О б р а т н а я с в я з ь
Заказать обратный звонок
Имя*
Телефон*
Комментарий
(044) 390-71-26 (044) 495-28-29

Сонар BV5000 позволяет снизить потребление электроэнергии

Для гарантирования безопасности судов, швартующихся у одного или двух причалах терминала № 4 порта Грейс Харбор, уровень донных отложений у причалов должен поддерживаться на безопасной глубине.

 

Рис.1
Дорогостоящие дноуглубительные
работы в порту Грейс Харбор
Рисунок системы гидроразмыва
на терминале № 4

 

В начале 1980-х годов терминал порта был реконструирован и на нем была установлена система гидроразмыва. Коллекторная труба системы длиной 1400 футов (427 м) была направлена вдоль причала и подключена к двум электронасосам мощностью 400 л.с. Эти насосы обеспечивают цикличную подачу воды со скоростью 13000 галлонов в минуту (0,82 м3/с) через каждую из 51 отдельных опускаемых труб в течение 8 минут для каждой. Этот цикл происходит два раза в сутки во время спада прилива.

Система гидроразмыва в течение 30 лет всегда содержалась в хорошем состоянии. Хотя эта система позволяла экономить на затратах по дноуглублению более 1 миллиона долларов в год, но она по-прежнему обходилась порту около 230 тысяч долларов в год на затраты электроэнергии.

В 2011 году порт Грейс Харбор в рамках энергетической программы университета штата Вашингтон (WSU) обратился за консультацией с целью определения возможностей повышения энергоэффективности системы гидроразмыва. Первоначально порт хотел определить только характеристики насоса, так как технические специалисты порта предполагали, что эффективность насоса может снизиться из-за возраста и износа, и они хотели знать: будет ли оправданной замена насоса. Измерения, проведенные в июне 2011 года показали, что насосы работают очень близко к их первоначальным кривым насосных характеристик. Порт также был заинтересован в потенциальном снижении времени работы сопл, которые позволили бы сократить время работы насоса и сэкономить электроэнергию. Но поскольку дноуглубительные работы очень дороги, то порт не мог сократить время работы сопл без гарантии того, что не произойдет превышение критического уровня наращивания осадков.

В 2012 году в рамках энергетическогй программы WSU были проведены последующие исследования, которые сопровождались оценкой энергосбережения и привели к сокращению продолжительности работы насоса, при сохранении глубины причала (-40) ниже среднего уровня самых низких малых вод (MLLW).

Инженеры энергетической программы WSU активно искали оборудования, которое может быть использовано, чтобы доказать, что минимальную глубину у причала можно сохранять при снижении времени работы сопла. После обширного исследования различных методов и технологий, они пришли к выводу, что многолучевой сканирующий 3-D сонар с высоким разрешением в состоянии обнаружить изменения в накоплении осадков с разрешением от одного до двух дюймов после работы сопел системы гидроразмыва.

 

 

Тестирование многолучевого 3-D сонара

После того, как технология была определена, команда энергетической программы WSU начала искать поставщика оборудования для обнаружения изменения в уровне донных отложений. Были рассмотрены доступные сканирущие гидролоаторы, и эксперты команды остановили свой выбор на компании Teledyne Blueview, которая предлагала продукт с идеальным решением для удовлетворения потребностей порта. Сканирующий 3-D сонар BV5000 с высоким разрешением позволял получать круговое 3-D изображение подводного района с возможностью точных измерений от точки к точке. Устройство могло быть использовано персоналом порта для определения времени откачки, необходимого для удаления накопленных осадков, плюс предоставлять данные, необходимые для анализа тенденций изменения, и документированную информацию о соблюдении необходимых глубин и зазоров.
После всех согласований была одобрена покупка системы BV5000, которая была развернута в сентябре 2014 года. Порт Грейс Харбор спроектировал и построил консольную балку для развертывания сканирующего сонара, который может скользить вниз вдоль каждой из отдельных двухтавровых балок, поддерживающих сопла системы гидроразмыва. Устройство также компактно и портативно, и может быть развернуто на краю терминала на «твердой точке» или с помощью штатива, или даже может быть установлено на лодке, чтобы провести "зачистку" или сканирование контуров дна вблизи морского терминала.

