Транспортное обеспечение арктических проектов. Современные подходы при создании и оптимизации морских транспортных систем
←
→
Транскрипция содержимого страницы
Если ваш браузер не отображает страницу правильно, пожалуйста, читайте содержимое страницы ниже
ФГУП «Крыловский государственный научный центр»
Транспортное обеспечение арктических
проектов.
Современные подходы при создании и
оптимизации морских транспортных систем
Андрей Борисович Крестьянцев
Начальник самостоятельного сектора
проектирования морских систем освоения
шельфа
г. Санкт-Петербург, 29 октября 2015 г.
0
Содержание
1. Основные задачи транспортного обеспечения
обустройства арктических проектов
2. Комплексный проект по моделированию
работы транспортной системы
3. Программный комплекс «МТС-модель»
4. Опыт практического использования ПК «МТС-
модель»
5. Заключение
1
Основные задачи транспортного обеспечения
Доставка технологических грузов, спецперсонала
и экипажей, ГСМ для объектов добычи.
Доставка грузов в удалённые регионы
(обеспечение баз снабжения, производственных
комплексов, гражданских поселений и военных
городков), в т.ч. в рамках «Северного завоза».
Организация снабжения бункерным топливом
судов и плавсредств, эксплуатирующихся в
регионе.
Вывоз добытой продукции.
Сбор, транспортировка и размещение различных
видов отходов.
Обеспечение морских операций.
Обеспечение безопасной эксплуатации
месторождения.
Организация снабжения топливом различной
номенклатуры (ЖНТ, СПГ или КПГ)
автомобильного и железнодорожного
транспорта, а также с/х, карьерной, строительной
и другой специальной техники.
2
Комплексный проект по моделированию работы
транспортной системы
Специфика большинства арктических проектов уже на ранней стадии их
создания требует разработки полноценной логистической системы и подготовки
заданий на фрахт и/или на проектирование специализированных судов и
технических средств.
Для решения подобных задач должен быть разработан Комплексный проект
по моделированию работы транспортной системы с различными вариантами
флота, предназначенный для выполнения:
технико-экономической оптимизации состава и характеристик технических
средств и судов;
оптимизации графика поставок грузов на линии с учетом возможности
движения судов с разными скоростями в ледовый и безледовый период;
определения и оптимизации требуемых объемов или площадей хранилищ,
складов на береговых базах и на объектах добычи;
оценки потребности в строительстве новых технических средств и анализа
возможности использования существующего флота в регионе, а также
унифицированных технических средств;
определения объёма инвестиций на создание морской инфраструктуры в
соответствии с графиком реализации проектов.
3
Концепция ПК «МТС-модель»
Для решения различных задач исследования и оптимизации морских
транспортных систем, включающих транспортные суда, ледоколы и суда
вспомогательного флота, порты, береговые хранилища, был разработан
программный комплекс «МТС-модель».
ПК «МТС-модель» посредством реализации принципа исследования морских
транспортных систем, согласно которому суда представляются как самостоятельные
объекты, движущиеся и взаимодействующие в ГИС под управлением логических
блоков динамической имитационной модели, позволил объединить в рамках
единого программного обеспечения решения из различных предметных областей,
имеющих отношение к исследованию морских транспортных систем и
проектированию и оптимизации судов в их составе
4
Инструменты моделирования в ПК «МТС-модель»
Слои и базы данных
В КГНЦ имеются сведения по природных условий
навигационным и батиметрическим (ледовые, ветро-
ограничениям региона Обско-Тазовской волновые,
губ, а также статистика ААНИИ по батиметрические и
другие условия)
ледовым, климатическим и
гидрометеорологическим особенностям
региона.
Географические объекты
(порты, точки …)
Слои, формирующие географическое
Зоны с особыми экономическими условиями
пространство для навигации
или логическими ограничениями
Комплексная динамическая имитационная модель рассматриваемой морской системы
транспортного обеспечения ЛСП и ЛБК имеет ряд существенных особенностей:
Все суда в имитационной среде – самостоятельные объекты, работающие в ГИС, что
позволяет учесть логику движения и взаимодействия судов полностью.
Факторы, зависящие от времени учитываются полностью. Например, график поставок грузов
и вывоза отходов, вероятностные «окна погоды» работы порта Ямбург и ЛСП и другие.
Время рейса определяется в зависимости от текущих природных условий. Учитывается
возможность ускорения-замедления судна, исходя из логики его движения.
