Расчет судовой электростанции

Система управления судовой электростанцией (СУ СЭС) поставляется либо в составе главного распределительного щита (ГРЩ) (в том случае, если ГРЩ и СУ СЭС изготавливаются одним предприятием), либо в отдельном конструктиве (шкаф, щит), если ГРЩ и СУ СЭС поставляются различными изготовителями.

Рис. 10. Схема СЭС

В последнее десятилетие получили достаточно широкое применение интегрированные системы ДАУ ДГ, выполняющие, кроме основных функций (пуск, остановка, защита ДГ и аварийно-предупредительная сигнализация), дополнительные функции синхронизации генераторов, включение на параллельную работу и последующее распределение нагрузки.

Такая система ДАУ ДГ встраивается, как правило, в генераторную секцию главного распределительного щита (ГРЩ). Наиболее предпочтительным вариантом поставки оборудования для судовых электростанций является комплексная поставка одним предприятием (разработчиком и изготовителем) как ГРЩ, так и средств автоматизации (систем ДАУ ДГ и системы управления электростанцией). Указанные системы выполняются на базе типовых комплектующих изделий (программируемые контроллеры, коммутационная аппаратура, органы управления, средства отображения информации) применяемых в общесудовой АСУ ТП. В этом случае система управления электростанцией и системы ДАУ ДГ являются подсистемами распределённой АСУ ТП судна. При этом полностью решаются задачи обеспечения унификации аппаратных средств и программного обеспечения всех подсистем управления судовыми объектами, существенно сокращается объём кабельных связей и, соответственно, объём электромонтажных работ, что в общем даёт возможность значительного снижения строительной стоимости судна.

Судовая электростанция генерирует электроэнергию необходимых параметров и распределяет ее между судовыми потребителями в соответствии с режимами работы судна. Она должна обеспечивать бесперебойное снабжение энергией высокого качества всех ответственных потребителей на всех режимах работы судна и удовлетворять требованиям простоты, удобства обслуживания, высокой надежности при минимально возможных начальной стоимости, массе, габаритах и эксплуатационных затратах.

Выбор дизель-генераторов.

Для выработки электроэнергии на ходовом и стояночном режиме на всех судах с дизельной установкой используют дизель-генераторы, так как они обладают рядом преимуществ перед другими типами генераторов:

- хорошей ремонтопригодностью;

- высоким КПД двигателя-дизеля;

- высокой готовностью к пуску и приёму загрузки;

- способностью работы на дешёвых средневязких и высоковязких сортах топлива;

- низкой относительной массой ДГ.

Согласно требованиям Регистра МФ РФ на морском судне должно быть не менее двух одновременно работающих генераторов, плюс один резервный, а так же один аварийный дизель-генератор с высоконадёжным пуском, который вместе с распределительным щитом, топливной цистерной и другим оборудованием размещают в отдельном помещении, находящемся выше уровня переборок и имеющем выход на открытую палубу. Рекомендуется, чтобы все 3 ДГ были одинаковой мощности, и загрузка каждого работающего ДГ в каждом режиме была бы наиболее полной — не менее 75% от номинальной мощности. Мощность аварийного ДГ выбирается достаточной для обеспечения электроэнергией всего оборудования, работа которого необходима во время аварии (пожарный насос, аварийное освещение, рулевой привод, связь и др.) и обычно составляет 100 кВт.

На каждом судне имеется достаточно много потребителей электроэнергии: электродвигатели механизмов, нагревательные и осветительные приборы, средства судовождения и связи. Основными элементами электростанции являются: источники энергии (первичные двигатели и генераторы тока), распределительные устройства и электрическая сеть, мощность судовых электростанций составляет 10-20% от мощности главных агрегатов. При этом рассматривают следующие режимы судна:

1. ходовой режим;

2. стоянка без грузовых операций;

3. стоянка с грузовыми операциями;

4. режим маневрирования.

Для выбора ДГ необходимо знать потребляемую им мощность на каждом из режимов [4, с.260]:

1.Ходовой режим

Лето:

Зима:

2. Стоянка без грузовых операций

Лето:

Зима:

3. Стоянка с грузовыми операциями

, где n — число грузовых лебёдок (n = 4); G =10 т — грузоподъёмность одной лебёдки; V= 65 м/мин — скорость подъёма груза.

4. Режим маневрирования

кВт
После расчёта нагрузок электростанции на основных режимах работы судна выбираем максимальную мощность и для неё подбираем дизель-генератор. Максимальной будет мощность на стоянке с грузовыми операциями летом N = 555 кВт. Выбираем 3 дизель-генератора, два из которых являются одновременно работающими, а третий - резервным.

Характеристики основного дизель-генератора 6ДГ50М1 [4, с.237, табл. 4.14]

Мощность генератора, кВт 600

Напряжение, В 420

Удельный расход топлива, кг/кВт´ч 0,224

Удельный расход масла, г/КВт´ч 4,2

Масса, т 22,8

Длинна, мм 6652

Ширина, мм 1577

Высота, мм 2520

Характеристики резервного дизель – генератора ДГА-200:

Мощность генератора, кВт: 200

двигателя - 220

Напряжение, В 420

Частота вращения коленчатого вала двигателя, мин-1 500

Удельный расход, г/кВт´ч:

топлива 238

масла 5,4

Габаритные размеры, мм 3430´1110´1265

Масса, кг 12200