WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA OBCIĄŻENIA OKRĘTOWYCH SILNIKÓW POMOCNICZYCH PODCZAS POSTOJU STATKÓW W PORTACH ASSESSMENT OF MARINE AUXILIARY ENGINES LOAD FACTOR IN PORTS Grzegorz NICEWICZ, Dariusz TARNAPOWICZ Akademia Morska w Szczecinie Streszczenie: Do obliczenia wielkości emisji zanieczyszczeń powietrza generowanych przez statki podczas postoju w porcie konieczna jest miedzy innymi znajomość współczynnika obciążenia okrętowych silników pomocniczych. Wartość tego współczynnika w raportach organizacji światowych, zajmujących się problematyką emisji spalin przez statki, określana jest głównie na podstawie wywiadów przeprowadzanych ze starszymi mechanikami na statkach. W pracy przedstawiono metodę wyznaczania tego współczynnika w oparciu o badania identyfikacyjne obciążeń okrętowych systemów elektroenergetycznych, prowadzone przez autorów. Dokonano również porównania uzyskanych w ten sposób wyników z wartościami podawanymi w raportach światowych. Słowa kluczowe: emisja zanieczyszczeń powietrza przez statki w portach, współczynnik obciążenia silników pomocniczych 1. Wprowadzenie Współczynnik obciążenia spalinowych silników okrętowych jest podstawową informacją dla obliczenia emisji przez statki zanieczyszczeń powietrza. Współczynniki obciążeń decydujące o wynikach wyliczeń emisji podawane w różnych raportach z mniejszą lub większą aproksymacją. Dla silników pomocniczych raporty głównych światowych organizacji zajmujących się emisją spalin [1, 2, 3] przedstawiają zestawienie współczynników obciążenia w zależności od rodzaju statku i trybu pracy. Zestawienia te są przygotowywane na podstawie danych z rejestrów statków oraz wywiadów przeprowadzonych z kapitanami statków, starszymi mechanikami i stacjami pilotów. Tabela 1 przedstawia zestawienie wskaźników mocy silników pomocniczych w stosunku do silników głównych oraz wskaźniki obciążenia silników pomocniczych w stanie pracy postój w porcie (opracowano na podstawie [2]).
Tabela 1. Auxiliary Engine Power Ratios and Auxiliary Engine Load Factor in hoteling mode [2] Ship Type Average Propulsion Engine (kw) Average Auxiliary Engines Power Total Engine Speed Each (kw) Power (kw) Auxiliary to Propulsion Ratio Auxiliary Engine Load Factor in hoteling mode Auto 10700 983 2850 Medium 0,266 0,24 Carrier Bulk 8000 612 1776 Medium 0,222 0,22 Carrier Container 30900 1,889 6800 Medium 0,220 0,17 Ship Passenger 39600 2,340 11000 Medium 0,278 0,64 Ship General 9300 612 1776 Medium 0,191 0,22 Cargo Miscellan 6250 580 1,680 Medium 0,269 0,22 eous RORO 11000 983 2850 Medium 0,259 0,30 Reefer 9600 975 3900 Medium 0,406 0,34 Tanker 9400 735 1985 Medium 0,211 0,67 Wyznaczone w taki sposób współczynniki obciążenia silników pomocniczych nie są zbyt precyzyjne. Wynika to przede wszystkim z braku danych empirycznych o rzeczywistych wartościach obciążenia okrętowych systemów elektroenergetycznych [4]. Dane w raportach wysyłanych przez starszych mechaników do armatorskich służb technicznych, nadzorujących eksploatację statków, są zbyt szczątkowe, o czym autorzy pisali w pracy [5]. Ponadto obciążenie okrętowych zespołów prądotwórczych odczytywane na kilowatomierzach lub stacjach graficznych systemu kontrolno-alarmowego siłowni okrętowej w centrali manewrowo-kontrolnej (CMK) nie jest równoważne z obciążeniem silników pomocniczych. Obciążenie silnika pomocniczego należy obliczyć uwzględniając współczynnik nadmiaru mocy silnika pomocniczego do mocy prądnicy oraz sprawność prądnicy. Niestety w przypadku danych