Расчет нагрузки на судовую электростанцию и выбор дизель-генератора

По Правилам Регистра в качестве основного следует принимать переменный ток напряжением 400 или 230В частотой 50Гц. Решающее значение при выборе рода тока имеет род тока у основных потребителей.

При расчете судовой электростанции учитываются следующие коэффициенты:

– коэффициент использования мощности электродвигателей потребителей

PП и Pd – номинальные мощности потребителя и его электродвигателя, кВт;

kз – коэффициент загрузки потребителя;

– коэффициент одновременности работы потребителей;

nУР и nУ – количество одноимённых потребителей, работающих на режиме и установленных на судне;

коэффициент общей одновременности, который можно принимать равным:

- для постоянно работающих потребителей Кос = 0,9;

- для периодически работающих потребителей Коп = 0,6;

- для эпизодически работающих потребителей Коэ = 0,3.

Потребляемая мощность одноимённых потребителей определяется:

активная , кВт

тоже на режиме , кВт

реактивная , квар

тоже на режиме , квар

Суммарная мощность потребителей на режиме:

- постоянно работающих активная ,кВт реактивная

- периодически работающих активная

реактивная

- эпизодически работающих активная

реактивная

- всех с учётом потерь в сети активная

реактивная

и , и , и – суммы активной и реактивной мощности постоянно, периодически, эпизодически работающих на режиме групп потребителей, соответственно в кВт и квар.

Суммарные мощности всех потребителей на режиме определяются путем суммирования всех мощностей потребителей для постоянно, периодически и эпизодически работающих отдельно и записываются в нижней части таблицы для каждого режима работы.

Полная мощность на режиме, кВ·А:

судно энергетический котельная установка

Выбор источника тока

Количество и мощность электрогенераторов выбирают по Робщ, если

Робщ/Sобщ > 0,8 и по Sобщ, если Робщ/Sобщ < 0,8. Единичная мощность генератора определяется по наименее нагруженному режиму, а их количество - по максимально нагруженному режиму. При этом необходимо, что бы число генераторов и их типоразмеров было минимальным, а их загрузка, на всех режимах составляла не менее 70%. На каждом режиме (кроме аварийного) в резерве необходимо иметь не менее одного генератора, мощность которого обычно принимается равной мощности основного.

При выборе генераторов можно ориентироваться на те же приоритеты, что и при выборе главных двигателей, имея в виду, что генераторы на речных судах обычно используются в составе единого агрегата с нереверсивными четырехтактными дизелями повышенной оборотности или высокооборотными двигателями - дизель-генераторов.

В нашем случае Робщ/Sобщ < 0,8=0,71, значит, выбираем по Sобщ. Электростанцию оставляем старую, в количестве три штуки. Тем самым мы обеспечиваем необходимое количество мощности для бесперебойной работы судна и экономим место в машинном отделении. Марка дизель-генератора ДГР100/750, мощность 110 кВт.

Проектирование судового валопровода

По Правилам Регистра валы судовых валопроводов должны изготовляться из стальных поковок с временным сопротивлением 430-690 МПа. В качестве материала для валов можно использовать сталь Ст5 с временным сопротивлением sв = 500-640 МПа и пределом текучести sт = 260-290 МПа.

Диаметры валов для СЭУ с 4х-тактными главными двигателями должны быть не менее:

- промежуточного

мм

nв – частота вращения вала, об/мин

k – коэффициент, учитывающий неравномерность крутящего момента

k = q(a-1); q = 0,4 для 4х-тактных ДВС; а – отношение максимального индикаторного крутящего момента к среднему индикаторному крутящему моменту, а = 2,15 – для шестицилиндровых двигателей.

- упорного в районе упорного гребня

мм

- гребного

мм

k – коэффициент для гребных валов; k = 10 – для гребных валов без сплошной облицовки

Dв – диаметр винта, м

Расстояние между опорными подшипниками должно быть не белее:

м.

Расчет валов на прочность

Расчет валов на прочность производится по приведенным напряжениям .

- напряжения кручения, МПа

, – номинальная мощность, передаваемая валом, кВт

- запас прочности, для гребного вала = 3,15

- наибольшие нормальные напряжения сжатия, МПа

- напряжения сжатия от упора движителя, МПа

- упор движителя, кН

- наибольшие напряжения при изгибе, МПа

- максимальный изгибающий момент на гребном вале, кНм при расположении винта на консоли l2

- длина консоли, м

Расчет гребного вала.

V = 19,57 км/ч = 5,44 м/с

МПа

м

МПа

МПа

кВт

МПа

Условие прочности для гребного вала выполняется.