Азиподы что это на судах

Обновлено: 04.05.2024

01 Поднасобирал еще кучку картинок про газовоз проекта Ямал. Заключительная часть триптиха, появившегося по просьбе dmitry_v_ch_l . Здесь теоретических выкладок давать не буду, но покажу некоторые лишь механизмы.

Как и в предыдущем посте, некоторые 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 Помещение сепараторов топлива и масла. Качественно отсепарированное топливо - залог безаварийной работы.

03 Электромоторы балластных насосов. Таковых три штуки. Каждый мотор мощностью 500 кВт обеспечивает работу балласного насоса производительностью 3,600 куб.м/час. Для полной мощности балластной системы достаточно двух насосов, третий в резерве.

04 В настоящее время нельзя просто вот так взять воду из моря-окияна и перевезти с последующей выкачкой в другой регион. Мировое сообщество озаботилось вопросом переноса всякоразных бактерий и живности в балластных танках судов и приняло соответствующую Конвенцию, вступившую в силу в Сентябре прошлого года. Это отдельная тема с кучей мнений и всякими опциями, здесь раскрывать не буду. Но как результат - на этом судне установлена система обработки балластных вод электрохимического типа. Установлено два комплекта, каждый состоит из 4 камер (на фото они вертикально расположены), суммарная производительность камер соответствует макс производительности балластного насоса. Вода проходит через камеру, в ней расположены электроды, на которые подается напряжение. В результате происходит химическая реакция и из воды выделяется дезинфицирующий реагент, убивающий живность.

05 Так установка выглядела на фабрике изготовителя. По договоренности с судостроительной верфью, система полностью собрана, даже с обслуживающей платформой. На верфи эту сборку просто установили в судовые конструкции и подсоединили трубопроводы балластной системы.

06 Модуль станции топливоподготовки. Содержит подогреватель топлива, насосы, расходомер массового типа (новомодная фишка), управляющую аппаратуру.

07 Топливный модуль индивидуальный для каждого из 6 дизелей

08 Компрессорная станция рефрижераторной установки. Это не для груза, это для продуктовых холодильников.

09 Инсинератор. ДЛя сжигания как бытового мусора, так и для всякоразных нефтеостатков от топливоподготовки.

10 Баллоны системы пожаротушения в машинном отделении. Содержат СО2. Баллоны собраны в группы, обслуживающие разные
помещения - запуск газа может быть произведен раздельно в выбранное помещение, или же все группы одновременно. Красные балончики - управляющий газ системы дистанционного привода для открытия клапанов баллонов.

11 Шкафы управления запуском системы СО2. Каждый шкафчик контролирует отдельное помещение, согласно надписи на дверце. Отсюда активиуется соответствующая группа баллонов и открывается соответствующий клапан.

12 Клапаны подачи газа в индивидуальные помещения. Можно привести в действие дистанционно, а можно вручную (как и сами баллоны).

13 Аварийный дизель-генератор. Обеспечивает освещение и работу некоторых важных механизмов при обесточивании судна. Запускается автоматически. Его мощность 1,100 кВт. Работу пропульсивного комплекса, естесственно, не обеспечивает.

14 АРЩ - Аварийный распределительный щит - для распределения электрснабжения по потребителям, которые должны быть
запитаны от АДГ. В нормальной ситуации соединен перемычкой с низковольтным ГРЩ.

15 Чтобы судно "жило", ему нужна электроэнергия. Без нее - никуда. Основной источник ее на борту - дизель- генераторы, т.е. генераторы, которые приводятся в действие дизелями. Их на борту 6 комплектов, разделены на две группы по три - для повышения живучести. На фото помещение дизель-генераторов левого борта.

16 Это вид сверху с платформ обслуживания. Тесная компоновка не позволяет сделать хорошую обзорную картинку.

17 Большие дизели V-образные 12 цилиндров фирмы Вяртсила

18 Дизель-генераторы правого борта. Серые трубопроводы - подача воды охлаждения. Человечек в белом поможет оценить масштаб картинки.

