固特電氣采用系統(tǒng)工程理念，為船舶提供從發(fā)電、配電到用電的全鏈條解決方案。
智能發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)是固特的核心技術(shù)之一。系統(tǒng)采用多目標(biāo)優(yōu)化算法，根據(jù)船舶負(fù)荷變化，自動(dòng)調(diào)整發(fā)電機(jī)運(yùn)行臺(tái)數(shù)和負(fù)載分配，始終使機(jī)組運(yùn)行在**效率區(qū)間。在上海外高橋建造的23000TEU超大型集裝箱船上，該系統(tǒng)使發(fā)電燃油消耗降低8%，年節(jié)省燃油成本約120萬(wàn)美元。
針對(duì)船舶電力系統(tǒng)特殊的“電站-電網(wǎng)”特性，固特開(kāi)發(fā)了船舶電網(wǎng)智能保護(hù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用自適應(yīng)保護(hù)技術(shù)，能夠根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行方式自動(dòng)調(diào)整保護(hù)定值，徹底解決了傳統(tǒng)保護(hù)裝置在發(fā)電機(jī)并聯(lián)、解列等不同運(yùn)行工況下配合困難的問(wèn)題。系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間小于80ms，選擇性跳閘準(zhǔn)確率達(dá)99.9%。
創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)能效提升
在船舶節(jié)能領(lǐng)域，固特創(chuàng)新推出了智能配電能量管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)全船各用電支路的能耗數(shù)據(jù)，通過(guò)人工智能算法識(shí)別用能異常，提出優(yōu)化建議。
在豪華郵輪的應(yīng)用中，系統(tǒng)根據(jù)乘客分布、室外溫度、航行區(qū)域日照強(qiáng)度等數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)優(yōu)化空調(diào)、照明系統(tǒng)的運(yùn)行策略。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，該方案使郵輪日均耗電量降低15%，在不影響乘客舒適度的前提下，顯著降低了運(yùn)營(yíng)成本。
固特*新研發(fā)的軸帶發(fā)電系統(tǒng)，利用主發(fā)動(dòng)機(jī)多余功率發(fā)電，在航行工況下可滿足船舶70%的日常用電需求，使輔助發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)間減少60%。該系統(tǒng)已成功應(yīng)用于多艘散貨船和油輪，投資回收期僅2.8年。
嚴(yán)酷環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)
針對(duì)海洋環(huán)境特點(diǎn)，固特船用電氣設(shè)備采用了一系列特殊設(shè)計(jì)。所有設(shè)備外殼采用316L不銹鋼或特種海洋鋁材，表面處理經(jīng)過(guò)2000小時(shí)鹽霧試驗(yàn)，確保20年不腐蝕。內(nèi)部元器件采用三重防震設(shè)計(jì)，通過(guò)DNV-GL、ABS、CCS等各大船級(jí)社*嚴(yán)苛的振動(dòng)沖擊測(cè)試。
在潮濕環(huán)境防護(hù)方面，固特開(kāi)發(fā)了智能除濕加熱系統(tǒng)。該系統(tǒng)根據(jù)環(huán)境溫濕度自動(dòng)啟停，確保電氣柜內(nèi)相對(duì)濕度始終低于60%，防止凝露產(chǎn)生。該系統(tǒng)在南海運(yùn)行的鉆井平臺(tái)上經(jīng)受了高溫高濕環(huán)境的考驗(yàn)，設(shè)備故障率降低90%。
智能化運(yùn)維新范式
船舶傳統(tǒng)上依賴輪機(jī)員的定期巡檢和經(jīng)驗(yàn)判斷，這種方式效率低下且容易遺漏隱患。固特推出的船舶設(shè)備健康管理平臺(tái)，通過(guò)在關(guān)鍵設(shè)備部署智能傳感器，實(shí)現(xiàn)了狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和故障早期預(yù)警。
