МОЛОТ Флот
судовая система контроля топлива
Принципы работы
«МОЛОТ Флот» — это спутниковая система мониторинга, разработанная специально для флота. Система состоит из различных датчиков, подключенных к центральному навигационному регистратору. Датчики контролируют работу главных и вспомогательных двигателей, электрогенераторов и прочих потребителей топлива. Навигационные регистраторы определяют местоположение судна, регистрируют состояние датчиков и пересылают полученную информацию по каналам GSM на центральный сервер для обработки и хранения. Если передача информации не возможна (нет покрытия сотовой сети), то все данные сохраняются во внутренней энергонезависимой памяти и затем передаются на центральный сервер при первой же возможности. На основании полученных данных центральный сервер рассчитывает расход топлива каждым потребителем на судне и суммирует полученные данные. А судовладелец может получить доступ к этим данным
в любое время дня и ночи через Интернет.
Важные особенности
В системе не используются механические датчики и счетчики, которые требуют периодического обслуживания или замены.
Система надежно защищена от попыток несанкционированного искажения информации.
Монтаж и пуско-наладка системы «МОЛОТ Флот» не требуют вывода судна из эксплуатации.
«МОЛОТ Флот» может использоваться на любых судах, имеющих различный состав и количество потребителей топлива.
Пример оснащения судна со следующим составом потребителей: один главный двигатель реверсивного т.ипа и два дизельных электрогенератора Example of a vessel with the following composition of consumers: one main Reversing the motor type and two diesel generator.
Соотношение частоты вращения вала к потреблению топлива левым главным двигателем 6ЧСП18/22-150-3, полученное в ходе швартовых контрольных испытаний в августе 2012 г. Ratio of shaft speed to fuel consumption left main engine 6CHSP18/22-150-3 obtained during mooring control tests in August 2012
Для учета времени работы главного двигателя нереверсивного типа применяется датчик температуры выхлопных газов, либо специальный датчик пуска / останова двигателя. To account for the time of the main engine used unidirectional type exhaust gas temperature sensor, or a sensor start / stop motor. This sensor detects an increase or decrease of oil pressure in the lubrication system of the main engine, which corresponds to starting or stopping the engine.
Условный график расчета расхода топлива главного двигателя нереверсивного типа Conditional schedule calculation of fuel consumption of the main engine unidirectional type.
Порядок внедрения
Оснащение любого судна состоит из трех этапов:
I. Предварительные исследования.
II. Установка системы.
III. Контрольные испытания.
Разберем подробнее
Предварительные исследования
Данные исследования проводятся на предмет определения объема монтажных работ и выявления всех потребителей топлива на данном судне. Обнаруженные потребители разделяются по типам: главные двигатели реверсивного или нереверсивного типа, дизельные электрогенераторы и прочие потребители. На рисунке 1 приведен пример оснащения судна со следующим составом потребителей: один главный двигатель реверсивного типа и два дизельных электрогенератора.
Установка системы
На этапе установки судовой системы контроля топлива "МОЛОТ Флот" производится монтаж оборудования и датчиков, прокладка соединительных кабелей, коммутация соединений, настройка и проверка центрального навигационного регистратора.
Контрольные испытания
Проводятся для каждого потребителя топлива на судне с целью выявления его текущего состояния и потребления топлива во всех возможных режимах эксплуатации. Данные, полученные в ходе контрольных испытаний, заносятся в систему «МОЛОТ Флот» и становятся основой для вычисления расхода топлива.
По завершении данного этапа оформляется официальный документ — «Журнал контрольных испытаний судна». Отдельно следует отметить, что после ремонта или замены двигателя необходимо провести повторные контрольные испытания этого потребителя — ведь его параметры могут существенно отличаться от прежних. На рисунке 2 приведен график соотношения частоты вращения вала к потреблению топлива левым главным двигателем 6ЧСП18/22-150-3, полученный в ходе швартовых контрольных испытаний в августе 2012 г.
Вычисление расхода топлива главного двигателя реверсивного типа
Главный двигатель реверсивного типа имеет непосредственное зацепление кривошипно-шатунного механизма с гребным валом. Поэтому для определения расхода топлива в системе используется всего 2 датчика: датчик вращения гребного вала и датчик температуры выхлопных газов. Оба датчика не имеют механических компонентов, что гарантирует длительную точность и надежность их показаний. Датчик вращения гребного вала служит для определения текущей скорости вращения гребного вала и, следовательно, текущей частоты оборотов главного двигателя. Датчик температуры выхлопных газов служит для определения текущей нагрузки на главный двигатель во время эксплуатации. Как известно, текущая температура выхлопных газов для дизельных двигателей является показателем текущей нагрузки на этот двигатель. При повышении нагрузки на двигатель его удельный расход топлива повышается, при этом частота вращения может оставаться неизменной. То есть при одном и том же количестве оборотов двигатель может потреблять различное количество топлива. Именно поэтому мы применяем датчик температуры выхлопных газов.
