Мощность дизель-генератор обычных транспортных судов зависит от типа и назначения судна, а также от общей мощности энергетических установок и составляет в среднем 10—25 % мощности главного двигателя.
Для пассажирских судов, например, она увеличивается до 25—40 % и более.
При использовании вспомогательного генератор общая относительная мощность электростанции транспортного судна ?э, кВт, определяется отношением ?э = Nэ /Dб, где Dб — водоизмещение судна в балласте, т. Для крупнотоннажных танкеров и навалочных судов ?э = 0,07 ? 0,15 кВт/т; для грузовых транспортных судов среднего тоннажа ?э = 0,1?0,2 кВт/т; для пассажирских судов, паромов, ледоколов ?э = 0,3?0,4 кВт/т.
В дистанционном управлениия с электропередачей мощность дизеля определяют по соотношению
где Nэ?— суммарная мощность, потребляемая ГВ; ? Nг — суммарная мощность генераторов; ?л.в — КПД линии валопро- вода, ?л.в = 0,98?0,99; ?эп — КПД электропередачи, ?эп = 0,90?0,93; ?мех — механический КПД передачи от дизеля до генератора, ?мех = 0,98?0,99; k — число дизелей.
Для энергетических установок с гидростатической передачей
где ?м, ?н — КПД гидромотора и гидронасоса.
Мощность вспомогательного дизеля, определенная по этим формулам, как правило, соответствует длительной эксплуатационной мощности; полная (номинальная) мощность выбирается на 10—15 % выше для обеспечения нормального использования дизелей на перегрузочных режимах.
Потребная мощность судовых электроэнергетических установок обычно определяется табличным способом, при этом составляются таблицы нагрузок генераторов на различных режимах работы судна: ходовой (в грузу, в балласте), съемка с якоря, стоянка с грузовыми операциями (для пассажирских судов — с пассажирами на борту), стоянка без грузовых операций (для пассажирских судов — без пассажиров на борту), маневренные режимы, аварийные режимы. Для судов специального назначения учитываются также назначение и специфика работы судна (для буксиров — буксировка воза, для ледоколов — ход во льдах и т. п.). Для обычного сухогрузного транспортного судна можно ограничиться тремя основными режимами работы судовых электроэнергетических установок: ходовым в грузу, в балласте и стояночным с грузовыми операциями.
Потери в электрической сети учитываются введением коэффициента kc= 1,05, тогда нагрузка судовых электроэнергетических установок в любом рассматриваемом режиме составит
где Р, Q — суммарные активная и реактивная мощности дизель-генератор; индексы 1 и 2 относятся к потребителям, работающим постоянно (например, охлаждающие и масляные насосы главного двигателя, для которых коэффициент загрузки (К01 = 0,8?l) и периодически включаемым (например, осушительные, топливоперекачивающие насосы, для которых К02 = 0,3?0,6). Средневзвешенный коэффициент мощности дизель-генератор cos ? = Р/ ?Р2 + Q2.
Мощность генераторов определяют по активной мощности или по полной мощности S = ?Р2 + Q2. Минимальное значение суммарной номинальной мощности генераторов, обеспечивающих заданный режим, ходовой или стояночный, определяется суммарной расчетной мощностью РCЭЭУ = Ртах + ? ?Р, где Ртах — максимальная интегральная мощность стандартных потребителей электроэнергии в соответствующем основном режиме; ? ?Р — сумма добавочных мощностей, необходимых для обеспечения электроэнергией дополнительных потребителей в данном режиме. Максимальная интегральная мощность в ходовом режиме
Рmax ход = Рход + 3Sход кВт.
Зависимость распределения интегральной мощности судовых электроэнергетических установок Р в основных режимах от основных характеристик судна следующая.
