Обоснование выбора и типа сэу промыслового судна

Таблица Б.1 - Основные параметры судовых дизелей

Заводская	n,	Ne,	be,	Габариты, м			Масса
марка	об/мин	кВт	кг/кВтч	L	B	H	G10-3, кг
7ДКРН50/110-2	170	3600	0,215	9,66	2,92	7,51	173
5ДКРН62/140-3	140	4500	0,211	9,40	3,57	9,77	225
6ДКРН74/160-3	120	7800	0,208	12,70	4,0	11,13	382
9ДКРН84/180-3	110	15500	0,205	18,51	4,63	12,7	762
7ДКРН67/170-7	119	10000	0,195	11,7	3,60	9,64	385
8ДКРН45/120-7	170	5300	0,196	8,91	2,51	5,95	156
6ДР30/50-2	300	550	0,227	4,9	1,65	3,36	20
8ДР30/50-4-2	340	735	0,234	5,8	1,62	3,26	26
6Ч36/45(ГТО)	375	880	0,2135	5,55	1,78	3,12	29,5
6ЧН36/45(ГТЧ)	500	1150	0,2135	5,43	1,83	3,19	-
6Ч25/34-2	500	220	0,2285	3,83	1,14	3,44	9,8
6Ч25/34	500	300	0,2176	4,6	1,08	2,42	10,2
6ЧПН30/28(2Д42)	715	1400	0,2176	4,52	1,31	2,68	14,3
8ЧПН30/38(ТДР42)	715	1550	0,215	4,58	1,36	2,86	19,0
6ЧН31,8/33	740	735	0,2244	5,3	1,57	2,64	17,1
6Ч18/22	750	110	0,2244	2,18	1,00	1,52	3,29
6ЧН18/22	750	165	0,219	2,39	1,00	1,52	3,30
12ДН23/30(40ДМ)	750	1600	0,2176	3,92	1,73	2,3	10,0
16ДН25/30(10Д40)	680	1760	0,227	4,53	1,83	2,86	14,6
10ДП20,7/25,42	850	1500	0,231	6,1	1,44	3,84	16,5
10ДП20,7/25,42	850	2200	0,2176	6,0	2,6	3,18	5,7
16ДПН23/230	643	3300	0,2285	6,77	1,9	3,3	40
16ДПН23/230	850	4400	0,2285	6,77	1,9	3,3	40
6ЧСП23/30	1000	330	0,231	4,2	1,46	2,1	7,5
8Ч23/30	750	330	0,2244	3,58	1,12	2,1	7,0
8ЧН26/26(2-6Д49)	1000	1100	0,211	3,42	1,58	2,4	8,0
16ЧН26/26(1-5Д49)	1000	2200	0,204	4,7	1,6	2,58	14,0

Таблица Б.2 - Малооборотные дизели (М О Д)

Фирма, тип дизеля	Число цилиндров	D/S см	nГД об/мин	Nец МВт	ве г/кВт ч
"Зульцер" RTA 84 RTA 76 RTA 68 RTA 58 RTA 48 RTA 38	4-12 4-12 4-8 4-9 4-9 4-9	84/240 76/220 68/200 58/170 48/140 38/110	70-87 76-95 84-105 98-123 120-150 152-190	2,1 -2,96 1,72-2,42 1,39-1,95 1,0 -1,41 0,69-0,97 0,41-0,61	167-173 167-173 169-174 170-175 173-178 175-181