На основании информации с датчиков система «МОЛОТ Флот» строит график частоты вращения вала главного двигателя и график температуры выхлопных газов. С помощью этой информации и данных контрольных испытаний главного двигателя система рассчитывает потребление топлива в каждый момент времени.
Вычисление расхода топлива главного двигателя нереверсивного типа
Методика расчета расхода топлива главного двигателя реверсивного типа, описанная в предыдущем разделе, полностью применима и для нереверсивного типа, но с учетом его особенности, коей является наличие редуктора. Редуктор необходим для переключения вращения гребного вала с переднего хода на задний и в среднее положение, при котором вал двигателя вращается независимо от гребного вала. То есть, в среднем положении редуктора двигатель нереверсивного типа может работать, но датчик вращения гребного вала не будет фиксировать вращение вала. Такой режим возможен, например, при прогреве двигателя. Для учета времени работы главного двигателя нереверсивного типа применяется датчик температуры выхлопных газов, либо специальный датчик пуска / останова двигателя. Такой датчик фиксирует повышение или снижение давления масла в системе смазки главного двигателя, что соответствует запуску или остановке двигателя. На рисунке 3 приведен условный график расчета расхода топлива главного двигателя нереверсивного типа.
1. Общее время работы двигателя составило 7 часов 30 минут.
2. Время работы двигателя в режиме холостого хода с удельным расходом топлива 7,5 кг/час составило 1 час.
3. Время работы двигателя в режиме рабочего хода с удельным расходом топлива 15 кг/час составило 1 час.
4. Время работы двигателя в режиме рабочего хода с удельным расходом топлива 20 кг/час составило 3 часа.
5. Время работы двигателя в режиме рабочего хода с удельным расходом топлива 12,5 кг/час составило 2 часа 30 минут.
Суммируем:
7,5 × 1 = 7,5 кг
15 × 1 = 15 кг
20 × 3 = 60 кг
12,5 × 2,5 = 31,25 кг
Итого, общий расход топлива главным двигателем нереверсивного типа за 7 часов 30 минут: 7,5 + 15 + 60 + 31,25 = 113,75 кг
Из графика видно, что время работы в режиме холостого хода выделено отдельно. Это и есть состояние, при котором система фиксирует работу главного двигателя, а датчик вращения гребного вала не фиксирует вращение гребного вала. Следует отметить еще одну особенность работы главного двигателя нереверсивного типа. Она заключается в том, что частота вращения главного двигателя не равна частоте вращения гребного вала, так как в редукторе, как правило, имеется понижающая передача. При вычислении расхода топлива этот факт учитывается. Для этого необходимо занести в систему данные о передаточном отношении редуктора. Кроме этого, передаточное отношение в режимах переднего и заднего хода может быть разным. Это обстоятельство можно не учитывать, если задний ход используется настолько редко, что это существенно не повлияет на итоги расчетов. Но если судно часто занимается маневровыми работами с активным использованием заднего хода, то необходима установка дополнительного датчика и внесения
в систему данных о передаточном отношении редуктора в режиме заднего хода.
Вычисление расхода топлива дизельного электрогенератора
Для вычисления расхода топлива на дизельном электрогенераторе устанавливаются три датчика, с помощью которых система получает три типа данных, необходимых для расчета, а именно:
датчик пуска / останова дизельного электрогенератора для определения времени его работы в режиме холостого хода;
датчик пуска / останова рабочего хода дизельного электрогенератора для определения времени его работы в режиме готовности питать потребителей электроэнергии, но без нагрузки с их стороны;
счетчик электроэнергии для определения количества полезной работы дизельного электрогенератора.
Во время контрольных испытаний для каждого дизельного электрогенератора на судне определяется фактический расход топлива во всех режимах:
расход топлива в режиме холостого хода;
расход топлива в режиме рабочего хода;
количество топлива, необходимое для выработки одного киловатт-часа электроэнергии.
На рисунке 4 приведен условный график расчета расхода топлива дизельного электрогенератора:
1. Общее время работы двигателя электрогенератора составило 8 часов.