gromadzonych przez towarzystwa klasyfikacyjne statków, nie zbiera się informacji na temat współczynnika sprawności prądnic, współczynnika nadmiaru mocy silników pomocniczych do mocy prądnic czy mocy samych silników pomocniczych, a jedynie wartość nominalnej mocy czynnej zespołów prądotwórczych, rozumianej jako moc czynna prądnic. Dlatego współczynnik obciążenia silników pomocniczych podawany w tabeli 1 odpowiada bardziej współczynnikowi obciążenia zespołów prądotwórczych (prądnic). W związku z tym autorzy opracowali metodę wyznaczania współczynnika obciążenia okrętowych silników pomocniczych podczas postoju w porcie dla różnego typu statków morskich w oparciu o badania identyfikacyjne obciążeń okrętowych systemów elektroenergetycznych. Opis metody i uzyskane wyniki przedstawiono w dalszej części pracy. 2. Badania identyfikacyjne obciążeń okrętowych systemów elektroenergetycznych O przyczynach podjęcia badań identyfikacyjnych obciążeń okrętowych systemów elektroenergetycznych i problemach związanych z ich prowadzeniem autorzy pisali szeroko chociażby w pracy [4]. W związku z realizacją w Akademii Morskiej w Szczecinie międzynarodowego projektu: BSR InnoShip: Baltic Sea cooperation for reducing ship and port emissions through knowledge and innovation, zaszła potrzeba wykorzystania wyników tych badań do określenia empirycznego współczynnika obciążenia okrętowych silników pomocniczych. 2
W Akademii Morskiej w Szczecinie badania identyfikacyjne obciążeń okrętowych systemów elektroenergetycznych (OSEE) prowadzone były na różnego typu jednostkach o funkcji transportowej w fazie ich eksploatacji przez zagraniczne i krajowe przedsiębiorstwa armatorskie. Badania prowadzono w latach 2002-2007 rejestrując obciążenie OSEE we wszystkich typowych dla danej jednostki stanach eksploatacji i w różnych warunkach klimatyczno-pogodowych. Analizie poddano 14 typów statków, mających tzw. jednostki siostrzane, zbudowanych w latach 1977-2005, z czego trzy w latach 1977-1980, dwie w latach 1980-1990, cztery w okresie od 1990 do 2000 roku i pięć po roku 2000. Jednostek wybudowanych przed rokiem 1977, a objętych badaniami, nie uwzględniono w niniejszej analizie, mimo iż są obecnie w dalszym ciągu eksploatowane, przyjmując, że wiek statku objętego analizą nie może przekraczać 30 lat. Jednostki zostały zbudowane w stoczniach w Bułgarii, Chinach, Francji, Japonii, Jugosławii, Korei Południowej, Niemczech, Norwegii, Polsce i Tajwanie. 14 typów statków obejmuje sześć różnej wielkości kontenerowców (7500 TEU-1100 TEU), dwa typy semikontenerowców, 3 typy masowców oraz po jednym typie drobnicowca, tankowca DP2 i chemikaliowca/produktowca. Długości całkowite statków wynoszą od 72 m do 300 m. Moc napędu głównego jednostek wynosi od 1470 kw do 69440 kw. Do napędu głównego na dziesięciu typach jednostek zastosowano silniki wolnoobrotowe, na czterech silniki średnioobrotowe. Pędnikiem w dziesięciu przypadkach jest śruba stała, w czterech śruba nastawna. Bezpośredni napęd śruby zastosowano na dziewięciu typach statku, a pośredni na pięciu, z czego czterokrotnie użyto przekładni redukcyjnej i raz sprzęgła hydrauliczno-kinetycznego. Dodatkowo jedna z jednostek ma elektryczny napęd awaryjny z wykorzystaniem prądnicy wałowej pracującej jako silnik elektryczny. Na czternaście omawianych typów jednostek aż na jedenastu zainstalowano stery strumieniowe. Najczęściej (dziewięć przypadków) stosowanym rozwiązaniem jest jeden dziobowy ster strumieniowy. Tylko na dwóch typach jednostek występują