Philipp Fedorov ABB Marine Технологии АББ для морских

Philipp Fedorov, ABB Marine, Технологии АББ для морских установок © ABB Month DD, YYYY | Slide 1

АББ Марин Marine House © ABB Month DD, YYYY | Slide 2

Marine House © ABB Month DD, YYYY | Slide 3

Сборка Азиподов © ABB Month DD, YYYY | Slide 4

§Судовые системы и решения §Электрические §Гребные гребные установки Azipod® §Полный диапазон электрических гребных установок переменного тока и подруливающих устройств: n привод гребной установки валопроводом n гребные установки Azipod® n низко- и средневольтные приводы n управление гребной установки §Системы электрических гребных установок в поворотных гондолах: §Генерирование и распределение электроэнергии §Широкий выбор среднеи низковольтных систем: приводы §Полный диапазон приводов переменного и постоянного тока с регулируемой частотой вращения: n мощность более 20 МВт n генераторы и автоматические регуляторы напряжения n широкий спектр мощности и напряжения nвозможность установки на различных судах n низко- и средневольтные распределительные щиты n одноприводные и многоприводные платформы n ледоходная и ледокольные конструкции n управление, мониторинг и защита n управление приводом n трансформаторы n экологически чистое энергоснабжение и система бесперебойного питания © ABB Month DD, YYYY | Slide 5 §Бортовые n полный диапазон приводов шельфового бурения

§Судовые §Основные системы преимущества электрических гребных установок n Безопасность и надежность с улучшенной маневренностью и высоким уровнем дублирования n Увеличение полезной нагрузки благодаря гибкости размещения компонентов оборудования n Экологичность за счет низкого потребления топлива и пониженного выброса вредных веществ n Отличные характеристики в тяжелых ледовых условиях благодаря максимальному вращающему моменту при нулевой скорости n Комфорт благодаря пониженной вибрации и шуму n Гибкость размещения и простота установки n Низкая стоимость жизненного цикла благодаря уменьшению потребления топлива и стоимости обслуживания © ABB Month DD, YYYY | Slide 6

Azipod® XO Electric Steering Azipod Control Unit Interface Unit Local Backup Unit Steering Drives Shaft line Support Unit Cooling Air Unit Air Duct (out) Steering Module Air Duct (in) Slipring Unit Propulsion Module © ABB Month DD, YYYY | Slide 7

Преимущества Azipod – Доказанная эффективность §Класс круизных судов типа Fantasy компании Carnival состоит из 8 однотипных судов §Т/х §Идентичная Fantasy форма корпуса §Т/х §шесть судов с дизельэлектрической установкой §и два последних с Azipod Elation

§Преимущества эффективность §Ходовые Azipod – Доказанная испытания т/х Elation показали ü…конечная скорость Elation при полной мощности 2× 14 МВт была приблизительно на 0, 55 узла выше среднего значения соответствующих скоростей предыдущих шести судов класса Fantasy… ü…соответствует снижению потребности тяговой мощности приблизительно на 7, 5 -9 процентов для достижения начальной скорости… ü…при типовой эксплуатации круизных судов такое снижение потребляемой мощности означает экономию топлива в объеме приблизительно 40 тонн в неделю. §Источник: Practical Design of Ships and Mobile Units (Практическое проектирование судов и мобильных установок) §под редакцией M. W. Oosterveld и S. G. Tan.

Azipod benefits –Shipyard Installation § Modular Azipod delivery replace shaft alignment, machinery installations and related outfitting & instrumentation. One unit eliminates the need for separate: § § © ABB Group 11 February 2018 | Slide 10 Lube-oil system for bearings and sealings § § Gearbox, thrust bearing, shaftline, sterntube with sealing Rudder and steering gear, stern thrusters Complexity of steel structures, shape of the hull, shaft trunks, castings for penetrations and supports, foundations

ABB Marine Долгая история отношений и проектов в России §В ABB Marine есть несколько человек, которые участвовали в разработке нашей организацией предыдущих поколений ледоколов. §Поэтому мы постоянно ощущаем преемственность, разделяя уверенность в том, что суровые условия работы судов в России ставят перед нами цель, которая не допускает никаких просчетов в нашей работе. §Мы хотим продолжить движение по этому пути, отмеченному десятками ориентиров. §ВВЕРХУ: Вид л/х «Капитан Чечкин» , 1977 г. §постройки, проект 1105 судоверфи Вяртсиля, Финляндия §ВНИЗУ: Вид л/х «Капитан Евдокимов", 1983 г. постройки, проект 1191 судоверфи Вяртсиля, Финляндия

Azipod References for Ice Class Vessels

§Azipod Secure Ice Passage § “I would be very surprised if future ice worthy vessels built in Finland were fitted with any propulsion system other than the ABB’s Azipod®. ” §Atso Uusiaho n Since 1998 – on order or delivered: §Master 26 icegoing vessels with Azipod® propulsion system © ABB Group 11 February 2018 | Slide 13 MSV Botnica

Seili: The first Azipod installation § 1 x 1. 5 MW §Converter § 1990 type: Cyclo

Shallow draught river icebreaker Röthelstein § 2 x 560 k. W § 1994 §Converter §First type: PWM water cooled Azipod

Conversion of M/T Uikku and M/T Lunni § 1 x 11, 4 MW §Converter type: Cyclo § 1993 and 1995

Icebreakers Arcticaborg and Antarcticaborg § 2 x 1, 62 MW §Converter type: PWM § 1998

Multipurpose vessel Botnica § 2 x 5 MW §Converter § 1998 type: PWM

Double Acting Tanker (1 x 16 MW) §Sh ip of the y SNA ear 200 2 J §Mt Tempera, Mt Mastera §Propeller nominal speed 86 rpm Propeller diameter 7, 8 m §Cyclo § Owner: Fortum § Yard: Sumitomo HI Ltd, Japan © ABB Group 11 February 2018 | Slide 19

Icebreaking patrol boat (2 x 5 MW) §Converter type: PWM

Mackinaw, Great Lake Icebreaker §Owner: Shipyard: Class: §Propulsion §Drive power 2 x 3 360 k. W ASC 6000 PWM U. S. Coast Guard Marinette Marine ABS A 2 / Ice 10 Icebreaker

Sakhalin DA icebreaker (2 x 6, 5 MW) §ABB Delivery: Generators 3 x 5820 k. W MSWB 3, 3 k. V Drives ACS 6000 SD PWM Bow thrusters 2 x 1, 1 MW §Propulsion 2 x 6, 5 MW Azipod Prop. dia. 4, 3 m Prop. speed. 160 rpm §Class §Source: Kvaerner Masa-Yards §Owner: Far-East Shipping Company (FESCO) §Shipyard Kwaerner Masa-Yards, Finland DNV icebreaker ice 10 double acting ship

Fesco Sakhalin (2005) © ABB Group 11 February 2018 | Slide 23

Fesco Sakhalin (2005) © ABB Group 11 February 2018 | Slide 24

Azipod® VI 1600 L Introduction References © Bergenships. com Vladislav Strizhov & Yury Topchev § § 2 x Azipod® VI 1600 L § Power 7, 5 MW per pod § © ABB Group 11 February 2018 | Slide 25 Havyard Leirvik AS, 2005 & 2006 DNV Icebreaker ICE-15

DA Arctic Container Vessel (13 MW), 5 vessels delivered §LOA Breath DWT Delivery §Generators MSWB Drive 168 m 23 m 14 500 dwt Q 1/2006 3 x 8314 k. VA 6, 6 k. V Cycloconverter §Propulsion 1 x 13 MW Azipod Prop. dia. 5, 6 m Prop. speed. 126 rpm (at pollard) §Class RMR (LU 7) Russia Maritime Register §Owner: §Shipyard Kwaerner Masa-Yards, Finland § © ABB Group 11 February 2018 | Slide 26 MMC Norilsk Nickel, Russia Wadan Yards, Germany

AL 199 IB TUG – Rieber Shipping §LOA Delivery approx. 70 m Q 2/2006 §Generators 4 x 2505 k. W MSWB 3, 3 k. V Drives ACS 6000 AD PWM Bow thrusters 1 x 0, 7 MW §Propulsion 2 x 5, 0 MW Azipod Prop. dia. 3, 5 m Prop. speed. 201 rpm §Class §Owner: Rieber Shipping - PRISCO §Shipyard Aker Langsten, Norway DNV Icebreaker ice 10

Arctic shuttle tanker (2 x 10 MW) §LOA Breath Draught §DWT 256, 0 m 34, 0 m 14, 0 m 70 000 dwt §Delivery Q 4/2007 Q 2/2008, Q 1/2009 §Generators 2 x 13 176 k. VA 1 x 4 941 k. VA 6, 6 k. V ACS 6000 SD MSWB Drive §Propulsion 2 x 10 MW Azipod Prop. dia. 5, 6 m Prop. speed. 126 rpm (at pollard) §Source: Samsung Heavy Industries §Owner: Sovcomflot, Russia §Shipyard Samsung Heavy Industries, Korea §Class ABS & RMRS (LU 6)

ABB Marine, Россия § § § Current developments of Marine Service Center Текущее развитие Морского Сервисного Центра Concluded frame agreements with key end-users - shipowners in regions / Заключаем рамочные контракты с конечными пользователями – судовладельцами регионов Receive and execute orders for shipowners operating vessels in region / Получаем и выполняем заказы судовладельцев, чьи суда работают в регионах Conduct spare parts deliveries in Europe, to Murmansk and Far East / Осуществляем поставки СЗЧ в Европе, в Мурманск и на Дальний Восток (Сахалин) Engineers conduct on-call, maintenance and warranty interventions / Сервисные инженеры осуществляют сервис по вызову, плановое и гарантийное техническое обслуживание MSC engineers work in commissioning teams on NB projects for Russian and foreign shipowners / Инженеры МСЦ участвуют в пуско-наладочных работах на строящихся судах – как для российских, так и для иностранных судовладельцев

Частотный преобразователь ² §Uses IGCT technology Consequent reuse of LV software modules Reduce number of different parts ² 6000 ² ² §ACS Common IGCT technology and AMC control platform Improved reliability §Uses common DTC control platform §Torque: §DTC §PWM © ABB Month DD, YYYY | Slide 30

§ACS 6000 SD/AD n IGCT n дискретные IGCT тиристоры 4. 5 k. V, 91 mm 3800 A @ 2500 VDC 3300 A @ 2800 VDC Преимущества: § - относительно малое падение напряжения во включенном состоянии § - малые потери на выключение § 91 mm wafer / 85 mm pole -piece § § © ABB Month DD, YYYY | Slide 31 31

§ACS 6000 SD/AD Single Marine drive (7 & 9 MVA) §LSU §TEU&COU §INU §Питание(6 - §Вспомогательны §Инвертор или 12 пульсный диодный выпрямитель) © ABB Month DD, YYYY | Slide 32 е контакты/управ -ление §- 3 фазный модуль §CBU §DC-шины емкости §WCU + §Водяное охлаждение

§Конфигурация n низковольтного чатотного преобразователя: 1 -5 МВт ACS 800 Liquid Cooled Marine Drive (жидкостно охлаждаемый) В основном питание 690 В. Инвертерная часть состоит из отдельных 3 фазных независимых блоков. При выходе из строя одного из блоков, система остается работоспособной, пропорционально теряя в мощности. © ABB Month DD, YYYY | Slide 33 33

§ACS 800 © ABB Month DD, YYYY | Slide 34 Простая замена взаимозаменяемых блоков выпрямления и инвертирования 34

Summary of Azipod® References, November 2011 § Vessel type Number Cruise vessels 27 Ferries 8 Yachts 7 Research vessels 5 Offshore support vessels 5 Other special vessels Pipe layer, Crane vessel, Heavy lift, Patrol vessel, WTI 6 Drilling rigs 2 © ABB Month DD, YYYY | Slide 35 Total delivered or on order: q 49 Ice going vessels Ice breakers, Arctic cargo vessels § Over 240 Azipod® units q 109 vessels § Total Propulsion Power: 2 500 MW § Installation at more than 30 different shipyards § About 7 000 operating hours

Встроенная энергосистема постоянного тока Шаг вперед для систем электроснабжения и электродвижения Улучшение ледовых характеристик судов © ABB Group 11 February 2018 | Slide 36

Быть готовым к будущему § Новые источники энергии – и энергоносители § Расширенное применение СПГ § Дополнительные источники, например, ветер, волны, солнце § Новые источники и носители энергии: § § Хранение энергии: § § Водород, разрабатываемое топливо, ядерная энергия Конденсаторы, аккумуляторные батареи, маховики Электрические движители применимы к большинству прогнозируемых технологий для источников энергии электроэнергетической инфраструктуре источники энергии можно «включить» как дополнительные или замещающие. §Система §X §При §Система §X

§Traditional AC System §Встроенная энергосистема постоянного тока §Возможность экономии топлива до 20% §Более быстрые и более динамичные характеристики системы §Габарит оборудования уменьшается до 30%, более гибкие конструкции системы, обеспечивающие большую экономическую ценность судна © ABB Group 11 February 2018 | Slide 38

Встроенная энергосистема постоянного тока Представление концепции

Встроенная энергосистема постоянного тока в сравнении с системами переменного и постоянного тока Взяв самое лучшее от обоих миров – с поддержкой новыми технологиями Пост. тока § Генератор § Главные распред. щиты § Распределение § Кабели § Защита § Преобразователи частоты § Электродвигатели Оптимизированное § управление © ABB Group 11 February 2018 | Slide 40 Перемен. тока Встроенная энергосистема постоянного тока : Перемен. тока : Оптимиз. : Минимиз. : Пост/Перем. ток : Новая : Перем. тока : Новое

Встроенная энергосистема постоянного тока Обзор конфигурации § Традиционная система переменного тока § § 1000 В пост. тока Шинопровод Встроенная энергосистема постоянного тока § 1000 В пост. тока Шинопровод § Накопитель энергии § © ABB Group 11 February 2018 | Slide 41 ES: FC: Топливный элемент

§Встроенная энергосистема постоянного тока Необходимая технология для гибридного судна §Низкоскоростные §Высокоскоростной генераторы §Дополнительные генератор энергии §Накопитель §Энергосистема постоянного тока © ABB Group 11 February 2018 | Slide 42 источники энергии §Топливный элемент §Солнечный свет

§Встроенная энергосистема постоянного тока Пример конфигурации судна – встроенная энергосистема постоянного тока §Система управления §Потребители переменного тока §Конвертер накопителя энергии §Шинопроводы §Потребители ЧРП §Генератор и выпрямитель

Преимущество Оптимизированное управление дизельными двигателями параллельных дизель-генераторных установки §- Система динамического позиционирования или электродвижения §- Пуск и остановка в зависимости от нагрузки на расход топлива двигателя с § регулируемой частотой вращения (на цветной схеме показана величина удельного расхода топлива (SFOC) в г/к. Втч) § 195 § § § 190 § 180 § 10 § 30 § 50 §Уровень § 70 § 100% нагрузки §Работа с §Operation with регулируемой §variable frequency частотой (Встроенная §(Onboard DC Grid) энергосистема постоянного тока) § 212 § 208 § 200 § 196 © ABB Group 11 February 2018 | Slide 44 § Цель: Экономия топлива до 10% Задача: Снятие с проекта ограничений по частоте 50 Гц § 185 §Испытания § 204 § § Operation with §Работа с регулируемой частотой (обычная система §fixed frequency переменного тока) §(Traditional AC) Параллельные дизель-генераторы §-4 топлива г/к. Втч/двигатель § 200 §Расход §Потребление

