Газовозы проекта Ямал СПГ. Часть 2

kot-3axap — 19.01.2018 В продолжение предыдущего обзора.

01 Собрал еще небольшую кучку картинок про ямальский газовоз


Фотки, конечно, так себе - но общую картинку вроде показывают.
Как и в предыдущем посте, фотографии сделаны во время ходовых испытаний судна, до его передачи заказчику. Поэтому можно видеть неокрашенные участки палуб, конструкций, разные предупреждающие ленты, заклеенную пленкой и скотчем палубу и прочее. Конечно, на момент передачи всё было приведено заводом в полный порядок.

02 Навигационный мостик


03 Секция навигационной консоли с терминалами информационной системы (conning display) и ЭКНИСа (электронные карты)


04 Секция навигационной консоли с терминалами СЦК и радара


05 Центральная секция консоли с пультом управления гребной установкой


06 Гребная установка состоит из трех азимутальных электроприводов гондольного исполнения (азиподы). При этом на судне отсутствует рулевая система в привычном понимании (перо руля), разворот судна осуществляется изменением направления тяги за счет разворота гондол. Они могут крутиться без ограничения на 360 градусов по оси.

Справа основная панель управления азиподами. С помощью каждой ручки индивидуально задается направление вращения винта (вперед-назад) и направление тяги. Винты здесь тянущие, а не толкающие как на обычных судах - но могут ревесироваться при необходимости. Можно также завести управление на одну ручку, тогда две оставшиеся будут повторять сами команду.

Слева находится резервная панель управления. Это один из вариантов резервного управления, при отказе основной системы. Она попроще, и имеет более прямую связь с исполнительными механизмами.
При этом управление разворотом азиподов осуществляется рычажками в нижней части (тиллерами), а задание оборотов винта осуществляется кнопками. Красные круглые кнопки на этой панели - аварийная остановка гребных моторов.


07 Секция консоли с терминалами радара и ЭКНИСа


08 Вот так это выглядит ночью. Интенсивность свечения индикаторов и дисплеев - настраивается оператором.


09 Позади центральной консоли находится рулевая колонка с обычным штурвалом.


10 Отсюда управлять можно только направлением движения судна (как на обычном судне), управление оборотами/мощностью остается на основных ручках. При передаче управления на эту колонку, угол разворота азиподов ограничен в диапазоне 35 градусов левый борт - 35 градусов правый борт. Разворот всех включенных в рботу азиподов - синхронный. При работе на автопилоте, поворот азиподов ограничен до 10 градусов на каждый борт.

Скорость разворота азиподов при работающем одном гидравлическом насосе 2.5 градуса в секунду, при работе двух насосов 5 градусов в секунду.
Желтый индикатор - скорость разворота судна, цифровой индикатор в центре - курс судна.


11 На каждом крыле есть свой пост управления. Сюда можно передать управление на ходу при необходимости (например, во время швартовки).


12 Здесь есть все необходимые индикаторы, мультифункциональный дисплей (на фото в режиме ЭКНИС), средства связи, ручки управления моторами, кнопки аварийной остановки.


13 Вид с правого крыла в мостик.


14 Для ледокольного режима "кормой вперед" (ну или по какой другой оказии) оборудован отдельный мостик со всем необходимым навигационным оборудованием. При передаче управления сюда, корма становится носом, и наоборот.


15 Мостик небольшой, своих крыльев нет.


16 Мостики сообщены между собой вот таким коридором.


17 А это вид сверху на крышу коридора, с той же точки как и предыдущая картинка.


Вот обзор снаруж на оба мостика


18 Картинка экрана 3-сантиметрового радара.


19 Как-бы гирокомпасы, две штуки. Почему как-бы? Потому что в них нет гироскопов, или каких-либо иных подвижных частей. Они оптические.

Работают (ВНИМАНИЕ!) за счет измерения времени прохождения светового потока по известному отрезку пути, по трем осям.


20 Вид на крышку грузового помещения (для всяких вспомогательных грузов). Забавно, что она вся (и участки палубы вокруг) расписана какими-то формулами и графиками, в центре изображен грузовой танк в сечении - видать, на этом месте состоялся какой-то грандиозный научный спор. Позже это закрасили.


21 Каюта младшего офицера


22 Она же, вид с другой точки. Шкаф на столе - холодильник. Выгородка за изголовьем кровати - санузел.


23 Каюты старшего комсостава двухкомнатные, кабинет и спальня. Это, очевидно, кабинет.


24 Он же, зона отдыха. Шкаф с решетками - холодильник. Офицер постарше - и холодильник побольше. :-)


25 Есть двухместные каюты для пассажиров. Верхняя кровать на фото откидная.


