ABB Electric Tow Boat Beckons to Inland Operators

جوشوا سيباستيان ، مدير الهندسة بشركة شيرر جروب إنك (TSGI)

جوزيف كيف ، محرر ، مجلة مارين نيوز

صورة الملف: CREDIT ABB

Previous Next

وتعد النسخة الإلكترونية من خيار الديزل الكهربائي متاحة الآن لزوارق الدفع الداخلية. بالنسبة لمشغلي الموازنة المالية (ومن ليسوا ، في هذه البيئة؟) ، قد تتم محاذاة النجوم في النهاية.

لسنوات عديدة ، أثبت الدفع الكهربائي أنه حل الدفع الفعال للعديد من أنواع مختلفة من السفن. أكثر ما هو مألوف لأصحاب العمل في قارب العمل هو ظهور مزودي الخدمة البحرية "الديزل الكهربائية" (OSV) التي أصبحت شائعة خلال عصر الازدهار البحري. وتعمل هذه السفن في بيئة تنظيمية مختلفة ، مع التركيز بشكل أكبر على الكفاءة التشغيلية واقتصاد الوقود. لا تزال تلك المعايير مهمة ، بالطبع ، لكن معايير EPA المتصاعدة بسرعة من المستوى الدولي للمحركات البحرية تجلب ضغوطًا جديدة والعديد من المتغيرات إلى مزيج.

هذه الأنظمة البحرية كانت ، إلى حد كبير ، أكبر من أن تتناسب مع زورق داخلي تقليدي ، وبالتالي لم يكن للمفهوم أبداً أرجل للتجارة الداخلية. الى الآن. أصبحت أنظمة الدفع الكهربائية ABB متاحة الآن لمساعدة أصحاب مراكب القطر الراسخين الذين يعملون بشكل رئيسي في الممرات المائية الداخلية للولايات المتحدة من أجل حل بعض التحديات الحديثة للغاية. باختصار ، يوفر الدفع الكهربائي بالديزل لأصحابها وسيلة لبناء سفن متوافقة تعمل على تسهيل تلبية محركات Tier 3 الرئيسية. هذا لا يعني أن هذه لن تكون فعالة وأنظمة صديقة للبيئة. سيفعلون.

لم تعرف الواجهة البحرية بشكل عام كونها من أوائل المتابعين لمعظم التقنيات المتاحة ، ولكن التجربة تبين أن أصحاب المنازل المحليين سيلتزمون بالتكنولوجيات الجديدة عندما تكون منطقية من الناحية التجارية. في بعض الأحيان ، يمكن أن يكون للوائح الجديدة طريقة لتسريع هذه العملية. وبالفعل ، فإن القواعد الجديدة لها تأثيرات كبيرة على التكاليف بالنسبة للمالكي الذين يتطلعون لبناء سفن جديدة ، بالتزامن مع واقع أسطول النهر المتقادم في وقت تتعرض فيه أسعار الشحن السيئة.

إدوارد شوارتز ، نائب رئيس شركة ABB ، وهو نائب رئيس مبيعات شركة نيو بيلد ، لديه وجهة نظره الخاصة بشأن ما يحدث اليوم. ويضيف: "كان أصحاب السفن النهرية في الولايات المتحدة معروفين كرائد في جميع أنحاء العالم فيما يتعلق بتقديم الاستخدام المتسق للأوعية البخارية ، مما يساعد على الدخول في الثورة الصناعية الأولى" ، ثم يسأل: "إذن لماذا يوجد إدراك بأن صناعة الأنهار الداخلية في الولايات المتحدة هي مجموعة مضادة للتكنولوجيا [؟]؛ ربما لأنهم لا يقدرون التكنولوجيا فقط من أجل التكنولوجيا. قبل كل تبني رئيسي للتكنولوجيا في سوق الأنهار الداخلية في الولايات المتحدة ، هناك توافق تام بين الفرص والحلول. نحن في إحدى هذه النقاط اليوم ، وشركة ABB على استعداد لمساعدة سوق الولايات المتحدة الداخلية في التمتع بفوائد الثورة الصناعية الرابعة التي تعتمد على الكهربة والرقمنة والاتصال.

