ABB美好生活 – 新尝试,新突破

省时2/3的欧亚新航线

2010年10月17日,随着汽笛长鸣,第一艘在没有破冰船伴随下从俄罗斯西北摩尔曼斯克港途经北冰洋开往上海的货轮顺利抵达目的地,宣告一条欧亚新航线从此诞生。这条航线将摩尔曼斯克到上海的航行时间从原来的65天缩短到19天,节省了超过2/3的时间,在航运界具有极其重要的意义。ABB Azipod®电力推进系统作为这艘货轮的核心设备之一,见证了这一历史性时刻。

摊开地图,我们不难发现,从摩尔曼斯克前往上海的航线有两条,一条是出发以后直接穿越北冰洋,从俄罗斯与美国阿拉斯加之间的白令海峡进入太平洋,然后到达上海。这条航线路程很短,只是北冰洋常年被厚厚的冰雪覆盖,货船需要破冰船“开道”才能够顺利前行。由于“开道”的经济和技术成本居高不下,这条航线以前并不被航运界所青睐;另一条航线则绕着欧亚大陆绕了大半个圈 – 货船从摩尔曼斯克出发以后,先向西进入大西洋,然后依次经过地中海、红海、印度洋和太平洋,最终在2个多月之后到达上海。这条航线虽然路途遥远,但是沿途经过的都是不会结冰的海区,所以在经济和技术上反而更容易实现,直到今天都还是从西欧前往远东的主要航线。不过,眼下这条航线遇到了两方面的挑战:一方面,全球燃料价格不断上涨,船东和货主自然希望缩短路程,减少油耗;另一方面,这条航线途经海盗神出鬼没的亚丁湾,这迫使船东和货主不得不在安全方面增加大量投入。由于很难在短时间内彻底解决这两个问题,航运界又开始考虑那条封冻已久的北极航线。

在一望无际的茫茫冰雪之中开辟一条蓝色的航路,这可能吗?

这个可以有!

自信的回答来自俄罗斯诺里尔斯克镍公司(Norilsk Nickel),这家公司经常从欧洲向远东运送矿石冶金产品。所谓没有金刚钻,不揽瓷器活,诺里尔斯克镍公司之所以敢拍胸脯打包票,是因为手里掌握了攻坚克难的利器 - 两用运输船(double-acting ship)。这种运输船的外形和使用方法独具特色,它的船首长得跟一般货船没有什么两样,而船尾的形状则跟破冰船的船首如出一辙。在没有结冰的海域,两用运输船向前行驶,普通造型船首可以保证轮船拥有良好推进效率和航行稳定性;而到了结冰海区,两用运输船就会“倒车”变成船尾向前行驶,利用锋利的船尾破冰前进。两用运输船的设计别具匠心,但是它也对动力系统提出了很高要求。由于运输船需要前后双向行驶,传统的以前进为主的推进系统难以担当大任。ABB Azipod推进系统很好地解决了这个难题。Azipod是悬吊在船底的吊舱推进系统,它最出色的设计之一是整个推进吊舱可以水平360度旋转,从而轻松地朝任意一个方向“给力”。安装Azipod之后,两用运输船不论前进还是后退都能够获得强劲而且持久的动力,足以战胜1.7米的浮冰和10米的冰脊,顺利完成开辟北极航线的任务。

除了动力强劲,Azipod的效率和可靠性也为开辟北极航线立下了汗马功劳。得益于Azipod出色的效率,两用运输船只需要13兆瓦的功率就能够满足需求,小于同样船型和重量的传统货轮的功率。轮船功率小,油耗和废气排放量也更少。在可靠性方面,Azipod已经在26艘冰区船舶上经受住了实用考验,可用率高达99.77%,而且没有发生任何冰块造成的损坏,这也为穿越茫茫北极的船员提供了踏实的安全感。

作为世界领先的船舶推进系统供应商,ABB已经在冰区船舶电力推进系统领域耕耘了70多年。今天,全世界已经有85艘这类船舶安装了ABB电力推进系统,其中26艘装备了Azipod。相信在ABB技术帮助下,会有越来越多的船只自由自在地穿行于蓝色或者白色的大海,高效快捷安全地把人员和货物运送到世界各个角落。


