横河电机凭借深厚的行业经验，为海洋行业提供定制化的解决方案，满足其需求，数十年来持续为全球LNG运输船交付集成自动化系统（IAS）。通过建立长期合作伙伴关系，横河电机可为客户提供全生命周期支持，提升其资产总拥有价值。
集成自动化系统
在LNG运输船上，货舱内的LNG汽化会产生蒸发气（BOG）。集成自动化系统（IAS）根据推进系统管理蒸发气，同时控制和监控货物系统与机械系统。统一的操作和监控环境简化了复杂的LNG货物处理和发动机控制操作的决策流程。系统还采用开放接口，使监控计算机能够访问趋势数据、消息和过程数据。所有过程数据均可在人机界面上有效监控。这使得LNG运输船上的操作能够更快速、更安全地进行。
挑战
生命周期动态模拟器
动态模拟器通过训练操作员为非稳态操作做好准备
横河电机正在推动动态模拟器的高级应用，该模拟器可在LNG运输船的整个生命周期内用于多种目的。动态模拟器是操作员培训的理想工具，也可通过在各种操作条件下进行严格的系统测试，成为验证系统设计的有用工具。
通过将ICSS测试功能与过程动态模拟器相结合，可以预测过程反应。
客户面临的挑战
双燃料二冲程低速发动机采用高压燃气供应系统（FGSS）。FGSS流程包含高压压缩机、高压泵、再液化装置等多种变体。
我们的解决方案
动态模拟器能够验证多种组合和工况下的工厂设计、控制理念和操作概念。
客户获得的收益
该方法有助于在项目早期阶段降低新工艺的潜在风险。
赋能技术
OmegaLand是动态模拟器集成环境的统称。
OmegaLand由功能模块组成，可满足众多行业不同部门的多样化应用需求。OmegaLand的动态模拟环境通过模块组合来满足客户的需求，以更低的成本提高系统效率。
船队监控系统
实时船队监控系统助力船队的综合监控
横河电机提供基于实时数据的船队监控系统，支持数据的安全传输。
实时数据实现船队状态的无延迟监控，完全可定制的KPI仪表盘助力船队管理的快速决策。
网络IO
N-IO（网络I/O）设计精简，单个模块即可配置为支持AI、AO、DI和DO。可选配的信号调节器可插入以支持多种I/O信号类型。背板设计支持I/O冗余，无需额外冗余空间，从而缩小占地面积。N-IO灵活的I/O配置可减少因工程和调试期间设计变更而导致的硬件修改。
自动化设计套件（AD Suite）
AD套件提供了一个工程环境，支持在整个工厂生命周期内交付新技术。此类技术包括模块化设计、批量工程、变更管理、自动竣工文件生成和灵活绑定等。
横河电机的海洋专业知识源于丰富的海洋项目历史，并将其融入AD套件的船舶模块设计。横河电机的海洋工程团队通过AD套件实现高效的项目执行，交付高质量的软件以满足客户需求。
详细介绍
电源管理系统
- 断路器控制与监控
- 负载相关启停
- 负载分配
- 频率控制
- 大负荷设备闭锁
- 推进驱动装置负载降低
- 负载甩除（优先跳闸）
- 全船失电后自动重启
- 发电机控制与监控
- 推进驱动装置接口
- 应急配电板接口
机械系统
- 燃油与燃气系统
- 人员报警系统
- 扩展报警系统
- 减速齿轮系统
- 淡水、冷却水、给水系统
- 舱底水位监控系统
- 空气通风与风机
- 压缩空气系统
- 润滑油系统
- 机械杂项
货物储存系统
- 温度监控
- 压力监控
- 液位监控
货物控制系统
- 货物泵控制
- 扫舱/喷淋泵控制
- 应急货物泵
- 货物操作（装载/卸载）
货物紧急关断系统（ESDS）
- 货物储存系统紧急关断
- 货舱保护系统
- 燃气主阀
- 船岸通信系统
压载系统
- 压载泵与阀门
- 自动压载/排载控制
- 自动压载水更换
蒸汽轮机
蒸汽轮机通过利用蒸发气驱动船舶来提供推进力。蒸发气用作锅炉燃料，锅炉产生的蒸汽用于驱动涡轮机旋转。涡轮机的动力传递给螺旋桨。
集成自动化系统（IAS）采用先进的控制理念，集成了锅炉控制、燃气管理、压缩机控制、电源管理等。
