Über die von German Drydocks durchgeführten nachträglichen Einbauten von Entschwefelungsanlagen der Firma Alfa Laval auf fünf Schiffen der Trafexpress-Klasse berichtet
Seit einigen Jahren wird in den Büros von Werften, Reedereien und an Bord von Schiffen über die Entschwefelung von Abgasen[ds_preview] diskutiert – eine Folge der Marpol Vorschriften zur Verhütung der Luftverunreinigung durch Seeschiffe [N. N.: Internationale Übereinkommen zur Verhütung der Meeresverschmutzung durch Schiffe. Marpol Annex VI N. N.: Richtlinien für Abgasreinigungssysteme 2009. BSHI, Bonn 2010]. Von verschiedenen Seiten wurden immer wieder angedeutet, dass Bestandsschiffe ausgenommen werden oder der Termin für das Inkrafttreten der Vorschriften verschoben werde. Als Gründe wurden neben den Kosten besonders die Verkehrsverlagerungen vom Wasser auf die Straße angeführt.
Der Termin wurde jedoch nicht verschoben – in einem Monat darf in den ECA-Zonen beim Ausstoß von Abgasen der neue Grenzwert von 0,1% Schwefelanteil nicht mehr überschritten werden. Entscheidend ist, dass diese Vorschrift sowohl Neubauten als auch Bestandsschiffe trifft. Um diesen Grenzwert einzuhalten, muss statt Schweröl das fast doppelt so teure Gasöl (MGO) gebunkert werden. Eine Alternative ist die Entschwefelung der Abgase, wie sie zum Beispiel auf der »Timca« (Abb. 1) erfolgt, die von zwei Wärtsilä Viertakt Dieselmotoren (Abb. 2) vom Typ 12V46C angetrieben wird. Hier waren die Motorenhersteller und die Zuliefer- und Werftindustrie gefordert, um entsprechende Systeme zu entwickeln, zu konstruieren, zu bauen und letztlich zu erproben. In [3, 4] sind einige dieser Aktivitäten sowie beteiligte Firmen tabellarisch aufgeführt. Dabei wird sichtbar, dass bereits 2005 erste Abgasentschwefelungsanlagen zur Erprobung auf Schiffen installiert wurden. Da in den 1970er Jahren in Deutschland vergleichbare Aktionen zur Abgasreinigung bei den Landkraftwerken und Müllverbrennungsanlagen stattfanden, konnten die Ingenieure der Schiffbau-Zulieferindustrie bezüglich der Verfahren auf diese Entwicklungen zurückgreifen. Allerdings waren die entsprechenden Anlagen zur Abgasreinigung fast ebenso groß wie die Kessel und daher aus Platzgründen für Schiffe nicht geeignet. Die Entwicklung von kompakteren Anlagen und deren Integration in die Motorenanlagen der Schiffe erforderte von den Konstruktionsingenieuren erheblichen Aufwand.
Die Motorenwerke Bremerhaven (MWB) hatten bereits 2009 im Rahmen eines Forschungsvorhabens auf der »Timbus« (Reeder Rörd Braren) eine »trockene« Entschwefelungsanlage nach dem DryEGCS-Prozeß nachgerüstet, um versuchsweise einen Teil der Abgase zu entschwefeln. Weitere Erfahrungen mit Nachrüstungen von Entschwefelungsanlagen sammelte die Werft im gleichen Jahr mit dem Einbau der »nassen« PureSOx Entschwefelungsanlage von Alfa Laval auf der »Tor Ficaria« von DFDS.
Der Geschäftsbereich Schiffstechnik der MWB wurde 2013 in den neuen Bremerhavener Werftenverbund German Drydocks (GDD) integriert. Mitte 2014 wurde bei GDD die »Timca« (siehe Tabelle) der Spliethoff Gruppe umgebaut und erhielt die PureSOx-Anlage der Firma Alfa Laval. Auch die anderen vier Schiffe der Trafexpress-Klasse werden bei GDD mit Scrubbern ausgestattet.
Die Schiffe verfügen über zwei Wärtsilä Viertakt Dieselmotoren vom Typ 12V46C mit einer Gesamtleistung von rund 25.000 kW. Hintergrund waren auch die guten Erfahrungen mit diesem System, das 2012 von der niederländischen Werft Shipdock auf dem Schwesterschiff »Plyca« eingebaut wurde.
PureSOx auf der »Timca«
Um die Zeit zum Umbau der »Timca« möglichst kurz zu halten, erfolgten bereits vor dem Umbau viele Planungs- und Vorbereitungsarbeiten, denn bei der Nachrüstung dieser Anlagen sind große Teile der Maschinenanlage einzubeziehen. Diese Vorbereitung begann bei der Seewasserversorgung, da das bestehende See-Kühlwassersystem für die »nasse« Entschwefelung bei weitem nicht ausreichte. Daher wurden weitere Seewasserpumpen und ein zusätzlicher Seekasten erforderlich. Der Seekasten wurde bereits vor der Ankunft des Schiffes fertig gestellt und von der Klassifikationsgesellschaft ABS abgenommen. Zeitlich parallel erfolgten der Bau und die Verrohrung der neuen, größeren Schornsteinsektion, in der sich die weiteren aktiven Elemente zur Entschwefelung befinden. Sie ersetzte nach Ankunft der »Timca« den bisherigen Schornstein.
Der Einbau des Seekastens und Anschluss der Rohrleitungen fand im Schwimmdock statt. Parallel wurden im Schiff die neuen Seewasserleitungen (Hin und Rückleitung) zum Schornstein verlegt. Im Schornstein und Nebenraum befinden sich die Frischwasserumwälzpumpen, Dosierpumpen, Wärmetauscher und Zirkulationstanks für das geschlossene System sowie das Hybridsystem und der Steuerschrank zur Regelung der Systeme.
Es können drei Betriebsarten gefahren werden. Das offene System mit Meerwasser (open Loo p), das geschlossenen System mit Frischwasser (closed loop) und der kombinierte Betrieb (Hybrid). Diese Systeme wurden graphisch dargestellt.
Die Wäschereinheit wird abhängig vom Fahrtgebiet und je nach Betriebsart mit See- oder Frischwasser beaufschlagt. Wird im geschlossenen System gefahren, dient das Seewasser zur Rückkühlung des Frischwassers. Das Frischwasser wird in den ebenfalls im Schornsteinbereich befindlichen Zirkulationstanks, zum Beispiel mit Caustic Soda, neutralisiert. Im Nebenstrom wird ein Teil des Frischwassers abgezogen, in der Reinigungseinheit mit einem Separator vom Schlamm getrennt, der im Schlammtank für eine spätere landseitige Entsorgung gesammelt wird.
In den ECA-Zonen strömen die Abgase durch die Abgasreinigungsanlage und treten mit niedrigen Temperaturen durch das hintere Abgasrohr aus. Außerhalb der ECA-Zonen kann die Entschwefelungsanlage abgeschaltet werden, dann strömen die Abgase durch die vorderen Abgasrohre, die am Wäscher vorbeigeführt wurden. Zur Umschaltung dienen Klappen in den Abgasleitungen.
Karl-Heinz Hochhaus