死海不死
中学的时候读过一篇课文《死海不死》,里面生动地描绘了地处西亚的死海由于海水富含盐分,能够产生很大的浮力,足够让不会游泳的人也可以悠闲地躺在水面看书,从而引发了作者“死海不死”的感慨。在矿产专家看来,死海不但不死,还是一个蕴藏着丰富盐类资源的聚宝盆,只要充分合理利用,可以为沿岸国家换来大量财富,而ABB的产品和技术正好可以帮助人们加快开发死海的步伐。最近,死海之滨的约旦阿拉伯钾盐公司(Arab Potash Company)利用ABB提供的技术,把产能和流程效率提高到了世界领先水平。

钾盐是化肥的重要原料。阿拉伯钾盐公司是世界最主要的钾盐生产企业之一,用于生产的盐池覆盖了死海南部112平方公里的面积,蔚为壮观。从海水中提取钾盐是漫长而复杂的过程。首先把海水要放在盐池中暴晒,蒸发掉大部分水,只剩下看起来与泥浆类似、富含矿物的光卤石;然后把光卤石被运送到岸上的处理厂,经过脱水、结晶、过滤和干燥处理以后,才生产出3种等级不同的钾盐。整个流程所需要的时间长达12个月。

这个流程虽然漫长而复杂,但是它没有妨碍阿拉伯钾盐公司在ABB帮助下实现高产。在岸上的处理厂,阿拉伯钾盐公司使用ABB 800xA分布式控制系统来精心管理过滤和结晶流程的每一个环节。过滤和结晶是钾盐生产的核心流程,通过对它们进行优化,阿拉伯钾盐公司一举在产能和流程效率两个方面跻身世界先进水平,将年产量从200万吨提高到250万吨,增幅高达25%。与产能提高相对应,阿拉伯钾盐公司也利用另一套800xA系统和相关的电气、仪表以及控制设备“武装”了位于红海岸边Aqaba的钾盐仓储设施,以便将生产出来的钾盐装船运往世界各地。在Aqaba的仓储设施里,800xA同时管理远距离输送带、堆栈存储和回收设备,确保钾盐能够被及时装船出口而不会发生积压。

目前,阿拉伯钾盐公司的两套ABB 800xA系统都已经投入运行,其它的产能改造工程也顺利进行。整个改造项目完成以后,阿拉伯钾盐公司将成为拥有现代化过程控制系统的业界领先企业,能够把生产场所的各种自动控制需求都集成到统一的工程和运行环境里面,从而实现运行效率的显著提高和成本的大幅下降。


为风机叶片穿衣服
从广袤的沙漠到蔚蓝的大海,从巍峨的高山到一望无际的草原,一台台雪白的风力发电机组迎风耸立,造型优雅的叶片随风舞动,绿色电力源源不断地传向远方。

每当看到这样的场景,不少人都会感慨风电场的祥和与浪漫。但是,这种浪漫背后的“艰辛”恐怕还不被很多人所了解。事实上,风力发电机叶片所承受的压力和环境侵蚀在各种机械部件中是数一数二的。风力发电机叶片看起来曲线优美,其实都是70米长、5米宽、自重15吨的“彪形大汉”;出于发电的“工作需要”,这些“彪形大汉”恨不得每时每刻都在飞速旋转,在风大的时候,叶尖的转动速度甚至可以达到惊人的每小时320公里,比刚刚起飞的大型客机还要快。在这种情况下,叶片每旋转一周,自身都会感受到难以想象的巨大压力。除此以外,如果风力发电场坐落在海上或者沙漠之类环境恶劣的地区,叶片还需要跟盐粒、沙尘、雾气和冰块等等自然界的敌人作斗争,真是“劳苦功高”。

为了保护叶片免受机械压力的破坏和恶劣环境的侵蚀,人们必须为叶片穿上一层“衣服” – 表面涂层。这个涂层可不是简单的一层油漆,它在厚度和光洁程度等方面都有精确到微米的要求。如果没有达到这些标准,叶片就有可能发生表面疲劳和性能退化,进而影响发电能力。虽然人们可以对损坏的叶片进行更换或者维修,但是这需要强大的技术支持和巨额的资金保障,所以应该全力避免。

为了保质保量高效率低成本地完成叶片喷涂工作,ABB已经开发出了一种全自动机器人解决方案。这种方案既能够实现微米级别的精密喷涂,又能够大幅减少喷涂所需的电能和涂料,是一项巨大的工艺进步。而且,这个解决方案还拥有固定式和移动式两种系统,能够分别满足大规模和小规模制造的需求。

