ERS

English Version

Απεικόνιση συμπεριφοράς Very Large Crude Oil Carrier με την χρήση engine room simulator

Για πληροφορίες

Γουργούλης Δ., Καθηγητής, gourgoulis@yahoo.com, Επιστημονικός Υπεύθυνος

Το αντικείμενο του ερευνητικού έργου είναι η απεικόνιση της συμπεριφοράς, ενός δίχρονου πεντακύλινδρου αργόστροφου κινητήρα diesel (εν σειρά), τύπου MAN Β&W 5L90MC, ισχύος 17.4 MW κάτω από συνεχείς δυσλειτουργίες και σφάλματα. Η μηχανή και τα βοηθητικά δίκτυα προσομοιώνονται σε ένα πλοίο που έχει τα χαρακτηριστικά ενός Very Large Crude Oil Carrier.

Η διάρκεια του ερευνητικού προγράμματος είναι δύο χρόνια. Με βασικό εργαλείο έρευνας, τον εγκατεστημένο προσομοιωτή μηχανής στην Ακαδημία Εμπορικού Ναυτικού Μακεδονίας πραγματοποιείται η διερεύνηση της συνολικής συμπεριφοράς της προωστήριας μηχανής όταν προκαλούνται σε αυτήν:

φθορές στα βασικά τμήματα της (βαλβίδες – μηχανισμοί κίνησης, έμβολα – ελατήρια εμβόλων, διωστήρας, στροφαλοφόρος – εκκεντροφόρος άξονας),

αλλαγές στις βασικές παραμέτρους λειτουργίας της (καύση, σάρωση, υπερπλήρωση, έγχυση καυσίμου),

βλάβες στα βοηθητικά μηχανήματα και μέρη των δικτύων της (δίκτυο πετρελαίου, δίκτυο λίπανσης, δίκτυο πεπιεσμένου αέρα, δίκτυο ψύξεως γλυκού νερού, δίκτυο θαλασσινού νερού, σύστημα ατμού, δίκτυο σεντινών, δίκτυο αερισμού μηχανοστασίου, δίκτυο ψυκτικής εγκατάστασης),

ανεπιθύμητες ενέργειες και ανωμαλίες στο δίκτυο των ηλεκτροπαραγωγών ζευγών (Diesel Generator, Turbo Generator, Shaft generator) και όλων των δικτύων που υποστηρίζουν αυτά.

Η απεικόνιση της συνολικής συμπεριφοράς της μηχανής του πλοίου, κατά τη διάρκεια της εκκίνησης, της αναστροφής, της λειτουργίας, πλεύσης και της κράτησης, υπό το καθεστώς συνεχών δυσλειτουργιών – ανωμαλιών βοηθάει τόσο στην πρόληψη βλαβών αλλά κυρίως στην αρτιότερη εκπαίδευση των μηχανικών Εμπορικού Ναυτικού, με άμεσο αποτέλεσμα τη μείωση του κόστους λειτουργίας του πλοίου, την αύξηση της ασφάλειας της ναυσιπλοΐας και την αποτροπή κινδύνων για το περιβάλλον. Επιπλέον, θα αποτελέσει σημαντικό βοήθημα για τις ναυτιλιακές εταιρείες που διαθέτουν στο στόλο τους πλοία τύπου Very Large Crude Oil Carrier (V.L.C.C.) να δημιουργήσουν checklists με μέρη της μηχανής τα οποία υποφέρουν περισσότερο από τις παρουσιαζόμενες βλάβες – ανωμαλίες.

Η συνεχής αλλαγή στη συμπεριφορά της μηχανής, εξαιτίας των προγραμματισμένων βλαβών, με την ταυτόχρονη στατιστική ανάλυση των παρουσιαζόμενων συναγερμών θα αποτελέσει τη βάση για:

τη δημιουργία πινάκων προειδοποιήσεων που εμφανίζονται πιο συχνά και οι οποίες είναι σημαντικές για τη ορθή λειτουργία της μηχανής

τη δημιουργία σχεσιακής βάσης δεδομένων στην οποία θα κωδικοποιηθούν οι πραγματοποιούμενες βλάβες – ανωμαλίες με τα σήματα συναγερμού και τα αντίστοιχα δίκτυα - υποσυστήματα στα θα πρέπει να επεμβαίνει ο χειριστής βάρδιας

την ιεράρχηση του βαθμού επικινδυνότητας των διαφόρων λειτουργιών – ανωμαλιών, οι οποίες σχετίζονται κυρίως με τις διαδικασίες αυξομείωσης των λειτουργικών παραμέτρων του μηχανής (slowdown, shutdown)

της ενίσχυση της ασφάλειας σε μηχανές εσωτερικής καύσης οι οποίες είναι εγκατεστημένες σε πλοία τύπο V.L.C.C.