dziobowe i rufowe stery strumieniowe jeden typ kontenerowca i tankowiec DP2. Napęd sterów strumieniowych jest elektryczny na dziesięciu statkach. W jednym przypadku zastosowano ster strumieniowy z napędem hydraulicznym. Niektóre z omawianych typów statków zostały wyposażone w okrętowe urządzenia przeładunkowe, umożliwiające przeprowadzenie operacji ładunkowych w portach bez odpowiedniego zaplecza technologicznego. Ciągła rejestracja zmian obciążenia OSEE jednostek niewyposażonych w nowoczesne komputerowe systemy nadzoru pracy siłowni okrętowej jest niemożliwa. Często, nawet gdy taki system istnieje, dostęp do rejestrowanych danych jest ograniczony. W przypadku starszych systemów, niewyposażonych w dyski twarde, jak HMS 3000, bieżąca wartość obciążenia wyświetlana jest na ekranie stacji graficznej, lecz nie jest zapisywana w pamięci systemu. Systemy nadzoru z wbudowanymi dyskami twardymi nie pozwalają na kopiowanie danych z dysku bezpośrednio na nośnik wymienny z poziomu zwykłego użytkownika oficera mechanika, lecz wymagane do tego są uprawnienia serwisanta systemu, zastrzeżone hasłem. Z uwagi na fakt, że w tym samym czasie przez system alarmowo-kontrolny rejestrowanych jest szereg parametrów istotnych w procesie eksploatacji siłowni okrętowej, to nawet przy współczesnych pojemnościach dysków twardych, wolna przestrzeń dysku ulega szybkiemu zapełnieniu. W praktyce, aby uniknąć okresowej wymiany dysków, dane są automatycznie kasowane w określonych odstępach czasu. Z wymienionych wyżej względów wymagane jest zatem uproszczenie rejestracji obciążenia OSEE. Zmiany obciążenia OSEE w ciągu ustalonych godzin jako realizacje procesu stochastycznego charakteryzuje w szczególny sposób jedna wartość, a mianowicie największe zapotrzebowanie na moc występujące w ciągu danej godziny. Musi być ono zrealizowane przez podsystem wytwórczy, w przeciwnym wypadku statek transportowy jako 3
całość nie będzie mógł zrealizować wszystkich stawianych przed nim zadań. Wybór jakiejkolwiek innej pojedynczej wartości obciążenia OSEE zarejestrowanego dla rozważanych realizacji procesu stochastycznego (poza wartością najmniejszą) niesie ze sobą tylko ogólną informację na temat przebiegu zmian zapotrzebowania na moc, ponieważ traktować ją trzeba jedynie jako bieżącą wartość obciążenia. Oszacowanie natomiast chociażby wartości średniej obciążenia OSEE w ciągu ustalonej godziny na bazie kilku czy kilkudziesięciu wartości bieżących lub znajomości najmniejszej i największej wartości zapotrzebowania na moc wydaje się być obarczone zbyt dużym błędem. Wynika to z bardzo nieregularnego przebiegu zmian obciążenia dla ustalonej godziny. Wartość największego zapotrzebowania na moc w OSEE występująca w kolejnych godzinach rejsu jest zmienną losową. Takie zdefiniowanie zmiennej losowej odpowiada pojęciu obciążenia szczytowego P s w danej godzinie używanemu powszechnie w elektroenergetyce lądowej. Przyporządkowanie tej zmiennej losowej kolejnym przedziałom czasu (godzinom) określa się mianem empirycznego szeregu czasowego [6]. Wybór godziny jako przedziału czasu wydaje się być uzasadniony z kilku powodów. Przede wszystkim pozwala na prowadzenie obserwacji przez członka załogi maszynowej w sposób nie utrudniający procesu eksploatacji siłowni okrętowych i jest dość komfortowy dla obserwatora, szczególnie gdy nie istnieje możliwość korzystania z automatycznych zapisów obciążenia przez system nadzoru siłowni okrętowej. Ponadto pozwala na śledzenie i prezentację dynamiki zmian obciążenia w trakcie