med dette projekt konkluderes at installation af de automatiske

doseringspumper fra Silhorko kombineret med det automatiske blowdownsystem fra Spirax Sarco vil

optimere kedelvandsbehandligen om bord på Seago Antwerp, således at den optimale kvalitet af

kedelvandet opretholdes, og den personlige sikkerhed vil forbedres.


34 af 36

12 Perspektivering En helt anden måde at gribe problemformuleringen i dette projekt an på, vil være at gå den

organisatoriske retning. Det er ikke en nødvendighed at investere i et nyt anlæg, og automatisere

processen, for at få en optimal kedelvandskvalitet. En anden løsning ville være rent organisatorisk at

ændre på den afslappende kultur, eller lave faste skiftehold på skibene.

Problemstillingen bunder i den konstante udskiftning blandt personale på skibene i Mærsk flåden. Det

er ofte 3. mester om bord der har ansvaret for kedelvandsbehandlingen. Denne 3. mester vil

sandsynligvis ikke komme tilbage til samme skib igen, hvorfor der skabes en afslappende kultur

omkring diverse ansvarsområder, heriblandt også kedelvand. I Mærsk er det stort set kun top 4;

kaptajn, maskinchef, 1. mester og overstyrmand der kører med skiftehold. Grunden til at det er

problematisk at lave skiftehold ved 2. og 3. mester er, at disse stillinger i Mærsk er besat af flere

forskellige nationaliteter med forskellige overenskomster. En dansker, der er ansat til at arbejde 1:1 er

f.eks. kun om bord 2,5 måned af gangen, hvor en inder der arbejder 5:2 er om bord 5 måneder. Hvis

danskeren her bliver erstattet af en inder passer det rent logistisk ikke med at vedkommende kan

komme tilbage til samme skib. Da disse forskellige ude/hjemme-forhold ved andre nationaliteter er

ulige, er det stort set umuligt at lave skiftehold blandt 2. og 3. mestre, hvorfor det er svært at undgå at

den samme ikke vil komme tilbage til samme kedelanlæg igen. Dette vil kræve at Mærsk fremover kun

skal ansætte folk med 1:1 forhold, hvilket ikke er økonomisk holdbart.

En anden løsning vil i stedet være at ændre den afslappede kultur og få ansvarshavende til at forstå

vigtigheden i at have optimal kedelvandskvalitet. Mærsk organisationen er bygget op efter det

hierarkiske linjeprincip, hvorfor det er nødvendigt at vigtigheden ligeledes forstås øverst i hierarkiet.

Hvis maskinchefen om bord får en ordre fra sin overordnede på land om at der skal mere fokus på at

øge kedelvandskvaliteten, vil han derved uddelegere til maskinstaben, som så muligvis vil begynde at

forstå konsekvensen ved ikke at holde ordentlig vandkvalitet. Dette vil dog kræve at den

ansvarshavende modtager ekstra kurser omkring kedelvand, da det ud fra denne rapport kan

konkluderes at det er over maskinmesterniveau at vide, hvad der rent kemisk foregår i en kedel.

Denne undervisning kan eventuelt laves som e-kursus i det i forvejenværende ”Seagull”, som

indeholder obligatoriske kurser for ansatte hos Mærsk. Dette kursus skal indeholde grundlæggende

viden om de kemiske aspekter, konsekvenser ved dårligt kedelvand, påfyldningstekniker, testtekniker,

og hvad der bør gøres ved lastændringer i kedlerne.

Dette vil dog, for den ansvarshavende, kræve en del ekstra tid at sætte sig ind i, og vil rent praktisk

tage længere tid i starten da der skal tages flere hensyn, der kræves mere omhyggelighed og flere

vandanalyser. Det vil dog være et helt andet projekt at finde et løsningsforslag til hvordan ovenstående

skal implementeres, da der er mange menneskelige faktorer der spiller ind.


