SYSTEM ENERGETYCZNO-NAPĘDOWY JAKO PODSTRUKTURA SYTEMU DYNAMICZNEGO POZYCJONOWANIA JEDNOSTKI OCEANOTECHNICZNEJ

Transkrypt

1 Mgr inż. LSZK CHYBOWSKI Politechnik Szczecińsk Wydził Mechniczny Studium Doktornckie SYSTM NRGTYCZNO-NAPĘDOWY JAKO PODSTRUKTURA SYTMU DYNAMICZNGO POZYCJONOWANIA JDNOSTKI OCANOTCHNICZNJ STRSZCZNI W mterile przedstwiono przykłd dekompozycji systemu pozycjonowni dynmicznego jednostki ocenotechnicznej. Przedstwiono udowę podsystemu energetyczno-npędowego orz przykłdowe drzewo uszkodzeń dl prcy z pozycjonowniem dynmicznym.. Wstęp Sttki pozycjonowne dynmicznie DP) służą wypełnieniu funkcji specjlnych związnych z opercjmi ocenotechnicznymi, tkimi jk prce nurkowe, wierceni podwodne, wykorzystnie pojzdów zdlnie sterownych ROV), kłdzenie rurociągów itp. Funkcje te muszą zostć przeprowdzone przy zchowniu rdzo restrykcyjnych przepisów ezpieczeństw, ]. W celu spełnieni tego wrunku orz dl sprwnej i efektywnej prcy tego typu jednostek rdzo istotne znczenie m niezwodność systemu dynmicznego pozycjonowni. Powżn wri może, owiem doprowdzić do zgrożeni życi i zdrowi uczestników projektu, duże strty mterilne orz ryzyko spowodowni ktstrofy ekologicznej. Powszechnie przyjętą metodą nlizy ezpieczeństw jednostek ocenotechnicznych jest nliz rodzjów i skutków zwodności FMA), ]. Poszczególne rodzje uszkodzeń mogą yć z powodzeniem rozwijne n głęszych poziomch dekompozycji przy wykorzystniu metody drzew niezdtności,, 7].. Dekompozycj systemu pozycjonowni dynmicznego System pozycjonowni dynmicznego skłd się z kilku zsdniczych podsystemów, te z kolei mogą zostć rozłożone n mniejsze instlcje, których poprwne dziłnie może yć nlizowne metodą drzew niezdtności. W teli.. przedstwiono przykłd dekompozycji systemu DP sttku specjlizującego się w ukłdniu kli orz prcch nurkowych, ]. Sttek wyposżony jest w system dynmicznego pozycjonowni DP System) Simrd ADP 70 z rezerwowym systemem ADP 70. Do njwżniejszych podsystemów nleżą systemy wytwrzni i rozdziłu energii elektrycznej, system npędowy stery strumieniowe), czujniki odniesieni orz system sterowni i zsilni wryjnego. Podsystem wytwrzni energii elektrycznej orz podsystem npędowy tu nlizowne są wspólnie i określne minem systemu energetycznonpędowego.

2 Tel.. Lew urt MG System wytwrzni energii elektrycznej lektrownie główne lektrowni pomocnicz Stery 0 V 0 V dzioowe tunelowe Prw urt lektrowni rufow 0 V MG V Genertory: Genertory: G, D, D G, G, G pliwow oleju smrnego chłodzeni wodą morską chłodzeni wodą słodką powietrz rozruchowego - sterownie silnikmi - elementy funkcjonlne silników Genertory: AG, AG, AG pliwow oleju smrnego chłodzeni wodą morską chłodzeni wodą słodką powietrz rozruchowego - sterownie silnikmi - elementy funkcjonlne silników System pozycjonowni dynmicznego sttku DP System System Stery strumieniowe Czujniki odniesieni System rozdziłu sterowni energii elektrycznej BT BT BT oleju hydr. skoku śruy - sterownie i zsilnie silników el. - inne Rufowe stery zymutlne Lew urt AT Prw urt AT oleju hydr. skoku śruy oleju hydr. sterowni orotem steru wokół osi pionowej chłodzeni w. morską - sterownie i zsilnie silników el. - inne TW HPR Artemis Syled Micro GPS Żyrokomps VRS Sił i kierunek witru ADP 70 ADP 70 Zsilnie wryjne UPS UPS UPS UPS lektrowni wryjn G

3 Dl systemu dynmicznego pozycjonowni rdzo duże znczenie m system energetyczno-npędowy, którego wri wywołuje częściowe lu cłkowite ogrniczenie funkcjonlności sttku. Poniżej przedstwiono przykłd systemu energetyczno-npędowego SN) sttku pozycjonownego dynmicznie. Uproszczony schemt systemu energetyczno-npędowego nlizownej jednostki przedstwiono n rysunku. W nlizie uwzględniono nstępujące elementy systemu: elektrowni główn x Detroit Diesel 9 ABB HSG 00 MD 70 kva/800 or/min orz x Detroit Diesel 9 ABB HSG 00 MG 0 kva/800 or/min), elektrowni pomocnicz x Detroit Diesel V7 Turo 00 kva/70 or/min), npęd pomocniczy elektryczny x Ulstein TMC9 70 kw) orz dzioowe stery strumieniowe x Ulstein 7 TV 00 kw). Rys.. Uproszczony schemt systemu energetyczno-npędowego sttku MSV Sewy Kestrel