19 Генераторы вырабатывают переменный электрический ток напряжением 6,600 вольт. В обиходе используется термин "высокое напряжение", "высоковольтный" - но по промышленным меркам это среднее напряжение (medium voltage). Высокое напряжение на судах не используется, максимум где-то до 11 кВ - как, например, на пассажирском лайнере Queen Mary 2.

20 И снова человечек в белом покажет габариты помещения и оборудования

21 С генераторов напряжение подается на ГРЩ - главный распределительный щит. Для надежности он тоже разделен на две части, которые могут работать независимо друг от друга. Генераторные автоматы - не воздушные, а газовые. Это означает, что камеры, содержащие контакты - заполнены инертным газом для устранения дуго образования при коммутации. Еще на таких напряжения используют вакуумные автоматы и контакторы (так, вакуумные контакторы на этом судне тоже установлены).

22 Для питания вспомогательных систем через понижающий трансформатор напряжение подается на низковольный ГРЩ (низковольтный - это 440В). Их тоже два. Этот щит - полный аналог ГРЩ обычного судна, просто источником энергии для него являются не генераторы, а два трансформатора 6.6кВ/440В.

23 Высоковольтный и низковольтный щиты расположены друг против друга. Вдалеке видна оранжевая тележка - это приспособа для выемки высоковольных автоматов. Припаркована она около блока кондиционирования помещения.

24 Управление энергетической установкой и вспомогательными системами осуществляется из ЦПУ - центрального поста управления. Главный элемент ЦПУ - консоль. Позади консоли находятся шкафы с блоками СЦК (система централизованного контроля)

25 Консоль управления оснащена всеми необходимыми пультами и средствами связи.

26 С нее также можно управлять азиподами - за исключением их разворота.

27 Панель управления вспомогательным котлом

28 Панель СЦК с параметрами дизель-генератора №2

29 Параметры энергетической установки

30 Система управления энергоснабжением. Показан аварийный режим - ГРЩ №1 обесточен по условной аварии, жизнеобеспечение судна производится с оставшейся половины.

31 При половинной доступности ГРЩ имеется половинная мощность пропульсивной установки - более детально расписал в прошлом посте, повторяться смысла нет.

32 Станцию топливоподготовки показал выше, а это блок подачи газа на дизели (для котлов - своя установка).
Все шесть дизель-генераторов, а также котлы, в нормальном режиме работают на газе - на том самом газе, которые судно и перевозит. Температура груза - минус 163 градуса. В процессе перевозки он греется (ну болтанка еще помогает) - температура кипения минус 159 градусов) и испаряется, повышая тем самым давление в танке. Если ничего не делать (ну, совсем ничего), то танк разорвет.
Поэтому на грузовых танках есть предохранительные клапаны, как на обычном танкере, ну и еще куча дополнительных предохранительных мер.

Но выкипание газа (boil off) - это естественный процесс. И тут есть уже три варианта базовых варианта:
- выбросить в атмосферу. Необоснованный расход груза, коммерчески не выгодно
- охладить, сжать компрессорами и вернуть в танк - энергозатратно
- использовать как топливо для судна
Естественно, третий вариант на сегодня является самым распространенным.

Подача топлива осуществляется одним из компрессоров, который я показывал в первой части.
А если паров газа недостаточно - можно греть принудительно. В принципе, существует целая теория оптимального разгона судна в зависимости от скорости выкипания, завязанной на продолжительность рейса.