يتضمن الخيار "التقليدي" تركيب محركين رئيسيين رئيسيين من نوع EPA Tier 4 يستكملان بنظام المعالجة اللاحقة - إما خيار إعادة تدوير غاز العادم (EGR) أو خيار تقليل الانتقاص الانتقائي (SCR). الاختيار الأخير يمكن أن يضيف أنابيب إضافية ، خزان إعادة تعبئة واليوريا ويطلب صيانة منفصلة داخل حدود مساحة ضيقة بالفعل. مع عدم وجود ضمان بأن هذه النفقات والترتيبات يمكن أن تحقق معدلات أعلى لدعمها ، قد يكون الوقت مناسبًا للحل الكهربائي للحصول على نظرة ثانية.

تستخدم أنظمة الديزل الكهربائية مولدات متعددة لتوفير الطاقة لمحطة الدفع عن طريق المحركات الكهربائية. عند اختيار الدفع الكهربائي بالديزل ، يمكن الوفاء بمتطلبات الانبعاثات الخاصة بوكالة حماية البيئة (EPA) من المستوى 4 باستخدام حل يحتوي على مجموعات مولدات EPA Tier 3 ، دون أن يراها أي احتمال لوجود ترقيات مكلفة.

• خط الأساس

في أدنى قاسم مشترك ، حل الدفع الكهربائي ABB هو "خافق الطبقة". هذا لا يعني أنه ليس الشيء الصحيح الذي ينبغي عمله مع مشغّل اليوم المسؤول والمتوافق. أنه. وهو تصميم جيد. ولهذه الغاية ، قطعت الديزل الكهربائية أسنانها في الأسواق الخارجية ، وهو قطاع حقق نجاحًا كبيرًا فيه. ولكن في مهدها كانت كبيرة جدا بالنسبة لعالم القطارات. وكانت مكلفة أيضا. وأصبحت نسخة ABB اليوم أصغر وأصغر سعرا وأكثر تصميما للقطر الداخلي. ولأنه ليس من الضروري "اعتماداً على الموقف" على أعمدة الإدارة ، فإن وضع اللوجيستية في حيز الماكينات المتاحة محدود قليلاً.

وباستخدام أحدث التكرار لهذا المفهوم ، مع مولد صغير معبأ بنظام ABB ، سيكون مشغل القوارب ، في بعض الأحيان ، قادراً على استخدام محرك رئيسي واحد ، بدلاً من محركين ، إلى جانب مجموعة المولدات. ونتيجة لذلك ، فإن المحركات الرئيسية تتمتع بفترة تشغيل أقل ، تعمل في دورات RPM مثالية ، وكلها تضيف إلى أقل من البلى على المحركات ، وبالطبع ، فترات أطول بين الخدمة المطلوبة. يمكن للطبيعة الآلية للنظام أن تتوافق مع كل فترات خدمة المحرك لتتوافق ، مما يؤدي إلى تقليل وقت التوقف عن العمل ووقت التشغيل المتاح للقارب لتحقيق ما هو المقصود منه: كسب المال.

بكل بساطة ، يستهلك النظام الكهرباء أثناء إنتاجها ، ويستهلك كمية أقل من الوقود ، وبالتالي ينتج عنه توقيعًا بيئيًا أصغر. يحدد النظام - الذي تحركه تكنولوجيا ABB الأوتوماتيكية - مقدار الطاقة المطلوبة. ومن ثم ، وبالنسبة للمشغلين الأكبر ، يمكن استبعاد احتمال تسمية أحد الكابتن أو الآخر بـ "خنزير الغاز الخامل". هذا لأنه ، وفقًا لخصائص تحميل المحرك ، يمكن أن يتحول تكوين ETB أيضًا من التحميل المنخفض إلى التحميل الكامل بسرعة أكبر ، في كسب للأداء يمكن تمييزه إلى القبطان. من جانبها ، تزعم شركة أيه بيه بي (ABB) ما يصل إلى 30 بالمائة من توفير الوقود.

• المكسرات و البراغي

أرخص من البناء من نظام المستوى 4 ، وأقل تكلفة تشغيل (OpEx) من نظام towageat Tier 3 الداخلي الذي تم بناؤه قبل عامين فقط ، فإن حزمة القارب الكهربائي ABB ، في معظمها ، OEM لا ضابط. تعمل ABB كجهة تكامل للنظام ، مما يسهل ويسهل التفاعل مع أي من المحركات البحرية ووسائط النقل وعلب التروس. إذا كان لديك سيارة مفضلة - CAT أو Cummins أو Scania أو Twin Disc أو Schottel أو ZF أو Steerprop (سمها ما شئت) - يمكن تصميم نظام الدفع الكهربائي للزواج من هذه المكونات.