Средняя мощность в ходовом режиме для судов с одним малооборотным дизелем фирм «Бурмейстер и Вайн», MAN и судов с одним среднеоборотный дизель Рход = = 170 ?N — 145 кВт, где N — максимальная длительная мощность главного двигателя, тыс. кВт; для судов с двумя малооборотным дизелем указанных выше фирм или с несколькими среднеоборотным дизелем Рход = 1,1 (170?N — 145) кВт; для судов с четырьмя среднеоборотным дизелем Рход = 1,2 (170?N - 145) кВт; для судов с малооборотным дизелем фирмы «Зульцер» Рход = 170 ?N — 220 кВт. Для судов с среднеоборотным дизелем Рход включает в себя также мощность, потребляемую электроприводами насоса смазочного масла редуктора и сервонасоса винта регулируемого шага. Отклонение мощности судовых электроэнергетических установок в ходовом режиме от среднего значения Sход = 25 lg N + 2,5 кВт.
Максимальная интегральная мощность в режиме стоянки Ртах ст = Рст + 3Sст кВт. Средняя мощность в режиме стоянки при 8 ? D ? 11 тыс. т (D — водоизмещение судна, тыс. т) Рст = 4,7D1,33 кВт, при D > 11 тыс. т Рст = 81D0,16 кВт. Отклонение мощности в режиме стоянки от среднего значения Sст = 21 lg D — 7,5 кВт.
Добавочная мощность судовых электроэнергетических установок при эксплуатации судна в тропической зоне ?Р01 =110 D — 55 кВт. Добавочная мощность в режиме стоянки на вентиляцию машинного отдела Р вент МО = 140 lg N — 45 кВт.
Мощность на вентиляцию машинного отдела в режиме стоянки в умеренной климатической зоне ?Р02 = 0,25Рвент МО кВт, в режиме стоянки в тропической зоне ?Р0' = 0,5Рвент МО кВт. В ходовом режиме судна вентиляция машинного отдела, как правило, полностью включена и ее мощность входит в интегральную мощность.
Мощность, потребляемая подруливающим устройством, ?Р03 с учетом номинального КПД асинхронного электродвигателя и системы управления ПУ: для наливных судов при D = 8?30 тыс. т ?Р03 = 19D кВт; для железнодорожных паромов при D = 8?24 тыс. т ?Р03 = 28D + 240 кВт; для остальных типов судов при D = 8 ? 42 тыс. т ?Р03 = 30D + 100 кВт.
На наливных и нефтенавалочных судах номинальная мощность электроприводов балластных насосов в режиме стоянки с грузовыми операциями ?Р04 = 290 lg D — 205 кВт. Мощность, потребляемая средствами электрообогрева жилых помещений (как правило, на судах постройки ГДР и Финляндии) ?Р05 = 0,5 ?Р01При использовании на судне систем глубокой утилизации тепла главного двигателя добавочная мощность, потребляемая циркуляционным и конденсатным насосами системы ?Р06, составляет для УТГ-500 20 кВт, для УТГ-800 и УТГ-1000 55 кВт.
Мощность, потребляемая грузовыми устройствами сухогрузных универсальных судов, судов многоцелевого назначения и рефрижераторов,
где п — число лебедок (кранов), которые могут одновременно работать в режиме грузовых операций; Gном — номинальная грузоподъемность грузового устройства, т; Vном — номинальная скорость подъема полного груза, м/мин.
Мощность, потребляемая главной холодильной установкой на рефрижераторных судах, ?Р08 = 2000 (1,75 lg D — 1) кВт, где С ? 11 — объем грузовых помещений, тыс. м3.
При выборе количества дизель-генератор и их мощности следует стремиться к тому, чтобы в ходовом режиме работал лишь один дизель-генератор, так как это значительно упрощает управление, регулирование судовых электроэнергетических установок и повышает ее экономичность. Для обеспечения достаточно высокой загрузки дизель-генератор на всех режимах судовых электроэнергетических установок часто ограничивают индивидуальную мощность дизель-генератор. Как правило, на новых грузовых транспортных судах с винта фиксированного шага устанавливают два-три дизель-генератор и один УТГ при мощности главного двигателя 6,5—7 МВт и выше, на судах с винта регулируемого шага два дизель-генератор (на высокоскоростных ролкерах даже три) и один вспомогательные генераторы. На ролкерах вместо вспомогательных генераторов целесообразно устанавливать УТГ (при Nв ГД ? 12 МВт).
|