Продолжение таблицы Б.2

Фирма, тип дизеля	Число цилиндров	D/S см	nГД об/мин	Nец МВт	ве г/кВт ч
"МАН-БиВ Дизель" L90GB/GBE L80GB/GBE L67GB/GBE L55GB/GBE L45GB/GBE L90MC/MCE L80MC/MCE L70MC/MCE L60MC/MCE L50MC/MCE L35MC/MCE 526МС	4-12 4-12 4-12 4-12 4-12 4-12 4-12 4-8 4-8 4-8 4-9 4-12	90/218 80/195 67/170 55/138 45/120 90/292,5 80/260 70/227,5 60/195 50/162,5 35/105 26/98	75-97 86-106 100-123 126-155 143-175 60-74 68-83 77-95 90-111 108-133 173-210 210-250	2,02-3,3 1,55-2,6 1,10-1,84 0,70-1,19 0,465-0,78 2,06-3,44 1,63-2,71 1,24-2,08 0,91-1,53 0,635-1,06 0,3-0,5 0,3-0,4	171-181 173-182 174-184 175-185 177-186 163-171 164-172 164-172 165-173 167-175 171-179 173-178
"ГМТ" C 900H C 78H C 600H CC600H	6-10 5-11 4-10 4-10	90/160 78/160 60/125 60/80	110-122 110-122 145-160 250	2,61-2,76 2,014-2,163 1,231-1,306 1,231	205 204 204 207
"Мицубиси" UEC 90HA UEC 80HA UEC 68HA UEC 60HA UEC 52HA UEC 45HA UEC 37/88H-11	4-9 4-9 4-9 4-9 4-9 4-9 5-9	90/225 80/225 68/170 60/150 52/125 45/115 37/88	94 106 124 140 170 185 210	3,34 2,65 1,91 1,47 1,12 0,84 0,48	187 186 184 185 185 186 185

Таблица Б.3 - Среднеоборотные дизели (С О Д)

Тип дизеля, фирма	Nец, МВт	Число цилиндров		D/S, см	nгд, об/мин	bе, г/кВтч
		R	V
L64"Вяртсиля-Дизель"	2,0	5-9	-	64/90	333	173
ТМ 620 "Сторк-Веркспур"	1,35	6,8,9	12	62/66	428	174
58/64 "МАН-БиВ Дизель"	1,215	6,9	-	58/64	428	186
РСА-2 "Семат-Пилсстик"	1,214	6,8,9	10-18	57/62	428	186
V60H "Митсуи"	1,103	6-9	10-18	60/64	370	188
В550, ГМТ	1,03	6,8,9	10-12	55/59	450	186

Продолжение таблицы Б.3

Тип дизеля, Фирма	Nец, МВт	Число цилиндров		D/S, см	nгд, об/мин	bе, г/кВтч
		R	V
М 601, МАК	1,0	6,8,9	-	58/60	428	183
52/52 "МАН-БиВ Дизель"	0,885	6-9	-	52/52	514	186
52/55В "МАН-БиВ Дизель"	0,885	6-9	10-18	52/55	450	186
R46А"Вяртсиля-Дизель"	0,9	6-9	12-18	46/58	514	173
РСЗ "СЕМАТ-Пилсстик"	0,7	6-8	12-18	48/52	470	203
РС2-6 "СЕМАТ-Пилсстик"	0,63	6-9	10-18	40/50	530	182
ZA40 "Зульцер"	0,64	6,8	12,16	40/48	560	192
М552, МАК	0,612	6,8,9	12	45/52	514	190
В420, ГМТ	0,566	5-9	10-16	42/50	500	190
R/V 42M "Митсуи"	0,552	6-9	10-18	42/45	530	190
40/45, "МАН-БиВ Дизель"	0,55	6-9	12-18	40/45	600	188
РС2-6 "СЕМАТ-Пилсстик"	0,55	6-9	10-18	40/46	520	182
РС2-5, "СЕМАТ-Пилсстик"	0,478	6,8,9	12-18	40/46	520	201
BVM540, "Дейтц"	0,441	6,8	12-16	37/40	650	204
VD 42/48, СКА	0,441	6	12	42/48	500	197
М35, МАК	0,44	6,8	-	35/38	750	193
40 СХ, "Нигата"	0,436	6,8	-	40/52	450	189
М40 СХ, "Нигата"	0,429	6,8	-	40/60	350	186
М453, МАК	0,33	6,8,9	12,16	42/32	650	192
М282, МАК	0,2	6,8	12	28/24	1000	205
32А, "Вяртсиля"	0,34	4,6,8,9	12-18	35/32	750	199
24, "Вяртсиля"	0,135	4,5,6,8	-	36/24	750	207
22НЕ, "Вяртсиля"	0,16	4,6,8	12,16	24/22	1200	208
РА6СL "СЕМАТ-Пилсстик"	0,295	6,8,9	12-18	28/35	750	190
РА6 "СЕМАТ-Пилсстик"	0,295	6,8,9	12-18	28/29	1000	213
РА5 "СЕМАТ-Пилсстик"	0,22	4,6,9	12-18	25,5/27	1000	199

Обоснование типа ЭУ промыслового судна

Схемы дизельных энергетических установок, применяемых на промысловых судах, в зависимости от состава и назначения могут быть разделены на следующие три типа :

• с раздельной пропульсивной установкой и электроэнергетической системой; в этом случае пропульсивная установка служит только для привода гребного винта, а электроэнергетическая установка обеспечивает электрической энергией судовую сеть;

• с отбором мощности от пропульсивной установки для целей, не связанных с движением судна; в этом случае часть механической энергии главных двигателей преобразуется в электрическую, но основным источником электрической энергии служит автономная судовая электростанция;

• с единой энергетической системой; в этом случае все источники энергии объединены в общую систему.

