Odkryw sp

Technologia ABB na
Odkryw
sp
SZWEDZKI LODOŁAMACZ „ODEN”
System sterowania firmy ABB sprawdzi∏ si´
w najbardziej ekstremalnych warunkach
a Morzu Arktycznym
wanie sekretów
przed 50 milionów lat
Ekspedycje do najbardziej
niegoÊcinnych miejsc na naszej
planecie pozwalajà
naukowcom zajrzeç
w przesz∏oÊç. Dzi´ki temu
mogà oni lepiej przewidzieç,
co przyniesie przysz∏oÊç.
Niezwykle istotna w tego typu
przedsi´wzi´ciach jest
najnowoczeÊniejsza technika,
dzi´ki której mo˝na nie tylko
dotrzeç do najdalszych
zakàtków Êwiata, ale tak˝e
zebraç interesuje informacje.
ak te˝ by∏o w przypadku wyprawy badawczej na Morze Arktyczne odkrywajàcej w 2004 roku obszary le˝àce w g∏´bi,
w okolicach ko∏a podbiegunowego. Bioràcy w niej udzia∏ szwedzki lodo∏amacz „Oden” mia∏ na pok∏adzie system
sterowania firmy ABB. Przez pi´ç tygodni
„Oden” p∏ywa∏ oko∏o 250 kilometrów
od bieguna pó∏nocnego w towarzystwie
statku wiertniczego i rosyjskiego lodo∏amacza o nap´dzie atomowym.
T
Ciekawość świata, jaka cechuje badaczy,
pozwala nam wiele dowiedzieć się o naszej planecie, a tak˝e o jej cechach, które
majà wpyw na klimat Ziemi. Na przyk∏ad
dno Morza Arktycznego to kopalnia informacji z przesz∏oÊci. Im g∏´biej naukowcy
mogà si´gnàç pod to dno, tym dalej
w przesz∏oÊç mogà zajrzeç.
Dzi´ki rozwojowi technik wiertniczych, drà˝enie w dnie morskim (le˝àcym 1200 m
pod powierzchnià) odwiertu na g∏´bokoÊç 450 metrów nie jest ju˝ tak wielkim
wyzwaniem jak dawniej. Ale wcià˝ z takiego szybu mo˝na uzyskaç bardzo wiele cennych informacji. I to by∏ w∏aÊnie g∏ówny cel
postawiony przed wyprawà ACEX – Arctic
Coring Expedition (Ekspedycja Wiertnicza
w Arktyk´). Na podstawie pozyskanych
rdzeni wiertniczych z osadami dennymi
mo˝na b´dzie zrekonstruowaç 56 milionów lat historii Êrodowiska tej
cz´Êci Morza Arktycznego.
Statki wiertnicze, zbierajàce informacje, nie sà w stanie pracowaç
samodzielnie, gdy˝ 2-, 3-metrowej gruboÊci pokrywa lodowa na powierzchni oceanu znajduje si´ w ciàg∏ym ruchu, co uniemo˝liwia prowadzenie wierceƒ w jego
dnie. Od chwili, gdy g∏owica wiertnicza
wgryzie si´ w dno, statek powinien zachowaç swà pozycj´ nad odwiertem z dok∏adnoÊcià do kilkudziesi´ciu metrów. Dlatego
te˝ jednostce wiertniczej muszà stale towarzyszyç lodo∏amacze, które umo˝liwià
mu utrzymanie wymaganej pozycji.
Największy szwedzki lodołamacz „Oden”
oraz rosyjski lodołamacz o napędzie atomowym „Sowiecki Sojuz” wzi´∏y na siebie to zadanie. Oba wspiera∏y podczas ekspedycji statek wiertniczy „Vidar Viking”.
„Oden” pe∏ni∏ rol´ dowódcy eskadry, a „Sowiecki Sojuz” operowa∏ na kierunku, z którego lód dryfowa∏. Ze wzgl´du na ró˝nice
w gruboÊci pokrywy lodowej (jednoroczna ma 1–2 metry, podczas gdy starsze, nawarstwiane przez wiele lat, bywajà znacznie grubsze i trudniejsze do prze∏amania),
oba lodo∏amacze musia∏y pracowaç
„na okràg∏o”. Lodo∏amacz rosyjski ∏ama∏
du˝à kr´ na oko∏o pi´ciometrowe od∏amki,
„Oden” zaÊ rozbija∏ je na mniejsze kawa∏ki,
o wymiarach od dwóch do czterech metrów, które nie zagra˝a∏y ju˝ pracujàcemu
statkowi wiertniczemu.
