Lic i sjöfartsvetenskap: Fredrik Ahlgren

Titel: Waste Heat Recovery in a Cruise Vessel
Ämne: Sjöfartsvetenskap
Fakultet: Fakulteten för teknik
Datum: Torsdagen den 2 juni 2016 kl 11.00
Plats: Fullriggaren (B135), Sjöfartshögskolan, Landgången 4, Kalmar
Opponent: Professor Aykut I Ölcer, World Maritime University, Malmö
Examinator: Lektor Carl Hult, Sjöfartshögskolan, Linnéuniversitetet
Handledare: Docent Marcus Thern, Lunds Tekniska Högskola
Ordförande: Professor Kjell Larsson, Sjöfartshögskolan, Linnéuniversitetet

Abstract

Engelsk

In three studies of a cruise ship the author has investigated waste heat recovery (WHR) from exhaust gases using an organic Rankine cycle (ORC), and also mapped the energy and exergy flows within the ship.

Data were collected from the ship's machinery system for a total extent of one year, and this data were used for simulations and energy calculations. An off-design analysis was made and an ORC was simulated and optimised with regards to the ship's operating conditions. The ORC working fluid was optimised in terms for maximum electrical production in the off-design condition. The off-design analysis showed that the ship speed and power consumption was far from its original design.

The results indicate that there is a potential for significant savings by using an organic Rankine cycle for waste heat recovery. The energy and exergy analysis gave a better understanding of the energy flows and showed that the single largest exergy destruction occurs in the ship's diesel engines.

Svensk

Genom tre studier på ett kryssningsfartyg har dess energi- och exergiflöden kartlagts samt en optimering av en möjlig elproduktion från avgasvärmen med hjälp av en organisk Rankinecykel (ORC) genomförts.

Loggad data under en tidsperiod på ett år samlades in från fartygets maskinsystem och användes som grund för både simuleringar och energiberäkningar. ORC:n optimerades efter fartygets verkliga driftsprofil och därefter genomfördes en off-design-analys, vilken visade att fartygets fartprofil och kraftproduktion skiljde sig markant från fartygets designområde.

Resultaten indikerar att det finns en potential för signifikanta besparingar med användning av en ORC för återvinning av spillvärmen från avgaserna. Analysen av fartygets energi- och exergiflöden ger en bättre insikt i hur förlusterna ser ut på ett komplext energisystem och visade bland annat att den största exergiförstöringen sker i fartygets dieselmotorer.