Учитывается динамика заполнения берегового хранилища и накопителя ЛСП.
Учитывается возможность изменения маршрутов судов (роутинга).
5
Особенности:
Анализ имитационного эксперимента
Панель «Оператора» «Приборная панель» судна
6
Опыт практического использования
ПК «МТС-модель»
1. Моделирование работы мелкосидящего ледокола в
акваториях Азовского и Каспийского морей
для Федерального агентства морского и речного
транспорта.
2. Морская транспортная система по вывозу
углеводородов Ванкорского региона (Енисейский
залив) в западном и восточном направлениях
для ООО «РН-КрасноярскНИПИнефть»
3. Моделирование работы ледокола-лидера ЛК-110Я в
Восточном секторе Арктики
для Минпромторг РФ
4. Построение дискретно-событийной модели
грузообработки судна с учетом вероятностных
характеристик «окон погоды»
для ООО «Газпромнефть шельф»
5. Разработка транспортно-технологической системы
обеспечения «северного завоза» и вывоза отходов с
прибрежных территорий арктических морей
для Минпромторг РФ
7
Проект «Новый порт»
Морская транспортно-технологическая система (МТТС) вывоза нефти
Новопортовского месторождения.
Заказчик: ООО «Газпром нефть Новый Порт»
Танкеры Arc7 42 000DWt
Особенности:
• Протяженный ледовый канал
• Совместная работа с проектом «Ямал-СПГ»
• Ограниченный объем берегового хранилища
Дежурный
ледокол
(поддержание
В рамках работы с использованием ПК канала)
«МТС-модель»: Береговое
• разработана имитационная модель работы хранилище
МТС;
• обоснована вместимость резервуарного парка;
• выполнена оценка затрат на транспортировку Ледовый канал
нефти;
• Проанализирована работа МТС по временной
схеме и во время всего жизненного цикла.
8
Динамика основных показателей МТС
Влияние регулярности движения по ледовому каналу показатели МТС
Регулярность Регулярное
БРП, тыс.м3
Наполнение
не обеспечена движение
топлива, т
Расход
Грузовые операции Движение в балласте
Движение в грузу Ожидание погрузки
Выявлено значительное влияние
Продолжительность
кругового рейса, сут
регулярности движения судов на
уровень наполнения БРП.
Показан нелинейный характер
влияния ледового канала на
работу МТС.
1 окт 16
1 окт 17
1 фев 17
1 авг 17
1 фев 18
1 июн 18
1 авг 18
1 июн 17
1 ноя 16
1 дек 16
1 янв 17
1 июл 17
1 ноя 17
1 июл 18
1 апр 17
1 дек 17
1 янв 18
1 апр 18
1 сен 16
1 мар 17
1 сен 17
1 мар 18
1 май 17
1 май 18
9Параметры движения судов в ледовом канале
Параметры движения судов в ледовом канале в тяжелых ледовых условиях
Толщина
Толщины, м
консолидир. слоя, м
Толщина слоя
ледовой каши, м
Толщина припая, м
Скорость хода, узл
Судно в грузу
Судно в балласте
Ледокол
Караван
Число каналов,
ед
30 май 18
1 дек 17
2 сен 17
2 окт 17
31 дек 17
30 апр 18
1 ноя 17
29 июн 18
29 июл 18
30 янв 18
1 мар 18
31 мар 18
10Расход Наполнение
Продолжительность, сут топлива на хранилища,
рейс, т тыс.м3
1 сен 15
1 окт 15
1 ноя 15
1 дек 15
1 янв 16 Легкие
1 фев 16
1 мар 16
1 апр 16
1 май 16
1 июн 16
Движение в грузу
1 июл 16
Грузовые операции
Ожидание ледокола
1 авг 16
1 сен 16
1 окт 16
1 ноя 16
1 дек 16
1 янв 17
зависимости от тяжести ледовых условий.
