Integratie van bescherming tegen katalysatorfijn

Katalytische fijnstoffen blijven een grote bedreiging voor scheepsmotoren, en komen in nog hogere concentraties voor sinds de overstap naar laagzwavelige brandstoffen. Tegelijkertijd zijn er nieuwe variabelen in de brandstofmix gekomen, zoals mengsels van laagzwavelige brandstoffen met biobrandstoffen. Om scheepsmotoren te beschermen, moeten reders en operators omgaan met de toegenomen complexiteit, wat meer vereist dan alleen geavanceerde apparatuur. Het vraagt om gedegen kennis van brandstofbeheer, brandstofleidingsontwerp en operationele best practices.

De brandstofleiding als geheel bekijken

Bij het gebruik van olie als brandstof is het verwijderen van verontreinigingen voordat de brandstof de motor bereikt een van de belangrijkste taken van de brandstofleiding. Hoewel de meeste last bij de separators ligt, hangt maximale bescherming af van meerdere componenten:

• Bezinktanks
  Na bunkeren wordt er voldoende olie uit de opslagtank in de bezinktank(en) gepompt om 24–48 uur werking te ondersteunen. Zoals de naam al aangeeft, zullen grotere katalytische fijnstoffen en een hoeveelheid water daar met behulp van zwaartekracht bezinken. Maar bezinken alleen is lang niet genoeg om de motor te beschermen, en ruwe zee kan bezonken verontreinigingen verder de brandstofleiding in sturen.
• Separators
  Separators (ook wel purifiers genoemd) zijn de primaire verdediging tegen katalytische fijnstoffen. Met behulp van centrifugale kracht verwijderen ze niet alleen katalytische fijnstoffen maar ook water en andere verontreinigingen – zoals asfaltene slib – voordat de brandstof de servicetank of dagtank binnenkomt. Brandstofdichtheid, viscositeit, temperatuur en toevoerstroom zijn allemaal cruciale factoren voor de prestaties van separators. De huidige brandstofeigenschappen zijn echter minder homogeen dan ooit, vooral wanneer biobrandstoffen worden bijgemengd.
• Brandstofvoorzieningssystemen
  Brandstofvoorzieningssystemen (ook wel boosters of fuel conditioning systems genoemd) voeren de laatste verwerking van de brandstof uit voordat deze de motor binnengaat. Gezien de complexere brandstofeigenschappen van vandaag hebben ze geavanceerde automatisering nodig om de juiste brandstoftemperatuur, viscositeit en druk voor injectie te garanderen. Daarnaast bieden ze een fijne filtratiestap – een cruciale laatste verdedigingslinie tegen katalytische fijnstoffen.
• Debietregelsystemen
  Automatische debietregeling is een onderbenutte tool die zowel de verwijdering van katalytische fijnstoffen als de energie-efficiëntie verbetert. Aangezien slow steaming tegenwoordig de norm is op de meeste schepen, hoeven maar weinig separators op 100% capaciteit te draaien. Debietregelsystemen zoals Alfa Laval FlowSync synchroniseren continu de toevoerstroom naar de separator met het werkelijke brandstofverbruik van de motor, wat de scheidingsprestaties optimaliseert en het energiegebruik minimaliseert.

Een weloverwogen keuze maken voor separators

Aangezien separators de belangrijkste verdediging zijn tegen katalytische fijnstoffen, zijn hun dimensionering en prestaties cruciaal. Separators kunnen afzonderlijk of parallel draaien. Maar om katalytische fijnstoffen effectief te verwijderen, moeten ze voldoende reinigingscapaciteit hebben voor de beoogde doorstroming. Het laten meten en valideren van hun prestaties door een derde partij maakt het eenvoudiger om separators van verschillende fabrikanten te vergelijken.

De Certified Flow Rate (CFR) voor separators werd in 2005 geïntroduceerd via een workshopovereenkomst. CFR-tests maken gebruik van bolvormige deeltjes van 5 micron, die in olie worden gemengd om katalytische fijnstoffen te simuleren. De CFR op het certificaat van een separator is het debiet waarbij 85% van de deeltjes wordt verwijderd bij normale behandelingsviscositeit.