την αξιολόγηση του ανθρώπινου δυναμικού που ασχολείται με το χειρισμό της μηχανής

την παραμετροποίηση των παραγόντων που επηρεάζουν την ανθρώπινη συμπεριφορά (σωματική – πνευματική – ψυχική) κατά τη διάρκεια της βάρδιας

Το τελικό αποτέλεσμα θα είναι η δημιουργία τεχνικών και διαδικασιών για την ελαχιστοποίηση των κινδύνων που προέρχονται από τη λειτουργία των μηχανών σε ένα VeryLarge Crude Oil Carrier και οι οποίες λύσεις ταυτόχρονα θα οδηγούν στην βελτίωση της απόδοσης των εγκατεστημένων μηχανών σε αυτά

.Παράλληλα, η έναρξη του ερευνητικού προγράμματος αποτελεί το έναυσμα για τη δημιουργία και πραγματοποίηση παρόμοιων ερευνητικών έργων ώστε ο ήδη εγκατεστημένος προσομοιωτής μηχανής στην Ακαδημία Εμπορικού Ναυτικού Μακεδονίας να μπορέσει να ‘εκμεταλλευτεί’ και σε ερευνητικό επίπεδο.

Για την ορθότερη αντιμετώπιση της λειτουργίας της μηχανής σχεδιάστηκαν σενάρια συγκεκριμένης διάρκειας το καθένα, στα οποία υπάρχει η δυνατότητα μεταβλητού χρονικού προγραμματισμού εμφάνισης των επιλεγόμενων βλαβών και ανωμαλιών.

Για τη ρεαλιστική προσέγγιση της μηχανής θα θεωρηθεί σαν βάση προγραμματισμού για το αρχικό σενάριο, ότι θα γίνει εκκίνηση της μηχανής μετά από μακρό χρονικό διάστημα της παύσης της λειτουργίας της. Αφού πραγματοποιηθούν και καταγραφούν όλες οι απαραίτητες διαδικασίες για την ορθή εκκίνηση – προθέρμανση της μηχανής, προετοιμαστούν όλα τα βοηθητικά δίκτυα, θα δοθεί εντολή για δοκιμαστική εκκίνηση και τελική αναχώρηση του πλοίου από το λιμάνι. Στη συνέχεια θα αυξηθούν οι στροφές της μηχανής και αφού πραγματοποιηθούν τα σενάρια slow ahead και full ahead θα ξεκινήσει η διαδικασία αποφόρτισης της μηχανής – κατάπλευσης στο λιμάνι. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας full ahead θα πραγματοποιηθεί αλλαγή των καιρικών συνθηκών για να διαπιστωθεί η αντίδραση των μηχανικών σε περιπτώσεις απότομων αλλαγών στις υφιστάμενες περιβαλλοντικές εξωτερικές συνθήκες. Στο τέλος, θα εκτελεσθεί η διαδικασία cargo pumping με προετοιμασία των αντίστοιχων δικτύων όπως αυτού του αδρανούς αερίου.

Για την αποτελεσματικότερη εκτέλεση του ερευνητικού προγράμματος δημιουργήθηκαν επιμέρους σενάρια, έτσι ώστε να υπάρχει η δυνατότητα επανεξέτασης των διαδικασιών σε χρονικά σημεία που θα αποφασίζονται από τον χειριστή του συστήματος και τα οποία είναι κρίσιμα, σύμφωνα με τις οδηγίες των κατασκευαστών, για την αποδοτικότερη λειτουργία της μηχανής.

Όλες οι απαραίτητες ενέργειες θα καταγραφούν και σε κάθε περίπτωση θα λαμβάνεται αναφορά για τους εμφανιζόμενους συναγερμούς και ανωμαλίες στη λειτουργία της μηχανής. Παράλληλα, και αφού θα υπάρχει η δυνατότητα αποθήκευσης των επιμέρους σεναρίων θα εκτελεσθούν ξανά τα σενάρια, στα οποία όμως θα έχει προγραμματισθεί η χρονική εμφάνιση βλαβών – ανωμαλιών σε περισσότερα από ένα υποσυστήματα της μηχανής. Ο ήδη εγκατεστημένος προσομοιωτής μηχανής έχει τη δυνατότητα για την εισαγωγή 454 βλαβών – ανωμαλιών όπως φαίνεται στον παραπάνω πίνακα.Από τις προαναφερόμενες βλάβες οι 142 έχουν τη δυνατότητα αλλαγής από 1 (κανονική λειτουργία) σε 0 (παύση λειτουργίας) ενώ όλες οι υπόλοιπες έχουν τη δυνατότητα προοδευτικής αύξησης του ρυθμού επιδείνωσης της λειτουργίας. Οι αντίστοιχες πιθανές προειδοποιήσεις (alarm) είναι 386. Στόχος του προτεινόμενου προγράμματος είναι να προγραμματισθούν στα διάφορα επιμέρους σενάρια όλες οι προεπιλεγμένες βλάβες – ανωμαλίες για την όσο το δυνατόν καλύτερη απεικόνιση της λειτουργίας της μηχανής.

