Welchen Motor für Welches Schiff ??!??

HerrHeinz · 04 Juni 2009, 23:20:35

Guten Tag,

ich bin ein sehr Schiffsinteressierter Mensch. Naja zur Zeit noch Abiturient und würde gerne nach meinem Abitur Richtung Schiffbau, Schiffsmaschinenbau, Schiffsanlagenbau studieren wollen. Auf jeden Fall bilde ich mich immer fleißig in meiner Freizeit fort und habe letztens eine sehr interessante Doku über Hauptantriebsanlagen, Hilfsgeneratoren u.s.w. bei Schiffen gesehen. Naja leider hat aber auch genau diese Doku sehr viele Fragen bei mir aufgeworfen, die ich jetzt mal versuchen werde hier zu schildern:

Mich interessiert es, wodran man es festmacht welches Schiff (Schiffstyp), welche Hauptantriebsanlage bekommen soll. Benutzt man jetzt generell für alle Containerschiffe einen Langsamläufer und für Passagierschiffe Schnellläufer? Was haben Bulker und was spielt die Größe und Aufgabe eines Schiffes dabei als Rolle? Was muss man beim Hilfsbetrieb beachten? Muss man bei den Stromgeneratoren beachten ob das Schiff auch viel Strom zum Arbeiten braucht, wenn die Hauptmaschine aus ist? Spielt es eine Rolle, ob das Schiff weltweit oder nur im Binnenverkehr unterwegs ist.
Ich hoffe man kann meine Fragenabsicht einigermaßen erkennen und vielleicht weiß der eine oder andere etwas dazu. VIELEN VIELEN Dank im vorraus schon!

t-geronimo · 04 Juni 2009, 23:24:36

Hast Du hier schon mal reingeschaut?

http://forum-marinearchiv.de/smf/index.php/board,233.0.html

Da steht einiges zu Antrieben drin.

TD · 04 Juni 2009, 23:35:41

Hallo,

wie ja wohl langsam bekann tist bin ich ja Maschinentechisch eine Null.

Aber !

Ich hoffe in einigen Tagen einen lieben Zufallsbekannten soweit zu haben das er hier für solche Fragen z. V. steht.

War 20 Jahre lt. Ing, II und I. Offizier auf teils sehr großen Schiffen bis hin zum riesigen Tanker BONN, also kann auf jeden Fall zu solchen und wie ich weiß vielen anderen Sachen
etwas schreiben.

Gruß

Theo

HerrHeinz · 06 Juni 2009, 21:25:16

vielen dank euch!

habe auch was interessantes gefundne was mir weiterhilft. lediglich zum aspekt mit den Hilfsbetrieb habe ich nichts gefunden. vielleicht weiß da ja noch der eine oder andere was...

gruß herr heinz

Captain Hans · 06 Juni 2009, 23:45:52

Hallo Herr Heinz

Für den Hilfsbetrieb (Generatoren) werden meistens Mittelschnellläufer genommen bei manchen Schiffen auch Turbinen.
6 bis 12 Zyl, 2 - 6 Maschinen je nach Größe des Schiffes.
Die Größe der einzelnen Maschinen hängt von der elektrischen Gesamtkapazität des Schiffes ab.
Je nach Bedarf werden Generatoren zu geschaltet. Sie erzeugen 380 Volt Drehstrom müssen also beim
Zuschalten synchronisiert werden.

Mittelschnelläufer werden auch als Generatoren bei Diesel /Elektroschiffe zur Erzeugung der Stromversorgung
für die elektrischen Hauptantriebe. (wie z.B.: AZIPODS, SSPs, Thruster usw) eingesetzt
Hierbei dienen die Generatoren für der Hauptantrieb sowie für den Hilfsbetrieb

Bei sehr großen Schiffen werden fast nur Langsamlaufer oder eben Turbinen eingesetzt.

Mittelschnelläufer können auch bei kleineren ( ca. bis 30 000 dwt) Schiffen als Hauptantrieb dienen, werden dann mit Getrieben auf die Welle umgesetzt
Manchmal auch 2 Motoren auf eine Welle.
Generell auf Schiffen wo nur geringerer Platz für den Maschinenraum ist, werden Mittelschnellläufer eingesetzt.
Des öfteren auf RoRo Fähren, da dort in der Mitte kein großer Maschinenraum eingebaut werden kann.
Bei diesen Schiffen hat man oft auf jeder Seite getrennte Maschinenräume.

sollten sie weitere Fragen haben, helfe ich ihnen gerne, soweit ich das Kann

Bitte schauen Sie auch den folgenden Beitrag hier im Forum an

http://forum-marinearchiv.de/smf/index.php/topic,8929.0.html

Beste Grüße

Kapt. Hans

HerrHeinz · 07 Juni 2009, 20:58:47

Guten Tag Kapt. Hans,

vielen Dank für deinen Beitrag. Ich habe die Einträge sorgfälltig gelesen und muss auch zugeben, dass ich zum Verständniss es mehrmals lesen musste. Aber Dank dem lieben Onkel Google habe ich nun fast alles verstanden. Danke nochmal!

