Reedertag Maritimes Museum Hamburg 8.September 2015 Prozessinstrumentierung und Analytik in Anwendungen der maritimen Wirtschaft Reedertag 2015 Green Shipping © Siemens AG 2015 siemens.com Was erwartet Sie in den nächsten Minuten - Sensorik Applikationen unter Aspekt MRV ( Monitoring, Reporting und Verification gültig ab 2018) - Fuel Oil Consumption, Emission Measurement - technische Lösung einer kontinuierliche Brennwertüberwachung für LNG bei der Bunkerung - technologische Komplettlösung für ein HFO und / oder MDO Bunkermesssystem - Fragen und Antworten zum Thema Prozessmesstechnik und Analyse Reedertag 2015 Green Shipping © Siemens AG 2015 Seite 2 08.09.2015 Jörg-Andre Würfel / RC-DE PD PA FV 1 MRV Was ist zu messen bzw. zu protokollieren -Start und Zielhafen mit Datum und Uhrzeit -Zeit auf See -Fahrtstrecke mit geloggerten Geo- Koordinaten in SECA AREA -verbrauchte Kraftstoffmenge und Nachweis des Emissionsfaktors -CO2 –Emissionsmenge -Ladung Art und Masse -Transportleistung -Angaben zur Eisfahrt bzw. zur Eisklasse Zielsetzung : mittelfristige Reduktion der CO2 Emission von aktuell ca. 4% auf 2 % der Gesamtmenge innerhalb des Hoheitsgebietes der Europäischen Union Erster Schritt hier die Dokumentationspflicht OHNE Vorgaben zur Reduktion in der Verordnung Reedertag 2015 Green Shipping © Siemens AG 2015 Seite 3 08.09.2015 Jörg-Andre Würfel / RC-DE PD PA FV 1 Key Emissions – NOX, SOX, CO2 NOX SOX CO2 Reedertag 2015 Green Shipping © Siemens AG 2015 Seite 4 08.09.2015 Jörg-Andre Würfel / RC-DE PD PA FV 1 Systemintegration Gaskühler Filter Aerosol - Filter Schlauchpumpe KondensatBarriere Druckregler Analysator Ultramat 6 Messgaspumpe Reedertag 2015 Green Shipping © Siemens AG 2015 Seite 5 08.09.2015 Jörg-Andre Würfel / RC-DE PD PA FV 1 ULTRAMAT 6 Measuring principle Source (~ 700 °C) Opt. filter (depending on application) Y-chamber “beam splitter” Chopper Detector Opt. coupler Analyzer chamber Reedertag 2015 Green Shipping © Siemens AG 2015 Seite 6 08.09.2015 Jörg-Andre Würfel / RC-DE PD PA FV 1 ULTRAMAT 6 Measuring Ranges Gas Component (Example) Smallest Measuring Range 0 - 50 mg/m3 CO 0 - 10 ppm CO2 0 - 5 ppm NO 0 - 100 ppm 0 - 100 mg/m3 SO2 0 - 50 ppm 0 - 75 mg/m3 NH3 0 - 100 ppm N2O 0 - 50 ppm CH4 0 - 50 ppm Other components pls. see catalogue more gas components different measuring ranges Highly selective measurement of up to 4 IR-active components special materials in gas path Reedertag 2015 Green Shipping © Siemens AG 2015 Seite 7 08.09.2015 Jörg-Andre Würfel / RC-DE PD PA FV 1 SITRANS FC410 Fuel Oil Consumption Integration with Multi-drop and M12-Plug Vendor gateway 1* PLC S7-1200 with Modbus RTU Modbus TCP 60-70 meter to control room Modbus RS 485 RTU Reedertag 2015 Green Shipping © Siemens AG 2015 Seite 8 08.09.2015 Jörg-Andre Würfel / RC-DE PD PA FV 1 Fuel Oil Consumption ► SITRANS FC 410 communication with MOD-BUS RTU RS 485 Reedertag 2015 Green Shipping © Siemens AG 2015 Seite 9 08.09.2015 Jörg-Andre Würfel / RC-DE PD PA FV 1 Kennen Sie diesen Mann ? Und was hat er mit unserer heutigen Veranstaltung zu tun ? Reedertag 2015 Green Shipping © Siemens AG 2015 Seite 10 08.09.2015 Jörg-Andre Würfel / RC-DE PD PA FV 1 Wer nicht misst macht Mist…sagte schon Archimedes …nehmen wir an ! König Hieron II. von Syrakus erteilte einem Goldschmied den Auftrag, eine Krone aus purem Gold herzustellen. Das dazu nötige Gold erhielt der Goldschmied von seinem