يتعامل قارب السحب الكهربائي التابع لشركة ABB مع اللوائح الجديدة ، مما يزيد من تكاليف النفقات الرأسمالية للبنايات الجديدة ، وهو أمر ضروري لتكاليف أقل في OPEX والطلب على موثوقية أكبر للسفن. تم تسليمه كنظام مخصص لكل قارب ، يمثل ظهور ETB الداخلية الجيل التالي من القطر لشبكة المجاري المائية الداخلية في الولايات المتحدة.

في تحليل نُشِر حديثًا ، ذكرت Clarkson Research أنه "من خلال تحسين تحميل المحركات ، يمكن لأنظمة الديزل الكهربائية خفض استهلاك الوقود والانبعاثات". ولكن ، أصحاب السفن السياحية والناقلات وناقلات الغاز وسفن الحاويات والأوعية البحرية و وقد اختارت قوارب السحب ، التي يعمل الكثير منها في أشد الظروف قسوة في العالم ، الدفع الكهربائي بالديزل على ما يكافئه ميكانيكيًا لزيادة كفاءتها ومرونتها وموثوقيتها.

كان جوشوا سيباستيان ، المدير الهندسي بشركة شيرر جروب ، (TSGI) ، أكثر من ذلك ، أخبر شركة مارين نيوز ، "نعتقد أن التكنولوجيا وراء الدفع الكهربائي بالديزل قد نضجت أخيراً إلى درجة أنها أصبحت الآن خيارًا تنافسيًا السوق الداخلية. ونرى أنه من الأهمية الحيوية لنجاح تنفيذ هذه التكنولوجيا لشراكتنا مع شركات مثل ABB التي لديها سجل مثبت مع الكهرباء الديزل جنبا إلى جنب مع الخدمة المنزلية ، جنبا إلى جنب مع مرافق الدعم المحلية.

من جانبها ، زودت ABB بالفعل أكثر من 1300 سفينة تتميز بالدفع الكهربائي بواسطة الديزل. هناك ما يصل إلى 4000 قارب سريع تعمل على طول أنهار الولايات المتحدة ، وتحمل سنوياً 25،000 سفينة تنقل وتحمل 630 مليون طن من البضائع على طول 25،000 ميل من الممر المائي ، في انتظار نفس الفوائد.

بعبارات بسيطة ، تعتمد الأنظمة الكهربائية العاملة بالديزل على محركات متغيرة التردد لتوفير كفاءتها عبر ملف تشغيل أوسع ، طوال دورة التشغيل الإجمالية للمحرك. وهذا يترجم إلى مزايا قابلة للقياس بالنسبة إلى المشغلين الداخليين الراغبين في نقل الحركة إلى توقيع بيئي أنظف وعملية أكثر كفاءة:

• توفير الوقود : غالباً ما يدفع المستأجر ثمن الوقود. قارب ذو كفاءة في استخدام الوقود هو قارب أكثر جاذبية.
• التكرار : إن الحل الكهربائي الديزل يسمح بتوزيع الطاقة على أي من محركات الدفع ، مما يعني أن تأثير فشل المحرك الرئيسي يكون أقل.
• المرونة : يمكن تصميم السفينة على شكل Z-Drive وسفينة مروحية تقليدية.
• السلامة : في تصميم ABB ETB ، يمكن تهيئة النظام بحيث لا يؤدي فشل المحرك الواحد إلا إلى خفض الطاقة المتوفرة بنسبة 25٪ فقط ، مع عدم وجود تأثير لهذه الخسارة على التوجيه أو الخسارة الكاملة للدفع.
• راحة الطاقم : حافظ على سعادة الطاقم بمستويات أقل من الضوضاء والاهتزاز من خلال استخدام محركات أصغر.
• التشكيلات التشغيلية : يستغل نظام towBat ABB ETB محركات التردد المتغيرة لتحسين استخدام الطاقة على مدى نطاق واسع من العمليات: عندما يكون في وضع الاستعداد أو نقل البوارج الفارغة ، على سبيل المثال.
• الأبحاث : قامت شركة ABB بتوليف التقنية الكهربائية الخاصة بالديزل من أجل تطبيقها على تصميم القوارب ، مستندة في عملها على دراسة عمليات نهارية حقيقية أجريت على مدار 365 يومًا تغطي 500 قارب من قوارب الدفع.
  