Zur Sicherheit fasse ich es nochmal zusammen:

Bsp. Ein Reeder plant einen Neubau eines Bulkcarriers (z.B. Kohle oder Erz). Be- und Entladen von Land. Für einen weltweiten Einsatz muss man sich jetzt ja überlegen welche Hauptantriebsanlage und welchen Hilfsbetrieb gebraucht würde.

1. Hauptmaschine: Langsamläufer, begründung ist: - sehr geringe Ausfallquote und wartung ist gut für den
weltweiteneinsatz!
- hohe leistungen für ein großes, schwerbeladenes und sehr
fülliges Schiff (von der bauweise her)
- geringere Brennstoffkosten da Möglichkeit besteht komplett
mit HFO zu fahren.
- hoher wirkungsgrad (bis zu 58%...Pkw bei ca. 20 bis 30%)
- Negative sachen wie, hohes Gewicht,schwere vibrationen,
langsamer start/stop/rückwärtsvorgang sind bei solch einen
schiff nicht annähernd so schlimm, wie die vorteile sehr positiv sind.

2. Hilsbetrieb: einen (kleinen) wellengenerator für die stromversorgung der elektrischen geräte und zum leben der crew. Für den sonstigen betrieb keine größeren hilfsbetriebe, da laden/löschen von land aus geschieht.

ich hoffe ich konnte es einigermaßen gut und richtig wiedergeben. Bei einem Kontainerschiff oder Tanker stelle ich es mir ebenfalls gleich vor. stimmt das?

Aber wie sieht das ganze bei einem großen Passagierschiff aus? ich habe gelesen wegen der größe muss man selbst an sachen denken wie: Verwendung von Hochspannung(6000 bis 12000V) um einen kleinen kabelquerschnitt zu erreichen.macht dies schon soviel aus bei einem solchen schiff? oder gibt es andere gründe dafür? habe nur mal gehört der POD-Antrieb wäre auch ein grund dafür.

Habe mich auch hineingelesen im bereich des drehstromes mit den phasenverschiebungen (Schein, Wirk, blind), hat da noch einer ahnung auf was man alles achten muss bei der benutzung eines drehstrommotores?...nach welcher stromart muss man nun solch einen motor absichern? und andere wichtige sachen zur beachtung des drehstromes im Schiff.

Nochmal an alle, vielen dank!!!!

Captain Hans · 07 Juni 2009, 23:00:09

Hallo Herr Heinz

Noch nicht ganz richtig.
Frachtschiffe haben immer Hilfsdiesel zur Stromerzeugung. Der Wellengenerator wird nur auf See zugeschaltet um den teureren Diesel für die
Hilfsgeneratoren zu sparen. Dies ist besonders bei Schiffen, die viele Kühlcontainer oder Kühlladung haben, da man hierfür jede Menge Strom braucht.
Wellengeneratoren gibt es nicht auf allen Schiffen.

Die Hilfsdiesel laufen natürlich auch im Hafenbetrieb. Man braucht den Strom für Pumpen, Licht, Decksbeleuchtung, Küche, manche Kräne und Winden, Hydrauliken
usw.
Die Leistung der Generatoren hängt natürlich vom Schiffstyp ab und kann von 200 KW bis 4500 KW und mehr pro Generator liegen. Aus Sicherheitsgründen sind immer mindestens 2 vorhanden aber oft 6 oder 8 Stück. Je nach Strombedarf werden nun Generatoren zugeschaltet. Sinkt der Strombedarf und es laufen zu viele Generatoren
muß der Strom vernichtet werden d.h. es würde unsinnig Brennstoff kosten.
Heute erfolgt das Zu- und Abschalten der Agregate voll automatisch über riesige Schaltschränke. Kann aber aus Sicherheitsgründen auch manuell vorgenommen werden.
Auch die Synchronisation erfolgt voll automatisch.