Podczas wyprawy ACEX wwiercono si´
na g∏´bokoÊç 450 metrów w z∏o˝a osadów
dennych na wierzcho∏ku uskoku ¸omonosowa, le˝àcym w centralnym
obszarze Morza Arktycznego
mi´dzy 87 a 88 stopniem pó∏nocnej szerokoÊci geograficznej. Prawie pó∏ kilometra rdzenia z sekwencjà tych osadów
„Oden” pe∏ni∏
rol´ dowódcy
eskadry,
a „Sowiecki
Sojuz” operowa∏
na kierunku,
z którego lód
dryfowa∏.
Oba wspiera∏y
statek wiertniczy
„Vidar Viking”
„SOWIETSKIJ SOJUZ” ŁAMAŁ DUŻĄ
„Oden” w liczbach
Długość całkowita . . . . . . . . . 108 m
Długość w linii wodnej . . . . . . 96 m
Wyporność . . . . . . . . . . 14 000 DWT
Napęd . . . . . . . . 4 oÊmiocylindrowe
silniki Sulzera o pojemnoÊci
skokowej 16 litrów
i mocy 6250 KM ka˝dy
Moc całkowita . . . . . . . . 25 000 KM
Zużycie paliwa . . . . . . .70 000 l/24 h
Paliwo . . . Podgrzany olej nap´dowy
o niskiej zawartoÊci siarki
Instalacja elektryczna . . 24 V/220 V
Moc . . . . . . . . . 5,4 MW generowana
przez 4 szeÊciocylindrowe
generatory dieslowskie
(plus dodatkowy generator awaryjny)
Automatyka zmodernizowana
przez ABB:
2 sterowniki AC 450 w wykonaniu
morskim, 3 stacje robocze
2 stacje robocze X-client, 5 sterowników AC 70
automatyka generatorów – ABB Genua
komunikacja Êwiat∏owodowa
wszystkie systemy zdwojone
i wykonane nadmiarowo
Ponownie wykorzystano:
6 Masterpiece M 200/I
2 Master View MV 800/I
S100 I/O, 3 000 kana∏ów
Instalacja – ABB Lulea, Szwecja, YIT
Lulea, Szwecja
pozwoli naukowcom przeanalizowaç okres od wspó∏czesnoÊci do 55–65 milionów lat wstecz; do poczàtku
ery kenozoicznej (trzeciorz´du). Osady pozwolà przestudiowaç zmiany klimatu, które zasz∏y w tym
rejonie przez ca∏y ten okres.
Jednak przed wejÊciem w sk∏ad ekspedycji ACEX jego system automatyki zosta∏
zmodernizowany. System zainstalowany
przez firm´ ABB w 1987 roku sta∏ si´ zbyt
wra˝liwy zarówno na drgania, jak i na du˝e
zmiany temperatury. Ponadto statek bezwzgl´dnie potrzebowa∏ nowoczesnej platformy komunikacyjnej.
Już pierwsze oględziny rdzeni na statku
pozwoliły określić, że w ciągu każdego
tysiąca lat gromadziło się od 1 do 3 cm
osadów. W jednej z warstw odkryto zarodniki paproci s∏odkowodnych, co sugeruje okres obecnoÊci w tym miejscu
s∏odkiej wody lub
co najmniej zredukowania zasolenia
wód powierzchniowych. Âlady w odcinku rdzenia wydobytym z g∏´bokoÊci 380 metrów wykaza∏y, ˝e temperatura Morza Arktycznego musia∏a w tamtej epoce wynosiç oko∏o 20°C.
Szczegó∏owe badania ró˝nych odcinków
rdzenia wydobytych podczas ekspedycji
sà prowadzone na Uniwersytecie Bremeƒskim. Poza zweryfikowaniem wspomnianych odkryç naukowcy starajà si´
ustaliç dok∏adnà histori´ warunków naturalnych panujàcych w tamtym regionie
w ciàgu ca∏ej ewolucji klimatu, od tropikalnego do arktycznego.
B´dàcy w∏asnoÊcià firmy Hornet (firmy-córki szwedzkiego armatora B&N) lodo∏amacz „Oden” w Arktyce by∏ ju˝ szeÊç razy.
Nowy system automatyki firmy ABB
przypomina duża fabrykę. Monitoruje prac´ i kontroluje wiele funkcji, instalacji oraz
podzespo∏ów statku – praktycznie wszystko: od czterech pot´˝nych turbin nap´du
g∏ównego (o ∏àcznej
mocy 25 000 KM)
po uk∏ady klimatyzacji (ch∏odzenie/grzanie), zbiorniki balastowe, pompy wodne, wentylacj´, instalacj´ elektrycznà,
generatory pràdu,
oÊwietlenie. Moc
obliczeniowa zosta∏a rozbudowana o dwa
sterowniki AC450 w specjalnym wykonaniu morskim, pi´ç nowych stacji operatorskich z nowymi wyÊwietlaczami, sterowniki generatorów i panel alarmowy.