双燃料柴油电力推进（DFDE）
DFDE代表双燃料柴油电力推进。推进系统由多台发电机组和电力推进电机组成。通常，发电机组仅燃烧油作为燃料；然而，DFDE发电机组可以燃烧油和气两种燃料。燃气或燃油供应给发电机组，推进电机由发电机组产生的电力驱动。然后，推进电机的动力传递给螺旋桨。
IAS采用先进的控制理念，集成了燃气管理、压缩机控制、电源管理等。
关于二冲程低速双燃料发动机
二冲程低速双燃料发动机的特点
- 随着近年来环保意识的增强，船舶发动机的环保法规日益严格。目前，国际海事组织(IMO)正在致力于推进以下法规：
- 降低氮氧化物排放（第三阶段法规）
- 硫氧化物管制
- 减少温室气体
- 为了满足第三阶段法规，工程师可以使用天然气代替重油作为燃料，并进行稀薄预混燃烧。此外，由于天然气不含硫，也满足了第二项法规。
- 此外，二氧化碳排放量可减少20%至30%。因此，当前的海事市场期望使用可根据需要以重油或燃气运行的双燃料二冲程发动机。这类双燃料二冲程低速发动机需要LNG燃气处理系统来供应合适的船用燃料。
为了优化蒸发气和燃料经济性，横河电机的集成自动化系统（IAS）将双燃料二冲程低速发动机的燃气供应系统（FGSS）和再液化控制集成到LNG运输船或LNG燃料船的货物和机械系统中。这些名为CENTUM和STARDOM的系统为双燃料二冲程发动机的FGSS提供可靠、高性能的控制，并实现船舶全面控制，打造智能船舶。
在二冲程低速发动机中，主轴直接与发动机连接，轴转速较低。因此，推进系统具有更高的功率、效率和可靠性。传统的二冲程低速发动机只能燃烧油，但目前的主流型号也可以燃烧气。这种新型二冲程低速发动机有两种类型，每种具有不同的燃烧方式。
高压型：ME-GI
左图展示了ME-GI的燃气供应系统。该处理系统将燃气直接注入含有预燃引燃油的燃烧室。在这种方法中，供应燃气必须加压至约30 MPa才能注入发动机。
基本的燃气供应系统由高压LNG泵、强制汽化器和蒸发气压缩机组成。根据客户需求，对于LNG运输船，系统中还可以增加再液化系统。装载LNG时，大量蒸发气通过压缩机直接增压至30 MPa并供应给发动机。然而，如果产生的蒸发气量较少，则LNG通过高压泵加压，然后加热至约45°C供应给发动机。如果是LNG燃料船，FGSS将更简单。
低压型：X-DF
左图展示了X-DF的燃气供应系统。该燃气处理系统用于安装预混燃烧型双燃料二冲程低速发动机的船舶。在预混燃烧方式中，当从扫气口流入的空气向上推动已燃气体（废气）到达高于燃气阀位置时，燃气可以低压注入。
该系统由LNG泵、强制汽化器和蒸发气压缩机组成。根据客户需求，对于LNG运输船，燃气供应系统中还可以增加再液化系统。装载LNG时，大量蒸发气通过压缩机直接增压至1.6 MPa并供应给发动机。然而，如果产生的蒸发气量较少，则LNG通过泵直接加压，然后送入蒸发器气化，并供应给发动机。如果是LNG燃料船，FGSS将更简单。
参考
Over the past decade, companies have been using unconventional drilling technology to extract gas and liquid from the readily available shale formations in North America. As the industry gains experience, the production rates continue to rise based on better use of technology to locate resources and to decrease the time from exploration to production.
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