ABB cung cấp năng lượng cho tàu vận chuyển hạng nặng của Allseas phục vụ cơ sở hạ tầng điện gió ngoài khơi

Hệ thống điều khiển tích hợp ABB cung cấp năng lượng cho tàu vận tải hạng nặng phục vụ cơ sở hạ tầng điện gió ngoài khơi

ABB đã ký hợp đồng lớn với Guangzhou Shipyard International (GSI) để cung cấp hệ thống năng lượng và động lực tích hợp cho tàu vận tải hạng nặng Grand Tour của Allseas. Dự kiến được bàn giao vào năm 2028, con tàu dài 230 mét này sẽ đóng vai trò quan trọng trong chuỗi cung ứng điện gió ngoài khơi của châu Âu. Tàu sẽ vận chuyển các trạm biến đổi khổng lồ, nặng tới 40.000 tấn theo hệ mét, từ các xưởng chế tạo trực tiếp đến địa điểm lắp đặt.

Tự động hóa công nghiệp thúc đẩy kiến trúc năng lượng hàng hải tiên tiến

Con tàu sử dụng nhà máy điện xoay chiều trung thế của ABB được cấu hình theo cấu trúc liên kết vòng kín. Để bảo đảm độ ổn định vận hành tối đa, hệ thống kết hợp hệ thống quản lý năng lượng và công suất PEMS với Hệ thống Bảo vệ Nhà máy Điện Tăng cường (EPPS). Tương tự các cấu trúc liên kết mạng tự động hóa nhà máy tiên tiến, kiến trúc vòng kín này cung cấp khả năng chịu lỗi và phân phối điện dự phòng trong các hoạt động bán chìm quan trọng.

Cấu trúc liên kết hệ thống kết nối trực tiếp nhà máy điện xoay chiều trung thế thông qua các đường bảo vệ vòng kín. Điện năng đồng thời được truyền đến mô-đun PEMS và các thiết bị giám sát tình trạng từ xa. Cả hai kênh điều khiển đều truyền trực tiếp các lệnh tốc độ và mô-men xoắn theo thời gian thực đến bốn tổ máy đẩy Azipod 3,5 MW đảm nhiệm chức năng định vị động.

Trong các hoạt động hàng hải hạng nặng, chức năng quản lý năng lượng hoạt động tương tự kiến trúc DCS trên toàn nhà máy. Các bộ điều khiển tự động hóa phân bổ phụ tải điện theo thời gian thực dựa trên yêu cầu định vị động. Nhờ đó, tàu duy trì hiệu suất máy phát ổn định trong khi hạ thấp boong tàu xuống dưới mực nước để dằn tàu.

Tích hợp thiết bị đẩy không hộp số và định vị động chính xác

ABB sẽ cung cấp bốn tổ máy đẩy Azipod có ống phụt, công suất 3,5 MW, có khả năng xoay 360 độ. Các thiết bị đẩy điện không hộp số này loại bỏ tổn thất do bánh răng cơ khí, giúp giảm mức tiêu thụ nhiên liệu tổng thể và lượng phát thải khi vận hành. Ngoài ra, thiết kế không hộp số còn giảm nhu cầu bôi trơn, qua đó cắt giảm khối lượng bảo trì định kỳ cho các kỹ sư hàng hải.

Hệ thống định vị động đòi hỏi các vòng điều khiển có mô-men xoắn cao và đáp ứng nhanh để chống lại dòng hải lưu. Các tổ máy Azipod điều chỉnh lực đẩy tức thời thông qua bộ truyền động xoay chiều biến tốc. Nhờ đó, Grand Tour có thể thực hiện thao tác điều động chính xác khi căn chỉnh bên cạnh tàu lắp đặt chủ lực Pioneering Spirit của Allseas.

Góc nhìn chuyên môn về sự hội tụ của các hệ thống điều khiển hàng hải

Từ góc độ tự động hóa công nghiệp, việc tích hợp hệ thống động lực, quản lý năng lượng và chẩn đoán từ xa phản ánh một xu hướng ngày càng phát triển trong kỹ thuật hàng hải. Các tàu hiện đại đang ngày càng áp dụng công nghệ PLC và DCS vốn được phát triển ban đầu cho các nhà máy chế biến trên bờ.

Các kỹ sư tự động hóa nhận thấy rằng mạng điều khiển hợp nhất cải thiện đáng kể an toàn vận hành trong các quy trình bốc xếp có rủi ro cao. Bằng cách tích hợp chức năng giám sát tình trạng trực tiếp vào bus điều khiển chính, người vận hành có thể phát hiện sự xuống cấp cơ khí trước khi thiết bị hỏng hóc. Vì vậy, quản lý tàu được số hóa giúp bảo đảm tính sẵn sàng cao cho hoạt động logistics ngoài khơi quan trọng.

Kịch bản giải pháp thực tế: Chuyển trạm biến đổi ngoài khơi với độ chính xác cao

Hãy hình dung một kịch bản lắp đặt ngoài khơi, trong đó Grand Tour phải chuyển một trạm biến đổi nặng 40.000 tấn sang Pioneering Spirit trong điều kiện biển khơi. Các tàu kéo và thiết bị đẩy cơ khí truyền thống gặp khó khăn trong việc duy trì vị trí chính xác đến từng milimét trước sự thay đổi của các dạng sóng dâng.

Bằng cách triển khai bộ giải pháp tự động hóa tích hợp của ABB, hệ thống DP giao tiếp trực tiếp với mô-đun PEMS. Nếu xảy ra một đợt dâng bất ngờ, mạng điều khiển sẽ lập tức tính toán lại các vectơ lực đẩy và điều chỉnh công suất đầu ra của các tổ máy Azipod 3,5 MW mà không làm ngắt bus máy phát. Nhờ đó, tàu duy trì căn chỉnh không gian tuyệt đối trong khi nhấn chìm boong chính, bảo đảm quá trình chuyển tải an toàn mà không cần can thiệp thủ công vào tay ga.