Für den Fall, daß alles ausfällt (Black Out) muß jedes Schiff einen Notstromgenerator haben. Dieser versorgt die Rudermaschine, sämtliche Navigationsgeräte inkl. Kreiselkompass, die Notbeleuchtung, Funkanlagen und Positionslichter und manchmal auch die Frischwasserpumpe.
Dieser Diesel hat einen separaten Tank, der genügend Brennstoff für mind. 48 Stunden haben muß.
Fällt dieser auch aus, springen die Notbatterien an, die die Navigationsgeräte, Funkanlagen und die Notbeleuchtung im Schiff versorgen. Die Notbatterien sind fast immer auf dem Peildeck gelagert und müssen 1 mal wöchentlich überprüft bzw. gewartet werden.
Bei Feuer gibt es auch ein oder zwei Diesel für die Notfeuerlöschpumpen, diese sind meistens in einem separaten Raum unter der Back untergebracht.
Dies sind international Vorschriften und sind bei jedem Schiff vorhanden.

Ein großer Tanker, Bulkcarrier oder auch Containerfrachter hat einen Strombedarf einer mittleren Kleinstadt.

Um Drehstrom in seiner Komplixität zu erklären bedarf es einer sehr langen Ausführung und würde den Rahmen dieses Forums sprengen.
Grundsätzlich hat Drehstrom 3 Phasen und meistens 380 Volt (in einigen Ländern aber auch 400 Volt), man kann dann dort 120, 240 oder die vollen 380 Volt abgreifen.
Drehstrom ist wichtig für die industriellen E-Motoren, die besonders beim Startvorgang bei 2 Phasenstrom bis zum 50 fachen ihrer Leistung aufnehmen, dies reduziert der der Drehstrom gewaltig. Alle gößeren Agregate im Maschinenraum laufen auf 380 Volt wie z.B: Kühlwasserpumpen, Separatoren, Evaporater, Kompressoren usw.

Kommen wir nun zu ihrer letzten Frage über 10 - 12000 Volt auf einem Passagierschiff.
In vielen Fällen handelt es sich bei heutigen Passagierschiffen um Diesel/Elektroschiffe.
d. h. der Hauptantrieb ist ein oder mehere riesige E-Motoren, die samt Propeller unter dem Schiff sitzen und komplett um 360 Grad gedreht werden können.
Diese Systeme heißen z.B.: Azipods (ABB) oder SSP (Siemens). Solche Systeme können gewaltige Leistungen von 6 MW bis zu 22 MW haben.
Durch das Drehen der Motoren inkl. ein oder 2 Propeller kann das Schiff damit gesteuert werden und benötigt also auch keine Ruderanlage.
Diese Antriebe werden sehr oft heute auf Fähren und Passagierschiffen verwendet,
Manche Fähren haben sogar 4 solcher Systeme die einzeln oder in Gruppen synchronisiert per Joy-stick gefahren werden können.
Diese Schiffe können auf der Stelle drehen und natürlich auf den cm genau manövrieren. Manche Passagierschiffe haben noch zusätzliche Bow- und Heckthruster, die
manchmal selbst bis 12 000 PS haben können.
Diese Schiffe können natürlich auch feststehende Motoren am Heck haben.
Diese Art der Antriebe wird gewählt wegen ihrer hohen Manövrierfähigkeit und dem wesentlichen geringeren Raumbedarf für die Antriebsanlage.
Diese Systeme sind aber sehr teuer und bei Hauptmotoren Ausfall muß das ganze Schiff gedockt werden.

Grundsätzlich sind sie wie folgt ausgestattet.:

z.B.: eine Fähre, 12 Diesel für Generatoren, die wahlweise für den Hauptantrieb sowie für die allgemeine Stromversorgung zugeschaltete werden können.
Ein weiterer Vorteil ist bei diesem System, daß immer ein Hifsdiesel gewartet werden kann und auf den Flurplatten liegt ohne , daß das Schiff in die Werft
muß.Bei Ausfall meherer Generatoren kann das Schiff immer noch mit langsamer Fahrt weiterfahren.

In diesem Bereich gibt es unendlich viele Varianten, zu viele um sie hier alle darzustellen.

Mit der Zeit werde ich unter meinem Sub-Board alle diese Typen vorstellen und etwas genauer erklären.

Bei Tankern und anderen sehr großen Schiffen wählt man meistens Langsamläufer aus Kostengründen, großer Wartungsfreiheit und wegen der langen Laufzeiten auf See.
So ist bei diesen Schiffen auf großen langen Seetörns die Manöverierfähigkeit uninteressant, es ist aber keine Seltenheit, daß diese Schiffe 20 Tage unter Volllast fahren.
Im Hafen brauchen sie natürlich Schlepperhilfe zum Manövrieren.