平臺(tái)采用船舶特有的故障診斷模型，能夠識(shí)別發(fā)電機(jī)軸承早期磨損、電纜絕緣老化、斷路器觸頭溫升異常等潛在問(wèn)題。在中遠(yuǎn)海運(yùn)某14000TEU集裝箱船的實(shí)踐中，系統(tǒng)提前14天預(yù)警了主發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)異常，避免了可能發(fā)生的遠(yuǎn)洋航行途中停電事故。
更值得稱道的是平臺(tái)的遠(yuǎn)程支持功能。當(dāng)船舶在遠(yuǎn)海遇到復(fù)雜故障時(shí)，船端系統(tǒng)可將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通過(guò)衛(wèi)星通信傳輸至固特24小時(shí)技術(shù)支持中心，由專家團(tuán)隊(duì)進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷，指導(dǎo)船上人員排除故障。這項(xiàng)服務(wù)使平均故障處理時(shí)間從72小時(shí)縮短至8小時(shí)。
綠色航運(yùn)技術(shù)創(chuàng)新
面對(duì)IMO 2050年溫室氣體減排目標(biāo)，固特電氣積*布局新能源船舶技術(shù)。為長(zhǎng)江某新能源客輪設(shè)計(jì)的“鋰電池+超級(jí)電容”混合動(dòng)力系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了零排放運(yùn)行，充電1小時(shí)可續(xù)航100公里。智能能量管理系統(tǒng)通過(guò)對(duì)航線和客流量的學(xué)習(xí)優(yōu)化，使能源利用效率提升25%。
在船舶岸電系統(tǒng)領(lǐng)域，固特開(kāi)發(fā)了智能高壓岸電連接系統(tǒng)，支持6.6kV/11kV/50Hz與60Hz電源的自動(dòng)轉(zhuǎn)換，連接時(shí)間從傳統(tǒng)系統(tǒng)的2小時(shí)縮短至30分鐘。該系統(tǒng)已在上海港、寧波港等多個(gè)港口部署，單船次靠港可減少排放1.5噸硫氧化物和4噸氮氧化物。
實(shí)踐驗(yàn)證與未來(lái)展望
在招商局重工建造的*地探險(xiǎn)郵輪項(xiàng)目中，固特電氣提供了全套電氣解決方案。這艘PC6級(jí)冰區(qū)加強(qiáng)郵輪需要在-30℃環(huán)境下航行，對(duì)電氣設(shè)備提出了*限要求。固特團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了*寒環(huán)境專用元器件，采用特殊的低溫潤(rùn)滑油和密封材料，確保設(shè)備在*寒環(huán)境下正常啟動(dòng)和運(yùn)行。
郵輪首航南*期間，電氣系統(tǒng)經(jīng)歷了冰區(qū)航行持續(xù)振動(dòng)、*晝*夜溫差變化、暴風(fēng)雪天氣等多重考驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了零故障運(yùn)行。船東評(píng)價(jià)：“固特的電氣系統(tǒng)就像瑞士手表一樣精準(zhǔn)可靠，是我們挑戰(zhàn)*地航行的信心保證。”
展望未來(lái)，固特電氣正在研發(fā)基于燃料電池的船舶電力系統(tǒng)、船舶電網(wǎng)數(shù)字孿生平臺(tái)、自主航行船舶智能配電系統(tǒng)等前沿技術(shù)。“海洋是地球的*后疆域，船舶電氣化、智能化是大勢(shì)所趨。”固特電氣船舶事業(yè)部總經(jīng)理表示，“我們將持續(xù)創(chuàng)新，為全球航運(yùn)業(yè)提供*先進(jìn)、*可靠的電氣解決方案，助力藍(lán)色經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。”
從近海貨輪到遠(yuǎn)洋巨輪，從內(nèi)河客船到*地郵輪，固特電氣的產(chǎn)品和技術(shù)正護(hù)航著萬(wàn)千船舶，在浩瀚海洋中安全、高效、清潔地航行，成為船舶電氣領(lǐng)域當(dāng)之無(wú)愧的深海衛(wèi)士。