2. Время работы двигателя электрогенератора в режиме холостого хода с удельным расходом топлива 5 кг/час составило 1 час 30 минут.
3. Время рабочего режима двигателя электрогенератора без нагрузки с удельным расходом топлива 7,5 кг/час составило 1 час.
4. Время рабочего режима двигателя электрогенератора под нагрузкой с удельным расходом топлива 15 кг/час составило 2 часа 30 минут.
5. Время рабочего режима двигателя электрогенератора под нагрузкой с удельным расходом топлива 20 кг/час составило 3 часа.
Суммируем:
5 × 1,5 = 7,5 кг
7,5 × 1 = 7,5 кг
15 × 2,5 = 37,5 кг
20 × 3 = 60 кг
Итого, общий расход топлива дизельным электрогенератором за 8 часов:
7,5 + 7,5 + 37,5 + 60 = 112,5 кг
Вычисление расхода топлива других возможных потребителей топлива
Это все судовые механизмы, использующие топливо, но не относящиеся к предыдущим типам. Их наличие выявляется в ходе предварительных исследований. Самыми распространенными из судовых потребителей топлива этого типа являются разнообразные отопительные котлы, использующие дизельное топливо. При постоянной эксплуатации расход такого котла составляет существенную долю в общем расходе судна. Как правило, в отопительных котлах топливо сжигается, проходя через калиброванное отверстие. Автоматизированная подача топлива осуществляется открытием электромагнитного клапана. То есть, для того чтобы вычислить расход топлива такого потребителя, необходимо установить датчик открытия / закрытия электромагнитного клапана и в ходе контрольных испытаний установить удельный часовой расход. Таким образом система «МОЛОТ Флот» с точностью до секунды определит общее время прохождения топлива через клапан за любой период времени, рассчитает расход и добавит его к общему расходу топлива на судне.
Интерфейс
Рисунок 5 Фрагмент интерфейса системы с загруженной историей перемещения буксира.
Эксплуатация
Практическая эксплуатация системы «МОЛОТ Флот» показала, что установленное на судне оборудование не требует частого профилактического обслуживания, так как обладает высокой надежностью и устойчивостью к внешним воздействиям. После запуска все элементы системы тщательно пломбируются. Штатные профилактические работы проводятся не чаще одного раза в три года. Повседневное использование системы «МОЛОТ Флот» сводится к просмотру информации о судне через сеть Интернет. Получить доступ к системе можно с помощью любого устройства, подключенного к Интернет: компьютера, планшета, телефона. Использование системы не требует установки специализированного программного обеспечения. Вся информация, полученная с вашего судна, надежно защищена от несанкционированного доступа и хранится в нашем вычислительном центре в течение трех лет. То есть, судовладелец может в любой момент времени воспользоваться этой информацией в нужном ему виде. Например, увидеть расположение своего судна на карте в режиме реального времени (при наличии покрытия сети GSM), либо просмотреть историю перемещения судна в прошедшем периоде времени, либо ознакомиться с рядом отчетов в удобной для себя форме.
На рисунке 5 приведен фрагмент интерфейса системы с загруженной историей перемещения буксира. Также видно, что вызвано информационное окно с историей событий, происходивших во время одной из стоянок этого судна. Для удобства все потребители топлива на судне отображаются в виде пиктограмм.
На рисунке 6 отображен фрагмент со списком доступных данному пользователю судов. В данном случае, выделенное судно находится в длительном ремонте. Система зафиксировала отключение электропитания и отсутствие связи в течении 73 дней 23 часов. При этом сигнал об аварийном состоянии системы на данном судне был получен владельцем незамедлительно.
На рисунке 7 показан фрагмент с выведенным отчетом «Ежедневная статистика» за два дня эксплуатации буксира. Именно такой отчет является основанием для списания топлива на данном судне.
Рисунок 6
Фрагмент интерфейса системы со списком доступных данному пользователю судов.
Рисунок 7
Фрагмент интерфейса системы с выведенным отчетом «Ежедневная статистика» за два дня эксплуатации буксира.
Перспективы
Система имеет разнообразные функциональные возможности и находится в постоянном развитии, направления которого определяются предложениями и пожеланиями наших заказчиков. При желании судовладельца мы можем реализовать практически любые дополнительные сценарии использования системы:
отсеках судна;
мониторинг работоспособности любых судовых систем: электроснабжения, пожаротушения, кондиционирования и т.д.;
организация контроля и учета доступа персонала в различные отсеки судна.
Система «МОЛОТ Флот» готова работать на рост эффективности вашего бизнеса.