迎難而上，IDS彰顯驅(qū)動(dòng)實(shí)力
物探船用于海洋地球物理的勘探，需要長期在海上連續(xù)作業(yè)，整條船的動(dòng)力系統(tǒng)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(yè)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(dá)3000米，可在5級(jí)海況（浪高：2.50-4米，風(fēng)力6級(jí)）和3節(jié)海流情況下采集地震數(shù)據(jù)，水下設(shè)備可在5級(jí)海況情況下安全收放，在5節(jié)航速（約9.2km/h）時(shí)，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(xiàng)性能指標(biāo)均需達(dá)到國際先進(jìn)水平。“海洋石油720”還要求推進(jìn)器轉(zhuǎn)速與螺距綜合調(diào)節(jié)，使得作業(yè)拖力和航速達(dá)到最大效益，同時(shí)實(shí)現(xiàn)最佳節(jié)能效果，對(duì)自動(dòng)化控制的精細(xì)度和穩(wěn)定性提出了前所未有的挑戰(zhàn)。為了采集數(shù)據(jù)更加精準(zhǔn)和給船員們營造良好的生活環(huán)境，動(dòng)力系統(tǒng)對(duì)噪音的控制也提出了嚴(yán)格的要求。
這樣一個(gè)復(fù)雜艱巨的任務(wù)，完成工期僅15個(gè)月，設(shè)備調(diào)試只有2.5個(gè)月，較同類項(xiàng)目調(diào)試和試航周期縮短至少1個(gè)月的時(shí)間，時(shí)間緊、任務(wù)重。
西門子作為“海洋石油720”電力推進(jìn)系統(tǒng)機(jī)械和電氣總承包商，為船舶提供先進(jìn)的柴-電推進(jìn)系統(tǒng)，包括全船最難的動(dòng)力核心--中壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。基于全集成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)IDS理念，西門子將驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品進(jìn)行整合，包括中壓變頻器、變壓器、電動(dòng)機(jī)等。所有產(chǎn)品之間，采用了統(tǒng)一的總線通訊，通用的軟件，設(shè)計(jì)、運(yùn)行都在統(tǒng)一的環(huán)境中，數(shù)據(jù)流更加通暢。同一品牌下的產(chǎn)品完美支持整個(gè)產(chǎn)品生命周期管理，服務(wù)方便，響應(yīng)及時(shí)，特別是對(duì)設(shè)計(jì)和運(yùn)行階段的完善支持，大大縮短調(diào)試時(shí)間。
性能優(yōu)越，物探船航速提升30%以上
基于IDS理念的中壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)解決方案是本船運(yùn)行的核心，包括2臺(tái)SINAMICS GM 150，4臺(tái)變壓器和2臺(tái)推進(jìn)電機(jī)。整個(gè)推進(jìn)系統(tǒng)采用冗余推進(jìn)設(shè)計(jì)和全中壓變頻系統(tǒng)，通過變頻技術(shù)控制一臺(tái)180千瓦交流異步推進(jìn)電機(jī)，調(diào)節(jié)負(fù)載電機(jī)轉(zhuǎn)速，通過遙控系統(tǒng)軟件繪制推進(jìn)器的轉(zhuǎn)速和螺距的優(yōu)化曲線，實(shí)現(xiàn)推進(jìn)器與螺距的綜合調(diào)節(jié)和精準(zhǔn)控制，實(shí)現(xiàn)大拖力與高航速的最佳匹配，以滿足船舶在各種作業(yè)工況的航速要求和節(jié)能要求。“海洋石油720”全柴-電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用，使得設(shè)計(jì)航速達(dá)到16節(jié)，拖帶作業(yè)航速達(dá)到5節(jié)，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(shí)間，提高了作業(yè)效率。
節(jié)能顯著，每年節(jié)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(jié)能、減排等指標(biāo)，研發(fā)的自動(dòng)化監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)IMAC，采用SIMATIC S7系列PLC和上位機(jī)監(jiān)控軟件，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端控制和就地控制。同時(shí)全集成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)IDS解決方案讓縱向數(shù)據(jù)流更通暢，船舶操縱過程中可實(shí)現(xiàn)定速、聯(lián)合、變速三種模式，為降低能耗、節(jié)約成本起到相當(dāng)大的作用，為客戶帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)測算，在正常作業(yè)期間，船舶使用3臺(tái)主發(fā)電機(jī)，負(fù)荷80-85%之間時(shí)，用定速模式時(shí)，每天耗油58-60方左右，而運(yùn)用聯(lián)合模式時(shí)，由于轉(zhuǎn)速、螺距達(dá)到最佳匹配，每天耗油53-55方左右，每天能節(jié)省燃油約5方，降低油耗約8%。若每年正常作業(yè)230-250天，平均每年節(jié)省燃油1150-1250方。按每方燃油6千元/立方計(jì)算，每年的成本將節(jié)約690萬-750萬元，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
減震降噪，營造舒適居住環(huán)境
“海洋石油720”長期海上作業(yè)，船艙已經(jīng)成了船員們的家。兼顧船舶的舒適性，營造良好的居住環(huán)境必不可少，噪音成了關(guān)鍵因素。降噪一方面可以讓采集數(shù)據(jù)更加精準(zhǔn)，另一方面，讓人們的居住環(huán)境更中舒適。
設(shè)計(jì)公司對(duì)“海洋石油720”的水下噪音指標(biāo)為：拖力為100噸和5節(jié)的航速時(shí)，在3-250Hz頻率范圍內(nèi)1/3倍頻帶，最大的噪音水平為 168dB；在3-250Hz頻率范圍內(nèi)最大的總的噪音水平為176dB。西門子在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)伊始，就把降低噪音作為一項(xiàng)重要指標(biāo)進(jìn)行綜合考慮，對(duì)設(shè)備質(zhì)量嚴(yán)格把關(guān)。優(yōu)良設(shè)備和先進(jìn)技術(shù)非常成功的達(dá)到了客戶的震動(dòng)和噪音的要求，在保證地震數(shù)據(jù)采集質(zhì)量的同時(shí)提高了船員工作和生活環(huán)境舒適度。最終實(shí)現(xiàn)了大拖力，高航速，低噪音三者間的最佳平衡。
增收創(chuàng)效，驅(qū)動(dòng)海洋勘探事業(yè)揚(yáng)帆遠(yuǎn)航
西門子提供的設(shè)備技術(shù)和解決方案，有利于保證航行安全，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力分配智能化，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)各部分的動(dòng)力需求，合理分配動(dòng)能，實(shí)現(xiàn)能效最大化。最終實(shí)現(xiàn)船舶性能、采集能力、設(shè)備可靠性、運(yùn)行穩(wěn)定性、節(jié)能減排等多項(xiàng)指標(biāo)的綜合效益最大化。
目前系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，超過10個(gè)月連續(xù)不間斷作業(yè)，數(shù)據(jù)采集量屢破記錄，使企業(yè)在半年內(nèi)即實(shí)現(xiàn)盈利，顯著提升了企業(yè)在物探領(lǐng)域的競爭能力和裝備水平，進(jìn)一步加強(qiáng)了深水的服務(wù)能力。
西門子的全集成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)解決方案，提供的不僅僅只是驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品，而是一個(gè)真正涵蓋整個(gè)驅(qū)動(dòng)鏈的“一站式”解決方案，讓“海洋石油720”航行的更穩(wěn)、更快、更高效，加速我國海洋資源勘探的整體實(shí)力的發(fā)展，驅(qū)動(dòng)海洋勘探事業(yè)揚(yáng)帆遠(yuǎn)航。
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