33 До недавнего времени газовозы СПГ были пароходами, в буквальном смысле слова (ну не то чтобы были, они и есть - подавляющее большинство. Кстати сегодня флот насчитывает более 400 газовозов - по состоянию на Январь 2017 в строю находилось 439 судов, а где-то 10 лет назад их было всего 200).
Газ подавался в котлы, а пар давлением около 90 бар приводил в движение паровую турбину. Вся установка в обслуживании ОЧЕНЬ простая, но есть некоторые нюансы (оставим их пока за бортом как оффтопичный вопрос). Но маркетологи дизелестроителей провели великолепную работу и убедили фрахтователей строить электроходы, в основном манипулируюя сравнением эффективности котельной установки и дизельной - типа на дизеле больше газа довести можно. А почему электроходы? Потому что двухтактные двигатели, работающие на газе и соответствующие современным нормам по выбросам - задержались, а у четырехтактных мощность недостаточна. Есть несколько судов тупиковой ветви эволюции - газовозы с обычной дизельной установкой.
И ладно бы схема электродвижения применялась в спец проектах, как тот, который мы рассматриваем - здесь азипод - необходимость. Но такую схему ставят и на "обычные" газовозы. В обслуживании такая система сложнее и дороже - это если в двух словах. Вот, например, я рассказвал как-то про такой обычный газовоз, но с электродвижением (вместо азиподов используется два электродвигателя обычного типа).

34 Если по какой-то причине испарение газа больше, чем потребление (или двигатели по какой-то причине переведены на топливо) - избыток сжигается в GCU - блок сжигания газа. На фото - вентиляторы этой установки.

35 Гребные моторы (синхронные электродвигатели) работают на напряжении 3,000 вольт. Подача пониженного напряжения осуществляется через трансформатры. Как рассказывал в предыдущем посте, их по два на мотор - для обеспечения некоторой надежности.

36 Но напряжение не сразу после трансформатора поступает на мотор - ведь тогда мотор крутился бы всегда с одной номинальной скоростью, как какой-нить вентилятор. Да и при его запуске вся установка бы потухла из-за перегруза. Поэтому каждый мотор обслуживается частотным конвертером.

37 Т.к. здесь конвертеру двойные (из-за двух обмоток на моторах, см. предыдущий пост), то они не смогли быть размещены в длину, получились П-образные конструкции. На фото вид сзади одного из них. Каждый конвертер находится в своем помещении. Серые трубопроводы - подача воды охлаждения в конвертер.

38 Покажу кратенько устройство типичного конвертера. На фото открытый конвертер для азипода мощностью 9Мвт, с единичной обмоткой - поэтому такой "маленький".
Принцип действия - преобразование переменного напряжения в постоянное, и затем обратно в переменное нужной частоты.
LSU - блок выпрямления. Диоды выпрямляют переменное напряжение после трансформатора.
TEU - блок управления конвертером
INU - инвертерный блок, тиристорные блоки искривляют выпрямленное ранее напряжение. Синие шланги - подача воды на охлаждение тиристоров.
CBU - блок конденсаторов. Обеспечивает запуск и работу шины постоянного тока.
WCU - блок водяного охлаждения. Обеспечивает циркуляцию охлаждающей деионизированной воды и контролирует ее качество (проводимость).

39 Тиристорный модуль. На переднем плане платы управления тиристорами, сами тиристоры просматриваются на заднем (кругляшки).

40 После конвертера напряжение подается на гребной электродвигатель. На данном судне он гондольного исполнения (по англ. POD) фирмы АВВ, которая назвала сиё изделие АЗИПОД (АЗИ от азимутальный). Формально, азиподами можно называть только изделия фирмы АВВ (название запатентовано), у других производителей - названия другие.

Обзорная картинка типового азипода.
Гондольная часть под водой, в корпусе судна находится блок разворота с щеточным аппаратом, блок охлаждения.

41 Напряжение подается на щеточный модуль. Помните, что азипод вращается без ограничения на 360 градусов по вертикальной оси? Если бы ток подавался по проводам, то эти провода сразу бы перекрутились. Поэтому используется система скользящих контактов, обеспечиваемых электрическими щетками. Красные кабели - силовые, на мотор. Черные - для вспомогательного оборудования, серые - для датчиков.
Всякие гидравлические трубопроводы (на смазку подшипников и т.п.) - тоже сообщены через вертлюги в этом блоке.

42 Вот так выглядит одна пара щеток. Таких - много! Щетки для вспомогательных цепей и цепей управления - поменьше.

