İki stroklu gemi dizel motorlarında performans izleme ve değerlendirme uygulaması

Abstract

2 Mart 2012 tarihinde MEPC 63. komitesinde enerji verimliliği ölçütlerinin uygulanması için 400 GRT ve üzeri tüm gemilerde düşük karbon salımı ve gemilerin verimli işletilmesi amacıyla Gemi Enerji Verimliliği Yönetim Planı’nın (SEEMP - Ship Energy Efficiency Management Plan) hazırlanması zorunlu hale gelmiştir. MEPC.1/Circ.684 yönergesine göre ise gemilerin verimli işletilmelerinin izlenmesi amacıyla Gemi Enerji Verimliliği Operasyon İndeksi’nin (EEOI - Energy Efficiency Operational Indicator) hesaplanması önerilmiştir. Ayrıca, Avrupa Parlamentosu tarafından Avrupa limanlarına gelen 5000 GRT ve üzeri gemiler için 1 Ocak 2018 tarihi itibari ile zorunlu hale gelecek olan gemi kaynaklı CO2 emisyonları için yakıt sarfiyatını izleme, raporlama ve doğrulama (MRV: Monitoring, Reporting and Verification) yönetmeliği 1 Temmuz 2015 tarihinde yürürlüğe girmiştir. Uluslararası Denizcilik Örgütü (IMO - International Maritime Organization) ve Avrupa Parlamentosu tarafından oluşturulan yukarıda bahsedilen yönergeler kapsamında gemilerde Enerji Verimliliği Operasyon İndeks hesabının yapılabilmesi için gemi üzerinden bir veri aktarma sistemi aracılığıyla veri akışının sağlandığı ve başta verimlilik olmak üzere performansa etki eden parametrelerdeki değişime bağlı olarak performansta meydana gelen kaybın (bozunumun) izlenmesine imkân sağlayan bir izleme ve değerlendirme sisteminin geliştirilmesine ihtiyaç bulunmaktadır. Alınan verileri derleyerek gemi dizel motorlarında performans izleme ve değerlendirme yapabilecek bir sistemin geliştirilmesi durumunda, hem gemilerin uzaktan (Şirket Teknik Yönetimi) takip edilmesi hem de oluşması muhtemel arıza ve performans kayıpları önceden tespit edilerek önleyici tedbirlerin alınması mümkün olabilecektir. Uluslararası ölçekte bir değerlendirme yapıldığında, gemilerde kullanılan izleme ve değerlendirme sistemlerinin daha çok geminin pervane, borda, gemi hızı optimizasyonu gibi alanlarla ilgili olduğu görülmektedir. Özel olarak gemi ana makinesi ve sistemleriyle ilgili bir “Performans İzleme ve Değerlendirme Sistemi” nin eksik ya da yetersiz olduğu anlaşılmaktadır. Bu tez çalışmasında, iki stroklu gemi ana makinesi performansının değerlendirilmesi ve bozunumların hesabı için iki bölgeli bir matematik model kullanılmıştır. Matematik model, M/V İnce İnebolu gemisinin ana makinesinden alınan verilerle doğrulanmıştır. Belirli ortam sıcaklık ve basıncı ile deniz suyu sıcaklığına göre ölçülen indike güç ve özgül yakıt sarfiyat (ÖYS) değerleri, ISO 3046 standartlarında belirtilen çevre şartlarına göre düzeltilmiştir. Ayrıca, ölçüm esnasında makinede kullanılan yakıt alt ısıl değeri fabrika testlerinde kullanılan yakıttan farklı olduğu için üretici firmanın vermiş olduğu ısıl değer düzeltme faktörüne göre de düzeltilmiştir. Güç ve ÖYS değerleri için grafiksel analiz yöntemi (curve based method) kullanılarak toplam bozunum değerleri hesaplanmıştır. Matematik model yardımıyla (model tabanlı analiz yöntemi) hesaplanan toplam bozunumlar; hava giriş sıcaklığı, hava giriş basıncı, püskürtme basıncı, yakıt pompa avansı, sıkıştırma basıncı gibi işletme ve tasarım parametrelerinden kaynaklı bozunumlar ile yıpranma, yaşlanma gibi zamana bağlı olarak meydana gelen diğer bozunumlar olmak üzere ayrıştırılmıştır. Ayrıştırılan bozunumlar için işletme esnasında giderilebilecek iyileştirmeler, bakım-onarımla yapılabilecek iyileştirmeler, rehabilitasyonla (yenileme) giderilebilecek iyileştirmeler ve yıpranma, yaşlanma gibi geri kazanılması daha zor olan bozunumları analiz edecek kapsamlı bir performans değerlendirme yapılmıştır. Daha sonra ayrıştırılan her bir bozunum için yakın ve uzun vadedeki maliyet boyutlarını dikkate alan ekonomik bozunum modeli geliştirilmiştir. Kullanılan modelle iyileştirici tedbirlerin ekonomik analizleri yapılarak bu tedbirlerin alınması için optimum zaman diliminin belirlenmesi sağlanmıştır. Ayrıca ayrıştırılan her bir parametre için zaman, yakıt fiyatı ve faiz oranı da dikkate alınarak net bugünkü değer yöntemi kullanılarak bozunumun ekonomik boyutu incelenmiştir. Son olarak, bozunumlar sonucunda manevra ve seyir esnasında zamana bağlı olarak çevreye salınan CO2, NOx, SOx, PM ve VOC emisyonlarında meydana gelen değişimler hesaplanmıştır.