Power generation concepts for generic FPSO vessels

No Thumbnail Available

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Helsinki University of Technology | Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author

Authors

Date

2007

Department

Konetekniikan osasto

Major/Subject

Laivanrakennusoppi

Mcode

Kul-24

Degree programme

Language

en

Pages

162 s. + liitt. 15

Series

Abstract

Wärtsilä-yhtiön kehittäessä dual fuel -moottorimallistoaan (DF-mallisto) tärkeäksi markkinasegmentiksi suunniteltiin offshoreporaus ja -tuotantoaluksia. Diplomityössä on tarkasteltu vaatimuksia FPSO-alusten voimantuotolle ja selvitetty DF-moottorien soveltuvuutta FPSO-alusten päägeneraattorien voimanlähteeksi. Pääasiallinen tutkimus kohdistuu DF-moottoreihin pohjautuvan ratkaisun ja kaasuturbiinipohjaisen ratkaisun elinkaarikustannuksiin. Erityinen painoarvo on annettu polttoainetaloudesta ja hiilidioksidipäästöistä johtuvien kustannusten arviointiin ja vertailuun. Vaikka FPSO-alusten määrä on viime vuosina ollut nopeassa kasvussa, eivät alustyypin ominaispiirteet ole asiaan perehtymättömille tuttuja. Tästä johtuen työssä on esitelty FPSO aluksiin ja offshore-toimintaan yleisesti liittyviä tekijöitä. Geneerisen mallin mukaisesti työssä on pyritty luomaan yleispätevä viitekehys voimantuottokonseptien vertailulle. Työssä on selvitetty offshorekentän tuotannon kehittymistä aloittamisesta sen hiipumiseen ja tämän kehityksen asettamia vaatimuksia FPSO-aluksen voimantuotolle. Vaatimukset muodostavat reunaehdot vertailun lähtökohtana olevien kolmen mallialuksen ominaisuuksille. Mallinnetut alukset on pyritty luomaan siten, että ne mahdollisimman kattavasti edustaisivat nykyisin rakennettavia FPSO-alustyyppejä. Jokaiselle alukselle on laadittu kentän elinkaaren ajalle profiilikäyrä, joka ilmaisee ajan funktiona muuttuvan voimantarpeen. Profiilikäyrän laadinnassa on otettu huomioon eri kuluttajien vaikutus kokonaisvoimantarpeeseen. Työssä tehtyjä laskelmia varten luotiin Excel-pohjainen laskentatyökalu, jonka käyttö ja toiminta esitellään. Laskentatyökalua on sovellettu geneerisille FPSO-malleille, joille on laadittu vaihtoehtoisia generaattorikonsepteja. Työkalua käyttäen on tehty vertailu laskemalla vaihtoehtoiset konseptikohtaiset polttoaineenkulutukset ja hiilidioksidipäästöt. Syöttötietona ohjelma käyttää kentän elinkaaren ajalle laadittua voimantarpeen profiilikäyrää. Työssä tehtyjen laskelmien tulokset osoittavat, että DF-moottoreilla voidaan saavuttaa merkittäviä säästöjä elinkaarikustannuksissa verrattuna kaasuturbiinipohjaiseen ratkaisuun. Tämä korostuu operoitaessa FPSO-alusta alueilla, joilla hiilidioksidipäästöistä peritään maksuja. Nämä säästöt ovat pääasiassa seurausta DF-moottorien paremmasta hyötysuhteesta osakuormilla. Erityisen merkittäviä säästöjä voidaan saavuttaa silloin, kun polttoaineena käytettävälle kaasulle lasketaan arvo. Ellei polttoaineena käytettävälle kaasulle lasketa arvoa eikä hiilidioksidipäästöistä peritä maksua, ei työn tulosten perusteella eri koneistoratkaisujen elinkaarikustannuksissa ole merkittävää eroa.

Description

Supervisor

Häkkinen, Pentti

Thesis advisor

Mökkönen, Kari

Keywords

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-2020120553973

Collections

[dipl] Teknillinen korkeakoulu / TKK