Große Schiffe könne auch mit Dampfturbinen angetrieben werden d.h. diese Schiffe haben auch Dampfturbinen Generatoren aber immer zusätzlich auch paar Diesel getriebene Generatoren.
Oft werden auch Gasturbinengeneratoren eingesetzt. Der bekannteste Hersteller für solche Agregate ist General Electric, USA.

Ich hoffe dieses beantwortet ihre Fragen.

Ich wünsche Ihnen ein interessantes Studium und wenn sie Schiffbau, oder Schiffsmaschinenkunde studieren wollen, rate ich ihnen vor allen Dingen
bei Physik aufzupassen.

viel Spaß beim Lernen

Beste Grüße

Kapt. Hans

HerrHeinz · 18 Juni 2009, 21:07:41

Vielen Dank für die bisherigen Informationen.
Während meiner Recherche bin ich auf weiter Fragen gestoßen.Ich würde mich sehr freuen,wenn auch diese so gut und verständlich,wie bisher,eine Erklärung finden.
1.Gibt es große Unterschiede in der Abgasbilanz der einzelnen Motorenarten (4-Takter, 2- Takter)und wovon würden diese Unterschiede abhängen?
2. Habe ich es richtig verstanden,dass Wendegetriebe der Drehrichtungsumkehrung dienen?Wenn ja,wieso setzt man diese nur bei Mittelschnell-Läufern ein und nicht bei Langsam-Läufern.Wobei man mit diesem Getriebe das umständliche Umkehren (Motor-Stop und neu Anfahren) vermeiden könnte.
3.Ist der wesntliche Vorteil der Common-Rail-Technik,dass man den Brennstoff mit bis zu 2000bar einspritzen kann und er dadruch besser versteubt wird?Bei Wikipedia wird dieses Thema leider nur kurz angesprochen.
Ist ja echt ein sehr umfangreiches aber höchstinteresantes Themengebiet.Kann mir eventuell jemand ein Buch nennen,in dem Schiffsmotoren und die umgebenden Anlagen gut beschrieben werden,möglichst mit einem großen Stichwortverzeichnis? Meine bisherigen Lektüren,sind da leider beschrenkt.

Vielen Dank nochmals

Captain Hans · 19 Juni 2009, 17:28:08

Hallo Herr Heinz

Die Abgasbilanz wurde kontinuierlich bei allen Motoren auch bei den Turbinen verbessert.
Bei anfänglichen Schiffdieselmotoren lag die Effizienz bei 32 - 36 Prozent. (indizierte Leistung im
Verhältnis zur Wellenleistung)
Heute werden die Abgase (Druck sowie Wärme) dazu genutzt damit Pumpen, Turbinen, Evaporater,
Kompressoren und sogar Stromagregate anzutreiben. Manche Anlagen schaffen somit eine Effizienz von über 50 %.
Bei Turbinen lag der anfängliche Effiziensgrad bei nur 27 % - heute ist er weit in den Vierzigern.
Bei Tankern werden die sogar Abgase als Inert-Gas für die Ladungstanks verwendet - allerdings erst nachdem der
Schwefel herausgewaschen wird und das ganze natürlich runtergekühlt ist, (Abgase zwischen 400 und 500 Grad Cel)
Die Abgaswärme wird auch zum Heizen des Brennstoffes (HFO) sowie zur Erzeugung von Destillat benutzt.
Trotzdem entweicht immer noch ein riesiger Anteil in die Atmospäre hier arbeitet man daran den CO Anteil gewaltig zu reduzieren.
(Klimaschutz)

Durch die Common Rail Technologie wurde es ermöglicht den Brennstoff konstant auch bei gestoppter Maschine heiß zu halten.
Dies hatte den Vorteil, daß man beim Manövrieren (vor allen Dingen beim Stoppen) kein Diesel (MDO) mehr benötigte.

Die Einspritzdrücke sind unterschiedlich bei den Maschinenherstellern, ich habe Maschinen gehabt wo der Einspritzdruck
bei ca 5000 atü lag. Die zersteubung ist nur möglich bei erhitztem HFO. Durch die Common Rail Technologie wurde es möglich das
erhitze HFO durch ganze Maschine (auch wenn gestoppt) zirkulieren zu lassen - deswegen der hohe Druck.

Beide Themen sind sehr sehr umfangreich und man müßte Bücher schreiben um sie detailiert zu beschreiben.

Hoffe das meine generellen Antworten hilfreich waren.

Beste Grüße

Hans