26 Самый главный боевой пост.



Сейчас немного скучной информации, по просьбе уважаемого dmitry_v_ch_l. Пройдусь весьма поверхностно, стараясь не раскрывать какой-либо конфиденциальной информации.

Энергетическая установка построена по такому принципу, что при единичной серьезной аварии (например, короткое замыкание в ГРЩ) останется доступной половина мощности. Для этого вся система условно разделена на две части - установка правого борта и установка левого борта. Даже гребные моторы, несмотря на то, что их три.

Установка каждого борта содержит 3 дизель-генератора (1 маленький мощностью 8.5 МВт, и два больших мощностью 11.2 МВт каждый). Соответственная полная мощность генераторов почти 62 МВт.

Суммарная мощность гребных моторов 3х15МВт = 45 МВт.
Гребные моторы условно как-бы состоят из двух моторов каждый, на общем валу. Каждая половинка питается от своего гребного трансформатора. Т.е. если будет, например, КЗ в моторе - остается возможность использовать "половину" мотора. Не продублирована лишь система возбуждения (моторы синхронные).

Для обеспечения "половинной мощности" при аварии на щите, центральный азипод подключен к обоим половинам ГРЩ - один трансформатор питается с правой секции, второй питается с левой. Система же возбуждения центрального азипода подключена через коммутатор, который обеспечит подачу питания с "живой" секции. В половинном режиме, боковые моторы могут быть нагружены до 50%, а центральный до 70% (на нем установлены более мощные трансформаторы).

С помощью рукояток управления, оператор управляет доступной мощностью. Так, если поставить ручки на самый полный вперед, а при этом работает только часть генераторов, то система выдаст всю доступную мощность на моторы, а дальше по ситуации. Например, если нет генераторов в резерве (неисправность, обслуживание или какие другие причины) - то нагрузка таковой и останется. Если же есть генераторы в резерве - произойдет автоматический запуск и подключение на шины - после этого разгон продолжится. Но наброс нагрузки будет не мгновенный, а по заложенным в программу кривым и ограничителям.

Система управления может работать в по двум концептам - постоянные обороты винта (speed mode) или постоянная мощность (power mode).

На маневровых оборотах доступен только режим управления по оборотам, для обеспечения более точного контроля скорости судна. При больших нагрузках система автоматически переключается в режим контроля по мощности, что обеспечивает более стабильную нагрузку на электростанцию, сглаживая броски нагрузки. Режимы можно переключать вручную при необходимости (свыше определенных оборотов).

В режиме управления по оборотам, положение ручки управления (телеграфа) показывает желаемые обороты, которые и будут удерживаться. Мощность же будет изменяться, в зависимости от условий работы, для удержания заданных оборотов.

В режиме управления по мощности, положение ручки управления (телеграфа) показывает желаемую мощность на моторе. при этом обороты винта не будут стабильными, а будут изменяться в зависимости от условий работы. При этом частота вращения не может превысить максимальную.

Есть три режима управления, которые адоптируют систему управления в зависимости от режима работы судна. Режим также выбирается оператором с пульта управления.

Маневровый режим - обороты и мощность ограничены в некотором пределе (обороты до 62%, мощность до 50%, момент 100%). Это позволяет маневрировать без перегрузки энергетической установки, и обеспечиваются быстрые разгонные характеристики. В этом режиме управление зафиксировано только по оборотам, управление по мощности заблокировано.

Морской режим - гребные моторы могут работать в полном диапазоне. При ускорении, на определенном этапе произойдет автоматическое переключение в управление по мощности (68% от номинальных оборотов), а при замедлении переключится на управление по оборотам (на 62%).

Ледокольный режим. при выборе этого режима предполагается, что винты могут бить лед, а дизель-генераторы работают на газовом топливе. Когда винт бьет лед, обороты мотора значительно падают. Для обеспечения стабильной работы и удержания оборотов и мощности, максимальный допустимый момент моторов увеличен до 180% от номинального. Такая нагрузка может замедлить обороты винтов.
Дизельные двигатели, когда работают в газовом режиме, более медленно отрабатывают изменение нагрузки, по сравнению с работой на обычном топливе. Для сглаживания бросков нагрузки применены т.н. торомозные сопротивления.

Возможны следующие сценарии:
- если один мотор заторможен, освобожденная мощность берется другими мотрами, которые в данный момент свободно вращаются
- избыточная энергия подается на тормозное сопротивление заторможенного мотора

В ледокольном режиме автоматически выбран режим управления по мощности. Этот режим должен быть выбран только при работе во льдах, ввиду увеличенных пределов ограничителей.