kolejnych godzin obserwacji oraz umożliwia przyporządkowanie następującym po sobie godzinom odpowiednich zaistniałych stanów eksploatacyjnych, mających największy wpływ na wielkość obciążenia OSEE. W stanach ustalonych w trakcie podróży morskiej, postoju w porcie bez użycia okrętowych urządzeń przeładunkowych, dryfowania, czy postoju na kotwicowisku obciążenie OSEE nie ulega dużym zmianom w kolejnych godzinach, w przeciwieństwie do stanów dynamicznych, kiedy zachodzą gwałtowne zmiany obciążenia związane z pracą sterów strumieniowych lub okrętowych urządzeń przeładunkowych i załączaniem do pracy dużych odbiorników mocy. Przedstawienie eksploatacyjnych obciążeń szczytowych OSEE w postaci empirycznego szeregu czasowego wymaga zastosowania kilku uproszczeń. Należy przyporządkować każdej ustalonej godzinie obserwacji określony stan eksploatacyjny odpowiadający zaobserwowanemu obciążeniu szczytowemu. Trzeba zatem zaokrąglać przedziały czasu trwania stanów eksploatacyjnych statków do pełnych godzin. Ze względu na to, że ścisłe granice czasowe istnienia poszczególnych stanów eksploatacyjnych są w praktyce umowne, nie skutkuje to dużymi błędami, szczególnie przy okresach obserwacji obciążeń OSEE statków objętych badaniami wynoszących kilka miesięcy, gdy liczba godzin wynosi od kilkuset do kilku tysięcy. Ponadto nie można przy rozważaniu omawianych empirycznych szeregów czasowych podawać precyzyjnie chwil załączenia i wyłączenia zespołów prądotwórczych lub prądnic wałowych z szyn głównych. Zachodzi więc również potrzeba zaokrąglenia czasu ich pracy do pełnych godzin. Przyjęta metodyka nie pozwala też na analizę zjawisk dynamicznych zachodzących w OSEE podczas synchronizacji prądnic i procesu rozdziału obciążenia pomiędzy załączanym do pracy równoległej zespołem prądotwórczym a pracującymi wcześniej zespołem lub zespołami prądotwórczymi. Do przeprowadzenia pomiarów mocy czynnej wytwarzanej przez elektrownię okrętową wykorzystywano aparaturą pomiarową będącą na wyposażeniu statku. Objęta jest ona nadzorem instytucji klasyfikacyjnych i musi spełniać narzucone wymogi. Ponadto w przypadku nowoczesnych jednostek spełnia wymagania pełnego rezerwowania pomiarów. Wartość aktualnego obciążenia zespołów prądotwórczych można na bieżąco śledzić na 4
kilowatomierzach znajdujących się w CMK, lokalnym stanowisku sterowania pracą zespołów prądotwórczych oraz na mostku. 3. Wyznaczenie współczynnika obciążenia silników pomocniczych na podstawie badań identyfikacyjnych obciążeń okrętowych systemów elektroenergetycznych Wartość obciążenia poszczególnych zespołów prądotwórczych, rozumianego jako moc czynna, mierzona na szynach głównych GTR, wyrażono ułamkiem nominalnej mocy czynnej prądnicy. Aby określić współczynnik obciążenia silnika pomocniczego, należy zatem uwzględnić sprawność prądnicy i współczynnik nadmiaru mocy silnika pomocniczego do mocy czynnej prądnicy danego zespołu prądotwórczego. W przypadku postoju w porcie statków najczęściej pracuje tylko jeden zespół prądotwórczy. Aczkolwiek w przypadku operacji ładunkowych przeprowadzanych przy użyciu okrętowych urządzeń przeładunkowych potrzebna jest współpraca równoległa dwóch zespołów prądotwórczych. Rozkłady obciążeń zespołów prądotwórczych podczas pracy samodzielnej w porcie statków objętych badaniami pokazano za pomocą wykresów ramkawąsy na rys. 1. W przypadku statków mających zespoły prądotwórcze różnej mocy na rys. 1 pokazano rozkłady obciążeń zespołów prądotwórczych dużej mocy (ZP DM), a na rys. 2 rozkłady obciążeń zespołów prądotwórczych małej mocy (ZP MM). Rys. 1. Rozkłady obciążeń zespołów prądotwórczych podczas pracy samodzielnej w porcie różnego typu statków pokazane za pomocą wykresów ramka-wąsy 5