De oorspronkelijke workshopovereenkomst, CWA15375:2005, verliep in 2014. Maar de testprocedure is in gebruik gebleven vanwege de waardevolle transparantie die het biedt. In 2022 werd uiteindelijk een verbeterde norm uitgebracht: EN 17763:2022. In tegenstelling tot de oorspronkelijke overeenkomst, die toestond dat afzonderlijke testresultaten werden opgeschaald naar meerdere separatorformaten, vereist de huidige CFR-norm dat elke maat binnen een separatorreeks wordt getest.

Een geïntegreerd brandstofleidingsysteem creëren

Hoewel de dimensionering van separators van cruciaal belang is, is er veel meer nodig voor succes van de brandstofleiding in het huidige brandstoflandschap. Naast onvoorspelbare niveaus van katalytische fijnstoffen hebben variaties in brandstofviscositeit, smering en temperatuur grote gevolgen voor veilige en betrouwbare werking. Maximale motorbescherming hangt niet alleen af van meerdere componenten, maar ook van interacties door de hele brandstofleiding.

Het is daarom belangrijk om commodity-denken te vermijden. Separators moeten worden gezien als onderdeel van het bredere systeem, aangevuld met goed ingestelde bezinktanks, geavanceerde fuel conditioning en automatische debietregeling. De gehele brandstofleiding moet als geheel worden beschouwd, waarbij elke component bijdraagt aan de algemene doelstellingen.

Meer dan alles moeten reders en scheepsontwerpers het voortouw nemen bij beslissingen die verband houden met motorbescherming. Het specificeren van de gehele brandstofleiding is veel beter dan het overlaten van individuele keuzes aan de scheepswerf.

Menselijke expertise is even belangrijk

Ongeacht hoe goed de brandstofleiding is ontworpen, zijn deskundige bemanningen ook nodig om de motor te beschermen. De uiteenlopende brandstofscenario’s van vandaag vragen om diepere kennis en nog grotere waakzaamheid:

• Testen en monitoren
  Operators moeten zich bewust zijn van mogelijke brandstofgevaren, waaronder de aanzienlijk hogere niveaus van katalytische fijnstoffen van vandaag, maar ook stabiliteits-, incompatibiliteits- en degradatierisico’s – vooral wanneer biobrandstoffen in het spel zijn. Labtesten zijn de gouden standaard, maar bemanningen zouden ook zoveel mogelijk aan boord moeten testen en monitoren. Hoe beter ze de gebunkerde brandstof begrijpen, hoe kleiner het risico op incidenten zal zijn.
• Schade herkennen
  Naast het opsporen van problemen met de brandstof zelf, moet de bemanning alert zijn op vroege waarschuwingssignalen van schade aan de apparatuur. Lagere druk, cartervervuiling en dalingen in motorprestaties kunnen allemaal indicatoren zijn dat er ernstige schade optreedt. Door onmiddellijk te reageren, kunnen operators verdere schade en kosten beperken.
• Onderhoud en service
  Een goede werking van brandstofleidingsapparatuur hangt af van goed onderhoud en zorg. Periodieke reiniging van tanks, bijvoorbeeld, zorgt ervoor dat bezonken katalytische fijnstoffen niet opnieuw in de brandstofstroom terechtkomen. Evenzo moet de bemanning de vereiste regelmatige inspecties en onderhoud van de apparatuur uitvoeren. Hoewel de geselecteerde apparatuur eenvoudig te onderhouden moet zijn, is kennis nog steeds nodig – samen met wereldwijde toegang tot bekwame servicetechnici wanneer problemen de expertise van de bemanning overstijgen.

Dit alles maakt effectieve trainingsprogramma’s belangrijker dan ooit. Zoals de International Chamber of Shipping aangaf in een onderzoek uit 2021, kampt de sector wereldwijd met een tekort aan bekwame bemanningen. Technische vlootprogramma’s om motoren en apparatuur te beheren moeten worden ondersteund door daadwerkelijke kennis bij degenen aan boord.

Simpel gezegd, een holistische, geïntegreerde benadering van de brandstofleiding en bescherming tegen katalytische fijnstoffen omvat zowel de bemanning als de apparatuur.