Средние
1 фев 17
1 мар 17
Ожидание погрузки
1 апр 17
Движение в балласте
1 май 17
1 июн 17
Динамика основных показателей МТС
1 июл 17
1 авг 17
1 сен 17
1 окт 17
1 ноя 17
1 дек 17
1 янв 18
1 фев 18
Тяжелые
1 мар 18
1 апр 18
1 май 18
Установлены зависимости изменения технико-экономических показателей МТС в
1 июн 18
1 июл 18
11
1 авг 18Расход Уровень Производи
Продолжительность, сут Продолжи- наполнения
топлива на - ельность,
тельность, сут хранилища,
рейс, т т ыс.т./ сут
тыс.м3
1 янв 16
1 фев 16
1 мар 16
1 апр 16
1 май 16
Движение в грузу
Ожидание погрузки
Грузовые операции
Движение в балласте
20K DWt, Arc5
1 июн 16
1 июл 16
1 авг 16
1 сен 16
42K DWt, Arc7
1 окт 16
1 ноя 16
1 дек 16
Работа МТС по временной схеме
1 янв 17
1 фев 17
1 мар 17
1 апр 17
Движение в грузу
Ожидание погрузки
Грузовые операции
Ожидание ледокола
1 май 17
Движение в балласте
1 июн 17
1 июл 17
1 авг 17
1 сен 17
42K DWt, Arc7
1 окт 17
20K DWt, Arc5
1 ноя 17
Временные танкеры
Танкеры постоянной схемы
12
1 дек 17Анализ полного жизненного цикла МТС
140 7 000
Годовой расход топлива
Годовой расход топлива, тыс.т.
120 6 000
(средние условия)
Годовой грузопоток, тыс.т.
100 Годовой расход топлива 5 000
(умеренный сценарий)
80 4 000
Грузопоток
60 3 000
40 2 000
20 1 000
0 0
6
число судов
Требуемое
4
2
0
2016 2021 2026 2031 2036 2041 2046 2051 2056 2061
13Газовоз смешанного плавания
для перевозки широкой номенклатуры грузов (пр.50401)
Газовоз для перевозки широкой номенклатуры грузов (пр.50401)
14Основные характеристики газовоза смешанного плавания
для перевозки широкой номенклатуры грузов (пр.50401)
Судно предназначено для перевозки в имеющихся на борту трех вкладных танках типа “C” широкой
номенклатуры сжиженных газов (СПГ, этан, этилен, нефтяные газы и аммиак), а также ряда наименований жидких
химических грузов.
Может работать на водных путях Единой глубоководной системы (ЕГС) РФ.
В рамках комплекса по обеспечению бункеровки газотопливных судов судно может быть использовано, как
фидерный газовоз СПГ (для снабжения потребителей СПГ), а также в качестве специализированного
бункеровщика СПГ для обслуживания газотопливных судов крупных и особо крупных размеров.
Длина наибольшая, м 141,1 Грузовые насосы для нефтяного топлива
Длина между перпендикулярами, м 135,8 Количество, шт 6
Ширина габаритная, м 16,6 Тип привода электрический
Осадка море/река, м 4,7/3,6 Производительность каждого, м3/ч 100
Экипаж и доп. места, чел 14+4
Главный двигатель
Дедвейт, море/река Два среднеоборотных четырёхтактных двигателя
Перевозимый груз, т 5975/3330 Caterpillar 3512B
Дизельное топливо, тт 300,3/215,7 Максимальная длительная мощность, кВт 2х969
Расход дизельного топлива
Экономическая скорость на чистой воде, узл 11 на ходовом режиме , т/сут. 15
Класс регистра судна (РС): Дизель-генераторы
KMIce2 [1] R1 AUT1 Gas carrier type 2G Количество 4
(минус 163 °C, 10 бар) Тип приводного дизеля Caterpillar С18 ACERT
Электрическая мощность каждого, кВт 450
Грузовые танки
Количество, шт 3 Котельная установка
Суммарная вместимость, м3 6960 Количество водогрейных котлов, шт 1
Тепловая мощность, кВт 500
15Бункеровщик СПГ (комплексного снабжения топливами)
(пр.50408)
Судно комплексного снабжения
топливами (пр.50408)
вместимостью 3000 м3 СПГ и
240 м3 нефтяного топлива
16Основные характеристики бункеровщика СПГ
(пр.50408)
Судно предназначено для использования в качестве бункеровщика комплексного снабжения топливами
для обслуживания газотопливных судов средних и крупных размеров: выдачи бункерного СПГ и жидкого
нефтяного топлива (запального), приема СПГ, выполнения эксплуатационного и технологического захолаживания.
Может быть использовано, как небольшой фидерный газовоз СПГ и как автономный плавучий энергоблок.
Может совершать межбассейновые переходы по ЕГС ВВП РФ и работать на водных путях ЕГС ВВП РФ.
