Wat is 'Shaft Power Metering' en hoe helpt het bij brandstofbesparing?

Stel je voor: je vaart op een zware offshore kraan, een van die giganten die windturbines plaatst of platformdelen verplaatst. Je motoren draaien op volle toeren, maar je weet niet precies hoeveel vermogen er nu echt op de as komt. Dat is precies waar Shaft Power Metering (SPM) verandering in brengt.

Het is een slimme techniek die je precies vertelt wat er onder water gebeurt, zonder dat je hoeft te raden. En het mooiste?

Het scheelt je direct brandstof, vaak wel 5 tot 10 procent. In een wereld waar bunkerolie duurder wordt, is dat pure winst.

Wat heb je nodig voordat je begint?

Voor je aan de slag gaat met SPM, moet je weten of je schip er klaar voor is. Je hebt een paar dingen nodig: een geschikte motor, een digitale meeteenheid en de juiste software.

De meeste moderne motoren van merken als Wärtsilä, MAN of Caterpillar zijn al voorbereid.

Je hebt een torsiemeter nodig, die meet de kracht op de as. Die kost tussen de €15.000 en €25.000, afhankelijk van het merk en de complexiteit. Daarnaast heb je een display nodig in de stuurhut of machinekamer.

“SPM is geen magie, het is gewoon slim meten wat er al gebeurt.”

Denk aan een scherm van Raytheon of Kongsberg, gekoppeld aan je bestaande alarmsysteem. Je hebt ook toegang nodig tot je brandstofverbruikdata via je bestaande flowmeters.

Als je schip ouder is dan 15 jaar, moet je misschien eerst je aslijn controleren op slijtage. Dat kost ongeveer €2.000 tot €4.000, maar het is essentieel voor nauwkeurige metingen. Checklist voor materiaal: een torsiemeter van Vibro-meter of Schaeffler, een display unit, kabels van minimaal 5 meter lengte, en kalibratie-software. Zorg dat je minimaal 2 dagen tijd vrijmaakt voor installatie en kalibratie. Voor een gemiddeld schip van 50 meter lengte duurt de hele operatie 1 tot 2 weken, inclusief testvaarten.

Stap 1: Installeer de torsiemeter op de hoofdas

Begin met het uitschakelen van de hoofdmotor en het aftappen van de olie.

Je werkt op een as die draait tot 1.200 toeren per minuut, dus veiligheid eerst. Zet de motor in neutraal en blokkeer de as met een steunblok.

Verwijder het deksel van de aslijn, meestal een flens van 400 mm diameter. Reinig de as met een ontvetter en schuurpapier korrel 400. Plaats de torsiemeter op de as. De meeste modellen hebben een klamper die je vastklikt om de as.

Zorg dat de sensor exact haaks staat op de aslijn, met een tolerantie van minder dan 0,5 graden.

Sluit de kabel aan op de versterkerunit, die je plaatst op een droge plek in de machinekamer. Gebruik een kabel van minimaal 2,5 mm² doorsnee voor de voeding. Veelgemaakte fout: te strak aandraaien van de klamper, waardoor de sensor beschadigt.

Gebruik een momentsleutel en draai aan op 15 Nm, niet harder. Test de verbinding met een multimeter op een weerstand van minder 10 ohm. Dit duurt ongeveer 4 uur voor een ervaren monteur, maar reken op een dag voor beginners.

Stap 2: Sluit de meeteenheid aan op je besturingssysteem

Je meeteenheid, bijvoorbeeld een MGS-100 van Vibro-meter, moet praten met je bestaande alarmsysteem.

Zoek de NMEA 2000 of Modbus poort op je hoofdconsole. Bij een Kongsberg K-Chief 500 systeem zit die achter het display. Sluit de kabel aan op poort 3 of 4, afhankelijk van je configuratie. Stel de eenheid in op de juiste eenheden: kilowatt (kW) voor vermogen en newtonmeter (Nm) voor koppel.

Voer de asdiameter in, bijvoorbeeld 200 mm voor een typisch offshore schip. De software berekent automatisch het vermogen uit het koppel en de toerentallen.

Zorg dat je de juiste factor invoert, meestal 1,02 voor een standaard as.

Veelgemaakte fout: verkeerde poort kiezen, waardoor de data niet synchroniseert. Test altijd eerst met een simulator. Dit duurt 2 tot 3 uur. Als je twijfelt, bel de technische dienst van je leverancier – die helpen vaak gratis op afstand.