• الصيانة / توافر السفن : تضمن المنتجات القياسية والمثبتة المدعومة من قبل فرق خدمة ABB المحلية التي تتخذ من هيوستن مقراً لها ، تلك التي تتكيف على نحو سلس مع العمليات الكهربائية التي تعمل بالديزل.
• التدريب : تقوم أكاديمية ABB البحرية بتدريب المشغلين ليصبحوا أكثر استباقية في تشغيل وصيانة المعدات من أجل زيادة التوافر إلى الحد الأدنى مما يقلل من وقت التوقف عن العمل.
• الاستقلالية : لا يعمل القارب الحديث مع كهربائي على متن الطائرة ، لذلك فإن المعدات متينة ، وتتطلب القليل من التفاعل الداخلي.
• الربط : تمتلك ABB ما يقرب من 1000 سفينة يتم توصيل معداتها بمراكز العمليات التعاونية ، ومراقبة المراكز على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع ، والأخرى هنا في الولايات المتحدة الأمريكية.
• الصيانة التنبؤية : تدعم أنظمة الطاقة والتحكم في ABB نظام التشخيص عن بعد والمراقبة القائمة على الحالة ، مما يجعل من الأسهل الامتثال لـ SubM وتقليل متطلبات / تكاليف صيانة المحرك.
• في أحواض بناء السفن : يشمل نطاق التوريد القياسي لشركة ABB جميع المولدات ، وتوزيع الطاقة ، والتحكم في التشغيل الآلي ومستهلكات الطاقة الكهربائية - مما يضمن مورد واحد فقط للأنظمة الكهربائية الرئيسية.
• الضمان : تقدم ABB بعض الضمانات القياسية الأكثر شمولاً وشمولاً في الصناعة البحرية.
• المرونة : يمكن استخدامها في كل من محركات الدفع (L-drives) والأوعية التقليدية
• انخفاض OpEx و CapEx : أرخص لبناء ، وأكثر اقتصادا لتشغيل ، وأقل تكلفة للحفاظ على.

• لا آت: هنا بالفعل

معروف في المقام الأول لفعاليته في عالم الطاقة البحرية حيث تتطلب عمليات DP الحفاظ على الوضع الدقيق والثابت ، تتخللها فترات قصيرة من خدمة الدعم الثقيلة ، فإن النموذج الكهربائي الديزل ليس جديدًا. ولكن هذا لا يعني أنها لم تشهد خدمة طوال السنوات الثماني الماضية - في ظروف قاسية - على أنهار أمريكا الجنوبية مع قارب RAL صالح الغرض لغرض محدد يستخدم محركات Schottel.

وقال Lawren Best ، المشرف على تطوير التصميم ، روبرت ألان ، لـ MarineNews في حزيران (يونيو): "عندما تم بنائها ، كانت هذه أقوى محركات السحب الضحلة ثلاثية الدفع في العالم. نظام الدفع هذا هو ديزل - كهربائي ، مع ثلاث مجموعات ديزل أوتوماتيكية متوسطة الحجم من طراز Wartsila 9l20 كل واحدة منها تطوّر 1،710 ekW. محركات الدفع التيار المتردد AC ومكونات محرك الأقراص الكهربائية من ABB الطاقة تنتج محركات الأقراص Schottel SRP 1215 سحب بولارد من 69 طن في الأمام و 63 طنا astern. بالنسبة لهذا المشروع ، قدم الدفع الكهربائي من الديزل مزايا المرونة في تحديد المواقع للمحركات والمحركات لضمان أفضل عملية تشذيب في المياه الضحلة إلى أقصى حد وكذلك زيادة استجابة نظام الدفع من المحركات متوسطة السرعة عند المناورة. "

حتى الآن ، لا يستطيع حل الدفع ABB ETB حتى الآن المطالبة بأي منشآت داخلية داخلية. ومع ذلك ، قد يكون مجرد مسألة وقت. إنها حقيقة أن القوارب والمراكب الداخلية تمثل 85 في المائة من السفن الأمريكية وليس من الأمور الصغيرة أن تكون زوارق القطر هي الأقدم بنسبة 66 في المائة من عمر 25 سنة. وبالتالي ، فإن الاستراتيجية الحالية المتمثلة في زيادة (أو الحفاظ) على أسطول لا يتم إنشاؤه من قبل شركة جديدة ، ولكن عن طريق اقتناء الأصول القائمة لن تكون قابلة للتطبيق في المستقبل المنظور. عندما يحين ذلك الوقت ، ستكون ABB ETB موجودة لملء الفراغ.

ظهر هذا المقال لأول مرة في طبعة شهر يوليو لعام 2018 من مجلة مارين نيوز .