35 af 36

13 Bibliografi Alfa Laval, 2006. Waste oil boiler manual, Aalborg: Alfa Laval.

Andersen, I., 2013. Den skinbarlige virkelighed. 5. udgave ed. Frederiksberg: Samfundslitteratur.

Aarhus Maskinmesterskole, 2015. Google Drev. [Online]

Available at: https://drive.google.com/drive/u/0/folders/0B2kyAOX6FrjLMlJFb1M0a3lZQ0E

[Accessed 20 August 2017].

Ashland, 2010. Shipboard Water Treatment Manual, Dubling: Ashland.

Business, 2012. Massiv stigning er Mærsk-arbejdsulykker. www.Business.dk, 1(1), p. 1.

Buteman, 2009. Bute locals get glimpse of a life in lay-up. The Buteman, 2 December, 1(1), p. 1.

Drew Marine, 2003. Drewplex boiler water treatments, Boonton: Ashland.

Drew Marine, 2011. Technical Service Program, Whippany: Drew Marine.

Drew Marine, 2012. Drewplex OX, Whippany: Drew Marine.

Drew Marine, 2012. Performance boiler water treatment, Whippany: Drew Marine.

Fleetmon, 2008. Fleetmon. [Online]

Available at: https://www.fleetmon.com/vessels/seago-antwerp_9313905_29484/photos/33631/

[Accessed 12 12 2017].

International Water Treatment Maritime AS, 2006. The future of water treatment, Wollerau: Elysator

Engineering AG.

Seagull Maritime AS, 2017. Seagull. [Online]

Available at: https://www.seagull.no/

[Accessed 25 November 2017].

Topac Inc, 2002. Topac. [Online]

Available at: www.topac.com

[Accessed 7 10 2017].

Vogel, C., Juhl, C. & Maahn, E., 2001. Metallurgi for ingeniører. 9. udgave ed. København: Polyteknisk

forlag.

Volkswerft, 2007. Machinery Operating Manual. 1 ed. Stralsund: Volkswerft.


36 af 36

14 Figurliste Figur 4.1.1 – Undersøgelsesformål (Andersen, 2013) ..................................................................................................... 2

Figur 4.2.1 - Enderuds model (Andersen, 2013) ................................................................................................................ 3

Figur 4.4.1 - Mindmap over disposition (Eget arkiv) ....................................................................................................... 4

Figur 7.3.1 Prøvehane til udstødningskedel (eget arkiv) ............................................................................................ 16

Figur 7.3.2 - pH-værdi vs temperature (Topac Inc, 2002) .......................................................................................... 17

Figur 7.5.1 Tilsætning af AT (eget arkiv) ............................................................................................................................ 18

Figur 7.5.2 Kemikaliedosering på Seago Antwerp (Alfa Laval, 2006) .................................................................... 19

Figur 8.1.1 – Sandsynlighedsestimering (Seagull Maritime AS, 2017) .................................................................. 21

Figur 8.1.2 Konsekvens (Seagull Maritime AS, 2017) ................................................................................................... 21

Figur 8.1.3 Risiko profil matrix 1 (Seagull Maritime AS, 2017) ................................................................................ 22

Figur 8.1.4 Risikoprofil matrix 2 (Seagull Maritime AS, 2017) ................................................................................. 23

Figur 8.1.5 Risikoprofil Matrix 3 (Seagull Maritime AS, 2017) ................................................................................. 24

Figur 10.1.1 - AWT system (Bilag 11) .................................................................................................................................. 26

Figur 10.2.1 (International Water Treatment Maritime AS, 2006)- (Bilag 12) ................................................. 28

Kedelvandsbehandling...kedelvandsbehandling pÅ seago antwerp mogens nielsen studienr.: m14772 aams...

Documents

Transcript of Kedelvandsbehandling...kedelvandsbehandling pÅ seago antwerp mogens nielsen studienr.: m14772 aams...