На промысловых судах преимущественное применение получили одновальные установки с винтами регулируемого шага. Двухвальные и трехвальные ухудшают пропульсивные качества, требуют большой ширины машинного отделения, что уменьшает объем помещений полезного груза. По способу передачи энергии от дизеля к гребному винту все установки делятся на три группы: с прямой передачей, дизель-редукторные и дизель-электрические. Малые, средние и большие траулеры, а также промыслово-производственные рефрижераторы комплектуются установками с прямой передачей от дизеля к винту, так как в этом случае в качестве главных двигателей применяются малооборотные ДВС, которые имеют большой моторесурс, надежны и просты в обслуживании.

Винт регулируемого шага является наиболее распространенным типом движителя, практически весь промысловый флот пополняется судами с ВРШ, так как на судах с ВРШ реверсы двигателем полностью исключаются. Девять, десять тысяч различных режимов плавания судна, имеющих место за рейс продолжительностью 120 суток, осуществляются поворотом лопастей ВРШ, что позволяет двигателю работать с постоянной частотой вращения, сохраняя его ресурс. Число пусков двигателя, которое за рейс 120 суток составляет около тысячи, сокращается более чем в два раза и связано только с необходимостью дрейфа судна в период промысла и передачи грузов в море. Важным преимуществом установок с ВРШ по сравнению с установками ВФШ является независимость скорости на малом ходу судна от величины минимально устойчивой частоты вращения главного двигателя. Реверс перекладкой лопастей ВРШ стал менее продолжительным и составляет от 9 до 22 с в зависимости от типа системы управления. Выбег судна уменьшился до 3,5...3,7 длины корпуса. На рисунке Б.1 представлены схемы одновальных энергетических установок с прямой, редукторной и электрической передачами энергии от двигателя к движителю, применяемые на судах промыслового флота.

Как видно из рисунка Б.1, практически все энергетические установки промысловых судов имеют валогенератор, что в целом увеличивает КПД судовой установки. Применяют также установки с обратимой электромашиной на валопроводе. На переходах она работает в режиме электродвигателя, получая энергию от вспомогательных дизель-генераторов, передавая ее движителю, а на промысле - в режиме генератора, обеспечивая работу траловой лебедки и других потребителей. По числу двигателей дизель-редукторные установки делятся на одно-, двух, трехмашинные и многомашинные. Наиболее распространены двухмашинные дизель-редукторные установки с двигателями одинаковой мощности.

Род тока является основным признаком классификации дизель-электрических установок. Как правило, дизель-генераторы гребной установки вырабатывают постоянный ток, а судовая электростанция - переменный. Возможны варианты с отбором части механической или электрической энергии от главных дизель-генераторов для целей, не связанных с обеспечением хода судна. Конструктивно отбор механической энергии выполняется присоединением второго (вспомогательного) генератора к главному дизель-генератору

Рисунок Б.1 - Схемы одновальных энергетических установок

промысловых судов:

а) установки с прямой передачей: 1 - без валогенератора; 2 - с приводом генератора от валопровода через передачу; 3 - с приводом от переднего конца коленчатого вала через передачу; 4 - с приводом генератора от коленчатого вала через разобщительную муфту без повышения частоты вращения; 5 - с валогенератором, встроенным в линию валопровода; 6 - с обратимой электромашиной на валопроводе;

б) дизель-редукторные установки: 1 - одномашинная с валогенератором; 2 - двухмашинная с дизелями равной мощности и обратимой электромашиной; 3 - двухмашинная с дизелями разной мощности («отец и сын»);

в) дизель-электрические установки: 1 - с автономными гребной установкой и электростанцией;

2 - с отбором механической энергии от главного дизель-генератора; 3 - с отбором электрической энергии от главного дизель-генератора; 4 - единая электроэнергетическая установка.

