我国深水钻井平台闭环动力系统技术实现重大突破


来源:中国工业报   时间:2017-09-13





  8月22日,烟台中集来福士海洋工程有限公司自主建造的超深水双钻塔半潜式钻井平台“蓝鲸2号”试航凯旋。在试航中,“蓝鲸2号“成功完成了DP3操作模式下的电力系统的闭环(CloseRing)试验,本次闭环试验是国内首次成功完成此项技术课题,也是海洋工程能源及动力系统优化的重大突破,标志着中集来福士在该领域技术处于国际领先地位。
 
  闭环系统于2010年推出的最先进的动力技术,配电系统运行在闭环结构,不同配电盘组之间通过母联开关连接不同发电机组运行在一个供电系统下,电网运行主机的个数是电力管理系统(PMS)基于电网在线负载来管理控制,当电网载荷低时自动减少在线运行主机数量,电网载荷高时自动启动备车保证电网供电安全,这样每台主机运行在均匀的经济载荷,节省燃油消耗和设备维护成本,节能环保操作灵活,可缩减主机运行时间35%左右,降低钻井平台油耗11%。同时可以有效减少排放,氮氧化合物减少约35%,二氧化碳减少约20%。但是首先要攻克技术难题,因为不同发电机组运行在一起,当电网发生单点失效故障时,如电力管理和保护系统不能及时、准确有效隔离故障点会导致整个电网失效等,因此DNV对闭环电力管理和保护系统要求极高,保护系统需要具备多级保护能力,以及实际测试和验证。
 
  闭环系统的设计、实施及应用,集合了中集来福士和相关供应商巨大的心血和努力。在设计阶段,中集来福士与西门子、康斯伯格、瓦锡兰及挪威船级社进行四次协同技术交底,过程中中集来福士开拓创新、持续改善的专业精神和工匠意识得到了相关合作方的高度赞扬。在各方的共同推进下,2014年挪威船级社对闭环发布了设计指引,2015年西门子同中集来福士共同成立了全球首个“闭环数字实验室”,2016年在中集“蓝鲸1号”试航中,首次对闭环试验进行了尝试。
 
  2017年8月11日,“蓝鲸2号”在试航中开始正式进行DP3运行模式下的闭环实验,根据试验程序首先进行了高级发电机保护系统(AGS)的性能测试,测试了不同工况下,70多种组合的电压和频率失效,成功验证了发电机管理系统(AGS)针对电网电压、频率失效和潜在失效的一级和二级保护功能。
 
  在完成高级发动机保护系统(AGS)测试这一节点后,马上面临的是短路试验,需要对11KV电网高压侧真实制造接地和三相短路故障,验证配电盘的快速隔离保护能力,以及推进器电压穿越能力,保证故障发生后电力系统正常工作,DP仍能正常运行保持定位能力。这个实验最大的风险是如果配电盘开关不能在规定的时间内完成保护隔离,会导致发电机烧毁、电力系统瘫痪、推进器停止、失去平台定位。这在整个试验中,风险和难度均属最高级别,中集来福士团队凭借极强的调试技术能力,通过精细的风险评估和预防措施准备,进行了多次尝试,最终克服种种困难按照试验程序完成了试验内容,攻克了这一技术课题,实现了闭环试验的圆满成功。
 
  试验成功后,收到了来自供应商西门子的祝贺信。西门子对中集来福士完成所有闭环试验项特别是短路试验的成功给予高度认可,同时,对中集来福士在国内首次完成闭环实验这一技术课题,以及在国际上取得这一技术领先地位表示祝贺,这一成绩的取得离不开中集来福士所有参与项目建造海工人及合作伙伴的共同努力,并期望在未来的合作路上双方能一起再创佳绩。
 
  此次试验的成功,对于我国深水钻井平台电力管理闭环系统在深水装备上的应用,以及推动我国海洋工程关键技术的发展,都具有划时代的意义。(褚世超)
 
 



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