迎難而上,IDS彰顯驅動實力
物探船用于海洋地球物理的勘探,需要長期在海上連續作業,整條船的動力系統是全船的心臟,即要保障全船正常的行使,還要滿足艱巨的作業需求。“海洋石油720”作為亞洲首艘三維地震12纜物探船,工作水深可達3000米,可在5級海況(浪高:2.50-4米,風力6級)和3節海流情況下采集地震數據,水下設備可在5級海況情況下安全收放,在5節航速(約9.2km/h)時,提供最大100噸拖力,可拖帶12根8000米地震采集電纜和雙震源共8排氣槍陣列,各項性能指標均需達到國際先進水平。“海洋石油720”還要求推進器轉速與螺距綜合調節,使得作業拖力和航速達到最大效益,同時實現最佳節能效果,對自動化控制的精細度和穩定性提出了前所未有的挑戰。為了采集數據更加精準和給船員們營造良好的生活環境,動力系統對噪音的控制也提出了嚴格的要求。
這樣一個復雜艱巨的任務,完成工期僅15個月,設備調試只有2.5個月,較同類項目調試和試航周期縮短至少1個月的時間,時間緊、任務重。
西門子作為“海洋石油720”電力推進系統機械和電氣總承包商,為船舶提供先進的柴-電推進系統,包括全船最難的動力核心--中壓驅動系統。基于全集成驅動系統IDS理念,西門子將驅動的產品進行整合,包括中壓變頻器、變壓器、電動機等。所有產品之間,采用了統一的總線通訊,通用的軟件,設計、運行都在統一的環境中,數據流更加通暢。同一品牌下的產品完美支持整個產品生命周期管理,服務方便,響應及時,特別是對設計和運行階段的完善支持,大大縮短調試時間。
性能優越,物探船航速提升30%以上
基于IDS理念的中壓驅動系統解決方案是本船運行的核心,包括2臺SINAMICS GM 150,4臺變壓器和2臺推進電機。整個推進系統采用冗余推進設計和全中壓變頻系統,通過變頻技術控制一臺180千瓦交流異步推進電機,調節負載電機轉速,通過遙控系統軟件繪制推進器的轉速和螺距的優化曲線,實現推進器與螺距的綜合調節和精準控制,實現大拖力與高航速的最佳匹配,以滿足船舶在各種作業工況的航速要求和節能要求。“海洋石油720”全柴-電驅動系統的應用,使得設計航速達到16節,拖帶作業航速達到5節,比公司原有物探船的航速提升了30%以上,大大降低了船舶往返的時間,提高了作業效率。
節能顯著,每年節約燃油成本700余萬元
除了注重船舶性能和采集能力外,西門子還十分注重節能、減排等指標,研發的自動化監測報警系統IMAC,采用SIMATIC S7系列PLC和上位機監控軟件,可實現遠端控制和就地控制。同時全集成驅動系統IDS解決方案讓縱向數據流更通暢,船舶操縱過程中可實現定速、聯合、變速三種模式,為降低能耗、節約成本起到相當大的作用,為客戶帶來巨大的經濟效益。據測算,在正常作業期間,船舶使用3臺主發電機,負荷80-85%之間時,用定速模式時,每天耗油58-60方左右,而運用聯合模式時,由于轉速、螺距達到最佳匹配,每天耗油53-55方左右,每天能節省燃油約5方,降低油耗約8%。若每年正常作業230-250天,平均每年節省燃油1150-1250方。按每方燃油6千元/立方計算,每年的成本將節約690萬-750萬元,經濟效益顯著。
減震降噪,營造舒適居住環境
“海洋石油720”長期海上作業,船艙已經成了船員們的家。兼顧船舶的舒適性,營造良好的居住環境必不可少,噪音成了關鍵因素。降噪一方面可以讓采集數據更加精準,另一方面,讓人們的居住環境更中舒適。
設計公司對“海洋石油720”的水下噪音指標為:拖力為100噸和5節的航速時,在3-250Hz頻率范圍內1/3倍頻帶,最大的噪音水平為 168dB;在3-250Hz頻率范圍內最大的總的噪音水平為176dB。西門子在產品設計、生產伊始,就把降低噪音作為一項重要指標進行綜合考慮,對設備質量嚴格把關。優良設備和先進技術非常成功的達到了客戶的震動和噪音的要求,在保證地震數據采集質量的同時提高了船員工作和生活環境舒適度。最終實現了大拖力,高航速,低噪音三者間的最佳平衡。
增收創效,驅動海洋勘探事業揚帆遠航
西門子提供的設備技術和解決方案,有利于保證航行安全,實現了動力分配智能化,系統會根據各部分的動力需求,合理分配動能,實現能效最大化。最終實現船舶性能、采集能力、設備可靠性、運行穩定性、節能減排等多項指標的綜合效益最大化。
目前系統運行穩定可靠,超過10個月連續不間斷作業,數據采集量屢破記錄,使企業在半年內即實現盈利,顯著提升了企業在物探領域的競爭能力和裝備水平,進一步加強了深水的服務能力。
西門子的全集成驅動系統解決方案,提供的不僅僅只是驅動產品,而是一個真正涵蓋整個驅動鏈的“一站式”解決方案,讓“海洋石油720”航行的更穩、更快、更高效,加速我國海洋資源勘探的整體實力的發展,驅動海洋勘探事業揚帆遠航。