Rys. 2. Rozkłady obciążeń zespołów prądotwórczych małej mocy podczas pracy samodzielnej w porcie pokazane za pomocą wykresów ramka-wąsy Zilustrowanie otrzymanych rozkładów obciążeń zespołów prądotwórczych wprowadzonym przez Tukeya w 1977 roku wykresem ramkowym pozwala w łatwy sposób porównywać ich miary położenia, rozproszenia oraz asymetrii, tj. wartości najmniejszej i największej, mediany oraz dolnego i górnego kwartyla. Zróżnicowanie wartości obciążenia szczytowego zespołów prądotwórczych ocenia się porównując długości czterech kolejnych odcinków określających po 25% zarejestrowanych wartości obciążenia szczytowego. O zróżnicowaniu 50% najbardziej typowych wartości obciążenia świadczy wysokość ramki wykresu, odpowiadająca rozstępowi międzykwartylowemu. Natomiast asymetrię w całym rozkładzie ocenia się porównując długości tzw. wąsów. Jeżeli górny wąs jest dłuższy od wąsa dolnego, to rozkład charakteryzuje się asymetrią prawostronną i analogicznie, jeżeli dolny wąs jest dłuższy od górnego to rozkład ma asymetrię lewostronną. Analizując położenie mediany ocenia się asymetrię wśród 50% najbardziej typowych wartości obciążenia szczytowego. Jeżeli mediana położona jest bliżej górnego (trzeciego) kwartyla, reprezentowanego na wykresie przez górny bok ramki, to rozkład obciążeń szczytowych w części środkowej jest asymetryczny lewostronnie i przez analogię, jeżeli mediana jest położona bliżej dolnego (pierwszego kwartyla), reprezentowanego na wykresie przez dolny bok ramki, to rozkład obciążeń szczytowych w części środkowej jest asymetryczny prawostronnie. Przedstawione na rys. 1 i 2 rozkłady obciążeń szczytowych zespołów prądotwórczych stanowią podstawę do analizy obciążenia silników pomocniczych omówionej w dalszej części pracy. Wartości liczbowe statystyk poszczególnych rozkładów zestawiono w tabeli 2, a dla zespołów prądotwórczych małej mocy w tabeli 3. 6
Tabela 2. Wartości liczbowe statystyk rozkładów obciążeń zespołów prądotwórczych statków przy pracy samodzielnej w porcie Typ Obciążenie ZP przy pracy samodzielnej w porcie statk u średnia mediana odchylenie standardowe minimum maksimum _25% _75% liczba obserwacji I 0,372571429 0,36 0,037851648 0,34 0,46 0,34 0,42 105 II 0,628958785 0,62 0,0594814589 0,51 0,75 0,6 0,68 461 III 0,589751381 0,59 0,0593472719 0,45 0,73 0,59 0,59 362 IV 0,496153846 0,5 0,0678894274 0,36 0,64 0,47 0,53 13 V 0,657597403 0,65 0,118476468 0,48 0,91 0,55 0,76 154 VI 0,352734478 0,33 0,124891352 0,16 0,67 0,26 0,44 2271 VII 0,559751037 0,56 0,0481795348 0,49 0,72 0,53 0,58 723 VIII 0,534683794 0,53 0,0451268708 0,4 0,63 0,5 0,56 506 IX 0,360070671 0,37 0,0241308077 0,22 0,37 0,35 0,37 566 X 0,368217822 0,39 0,0558103223 0,29 0,44 0,29 0,42 101 XI 0,60587013 0,63 0,134031378 0,41 0,88 0,47 0,69 385 XII 0,433043478 0,42 0,114816206 0,29 0,63 0,38 0,58 115 XIII 0,570275862 0,56 0,0449674212 0,51 0,69 0,54 0,58 290 XIV 0,484736842 0,48 0,00512989176 0,48 0,49 0,48 0,49 19 Tabela 3. Wartości liczbowe statystyk rozkładów obciążeń zespołów prądotwórczych małej mocy (ZP MM) statków przy pracy samodzielnej w porcie Typ Obciążenie ZP MM przy pracy samodzielnej w porcie statku średnia mediana odchylenie standardowe minimum maksimum _25% _75% liczba obserwacji I 0,604823944 0,62 0,075277841 0,43 0,78 0,59 0,64 284 II 0,594034335 0,57 0,0676644779 