Stap 3: Kalibreer het systeem met een testvaart

Nu komt het echte werk: kalibreren. Vaar naar een rustig gebied, bijvoorbeeld de Noordzee buiten de vaarwegen.

Zet de motor op 50 procent vermogen, ongeveer 600 kW voor een typische boegschroefmotor. Noteer de SPM-waarde en vergelijk die met je brandstofmeter. Mocht je voor je Wärtsilä motoren betrouwbare onderdelen zoeken, dan ligt het brandstofverbruik bij deze belasting rond de 120 liter per uur.

Herhaal dit op 75 procent en 100 procent vermogen. Bij 100 procent, oftewel 1.200 kW, meet je ongeveer 200 liter per uur.

Pas de kalibratiefactor aan in de software totdat de SPM-waarde binnen 2 procent afwijkt van je brandstofdata. Gebruik een kalibratiekit van €500, verkrijgbaar via je leverancier. Veelgemaakte fout: kalibreren in ruw water, wat de meting beïnvloedt. Doe het bij windkracht 3 of lager.

Een testvaart duurt 4 tot 6 uur, inclusief analyse. Als je schip een boegschroef heeft, test die apart – dat voorkomt vertekening.

Stap 4: Analyseer de data voor brandstofbesparing

Zodra SPM draait, zie je direct waar je brandstof verspilt. Stel je vaart op 10 knopen met een heavy-lift schip, maar je motor draait op 80 procent vermogen.

Je SPM toont aan dat je maar 70 procent nodig hebt voor die snelheid.

Verlaag het toerental naar 900 rpm, en je bespaart direct 15 procent brandstof. Gebruik de data voor voyage optimization. Bijvoorbeeld: een schip van 10.000 ton laadvermogen vaart efficiënter op 8 knopen dan op 10, met een besparing van €500 per dag op een reis van Rotterdam naar Singapore.

SPM helpt je de optimale snelheid te vinden, rekening houdend met stroom en wind. Veelgemaakte fout: data niet regelmatig checken, waardoor je kansen mist. Stel een wekelijkse check in, bijvoorbeeld elke maandagochtend. Dit duurt 30 minuten per week. Merken als Rolls-Royce bieden apps aan die de data automatisch analyseren, voor ongeveer €200 per jaar.

Veelvoorkomende problemen en hoe je ze oplost

Een veelgehoord issue: de torsiemeter geeft een ruis signaal. Controleer dan de kabels op beschadigingen, vooral bij hoge temperaturen in de machinekamer.

Vervang een kabel van 5 meter voor €150. Een ander probleem is kalibratiedrift na een jaar – los dat op met een jaarlijkse kalibratie, kost ongeveer €1.000.

Bij heavy-lift operaties kan de meting vertekenen door schokken. Gebruik dan een demper op de sensor, verkrijgbaar voor €300. Voor offshore schepen in de Noordzee, waar zout water corrosie veroorzaakt, reinig je de sensor elke maand met een speciale spray van €50.

Vergeet ook niet om periodiek je platenkoeler van de scheepsmotor te reinigen voor optimaal onderhoud. Check altijd je brandstofleverancier voor compatibiliteit.

Sommige bunkers van TotalEnergies of Shell kunnen de meting beïnvloeden door variaties in dichtheid. Test dit met een monster van 1 liter.

Verificatie-checklist

• Is de torsiemeter stevig gemonteerd zonder speling? Check met een handvat op 5 Nm.
• Geven de metingen binnen 2 procent afwijking op je brandstofdata? Doe een test op 50, 75 en 100 procent vermogen.
• Is het display in de stuurhut duidelijk leesbaar bij daglicht? Test met een luxemeter op minimaal 500 lux.
• Werkt de koppeling met je alarmsysteem? Controleer op foutcodes in het logboek.
• Hoeveel brandstof bespaar je al? Meet na een week varen – mik op 5-10 procent.
• Is de kalibratie recent? Doe een check elke 3 maanden of na een grote reparatie.
• Zijn alle kabels beschermd tegen hitte en olie? Gebruik een mantel van minimaal 1 mm dikte.

Met deze stappen en checklist ben je klaar om Shaft Power Metering te implementeren en direct te besparen. Het voelt als een upgrade die je schip slimmer maakt, zeker als je ook kiest voor onderhoud van heavy-lift equipment, zonder dat je hoeft te investeren in een nieuwe motor.

Voor een offshore project van 6 maanden, zoals windparkinstallatie, kan dit zo €10.000 aan brandstof schelen. Probeer het zelf, en je wilt nooit meer zonder.