在固定式系统中,叶片躺在喷漆车间里面,叶片和喷漆车间在喷涂过程中都保持静止。车间内部沿着叶片水平铺设有两条导轨,两台ABB IRB5400喷涂机器人在导轨上来回运动完成喷涂;在移动式系统之中,虽然叶片仍然保持静止,但是整个喷漆车间可以像龙门吊车那样沿着叶片来回运动,由安装在喷漆车间上的机器人进行喷涂。这两个系统的适用对象各不相同。固定式系统适合小规模生产,可以喷涂50米长的叶片;而移动式系统则适合大规模生产,能够轻松喷涂80米甚至更长的叶片。移动式喷涂系统在喷漆车间上面集成了过程所需的所有设备,喷涂速度可以达到人工喷涂的4倍。

除了喷涂速度快,ABB解决方案在电能和涂料用量上也拥有显著优势。传统喷涂车间的耗电量基本上要占据整个生产流程的一半,因为车间每小时都要加热、循环和过滤大量空气以便清除可能引发爆炸的化学气体。而ABB解决方案安装有紧凑型通风系统,可以有效滤除化学物质并且循环使用95%的空气,从而尽量减少了电能和涂料使用量。据统计,ABB解决方案的耗电量仅仅相当于传统工艺的40%,涂料使用量也只有3/4。

目前,ABB移动式喷涂系统已经获得一项享誉全球的机器人技术大奖。除了风力发电机叶片,飞机和轨道车辆等其它需要喷涂的行业也已经对ABB的解决方案产生了浓厚兴趣。


与ABB一起探寻火星生命
面对深邃的星空,人类很久以前发出疑问:“宇宙之大,除了地球,还有没有哪颗星星也是承载生命的航船?”为了揭开这个谜底,20世纪中期以来人类向太空发射了大量探测器,它们中有相当一部分的目的地是地球的邻居 – 火星。科学家相信,由于这颗火红色星球的环境与地球类似,在那里发现生命的可能性比较大。2016年,由欧美多国联合研制的火星跟踪气体轨道器(ExoMars Trace Gas Orbiter)又将踏上征途。这颗卫星计划进入环绕火星飞行的轨道,帮助人类进一步探寻火星生命的痕迹。

ABB为火星跟踪气体轨道器提供了相当于“眼睛”的空间干涉仪。这只“眼睛”与众不同,它不负责直接寻找火星上的生物,而是专门“嗅探”甲烷等化学气体。甲烷一般由活着或者死亡的生物体产生,是生物存在的重要证据之一;但是,火山等地质活动也有可能生成甲烷,所以,对火星的甲烷含量进行精确研究,弄清楚它们的来源对寻找外星生命有着重要意义。ABB空间干涉计的任务,就是在卫星飞速掠过火星大气的时候,快速、灵敏和准确地探查甲烷和其它化学气体的含量。

这套ABB空间干涉仪基于另一款ABB空间观测系统ACE-FTS而设计。ACE-FTS是加拿大SCISAT-1科学卫星的主要探测仪器,用于观测地球大气成份以及加拿大和北极上空的臭氧层。仪器随卫星一起于2003年发射升空,至今仍然孜孜不倦地向地面传送大量富有价值的科学数据,期间没有发生任何故障,实际寿命已经超过设计标准好几年。目前,ACE-FTS采集的数据已经被超过200篇科研论文使用,帮助人们发现了12种此前从未被卫星探测到的化学物质。

正是由于ABB设备在以往空间探测项目中表现出色,参与火星探测项目的加拿大航天局(Canadian Space Agency)决定“派遣”ABB空间干涉仪前往火星。ABB空间干涉仪是ACE-FTS的改进版,具有更出色的性能,哪怕是浓度只有万亿分之几的气体,也难以躲过它的“火眼金睛”,因此,科学家相信它能够在未来的火星探测中大显身手。目前,ABB已经被加拿大航天局选作总承包商,参加火星探测项目。

ABB是位居全球500强之列的电力和自动化技术领域的领导企业。ABB致力于帮助电力、公共事业和工业客户提高业绩,同时降低对环境的影响。ABB集团业务遍布全球100多个国家,拥有12.4万名员工。ABB在中国拥有包括研发、制造、销售和工程服务等全方位的业务活动,拥有1.63万名员工、31家本地企业和遍布全国80个城市的销售与服务网络。欲进一步了解ABB,请访问 www.abb.com.cn

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