0,53 0,69 0,53 0,69 233 Podsystemy wytwórcze OSEE statków objętych badaniami różnią się znacznie nadwyżką mocy silnika pomocniczego do nominalnej mocy czynnej prądnicy niezależnych zespołów prądotwórczych. Współczynniki nadwyżki mocy (α NM ) wynoszą od 1,05 do 1,62. Najmniejsze wartości współczynników odnotowano na statkach budowanych po roku 2000. Szczegółowe zestawienie wartości współczynników nadmiaru mocy zestawiono w tabeli 4. W przypadku, gdy w podsystemie wytwórczym zainstalowano zespoły prądotwórcze o różnej mocy, w tabeli 4 podano odpowiednio więcej niż jedną wartość współczynnika. W celu wyznaczenia współczynnika obciążenia silników pomocniczych należy zatem uwzględnić sprawność prądnicy oraz współczynnik nadmiaru mocy silnika pomocniczego do nominalnej mocy czynnej prądnicy. Wymaga to znajomości danych technicznych silników pomocniczych i prądnic zespołów prądotwórczych. Przyjmując za [7] sprawność prądnic na poziomie ƞ G =0,95 współczynnik obciążenia silników pomocniczych wyraża się wzorem:, (1) gdzie: współczynnik obciążenia silnika pomocniczego, LF AE LF GS współczynnik obciążenia zespołu prądotwórczego (prądnicy), ƞ G sprawność prądnicy (0,95), α NM współczynnik nadmiaru mocy silnika pomocniczego do prądnicy. 7
Tabela 4. Wartości współczynników nadmiaru mocy (α NM ) silników pomocniczych do mocy czynnej prądnic zespołów prądotwórczych na statkach objętych badaniami identyfikacyjnymi obciążeń OSEE Typ statku Rok budowy Współczynnik nadmiaru mocy silników pomocniczych do mocy czynnej prądnic ZP I - kontenerowiec 7500 TEU 2004 1,05 1,05 II - kontenerowiec 7500 TEU 2005 1,05 1,05 III - kontenerowiec 5500 TEU 1999 1,40 IV - kontenerowiec 3050 TEU 2001 1,05 V - kontenerowiec 2200 TEU 2003 1,06 VI - kontenerowiec 1100 TEU 1982 1,21 VII - semikontenerowiec 1986 1,62 VIII - semikontenerowiec 1979 1,25 IX - masowiec 1993 1,60 X - masowiec 2003 1,10 XI - masowiec 2000 1,09 XII - drobnicowiec 1979 1,46 XIII tankowiec DP2 1993 1,07 XIV chemikaliowiec / produktowiec 1979 1,11 1,26 Jako współczynnik obciążenia zespołu prądotwórczego (prądnicy) LF GS proponuje się przyjąć wartość średniej lub mediany rozkładów empirycznych obciążeń poszczególnych zespołów prądotwórczych statków podczas postoju w porcie. Korzystając ze wzoru (1) można wówczas obliczyć wartości współczynnika obciążenia silników pomocniczych. Wartości tak rozumianego empirycznego współczynnika obciążenia silników pomocniczych przedstawiono w tabeli 5 i 6. Tabela 5. Wartości współczynnika obciążenia silników pomocniczych statków w porcie Współczynnik obciążenia silników pomocniczych porcie LF AE Typ statku średnia mediana I - kontenerowiec 7500 TEU 0,374 0,361 II - kontenerowiec 7500 TEU 0,631 0,622 III - kontenerowiec 5500 TEU 0,443 0,444 IV - kontenerowiec 3050 TEU 0,497 0,501 V - kontenerowiec 2200 TEU 0,653 0,645 VI - kontenerowiec 1100 TEU 0,307 0,287 VII - semikontenerowiec 0,364 0,364 VIII - semikontenerowiec 0,450 0,446 IX - masowiec 0,237 0,243 X - masowiec 0,352 0,373 XI - masowiec 0,585 0,608 XII - drobnicowiec 0,312 0,303 XIII tankowiec DP2 0,561 0,551 XIV chemikaliowiec / produktowiec 0,460 0,455 8