– To by∏ najlepszy zakup sprz´tu kontrolno-pomiarowego, jakiego kiedykolwiek dokonano z myÊlà o lodo∏amaczach firmy – opisa∏ krótko nowe systemy automatyki Claes
Benson z firmy Hornet. I doda∏ tak˝e, i˝ modernizacja oby∏a si´ bezproblemowo, a rozwiàzania zaproponowane przez ABB pozwoli∏y firmie Hornet zaoszcz´dziç 40 proc.
planowanych kosztów.
Oszcz´dnoÊci takie by∏y mo˝liwe przede
Aparatura ABB
pomyÊlnie
przesz∏a testy
w Arktyce
KRĘ, „ODEN” ROZDRABNIAŁ JĄ NA KAWAŁKI
wszystkim dzi´ki ponownemu wykorzystaniu system S100 I/O, okablowania i oprogramowania aplikacyjnego.
– Pięć tygodni pracy „na okrągło” wśród
ogromnej kry lodowej, w warunkach silnych drgań, a także gwałtownych uderzeń, to bardzo surowy sprawdzian dla ca∏ego sprz´tu zainstalowanego na statku
– powiedzia∏ Dahn Joelsson, g∏ówny mechanik na lodo∏amaczu „Oden”. – Bioràc
pod uwag´ tak trudne warunki, mo˝na powiedzieç, ˝e automatyka firmy ABB dzia∏a∏a doskonale podczas ca∏ego rejsu.
Zdarzy∏o si´ nawet pewnego razu, ˝e kra
o gruboÊci szeÊciu metrów zbli˝y∏a si´
do statku wiertniczego na tyle, i˝ mog∏a powa˝nie zagroziç prowadzonym robotom
wiertniczym. „Oden” nie mia∏ innego wyjÊcia jak staranowaç lód. Lodo∏amacz wp∏ynà∏ na kr´ z takim impetem, ˝e zosta∏
uniesiony dwa metry nad powierzchni´ wody.
– Si∏y dzia∏ajàce na „Odena” podczas zderzenia
z lodem i nast´pnie
w chwili opadni´cia
do wody by∏y ogromne
GRUBOŚĆ LODU DOCHODZIŁA NAWET DO TRZECH METRÓW
– wspomina Thomas Strömnäs, drugi oficer, b´dàcy uczestnikiem tego zdarzenia.
– Jednak sprz´t zainstalowany na statku
przez firm´ ABB prze˝y∏ pomyÊlnie ten epizod, podczas gdy wiele innych urzàdzeƒ
uleglo drobnym awariom.
W trakcie podró˝y powrotnej, po zakoƒczeniu wierceƒ, „Oden” i dwa pozosta∏e statki
zatrzyma∏y si´ na spokojnym wtedy biegunie pó∏nocnym (na szerokoÊci geograficznej N 90°), umo˝liwiajàc za∏odze i badaczom zejÊcie na lód.
Lody polarne i warstwy osadów dennych
są jak zbiory archiwalne, w których zgromadzono informacje dotyczàce ewolucji
warunków atmosferycznych i klimatu przez
minione miliony lat. Do prognozowania
przysz∏oÊci niezb´dna jest mi´dzy innymi
wiedza o tym, jak w przesz∏oÊci globalny
klimat reagowa∏ na zmiany warunków Êro-
dowiskowych. Zestawiajàc uzyskane dane
z innymi danymi zebranymi w tym samym
rejonie, naukowcy mogà stawiaç coraz bardziej wiarygodne i udokumentowane hipotezy dotyczàce przewidywanego ocieplenia klimatu.
Technologia firmy ABB pomog∏a naukowcom zebraç te bardzo istotne dane. Zmodernizowany system automatyki okr´towej
wykaza∏ w ci´˝kich warunkach panujàcych
na Morzu Arktycznym wi´cej, ni˝ mo˝na si´ by∏o po nim spodziewaç, zarówno
pod wzgl´dem elektrycznym, jak i mechanicznym. W uznaniu niezachwianej pewnoÊci dzia∏ania i niezawodnoÊci
systemu Dahn Joelsson przyzna∏ mu „najwy˝szà mo˝liwà
ocen´”.
Wi´cej informacji:
Nils Leffler, Chief Editor, [email protected]
ABB Review Zürich, Switzerland
UCZESTNICY EKSPEDYCJI NA BIEGUNIE PÓŁNOCNYM