Στη συνέχεια αφού πραγματοποιηθεί η συλλογή των συσχετισμένων πληροφοριών σε μια βάση δεδομένων θα γίνει η στατιστική ανάλυση των καταγραφόμενων βλαβών - προειδοποιήσεων – μεταβλητών. Η ηλεκτρονική διαχείριση των δεδομένων θα επιτρέψει τη γρήγορη εξαγωγή – αναδιάταξη των δεδομένων και παράλληλα θα αποτελέσει σημαντική βάση πληροφοριών για δώσει τη δυνατότητα για την ορθότερη απεικόνιση της συνολικής συμπεριφοράς της μηχανής του πλοίου στα διάφορα στάδια λειτουργίας. Παράλληλα, με τη βοήθεια της σχεσιακής βάσης δεδομένων θα κωδικοποιηθούν οι πραγματοποιούμενες βλάβες – ανωμαλίες με τα σήματα συναγερμού και τα αντίστοιχα δίκτυα - υποσυστήματα στα οποία θα πρέπει να επεμβαίνει ο χειριστής βάρδιας.

Τέλος θα δημιουργηθούν checklists τα οποία θα επιτρέπουν στους χρήστες να ελέγχουν γρήγορα την λειτουργία των βοηθητικών μηχανημάτων όπως οι diesel generators, η turbo generator, η shaft generator, το oil fired boiler, οι διαχωριστές, οι cargo turbines, το inert gas system και το σύστημα ψύξης του φορτίου.

Στην Ελλάδα δεν υπάρχει αντίστοιχη αξιοποίηση των ήδη εγκατεστημένων προσομοιωτών μηχανής (Α.Ε.Ν. Ασπροπύργου, Κ.Ε.Σ.Ε.Ν., Πολεμικό Ναυτικό). Στο εξωτερικό έχει γίνει προσπάθεια με χρηματοδότηση της Ευρωπαϊκής Ένωσης, να κατηγοριοποιηθούν οι παράγοντες που επηρεάζουν τη λειτουργία της μηχανής αλλά κυρίως σε τύπους πλοίων τα οποία χαρακτηρίζονται από σχετικά υψηλές ταχύτητες (High Speed Vessels) για την επίλυση του προβλήματος του Short Sea Shipping. Σε ένα από αυτά τα προγράμματα, σε συνεργασία με το Danish Maritime Institute (Force Technology) και το πανεπιστήμιο της Γλασκόβης είχε τη δυνατότητα να συμμετάσχει και η Ακαδημία Εμπορικού Ναυτικού Μακεδονίας. Η συμμέτοχη στο παραπάνω πρόγραμμα αποτέλεσε άλλωστε και το έναυσμα για την προσπάθεια μετάδοσης της τεχνογνωσίας που ήδη υπάρχει στα High SpeedVessels σε διαφορετικούς τύπους πλοίων όπως είναι το Very Large Crude Oil Carrier. Τα αποτελέσματα και οι εφαρμοσμένες μέθοδοι προσέγγισης και ανάλυσης της συμπεριφοράς της μηχανής του ήδη ολοκληρωμένου προγράμματος με το ακρωνύμιο SPIN – H.S.V. θα αποτελέσουν σημαντικό υπόβαθρο για την επιχειρησιακή ολοκλήρωση του προτεινόμενου ερευνητικού έργου.

Τα στάδια εκτέλεσης του προτεινόμενου ερευνητικού έργου θα είναι η σχεδίαση των επιμέρους σεναρίων, ο προγραμματισμός εμφάνισης των επιλεγόμενων βλαβών και ανωμαλιών, η συλλογή πληροφοριών μέσω καταγραφής, η επεξεργασία και αξιολόγηση τους μέσω στατιστικών πακέτων λογισμικού για την εξαγωγή συμπερασμάτων και τέλος η τελική παρουσίασή τους.