Длина наибольшая, м 92,3 Грузовые насосы для СПГ / нефтяного топлива
Длина между перпендикулярами, м 83,8 Количество, шт 2/2
Ширина габаритная, м 16,6 Тип привода электрический
Осадка, м 3,6 Производительность каждого, м3/ч 250 / 40
Дедвейт, т 1630
в т.ч.: Главный двигатель
Перевозимый груз, т 1248+210 Тип
Дизельное топливо, т 136,4 Четыре среднеоборотных четырёхтактных дизель-генератора
Экономическая скорость на чистой воде, узл 9 Wartsila 6L20DF
Экипаж, чел 10 Максимальная длительная мощность, кВт 4х960
Электрическая мощность каждого, кВт 920
Класс регистра судна (РС):
КМIсе3 R1 AUT1 OMBO ANTI-ICE LI IGS CCO ECO-S
Аварийный дизель-генератор
WINTERIZATION (-30) Oil tanker (>60 °С)/Gas type 2G (methane)
Тип
(ESP)
Электрическая мощность, кВт 150
Грузовые танки:
СПГ (при расчетном давлении), м3 3000 Котельная установка – два термальных котла
Грузовой танк, м3 240 Тепловая мощность каждого котла, кВт 800
17Арктическое судно комплексного снабжения топливами
(пр.50410)
18Основные характеристики арктического судна комплексного
снабжения топливами (пр.50410)
Судно предназначено для круглогодичной перевозки жидких нефтяных топлив, в том числе MDO, IFO 30LS,
IFO 180, бункеровки указанными видами топлива судов, плавсредств и объектов морской техники в акваториях
северных морей (преимущественно в Обско-Тазовской губе, в районе портов Сабетта и Новый Порт),
топливоснабжения береговых потребителей, а также участия в «Северном Завозе».
Предусмотрено также использование судна для приёма и переработки загрязнённых вод с бункеруемых
судов, сбора нефтяной плёнки с поверхности воды, а также приёма нефтесодержащих вод с других судов –
участников операций ЛРН.
Реализован комплексный подход к обеспечению экологичности судна: обеспечена возможность работы
СЭУ на тяжёлых сортах топлива, ДТ и природном газе («LNG ready» по DNV GL). Судно удовлетворяет текущим и
перспективным требованиям МК МАРПОЛ и Полярного Кодекса в части выбросов загрязняющих веществ.
Класс регистра судна (РС): Главный двигатель
KMArc 7 [1] R1 AUT1 OMBO ANTI-ICE LI IGS CCO ECO-S Три среднеоборотных четырёхтактных дизель-генератора
WINTERIZATION (-30) Oil tanker CSR / Supply vessel (ESP) MAN 7L35/44DF
Максимальная длительная мощность, кВт 3х3570
Длина наибольшая, м 131,0
Длина между перпендикулярами, м 121,4 Стояночный дизель-генератор
Ширина габаритная, м 20,1 Количество 1
Осадка, м 7,5 Тип приводного дизеля MAN 6L28/32DF
Экипаж и доп. места, чел 14+2 Электрическая мощность каждого, кВт 1200
Грузоподъёмность, т 7200 Котельная установка
Экономическая скорость на чистой воде, узл 12 Количество паровых котлов, шт 2
Производительность, т/ч 6,3
Грузовые танки
Количество, шт 8 Экологическое оборудование:
Суммарная вместимость, м3 7800 Скруббер пропускной способностью, кг/с 32,3
Реакторы ИКР пропускной способностью, кг/с 4х8
19Заключение
1. В рамках проектов по обустройству месторождений целесообразно выполнять
комплексную разработку по определению требований к морской системе их
транспортно-технологического обслуживания.
2. Разработка комплексного проекта по моделированию работы транспортно-
технологической системы с различными вариантами флота позволяет
определить потребность в необходимых инвестициях на создание морской
инфраструктуры.
3. ПК «МТС-модель» - инструмент проектирования и анализа морских
транспортных систем, использующий современные возможности
компьютерного динамического моделирования и гео-информационных систем.
4. Результаты исследований - основа для принятия решений на всех стадиях
жизненного цикла МТС, начиная от разработки концептуальных проектов судов,
объектов морской техники и береговой инфраструктуры, заканчивая опытной
эксплуатацией и утилизацией элементов транспортной системы
5. С использованием ПК «МТС-модель» могут быть решены задачи
проектирования морских транспортных систем, осуществлена экспертиза
принятых решений, включая оценку инвестиционных проектов освоения
месторождений.
20Вы также можете почитать