43 Блок охлаждения азипода. Трубопровод - подача воды на воздушный холодильник, электромотор - привод вентилятора.

44 Через блок охлаждения осуществляется вход в азипод при необходимости. Круглая штука на фото - гидромотор разворота азипода, их четыре на каждый азипод (две пары).
Предупредительная табличка запрещает использование камеры со вспышкой при работе азипода. Это связано с наличием блока контроля дугообразования и возможностью его ложного срабатывания от фотовспышки.

45 Вид в шахту азипода. Видны шланги гидравлики в оплетке. По скобам можно спуститься вниз.

46 Силовой агрегат - аналог рулевой машины. Обеспечивает работу гидромоторов разворота азипода. Состоит из двух силовых насосов - каждый обеспечивает работу пары гидромоторов. Как уже говорил в прошлом посте, скорость разворота азиподов при работающем одном силовом насосе и паре гидромоторв 2.5 градуса в секунду, при работе двух насосов 5 градусов в секунду.

47 Тормозное сопротивление. На заднем плане виден насос циркуляционной смазки подшипника азипода (на каждый подшипник своя система).

48 Вид на статор разобранного (вернее, еще не собранного) азипода.

49 Его же ротор. Синхронный мотор бесщеточного типа - для передачи тока на обмотку возбуждения применяется промежуточное звено - возбудитель. Это небольшой дополнительный генератор, расположенный в том же корпусе - на статоре обмотка возбуждения постоянного тока, на роторе силовая трехфазная обмотка. С нее через вращающийся выпрямитель подается напряжение постоянного тока на обмотку возбуждения электромотора. Маленькое красное кольцо - обмотка возбудителя, красные бруски дальше - основная обмотка возбуждения. Между ними находятся диоды вращающегося выпрямителя, а также энкодер положения ротора.

50 Азиподы в сборе и на месте. Человек в каске показывает масштаб.

51 Картинки монтажа азиподов в корпус судна с помощью талей (с другого объекта).

52 Монтаж азипода лебедкой (с другого проекта)

53 Монтаж на плаву с помощью понтона.

54 В помещении центрального азипода расположен местный пост управления гребной установкой. Отсюда можно осуществлять полное управление.

55 Концептуальная схема энергетической установки (отсутствуют лишь тормозные сопротивления).

56 Запасные лопасти расположены на палубе

57 И выглядят как оторванные уши Микки Мауса

58 Этим завершаю обзорную экскурсию в трех частях по объекту, предназначенному для перевозки продукта по ГОСТРу 57431-2017

Вы используете Internet Explorer устаревшей и не поддерживаемой более версии. Чтобы не было проблем с отображением сайтов или форумов обновите его до версии 7.0 или более новой. Ещё лучше - поставьте браузер Opera или Mozilla Firefox.

Обсудить и задать вопросы можно в этой теме.

Иван Нью-Джерсийский

литератор

Народ, проясните, правильно ли я понимаю, что устройство азипода (т.е. размещение электродвижителя в подводной поворотной мотогондоле) обеспечивает ему отличное охлаждение само по себе?

Вопрос 2. Правильно ли понимаю, что азипод-ВРК ни к чему иметь переключение хода вперед/назад, и реверс осуществляется разворотом на 180 градусов?

Вопрос 3. Правильно ли понимаю, что какое-либо обслуживание ВРК возможно только в сухом доке?

администратор

И.Н.> Народ, проясните, правильно ли я понимаю, что устройство азипода (т.е. размещение электродвижителя в подводной поворотной мотогондоле) обеспечивает ему отличное охлаждение само по себе?
И.Н.> Вопрос 2. Правильно ли понимаю, что азипод-ВРК ни к чему иметь переключение хода вперед/назад, и реверс осуществляется разворотом на 180 градусов?
И.Н.> Вопрос 3. Правильно ли понимаю, что какое-либо обслуживание ВРК возможно только в сухом доке?

