3 . Судовые источники электроэнергии

3. 1.Основные сведения о генераторных агрегатах

В качестве источников электроэнергии на судах применяют генераторные агрегаты, которые делятся на ГА с автономным приводом, ГА с отбором мощности аккумуляторы.

Автономные генераторные агрегаты состоят из генераторов и приводных двигателей. В зависимости от типа приводных двигателей на судах используются: дизель-генераторы, турбогенераторы и газотурбогенераторы.

Выбор типа ГА определяется типом энергетической установки судна. Такой подход позволяет получить оптимальные техни­ко-экономические показатели обоих комплексов - энергетической и электроэнергетической установок.

Если на судне главный двигатель – дизель, то в качестве первичных двигателей генераторов используются дизели. Использование дизелей в качестве первичных двигателей целесообразно, так как они экономичны, компактны, автономны и требуют сравнительно несложной и непродолжительной по времени подготовки к пуску. В настоящее время в основном применяют дизели с частотой вращения 500-750 об/мин и 1000-1500 об/мин. Высокооборотные дизель-генераторы легче молооборотных, занимают меньше места, дешевле и имеют более высокий КПД. Однако они обладают меньшим моторесурсом и очень шумны.

К недостаткам дизелей следует отнести их малую перегрузочную способность (не более 10 % номинальной мощности в течение 1 ч) и неравномерность хода, отрицательно влияющую на устойчивость параллельной работы ДГ.

На пароходах, где энергетической установкой является комплекс котел - паровая турбина, применяют ТГ и ДГ. Турбогенераторы полу­чают пар в ходовом режиме от главных котлов, а на стоянке - от вспомогательного или дежурного главного с пониженными: паропроизводительностью и давлением. Дизель-генераторы, могут быть использо­ваны как в ходовом режиме, работая параллельно с ТГ, так и на стоян­ке, при остановленных ТГ. Недостатками паровых турбин является то, что перед пуском необходим прогрев, причем время прогрева достигает 1 ч., они менее экономичны, чем дизели, вследствие двух-кратного преобразования энергии, паро­вые турбины имеют частоты вращения до 14 тыс. об/мин, а генерато­ры - 1000,1500 и 3000 об/мин поэтому между турбиной и генератором необходим редуктор. Однако турбины имеют повышенную перегрузоч­ную способность (до 20 % номи­нальной мощности), значительно надежней дизелей и имеют больший ресурс (до 50 тыс. ч),а равномерность вращения ротора обеспечивает устойчивость параллель­ной работы ТГ.

На ряде судов применяют газовые турбогенераторы. Газовые турбины соединяют в себе достоинства дизеля и паровой турбины. Они автономны в работе, так как конструктивно выполнены вместе с камерой сгорания и компрессором, не требуют прогрева перед пуском, время пуска составляет 30-50 с. Эти турбины имеют неболь­шие размеры и массу, относительно большой ресурс (до 20 тыс. ч), надежны. К их недостаткам относят большой удельный расход топлива и повышенную шумность.

Валогенераторы наиболее целесообразны на грузовых транзитных судах, у которых резерв мощности на гребном валу составляет 10-15%. По характеру соединения генератора с гребным валом или главным двигателем делятся на установки с жесткой связью и установки с гибкой связью. К недостаткам валогенераторных установок можно отнести : на судах с винтом фиксированного шага валогенераторы могут работать только на переднем ходу и при изменении частоты вращения главного двигателя в пределах 85-105% номинального значения; валогенераторную установку в составе электростанции необходимо обеспечивать надёжным резервированием.