König. Obwohl dem König die künstlerische Gestaltung der Krone gefiel, plagten ihn doch Zweifel, ob die Krone wirklich aus reinem Gold bestehe. Deshalb beauftragte er Archimedes, eine Methode zu ersinnen, mit der man dies entscheiden kann, ohne die Krone zu beschädigen. Die von dem römischen Baumeister Vitruv überlieferte Legende berichtet, das Archimedes der entscheidende Gedanke im Bad gekommen sei, nämlich als er, Archimedes, in der Badewanne untertauchte und bemerkte, das Wasser über den Wannenrand floss. Er habe sich über seinen Einfall so gefreut, das er, nackt und nass wie er war, durch die Straßen von Syrakus gelaufen sei, unterwegs laut heureka, heureka (ich hab's gefunden) rufend. Bleibt die Waage, deren Balken die Königskrone und einen Körper aus reinem Gold tragen, auch dann im Gleichgewicht, wenn man die Krone und den Körper aus Gold in Wasser bringt, so stimmen auch die beiden Auftriebskräfte und damit die Dichten überein. Enthält die Krone jedoch Silber, was tatsächlich zutraf, dann hat sie ein größeres Volumen als der Goldklumpen und erfährt eine größere Auftriebskraft. Reedertag 2015 Green Shipping © Siemens AG 2015 Seite 11 08.09.2015 Jörg-Andre Würfel / RC-DE PD PA FV 1 SECA AREA : LNG ,MGO or Scrubber Technology Reedertag 2015 Green Shipping © Siemens AG 2015 Seite 12 08.09.2015 Jörg-Andre Würfel / RC-DE PD PA FV 1 Determine natrual gas accurate, cost-saving and reliable SITRANS CV fiscal metering solution for LNG Reedertag 2015 Green Shipping © Siemens AG 2015 Seite 13 08.09.2015 Jörg-Andre Würfel / RC-DE PD PA FV 1 SITRANS CV The Natural Gas Chromatograph Communication & Power Control Module Reedertag 2015 Green Shipping © Siemens AG 2015 Seite 14 08.09.2015 Analytical Module Gas Supply & Sample Electronic Module Jörg-Andre Würfel / RC-DE PD PA FV 1 Analytical Module LiveSwitching Detectors Columns Oven Live-Injection Detectors Reedertag 2015 Green Shipping © Siemens AG 2015 Seite 15 08.09.2015 Jörg-Andre Würfel / RC-DE PD PA FV 1 Complete solution incl. sample probe Reedertag 2015 Green Shipping © Siemens AG 2015 Seite 16 08.09.2015 Jörg-Andre Würfel / RC-DE PD PA FV 1 Quality Parameter of Natural Gas Key Parameter – Calorific Value / BTU BRLM NMi PTB GOST Q LNE ISO OIML Calorific Value Hs / Hi Water Hydrocarbon Dewpoint Hydrogen Odorants Dewpoint Sulphide Reedertag 2015 Green Shipping © Siemens AG 2015 Seite 17 08.09.2015 Jörg-Andre Würfel / RC-DE PD PA FV 1 Measuring Components and Calculations (Standard Configuration) M e as uring Com pone nt Approve d M e as uring Range (M ol%) * M axim um pos s ible M e as uring Range (M ol%) Methane 57-100 50-100 Nitrogen 0 - 22 0 - 25 CO2 0 - 12 0 - 20 Ethane 0 - 14 0 - 20 Propane 0 -5 0 - 15 i-Butane 0 - 0,9 0 - 10 n-Butane 0 - 1,8 0 - 10 Neo-Pentane 0 - 0,1 0- 1 i-Pentane 0 - 0,12 0- 1 n-Pentane 0 - 0,12 0- 1 Hexane+ 0 - 0,08 0- 3 no t measured Fix value to be added in the co mp. list Helium Calculations acc. ISO 6976-95; GOST 22667, GPA2172-96; AGA 8 Calorif ic Value Density Wobbe Index * Confirmed by PTB approval Reedertag 2015 Green Shipping © Siemens AG 2015 Seite 18 08.09.2015 Jörg-Andre Würfel / RC-DE PD PA FV 1 Analytical Results Accurate measurement means precise energy flow calculation TCD 3a Separation of C6+ Lowest range for C6+ < 50 ppm Individual measurement of C6, C7, C8 and C9 High separation power using narrow-bore-columns results in flexible ranges for various Sum Sum