1. Не электродвижитель, а электродвигатель. Движитель - винт, весло, парус. Двигатель - электромотор, дизель, турбина. Размеры системы охлаждения видны на первой картинке.
2. Переключение есть, в т.ч. на полные обороты. Когда и зачем это используется вместо разворота гондолы - нужно спрашивать у эксплуатационщиков.
3. На новых больших возможно обслуживание (в т.ч. замена уплотнений) без постановки в док. На маленьких и старых - нет.

xo2100_xo2300.jpg (скачать) [1166x1527, 250 кБ]

Слайд3.JPG (скачать) [960x720, 52 кБ]

Слайд13.JPG (скачать) [960x720, 57 кБ]

Слайд14.JPG (скачать) [960x720, 69 кБ]

Vadikgg

втянувшийся

Внутрь больших азиподов может спускаться персонал для обслуживания. (тоже видно на приложенных выше картинках)

aleksandr tikhomirov

втянувшийся

И.Н.> Вопрос 2. Правильно ли понимаю, что азипод-ВРК ни к чему иметь переключение хода вперед/назад, и реверс осуществляется разворотом на 180 градусов?
Понимаете правильно. Но! Лучше все таки иметь так как для дачи заднего хода необходимо развернуть ВРК на 180 градусов и при этом не забыть вывести регулятор оборотов винта в нулевое положение поскольку суда с таким типом движителя очень маневренны. Винты на ВРК как Правило ВФШ. Говорю потому, что в 2010 получал новострой в Сингапуре под названием "Левек Ариэль". Судно оказалось с ВРК. Никогда до этого не имел опыта управления судов с таким типом движителя. Пока судно достраивали несколько раз на мосту представлял себе как буду располагать рукоятки управления при отходе от причала и швартовке. При первом же отходе оказалось что судно очень хорошо слушается ВРК и подрулей и отход а также швартовка как и просто движение передним и задним ходом не представляли серьезной трудности.

Вованыч_1977

Местный

a.t.> При первом же отходе оказалось что судно очень хорошо слушается ВРК и подрулей и отход а также швартовка как и просто движение передним и задним ходом не представляли серьезной трудности.

В сравнении с обычным винто-рулевым комплексом - насколько от азиподов общее впечатлении хуже/лучше/удобней?

aleksandr tikhomirov

втянувшийся

В.1.> В сравнении с обычным винто-рулевым комплексом - насколько от азиподов общее впечатлении хуже/лучше/удобней?
Обычным? Вы наверное считаете ВФШ. Поскольку начиная с 1976 года работаю только на судах с ВРШ буду сравнивать с ними. ВРК и Азиподы очень удобны для судов с ДП. В режиме ДП, при стоянке судна кормой на течение, судну в ВРК значительно легче удерживать местоположение поскольку ВРК нет разницы в какую сторону грести. На судах с обычным СРР , т.е. с ВРШ, один из винтов работает на передний ход создавая этим дополнительный момент в перемещении судна вперед а другой винт работает назад преодолевая напор самого течения плюс компенсирует упор своего собрата работающего на передний ход. При швартовках особой разницы нет. Суда с 3-мя 4-мя подрулями хоть с ВРШ хоть с ВРК одинаково хорошо управляемы. А вот управление в узкости на судах с ВРК следует быть особо внимательным. Как уже упоминалось ранее суда с ВРК чрезвычайно маневренны особенно в части изменения курса. Любое отклонение ВРК вызывает моментальную реакцию судна на это действие. В узкости за невнимательность можно поплатиться посадкой на мель или касанием бровки канала.

СОДЕРЖАНИЕ

Концепция

В обычных азимутальных подруливающих устройствах, таких как подруливающие устройства с Z-приводом и L-приводом , гребной винт приводится в движение электродвигателем или дизельным двигателем внутри корпуса корабля. Пропеллер соединен с первичным двигателем валами и коническими шестернями, которые позволяют вращать гребной винт вокруг вертикальной оси. Этот тип силовой установки имеет давнюю традицию на протяжении 1990-х годов, и сегодня такие двигательные установки производятся рядом компаний по всему миру.