Система контролирует несколько ограничителей.

- перегрузка по моменту. Когда момент превышает 100%, момент и время интегрируются, предельная величина 180% х 30 сек = 5400 %сек, после чего активируется период сниженного момента на 570 секунд с ограничением мощности на моторе 14.5 МВт. Если величина 5400%сек не достигнута и перегруз сброшен раньше, идет немного другой расчет, но также учитывающий время, необходимое для охлаждения мотора.

- Тормозное сопротивление.
Оно может рассеять энергию в 91МДж за 10-минутный промежуток. Пиковое значение энергии 75 МДж, при его достижении полная работа сопротивления блокируется, пока не "охладится" до 40 МДж. Температура контролируется датчиками. Охлаждение принудительное.
Это основные ограничители по тормозному сопротивлению, в систему заложены еще дополнительные расчеты, в зависимости от конфигурации системы (например, если ГРЩ разделен и т.п.).

Оператор может выбрать между обычными и быстрыми разгонными характеристиками с пульта управления.
При обычных характеристиках система контролирует время на "прогрев" свежезапущенного дизель-генератора. При быстрых характеристиках, время на прогрев игнорируется. Есть еще "быстрые ледовые" характеристики, которые еще быстрее обеспечивают работу с нагрузкой - они активируются автоматически при соблюдении условий конфигурации системы (оператор выбрал быстрые характеристики, ГРЩ сообщен, ледовый режим выбран, в работе минимум 4 больших генератора и 1 маленький в симметричном режиме работы).

Режим экстренного торможения судна (crash stop).
При работе на азиподах, доступны два режима аварийного торможения.
Предпочтительный на чистой воде - левый и правый азиподы разворачиваются через наружу на 180 градусов (т.е. назад) при удержании выставленных оборотов, обороты центрального уменьшают в 0.

Другой способ - реверс оборотов моторов, он должен применяться при работе во льдах.
Режим экстренного торможения активируется, когда положение ручек управления установлено более чем на 95% в противоположном направлению судна положении. При этом активируются разгонные характеристики экстренного торможения. Также произойдет переключение дизель-генераторов с газового режима на дизельный.

Ниже несколько картинок с ходовых испытаний, где отрабатывались всяко-разные режимы, как ходовые так и аварийные.

27 Вот в работе 5 генераторов (один маленький стоит). Мощность отдается 32МВт, и еще 16МВт в запасе. Генераторы загружены на 70%. Комфортно, есть запас (судно на чистой воде).
Вот кстати - мощность большая, а токи маленькие (около 700 ампер на генераторе). Это достигается за счет высоковольтной установки (повышаем напряжение -> понижаем ток -> уменьшаем сечение проводников -> меньше кабелей, проще монтаж и т.п. Напряжение силовой цепи 6600 вольт переменного тока. Напряжение на гребном моторе около 3000 вольт.


28 При этом боковые моторы нагружены по 15МВт, центральный 3МВт


29 А вот режим где в работе только два генератора - большой и маленький, но загружены на 95%.


30 При этом каждый из моторов может выдать по 5Мвт


31 Остался в работе один большой генератор с загрузкой 80%...


32 ... и азиподы можно нагрузить по 3 Мвт...


33 ... а ручки телеграфа при упомянутых выше тестах - стоят на самый полный вперед! Всё ограничивается автоматикой: капитан, поставив ручки в
полный вперед, получит достыпный в данный момент максимум. Если генераторы не остановлены по аварийной или иной причине и находятся в
резерве, при достижении установленного порога нагрузки произойдет последовательный запуск резервных генераторов, по необходимости.


34 В работе один маленький генератор на 95% мощности...


35 ..и обеспечивает по 2МВт на моторах.


36 Работа установки контролируется и ограничивается не только доступной мощностью. Контролируется куча индивидуальных технических параметров:
вот, например, температура на тормозном сопротивлении, куда сбрасывается избыток энергии при резких маневрах (величина энергии тоже
контролируется, как описывал выше), температура подшипников мотора, температура воздуха охлаждения мотора - это лишь часть параметров, влияющих на работу пропульсивного комплекса.


37 Все ограничители анализируются в системе управления азиподами, это отдельные компьютеры.


38 Экран системы измерения эффективности судна (цифру расхода топлива я затер).


39 На каждом моторе по 13 МВт, при скорости врашения 140 оборотов в минуту.


В этом репортаже капитан немножко рассказывает про управление.

Оставить комментарий

Популярные посты:

• Ранее
• Архив