Отбор электрической энергии осуществляется либо непосредственно от шин щита электродвижения, либо путем отключения главного дизель-генератора от этих шин и соединения его со щитом электростанции. Оба варианта возможны в случае использования переменного тока для гребной установки и электростанции. Если применяются оба вида тока, то отбор мощности от главных дизель-генераторов производится через специальный преобразователь.

В целом дизель-электрические установки позволяют обеспечивать: любые сочетания мощности на валу и мощности, потребляемые СЭС; повышение живучести энергоустановки за счет варьирования числа генераторов; увеличения (на 20%) числа ходовых суток судна в году, благодаря возможности вывода для ремонта на ходу отдельных агрегатов; высокую надежность энергоустановки.

Для промысловых судов характерны следующие типы энергетических установок:

• для малых добывающих судов с ЭУ мощностью примерно до 300 кВт - дизельные установки с прямой и редукторной передачей;

• для судов с ЭУ мощностью от 300 до 1470 кВт - преимущественно дизель-редукторные установки с ВРШ и отбором мощности для привода промысловых механизмов;

• для судов с ЭУ мощностью от 1470 до 2200 кВт - дизельные с прямой передачей и дизель-редукторные с ВРШ с отбором мощности на промысловые и общесудовые нужды;

• для судов с ЭУ мощностью более 2200 кВт - дизель-редукторные установки со среднеоборотными двигателями и отбором мощности на промысловые и общесудовые нужды, а также дизельные установки с прямой передачей на ВРШ или дизель-электрические установки с отбором мощности на все судовые потребители.

Наличие в схеме энергетической установки гребного электродвигателя (см. рисунок Б.1 схемы а,1 и б,2) является предпочтительным для рыболовных траулеров, так как гребной электродвигатель, работая в генераторном режиме, может снабжать энергией электродвигатель траловой лебедки. Такая схема обеспечивает возможность эффективного использования мощности главного и вспомогательного двигателей в различных по загрузке режимах работы судна, например, при нормальном ходовом режиме главный дизель работает с полной нагрузкой на винт. Гребной электродвигатель не возбужден, вспомогательный дизель-генератор не работает.

При тралении в нормальных условиях главный двигатель приводит в действие винт и гребной электродвигатель, работающий в режиме валогенератора, который питает электродвигатель траловой лебедки. Скорость судна при этом несколько снижается, что соответствует данному режиму.

При тралении в тяжелых условиях, например, в штормовую погоду, когда сопротивление движению судна с тралом возрастает. В этом случае электродвигатель траловой лебедки питают от вспомогательного дизель-генератора, а главный дизель работает с полной нагрузкой на винт.

При возвращении судна с уловом для ускоренного хода применяют одновременную работу на винт обоих дизелей, причем вспомогательный дизель-генератор работает на гребной электродвигатель через электропередачу.

В аварийном режиме при аварии главного двигателя разобщают муфту, соединяющую главный двигатель с валопроводом. Винт приводится во вращение гребным электродвигателем, получающим питание от вспомогательного дизель-генератора. Этот же прием осуществляют, когда судну нужно лечь в дрейф.

На выбор типа ЭУ для промыслового судна оказывают влияние не только экономические показатели ЭУ, но и условия поставки энергетических агрегатов, стоимость горюче-смазочных материалов, построечная стоимость и др. факторы. Необходимо учитывать также трудооемкость обслуживания, так, например, переборка двух цилиндров V-образного двигателя требует 22 чел.ч, аналогичная работа для малооборотного крейцкопфного двигателя - 8 чел. ч, для тронкового - 4 чел.ч. Трудоемкость обслуживания клапанов двигателей увеличивается пропорционально их числу. Поэтому наиболее перспективным является уменьшение дизель-генераторов автономной электростанции (или даже отказ от них) за счет применения навешанных генераторов с оставлением одного автономного агрегата для стояночных нужд.

Дизель-электрические пропульсивные установки, несмотря на то, что их первоначальная стоимость на 10…50% выше, а расход топлива на 5…7% больше, чем в случае применения прямой передачи, могут быть конкурентноспособны в случае применения переменного тока и ВРШ.

Несмотря на общие направления, развитие энергетических установок промысловых судов в различных странах может иметь свои особенности.