4 . Prc systemu energetyczno-npędowego podczs prcy z systemem DP W czsie prc podwodnych sttek utrzymywny jest w określonym położeniu dzięki systemowi dynmicznego pozycjonowni DP. Głównymi odiormi energii elektrycznej tego systemu są strumieniowe stery dzioowe orz stery zymutlne. Rysunek przedstwi przykłdowe drzewo uszkodzeń systemu energetyczno-npędowego dl sttku podczs prcy z systemem DP. Rys.. Drzewo uszkodzeń systemu energetyczno-npędowego podczs prcy systemu DP Struktur przedstwion n rysunku wymg prcy dużej liczy podzespołów, co jest zuwżlne przy porównniu jej ze strukturmi reprezentującymi inne stny eksplotcyjne sttku. Ukłdy zpsowe sterów znjdują się w stnie rezerwy gorącej ]. Zgodnie z procedurmi eksplotcyjnymi dl zpewnieni pełnej funkcjonlności sttku konieczn jest poprwn prc przynjmniej: czterech głównych zespołów prądotwórczych, dwóch pomocniczych zespołów prądotwórczych, jednego steru zymutlnego orz dwóch dzioowych sterów strumieniowych. Omwine drzewo uszkodzeń możn sprowdzić do zpisu w formie lgery Boole, który przyjmuje postć pokzną w równniu ). Oznczeni elementów zostły zchowne z rysunkiem. ) ) ) e e ZS )

5 . Uwgi końcowe Niezwodn prc systemu pozycjonowni dynmicznego jest niezędn dl spełnieni zdń, do których przewidziny jest sttek ocenotechniczny,, ]. Prc systemu i jego elementów może yć nlizown zgodnie z przedstwionym plnem dekompozycji. Uszkodzeni poszczególnych podsystemów mogą prowdzić do wrii cłego systemu, w skrjnych przypdkch nwet do ktstrofy ekologicznej, np. w postci uwolnieni toksycznych produktów przetwrzni ropy nftowej, zgrożeni życi i zdrowi nurków itp. Powyżej przedstwiono przykłdowe drzewo niezdtności modelujące system energetyczno-npędowy sttku pozycjonownego dynmicznie. Poprwne dziłnie struktur odpowiedzilnych z wytworzenie i rozdził energii elektrycznej orz elementów npędowych stnowi kluczowe znczenie dl niezwodnej, efektywnej i ezpiecznej prcy systemu DP. Drzew niezdtności stnowią silne nrzędzie przydtne w prezentcji i modelowniu systemów o zmiennej strukturze funkcjonlnej, co jest związne z przejmowniem funkcji pełnionych przez elementy podstwowe systemu przez elementy rezerwowe w wyniku zistnieni niezdtności. Istotne jest znlezienie połączeń pomiędzy poszczególnymi systemmi, w których uszkodzenie dnego elementu może powodowć wyłączenie z prcy kilku podsystemów. Rozwiązniem jest nliz niezwodności elementów systemu DP n poziomie poszczególnych instlcji rurociągowych ] orz elektrycznych. Anlizy te wygodnie dokonć jest przy użyciu metody drzew niezdtności, co stnowi efektywne uzupełnienie stosownych nliz FMA. Litertur. Americn Bureu of Shipping, Risk ssessment pplictions for mrine nd offshore oil nd gs industries. ABS, Houston, June Chyowski L.: Anliz prcy systemu energetyczno-npędowego sttku typu offshore z wykorzystniem metody drzew uszkodzeń. Mteriły XXII Sympozjum Siłowni Okrętowych SymSO 00, WTM Politechnik Szczecińsk, Szczecin, 00, s Chyowski L., Auxiliry instlltions fult tree model for opertion nlysis of vessel s power plnt unit. Блттехмаш 00, KGTU, Kliningrd, Czerwiec 00.. Npier P. J.: Filure Mode nd ffect Anlysis MSV Norlift sed on NMD Clss requirements. GM Glol Mritime, Ferury 99.. Nicewicz G., Grzeienik R.: Rezerwownie w systemie energetyczno-npędowym siłowni sttku wiertniczego i sttku trnsportowego. Mteriły MSN, Zielon Gór, Mj 00. Tom Mechnik s Norsk Stndrd Common Requirements. Mrine Opertions. J-CR-00 Rev., Jnury Vesely W.., Golderg F. F., Roerts N. H., Hsl D. F., Fult Tree Hndook. NURG-09. U. S. Nucler Regultory Commission, Government Printing Office, Wshington, Jnury 98.

6 Propulsion nd power plnt unit s susystem of dynmic positioning system instlled on offshore vessel SUMMARY This pper contins presenttion of offshore vessel s dynmic positioning system decomposition exmple. Propulsion nd power plnts construction nd fult tree for DP opertion stte of this system were presented.