广西淘宝快3走势图:創贏——西門子工業成功案例

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深海巨擎

西門子動力包系統驅動深海半潛式鉆井平臺“藍鯨1號”探索海洋寶藏

踏上深海半潛式鉆井平臺“藍鯨1號”,仿佛置身一座微型的海上孤島。藍天白云下,海風迎面,甲板起伏之微小讓人難以相信是身處洶涌的波濤之上。平臺上配備有鉆井架、直升機起降坪以及各類機械吊臂,宛如屹立海面的鋼鐵巨人,為了人類的能源事業奮勇向前。

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這是中集來福士打造的目前全球最先進的超深水、雙鉆井半潛式鉆井平臺。它堪稱海工裝備里的“航空母艦”,平臺長117米,寬92.7米,甲板面積是一個標準足球場的1.5倍,從船體到鉆井架頂端高118米,相當于37層樓高,造價相當于兩架空客A380飛機。

平臺配備有餐廳、宿舍、醫院、休閑娛樂等生活設施,滿足近200名作業人員的需要。他們以28天為一個周期在平臺上工作,沒有手機信號,只能與大海作伴。工程作業區機械轟鳴,但生活區噪音低于45分貝,相當于一只蚊子飛過的聲音。

平臺的最大作業水深3658米,超過泰山高度的兩倍,最大鉆井深度15240米,超過馬里亞納海溝的深度,是全球目前作業水深最深、鉆井深度最深的半潛式鉆井平臺,可作業于全球99%的海域。

目前深海已成為全球能源開發的寶藏,尤其是3000米以上超深水海域蘊藏著豐富的油氣資源。然而隨著水深的增加,油氣勘探開發的技術難度和所需的投入呈幾何倍數上升。除了海浪、潮汐、颶風等惡劣??鐾?,深海海底地形的變化也讓開采作業險象環生。為了應對這一挑戰,半潛式鉆井平臺應運而生。相對于傳統的固定式平臺和自升式平臺,它具有能靈活移動、作業水深大、作業效率高、甲板可變載荷大等優勢。

自1961年誕生以來,半潛式平臺經歷飛速發展,現在能適用于更深的水深,具有更大作業能力,自動化程度更高,抗風浪能力也更強。“藍鯨1號”正是新一代半潛式平臺的代表,而西門子也在背后發揮了關鍵作用。

助力中國制造

海洋工程裝備被稱為“流動的國土”,是發展海洋石油工業的戰略利器。

“中國制造2025”的行動綱領也將海工裝備產業列為重點支持的10大領域之一,以實現我國船舶工業由大到強的質的飛躍。而最為復雜、科技含量最高的半潛式鉆井平臺則是海工裝備產業“皇冠上的明珠”,是人類開發深海能源的希望所在。

目前中國正努力打破韓國、新加坡等海洋工程強國的壟斷,而中集來福士正是突出重圍的排頭兵。它是國際領先的海工裝備企業,也是國內目前唯一具有深水半潛式鉆井平臺批量化建造能力的企業。

“在未來全球油氣開發中,增量主要來自深水,特別是水深超過3000米的超深水海域。打開這個領域的前提在于具有配套的開發裝備,而超深水鉆井平臺則是其中關鍵所在。”煙臺中集來福士海洋工程有限公司助理總裁閆永軍表示,“可以說‘藍鯨1號’的建成標志著中集來福士乃至整個中國在半潛式平臺建造能力上有了顯著提升,也是我們進軍超深水裝備領域的重要里程碑。”

海上戰士的“心臟”

作業水深的提升和平臺噸位的增加使得平臺建造的復雜性和難度都大為提高,對關鍵部件的性能要求也可想而知。而西門子提供的動力包系統則為平臺的節能穩定安全運行作出了重要貢獻。

這樣一個重達約4.2萬噸的海上“巨無霸”需要大量電力。作為平臺的“心臟”,西門子先進的動力包系統是涵蓋從變壓器、配電板到變頻器、電機等設備的“一站式”解決方案,讓平臺更穩定、可靠、高效地長年在海上作業。