В блоке Azipod электродвигатель установлен внутри силовой установки, а гребной винт соединен непосредственно с валом двигателя. Электроэнергия для пропульсивного двигателя передается через контактные кольца, которые позволяют блоку Azipod вращаться на 360 градусов вокруг вертикальной оси. Поскольку в установках Azipod используются гребные винты фиксированного шага, мощность всегда подается через частотно-регулируемый привод или циклоконвертер, который позволяет управлять скоростью и направлением гребных двигателей.

Стручок в пропеллере обычно обращен вперед , потому что в этой конфигурации потянув (или трактора) пропеллер является более эффективным из - за работу в невозмущенном потоке. Поскольку он может вращаться вокруг своей оси крепления, капсула может прикладывать тягу в любом направлении. Азимутальные подруливающие устройства позволяют кораблям быть более маневренными и позволяют им двигаться назад почти так же эффективно, как они могут двигаться вперед. Чтобы получить от этого максимальную отдачу, требуется обучение управлению судном на симуляторах и пилотируемых моделях .

Конструкция с гондолами обычно обеспечивала на 9% лучшую топливную эффективность, чем обычная силовая установка, когда она была впервые установлена в 1990-х годах. Усовершенствования традиционной конструкции сократили зазор до 6-8%, но, с другой стороны, гидродинамический поток вокруг Azipod был улучшен за счет модернизации плавников и динамической компьютерной оптимизации соответствующих рабочих углов опор в многопозиционных установках. что дает общее повышение эффективности в пределах 18%.

История

Разработка

Первый блок Azipod, установленный на финском судне обеспечения фарватера Seili в 1990 году, сейчас выставлен в морском музее Forum Marinum в Турку , Финляндия .

В 1987 году Национальное управление судоходства Финляндии сделало предложение о сотрудничестве международной корпорации по производству электрооборудования ABB Group и финской судостроительной компании Masa-Yards для разработки нового типа электрической силовой установки. До этого компании десятилетиями работали вместе в области дизель-электрических силовых установок и в 1980-х годах выпустили первые ледоколы с маршевыми двигателями переменного тока и циклоконверторами .

После обнадеживающего опыта установки прототипа разработка концепции Azipod была продолжена, и следующие блоки были модернизированы на двух финских нефтяных танкерах, Uikku и Lunni , в 1993 и 1994 годах, соответственно. Блоки Azipod мощностью 11,4 МВт, почти в восемь раз более мощные, чем прототип, значительно повысили ледоходность судов, которые уже были построены с расчетом на возможность самостоятельного ледокольного строительства. С 1990-х годов подавляющее большинство судов, способных работать во льдах без ледокольного сопровождения, оснащалось двигательной установкой Azipod.

Первое в мире круизное судно, оснащенное силовыми установками Azipod, Elation , было доставлено верфью Kværner Masa-Yards в Хельсинки весной 1998 года. Несмотря на то, что Azipod изначально разрабатывался для ледокольных судов, круизные лайнеры стали крупнейшей группой судов по типу. будет оснащаться силовой установкой Azipod с 1990-х годов, и успех силовых установок с электроподъемниками проложил путь для таких конкурентов, как Rolls-Royce Mermaid. Среди судов , оснащенных единиц Azipod являются Royal Caribbean International «s Voyager - , Свобода - и Oasis -класса круизных судов , каждый из которых держали титул крупнейшего круизного судна в мире в момент доставки.

Проблемы, связанные с подшипниками

В первые годы эксплуатации произошли некоторые широко разрекламированные сбои в обслуживании круизных лайнеров с более крупной конструкцией Azipod V.

Последняя конструкция, Azipod X, включает эти улучшения с расчетом на пятилетний интервал обслуживания и включает подшипники, которые можно разбирать и ремонтировать изнутри контейнера, пока судно находится в обычном состоянии.

Читайте также: