Обзор энергетических установок КС

По результатам анализа установлено, что основным источником электроэнергии на крановых судах большой грузоподъемности является дизель-электрическая установка, что подтверждается исключительным использованием их на подобных объектах за рубежом и странах СНГ. Данные по дизель-электрическим ЭУ крановых судов приведены в таблице 9.1.

Таблица 9.1

Наименование характеристик	Размерность	Крановые суда
к/с «Исполин» (катамаран)	к/с КС5000 (проект)	к/c «DLV 4400»	к/с «Thialf» (полупогружное)	к/с «Balder» (полупогружное)
Максимальная грузоподъёмность крана	тс	2 600	2 3750		14200 (Тандемный подъём)	(Тандемный подъём)
Тип энергетической установки	–	Дизель-электрическая	Дизель-электрическая	Дизель-электрическая	Дизель-электрическая	Дизель-электрическая
Тип, количество и мощность главных двигателей (дизель-генераторов)	шт кВт	Jugoturbina-sulzer 8 ASL 25D 4 1600	«Wartsila» 12ЧН32/35 5 4500	MAN 9L32/40 7 4500		6 2765
Тип, количество и мощность ходовых движителей	кВт	ДРУ 2 1900	Используются ПК СДП	ДРУ 2 4500	Используются ПК СДП	ДРУ 2 4400
Скорость хода	узл					8-9
Система динамического позиционирования	–	–	DP 2	Dynpos AUTRО	DP 3	DP 3
Тип, количество и мощность САУ	шт кВт	Туннельное ПУ 2 шт	4 3500	Выдвижные ПК 2 2500 Туннельное ПУ 2 2000	ПК 6 5500	ПК 7 3500
Тип, количество и мощность ВДГ	кВт	Jugoturbina-sulzer 5 ASL 25D 1 600	«Wartsila» 6R32 1 2400	–	1 2700	–
Тип и мощность АДГ	кВт	Volvo penta TAMD 103 1х 191	АСДГ-600 12ЧН18/20 1 х 600	–	–

Продолжение таблицы 9.1

Наименование характеристик	Размерность	Крановые суда
к/с «Oleg Strashnov»	к/с «SOC2000/3000» (проект)	к/с «SOC5000» (проект)	к/с «Titan 2» (катамаран)
Максимальная грузоподъёмность крана	тс
Тип энергетической установки	–	Дизель-электрическая	Дизель-электрическая	Дизель-электрическая	Дизель-электрическая
Тип, количество и мощность главных двигателей (дизель-генераторов)	шт кВт	6 4500	6 4800	6 4000	3 1850
Тип, количество и мощность ходовых движителей	кВт	ДРУ 2 5000	ДРУ 2 3500	ДРУ 2 5500	ДРУ 2 1675
Скорость хода:	узл	14,4
Система динамического позиционирования	–	DP3	DP3	DP2/ DP3	DPS-2
Тип, количество и мощность САУ	шт кВт	Выдвижная ПК 2 3500 Туннельное ПУ 2 1012	Выдвижная ПК 5 3500 Туннельное ПУ 1 1200	Выдвижная ПК 3 3000 Туннельное ПУ 2 2000	Туннельное ПУ 2 394 Откидная ПК 8 769
Тип, количество и мощность ВДГ	кВт	–	–	–	3 180 5 352
Тип и мощность АДГ	кВт				1 100

Продолжение таблицы 9.1

Наименование характеристик	Размерность	Крановые суда
Saipem 7000 (полупогружное)	к/с «Hermod» (полупогружное)	Borealis	OSA Goliath
Максимальная грузоподъёмность крана	тс		8165 (Тандемный подъём)
Тип энергетической установки	–	Дизель-электрическая	Дизель-электрическая	Дизель-электрическая	Дизель-электрическая
Тип, количество и мощность главных двигателей (дизель-генераторов)	шт кВт	8 5875	7 2765	Rolls-Royce/Bergen 6 5765	Cat 3516C 8 2200
Тип, количество и мощность ходовых движителей	кВт	ПК 4 4500	ПК 2 4400	ПК 2 5500	ПК 2 2400
Скорость хода:	узл	–		13/14	12/14
Система динамического позиционирования	–	Позиционирование движителями, якорной системой или совместное	–	DP2/ DP3	DP-3
Тип, количество и мощность САУ	шт кВт	Выдвижная ПК 4 3500 Туннельное ПУ 2 2500	ПК 2 1470	Выдвижная ПК 4 3200 ПУ 1 2700	Туннельное ПУ 2 1355
Тип, количество и мощность ВДГ	кВт	2 3130	–	–	–
Тип и мощность АДГ	кВт				Cat 3500B

Согласно данным, приведенным в таблице 9.1, чаще всего ЭУ крановых судов комплектуются из четырех-восьми главных дизель-генераторных агрегатов большой мощности, один из которых является резервным. Также из таблицы следует, что при больших единичных мощностях дизель-генераторов в составе ЭУ предусматриваются вспомогательные дизель-генераторы. Это связано с тем, что дизель-генераторы большой мощности неэкономично работают в режимах с небольшой нагрузкой, а также нерациональным расходованием моторесурса. Для обеспечения электроэнергией потребителей в аварийном режиме (при выходе из строя основной электростанции) на большей части крановых судов установлен аварийный дизель-генератор (АДГ). Варианты комплектации ЭУ дизель-генераторами ПКБГ должны выбираться с учётом обеспечения оптимальной загрузки агрегатов на всех режимах работы ПКБГ и обеспечения минимальных затрат при эксплуатации. При этом должен учитываться уровень развития техники на момент принятия решения о строительстве кранового судна, который может повлиять на выбор агрегатной мощности, и технико-экономические показатели предлагаемых фирмами-поставщиками вариантов комплектации энергетических установок. Для комплектации энергетической установки могут рассматриваться дизель-генераторы фирм Rolls-Royce Marine AS (Норвегия), CUMMINS (США), Caterpillar (США), MAN B&W (Дания), MTU (Германия), Wartsila (Финляндия), ОАО «Волжский дизель им.Маминых» и другие.

Движители и САУ КС

Движительные установки крановых судов в основном комплектуются движительно-рулевыми устройствами - поворотными колонками с гребными винтами. Поворотные колонки обеспечивают самоходность при переходе из одного района эксплуатации в другой и высокую маневренность крановых судов при выполнении работ.

Применение поворотных колонок обусловлено следующими факторами:

– высокая маневренность – изменение направления вектора упора на 180º осуществляется за время 8-15 сек;

– наибольшая по сравнению с другими типами средств движения эффективность (к примеру, упор 270 кН при мощности привода 1400 кВт);

– хорошо отработанная технология подводного монтажа (демонтажа) поворотных колонок, позволяющая производить их замену на точке базирования кранового судна без вывода его из эксплуатации.

На рисунке 9.1 показана поворотная колонка, рассчитанная на применение технологии подводного монтажа.

Рисунок 9.1 – ПК, конструктивно исполненная для подводного монтажа.

Как правило, крановые суда большой грузоподъемности оборудованы системами динамического позиционирования (СДП), обеспечивающими требуемую постановку и удержание на заданной точке для проведения грузоподъёмных операций. Суда с такими системами имеют высокую точность удержания на месте (до 1–2 % от глубины моря) и возможность быстрого ухода с позиции при ухудшении гидрометеорологических условий. В качестве движительных средств, обеспечивающих динамическое позиционирование крановых судов, согласно таблице 9.1, применяются выдвижные (откидные) поворотные колонки (рисунки.9.2 и 9.3) и туннельные подруливающие устройства (рисунок 9.4).

Рисунок 9.2 - Откидная поворотная колонка

Рисунок 9.3 - Выдвижная поворотная колонка

Рисунок 9.4 - Туннельное подруливающее устройство

Поставщиками вышеуказанного оборудования могут быть следующие фирмы-производители: ФГУП НПО «ВИНТ», ЗАО «Обуховское», ZF Marine Krimpen (Германия), Brunvoll AS (Норвегия), VETH Propulsion (Германия), Schottel (Германия), Rolls-Royce (Норвегия), Kamewa (Япония).

В соответствии с требованиями Правил классификации и постройки судов РМРС 2010г.: «система динамического позиционирования класса DP3 должна иметь резервирование элементов активного управления судна аналогично классу DP2 (электроэнергетическая система питания, исполнительные подруливающие устройства с их локальными системами управления, компьютеризированная система управления, система датчиков положения), но дополнительно все резервируемые элементы должны быть разделены водонепроницаемыми или противопожарными переборками класса А-60». Таким образом, включение знака DP3 в класс судна приводит к повышению мощности главных дизель-генераторов, увеличению их количества и количества машинных помещений (отделений).