 

Рис. 2
Развертывание BV5000 на
консольной балке,
закрепленной на терминале № 4
Гидролокаторное 3-D изображение ямы размыва
у одной из труб системы гидроразмыва
Экран дисплея с гидролокаторным
2-D профилем, полученным во
время работы сопел

 

 

Уменьшение времени работы оборудования привело к экономии затрат

После покупки BV5000 была разработана методика для точного определения количества удаляемых осадков при работе системы гидроразмыва порта Грейс Харбор. После обучения, тестирования и установки, порт с помощью энергетической программы WSU и компании Teledyne Blueview  разработал сезонный график работы "работа насоса по мере необходимости". Этот новый режим работы позволил сократить продолжительность работы сопла от 8 минут до 6 минут в зимний/весенний сезон и до 2 минут в летний/осенний сезон. Эти корректировки привели к значительному снижению энергопотребления и экономии средств. Годовая экономия одной электроэнергии в 2014 году составила более  72000 долларов, а с начала проекта в 2011 году порт Грейс Харбор сэкономил более 220000 долларов.

 

Рис. 3
Два 3-D облака точек (красные и золотистые точки), полученных с одной станции
сканирования, почти через четыре недели друг от друга в течение короткого перерыва
в работе насосной системы. Золотистые точки соответствуют уровню с донными отложениями.

 

Когда порт Грейс Харбор спросили об экономии электроэнергии, он заявил, "Экономия электроэнергии от этого проекта была достигнута благодаря использованию гидролокаторной технологии от Teledyne Blueview". В дополнение к экономии электроэнергии, порт также имеет возможность большую часть стоимости проекта оплачивать за счет финансирования промышленной программы Energy Smart Industrial.

"Мы рады сообщить, что порт получил стимулирующий чек на 176000 долларов от коммунальной энергетической компании. Руководство порта считает, что с помощью стимулирования и экономии затрат от снижения времени работы насоса, проект окупится очень быстро", - пояснил заместитель исполнительного директора Леонард Барнс.

 

 

Другие преимущества использования BV5000

После развертывания BV5000 сразу стали понятны другие преимущества сонара, такие как возможность работы с фиксированных, стабильных станций для сканирования вдоль края терминала. 3-D облака точек и вертикальный и горизонтальный контроль позволяют легко наблюдать и измерять малые изменения на дне. При таком подходе, порт может в любое время оценить условия на дне, исходя из условий безопасности эксплуатации терминала, и без вызова гидрографического судна для полной съемки. Эти 3-D облака точек помогают порту определять и оценивать общее состояние портовых сооружений, а также убедиться, что водные пути очищены от мусора и препятствий. Во время тестирования BV5000 вблизи одного из терминалов порта была найдена сломанная свая. Кроме того, порт может использовать BV5000 для более жесткого контроля своих дноуглубительных работ и для проверки глубин для входящих судов.

 

Рис. 4
Поврежденная свая была найдена перед терминалом № 4 при тестировании сонара.
Она не была бы идентифицирована без гидролокаторного оборудования.

 

 

Управление энергопотреблением и другие меры энергосбережения

Порт установил систему мониторинга электроэнергии, которая может надежно регистрировать работу насосов и сообщать о времени выполнения и о потреблении электроэнергии оборудованием. Работая совместно с компанией NorthWrite, энергетическая программа WSU установила энергетический менеджмент и для обеспечения визуальной проверки смогла сопоставить по времени информацию приливного цикла и длительность работы насосов, чтобы убедиться, что насосы работают, как ожидалось. Энергетический пульт управления системы NorthWrite может быть доступен обслуживающему персоналу порта и команде управления, используя смартфон или компьютер. Порт имеет систему автоматизированный отправки текстовых сообщений и ежедневных отчетов по электронной почте. Эта отчетность помогает порту проактивно управлять и поддерживать систему гидроразмыва.

 

Рис. 5
Скриншоты из NorthWrite показывают приливной цикл (кривая красного цвета),
наложенный на мощность насоса в кВт (синий и черный цвета).

 

В дополнение к экономии электроэнергии насосной системы, инженеры энергетической программы WSU установили, что порт сможет дополнительно снизить потребление электроэнергии при замене устаревшей системы воздушного компрессора, которая обеспечивает сжатым воздухом привод клапанов, контролирующих каждое из 51 сопел системы гидроразмыва. Было рекомендовано, чтобы порт установил

  • меньший воздушный компрессор с переменной скоростью привода;
  • систему сушки воздуха (которая была установлена в январе 2015 года).

Система сущки обеспечивает сухим воздухом высокого качества, обеспечивая дополнительную экономию энергии в размере 30000 кВтч в год. Новая система также устранила некоторые проблемы обслуживания, которые порт испытывал с наличием влаги в системе сжатого воздуха. Эти обновления сделали систему гидроразмыва более эффективной и более надежной.