Tabela 6. Wartości współczynnika obciążenia silników pomocniczych małej mocy statków w porcie Współczynnik obciążenia ZP przy pracy samodzielnej w porcie LF AE Typ statku średnia mediana I - kontenerowiec 7500 TEU 0,606 0,622 II - kontenerowiec 7500 TEU 0,596 0,571 W przypadku niewielkich wartości współczynnika nadmiaru mocy α NM (1,05 1,10), czyli kiedy moc silników spalinowych dobierana była dość dokładnie do mocy znamionowej prądnic w elektrowniach okrętowych i przy sprawnościach prądnic na poziomie 0,95 można przyjąć, że obciążenie silnika spalinowego jest równe obciążeniu prądnicy. Jeżeli chcemy wyrazić współczynnik obciążenia silnika spalinowego w procentach jego mocy nominalnej, to wzór (1) przyjmuje postać: 100%, (2) a wartości współczynnika podane w tabelach 5 i 6 należy pomnożyć przez 100. 4. Podsumowanie Przedstawione w tabeli 5 i 6 wartości współczynników obciążenia silników pomocniczych w porcie statków objętych badaniami identyfikacyjnymi obciążeń okrętowych systemów elektroenergetycznych są wyższe od wartości podanych w tabeli 1. Należy jednak pamiętać, że wartości podane w tabeli 1 są opracowane statystycznie dla wielu podobnych jednostek, natomiast dane w tabelach 5 i 6 dotyczą konkretnych pojedynczych statków lub statków siostrzanych. Współczynniki te mogą być wyższe z powodu korzystania w portach z okrętowych urządzeń przeładunkowych, w które była wyposażona część jednostek objętych badaniami. Zaproponowana w pracy metoda wyznaczania współczynników obciążenia silników pomocniczych w portach jest na pewno bardziej wiarygodna, niż metody gromadzenia danych oparte na wywiadach ze starszymi mechanikami. W dłuższej perspektywie czasowej dostęp do danych o obciążeniach zespołów prądotwórczych będzie ułatwiony przy wykorzystaniu powszechnej już na statkach łączności satelitarnej i komputerowych systemach nadzoru nad pracą siłowni okrętowej, w tym również nad elektrownią okrętową. Przy wprowadzeniu odpowiednich przepisów administracyjnych, władze portowe mogłyby automatycznie otrzymywać dane ze statków o obciążeniach zespołów prądotwórczych podczas postoju w porcie i zużyciu paliwa, a przy znajomości sprawności prądnic i współczynników nadmiaru mocy silników pomocniczych do prądnic precyzyjnie określać obciążenie pracujących silników pomocniczych i wielkość emisji zanieczyszczeń powietrza przez nie generowanych. 5. LITERATURA [1] European Commission: Quantification of emissions from ships associated with ship movements between ports in the European Community. Final Report. Entec UK Limited. July 2002. [2] U.S. Environmental Protection Agency: Current Methodologies in Preparing Mobile Source Port-Related Emission Inventories. Final Report. Prepared by IFC INTERNATIONAL. April 2009. [3] Dalsøren S. B., Eide M.S., Endresen Ø., Mjelde A., Gravir G., Isaksen I.S.A.: Update on emissions and environmental impacts from the international fleet of ships. The contribution from major ship types and ports. Atmospheric Chemistry and Physics Discussions (ACPD). 8, 2008. s. 18323 18384. 9
[4] Matuszak Z., Nicewicz G.: Assessment of Hitherto Existing Identification Tests of Marine Electric Power Systems Loads. Polish Journal of Environmental Studies. Vol. 18, No. 2A (2009). HARD Publishing Company. Olsztyn 2009. s. 110-116. [5] Matuszak Z., Nicewicz G.: Ocena obciążeń okrętowych systemów elektroenergetycznych na podstawie danych eksploatacyjnych w dokumentach okrętowych. SYSTEMS Journal of Transdisciplinary Systems Science. Vol. 13, Special Issue 2/2 2008. s. 34-39. [6] Matuszak Z., Nicewicz G.: Wykorzystanie szeregów czasowych do analizy obciążeń izolowanych systemów elektroenergetycznych. Ekonomika i Organizacja Przedsiębiorstwa. Nr 6(701), Czerwiec 2008. s. 92. [7] Cichy, M., Kowalski, Z., Maksimow, J.I., Roszczyk, S.: Statyczne i dynamiczne własności okrętowych zespołów prądotwórczych. Wydawnictwo Morskie. Gdańsk 1976. 10