C8 Sum C9 Sum C7 measuring tasksC6Sumon site; e.g. for high methane / low C6+ natural gas like in Russia Sum C8 Sum C9 Sum C7 C6 Cycle time < 180s Reedertag 2015 Green Shipping © Siemens AG 2015 Seite 19 08.09.2015 Jörg-Andre Würfel / RC-DE PD PA FV 1 Accuracy < 0,1% for all Calculated Values Superior calorific value (CVs) Density Reedertag 2015 Green Shipping © Siemens AG 2015 Seite 20 08.09.2015 Jörg-Andre Würfel / RC-DE PD PA FV 1 Communication External Ethernet Network (TCP/IP) Remote operation Remote maintenance Remote diagnosis RS485 / RS 232 PLS / Flow computer Stream switching (3x sample/1x cal) Alarms (MODBUS) DI´s / DO´s MODBUS RTU and ASCII (Danalyzer protocol) Multiple communication protocols and I/Os can be added with an optional expansion unit Wireless tele control via GPRS using proofed standard components (Siemens SINAUT / SCALANCE, PC Anywhere) Reedertag 2015 Green Shipping © Siemens AG 2015 Seite 21 08.09.2015 Jörg-Andre Würfel / RC-DE PD PA FV 1 Wireless Communication: GPRS PC Anywhere Security Module SCALANCE S61x Dedicated line to the Internet, e.g. DSL connection with flatrate and (preferably) fixed IP address Ethernet Fire wall (DSL) Router VPN Tunnel INTERNE T SITRANS CV GPRS Fire wall Dynamic IP address Reedertag 2015 Green Shipping © Siemens AG 2015 Seite 22 08.09.2015 Jörg-Andre Würfel / RC-DE PD PA FV 1 Customer Benefit Determine natural gas with proven reliability 45 years of Siemens process GC experience are built into every component Low maintenance based on on-chip MEMS technology for analytical components – no moving parts for superior reliability Separation reliability guaranteed through in line detection Continuous self-checking and automatic optimization of parameter settings Rugged design: Made for extreme areas Proven Software Embedded state-of-the art electronic controller Electronic pressure controllers instead of solenoid valves Remote maintenance capabilities Reedertag 2015 Green Shipping © Siemens AG 2015 Seite 23 08.09.2015 Jörg-Andre Würfel / RC-DE PD PA FV 1 Advanced Bunkering Measurement System 450t/h DN150 900t/h DN150 Seriell Interface to higher Systems Reedertag 2015 Green Shipping © Siemens AG 2015 Seite 24 08.09.2015 450t/h Measurement according Coriolis Principle - Temperature - Density according Fluid /Air Concentration - Fraction (z. B. Oil, Air) - Mass - Volume - Pressure (separate) - Valve Position (separate ) Jörg-Andre Würfel / RC-DE PD PA FV 1 Graphische Aufzeichnung eines Bunkervorgangs hier Startverhalten Reedertag 2015 Green Shipping © Siemens AG 2015 Seite 25 08.09.2015 Jörg-Andre Würfel / RC-DE PD PA FV 1 Installation on Vessel Reedertag 2015 Green Shipping © Siemens AG 2015 Seite 26 08.09.2015 Jörg-Andre Würfel / RC-DE PD PA FV 1 Single Vendor Instrumentation Converter Platform Dolwin Gamma Level Flow Temperature Pressure Software Ship Approval Reedertag 2015 Green Shipping © Siemens AG 2015 Seite 27 08.09.2015 Jörg-Andre Würfel / RC-DE PD PA FV 1 Für Ihre Fragen stehe ich selbstverständlich zur Verfügung Jörg-Andre Würfel Vertriebsbeauftragter Instrumentierung und Analysemesstechnik Siemens AG RC-DE PD PA FV 1 Lindenplatz 2 120099 Hamburg Telefon: +49 (385) 613500 Mobil: +49 (172) 2377372 E-Mail: joerg-andre.wuerfel @siemens.com Reedertag 2015 Green Shipping © Siemens AG 2015 Seite 28 08.09.2015 Jörg-Andre Würfel / RC-DE PD PA FV 1
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