Экономия энергии при движителях Azipod со встроенной энергосистемой постоянного тока § Двигатель с регулируемой частотой вращения -оптимальный SFOC § ГВ фиксированного шага и двигатель с регулируемой частотой вращения § Система Azipod – превосходные гидродинамические характеристики - суда двойного действия (DAS) §Работа с регулируемой частотой (Встроенная энергосистема постоянного тока) §Работа с регулируемой частотой (обычная система переменного тока) § Оптимальное число генераторов в ряду §Движение кормой вперед §Vсудна © ABB Group 11 February 2018 | Slide 45 §Ровный лед

§Уменьшение SFOC [ %] Встроенная энергосистема постоянного тока Эффективность – работа с регулируемой скоростью § 25. 0 % § 20. 0 % § 15. 0 % § 10. 0 % § 5. 0 % § 0% §Full Speed Range частот вращения §Полный диапазон (60%-100% §Limited Speed Range (80%§Ограниченный диапазон частот (60%-100%) вращения (80%-100%) § 20% § 40% §Нагрузка § 60% § 80% [% от макс. длит. мощности] § 100% § 120% § § Пониженный уровень вредных выбросов § Более чистое сгорание § Уменьшенные требования по обслуживанию двигателя § © ABB Group 11 February 2018 | Slide 46 Уменьшение SFOC максимум на 21% Новые возможности оптимизации конструкции первичного двигателя и турбины с небольшими ограничениями по диапазону частот вращения

Встроенная энергосистема постоянного тока Хранение энергии, повышенная эффективность и безопасность § Резервная мощность § § ”Сглаживание пиков” § § § снижение флуктуаций нагрузки, видимых двигателем Операции с «нулевыми» вредными выбросами Улучшенный динамический отклик § § для критически важных и энергоемких операций газово-дизельный двигатель с лучшими динамическими характеристиками Пуск в зависимости от нагруженного резерва § уменьшение количества работающих двигателей © ABB Group 11 February 2018 | Slide 47

Встроенная энергосистема постоянного тока Экономия веса и пространства – пример MT 6015 § § Fu Полный запас топлива на 10 -15% больше § Перераспределение некоторого оборудование в сторону от помещения ГРЩ Увеличение объема цистерны метилового спирта на 30 -35% § Меньшая площадь, занимаемая оборудованием подруливающих устройств § Пониженная потребность во вспомогательном оборудовании благодаря системе Azipod Увеличение полезной площади рабочих помещений § Оборудование перенесено в помещение носового подруливающего устройства el T §M eth ano ank l §T © ABB Group 11 February 2018 | Slide 48 ank p rksho §Wo

Встроенная энергосистема постоянного тока Работа § Низкие эксплуатационные расходы § § Уменьшенная утечка метана для газовых двигателей за счет регулируемой частоты вращения двигателя § § Пониженное потребление топлива за счет регулируемой частоты вращения двигателя и накопления электроэнергии Пониженные требования к обслуживанию дизельгенераторов Улучшенный динамический отклик § Более динамичные характеристики при более быстрой и современной системе управления энергосистемой § Меньшая зависимость от скачков мощности двигателя при накоплении энергии § Увеличенное пространство для полезной нагрузки § Более функциональная планировка помещений судна § Модернизация для будущих новых источников энергии § «Нулевые» вредные выбросы за счет накопления энергии © ABB Group 11 February 2018 | Slide 49