在動力包系統中,變壓器將發電機產生的電力轉化至可供驅動系統和日常生活使用的電壓。NXPlus C中壓配電板和SIVACON 8PT低壓配電板則有效地把電力分配和傳輸到各個關鍵設備。此外,8臺GM150推進變頻器和8臺H-compact PLUS推進電機則完美協同,源源不斷地為360度全回轉推進器提供動力。BlueDrive鉆井變頻器則對鉆井電機的轉速轉矩進行靈活調節。

這樣的全集成解決方案能全局把握平臺的電力系統運行,幫助降低平臺能耗、節約運營成本,并減少風險。西門子專為海工領域設計的優良產品也完全滿足挪威船級社對于防火、防潮、水密性等嚴格要求。

在傳統的鉆井平臺建造中,設備是自下而上如“搭積木”一般疊加起來。而“藍鯨1號”的上下船體則是并行建造,然后使用全球起重能力最大的橋式起重機“泰山吊”一次性完成平臺大合攏,生產工期大大縮短。半潛式平臺每遲一天投入石油鉆探,能源公司將蒙受巨大損失。

憑借20160噸的設計提升重量,“泰山吊”榮獲吉尼斯世界紀錄,也成就了當今世界最安全、最快捷的大合攏方式。而驅動這一巨型機械手的變頻器同樣來自于西門子。

“我們選擇和西門子合作是看重了其強大的技術創新能力以及在全球廣泛的成功經驗。”煙臺中集來福士海洋工程有限公司調試部經理候立平表示,“過去幾年間,我們和西門子有非常緊密的合作,而西門子也從來沒有讓我們失望過。”

1879年,西門子在“法拉第號”海底電纜鋪設船上安裝了一臺發電機和弧光燈,使其成為世界首個安裝有電氣系統的船只,由此開啟西門子在海洋工程領域的百年歷史。1886年,西門子建造了世界上首只采用電力推進器的船舶。自2005年雙方首次合作以來,西門子已經為中集來福士成功交付的6座半潛式平臺提供動力包系統。它們目前正分別在中國南海、挪威北海和巴西海域上作業。

“定海神針”

“藍鯨1號”平臺借助衛星定位和高精度聲吶準確地找到井口位置。即使面對颶風和洋流,它也能保持穩定,成為驚濤駭浪中的“定海神針”,依靠的是全球最先進的DP3動力定位系統。

與傳統錨泊系統不同,動力定位系統基于采集到的推進器當前轉速、方向,以及風、浪、流等環境參數,進行精密計算和分析,由此控制8個推進器的轉速和方向,抵消風、浪、流對船體的作用力,達到精確平衡定位的目的,不會“隨波逐流”。而“藍鯨1號”如果使用錨泊定位,整個錨鏈覆蓋面積會有北京六環內區域那么大,并不經濟可行。

DP3是國際海事組織的最高動力定位級別,精準度最高,抗風險能力也最強,即使一個艙室發生火災或進水,仍不影響平臺的位置和艏向。正是有了它的保駕護航,動力定位師通過操作中控室里的一排排按鈕,就讓平臺面對25米高的海浪及12級颶風仍可巋然不動。

西門子動力包系統為動力定位提供了電力保障,其中DP3閉環動力解決方案對于平臺的節能環保、穩定性和安全性至關重要。它能優化發電機的控制系統,可有效減少主機運行和維護時間,并提高主機操作靈活性。經實踐檢驗,這一技術可降低鉆井平臺11%的油耗,減少35%的氮氧化物和20%的二氧化碳排放,并將主機維修費用降低50%。主機檢修期間,可實現主機間零噪音。

此外,當發電機突然出現故障,通過DP3閉環動力解決方案,備用發電機能在極短時間內啟動,避免平臺因失去動力而發生較大位移,帶來安全隱患。

這也是DP3閉環動力解決方案在中國的首次應用。西門子于2010年研發推出這一解決方案,是全球目前唯一一個將其投入實際項目應用并獲得船級社認證的公司。

2015年11月,西門子與中集來福士共同成立了全球首個“DP3閉環數字實驗室”,重點在于數字技術的研發,以提高閉環配電系統在深水裝備的應用,推動我國海洋工程動力系統關鍵技術的新突破。

“未來我們將進一步加強和西門子的戰略合作伙伴關系,尤其是通過數字制造技術實現未來海工裝備的定制化批量高效生產。” 閆永軍說道。

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