3 Электростанция
.docx3. Судовая электроэнергетическая система
3.1 Выбор типа судовой электростанции
В соответствии с требованиями Правил Регистра РФ [17] на морском судне должно быть предусмотрено не менее двух основных источников электроэнергии, при этом выбор количества и мощность источников электроэнергии определяется режимами силовой установки судна на ходу и на маневрах. Также при выборе источников электроэнергии должен обеспечиваться аварийный режим работы судна при выходе из строя основных источников. Мощность аварийного источника должна обеспечивать бесперебойную работу систем, необходимых для движения и безопасности судна на данном режиме.
На судах грузоподъемностью выше 300 рег. т. должен быть предусмотрен аварийный источник электроэнергии, как правило, аварийный дизель-генератор (АДГ), расположенный выше палубы водонепроницаемых переборок и должен обеспечивать в течение определенного времени питание потребителей, указанных в Правилах Регистра РФ (аварийное освещение, рулевой привод, радиостанция и т.д.) [17].
Принимая во внимание вышесказанное, принимаем электростанцию переменного тока.
Напряжение силовой сети |
440/6600 В |
Напряжение сети освещения |
220 В |
Напряжение сети переносного света |
12 В |
Аварийное напряжение Частота тока |
24 В 60 Гц |
Напряжение 220В в сети штепсельных розеток МО, а переносного освещения 12В, выбираем в соответствии с Правилами Регистра [17], не допускающими применение более высокого напряжения из соображений правил техники безопасности.
Далее приводится расчет мощности электростанции для следующих режимов работы:
-
ходовой режим;
-
маневры;
-
стоянка без грузовых операций;
-
стоянка с грузовыми операциями (разгрузка).
3.2 Расчет нагрузки судовой электростанции
3.2.1 Расчет мощности электростанции для ходового режима
В соответствии с рекомендуемым стандартом средняя мощность электростанции (без учета эпизодически работающих потребителей) (кВт):
Рсрх=18 + 0,0285Ne
где Ne - мощность главного двигателя кВт.
Рсрх=18+0,028526500= 789,38 кВт.
Мощность электростанции в ходовом режиме с учетом работы бытовых потребителей или пожарного насоса:
Рх=Рсрх + Рп.н., при Рп.н. > Рбп
Рх=Рсрх + Рбп , при Рп.н.< Рбп ,
где Рп.н. – мощность электродвигателя пожарного насоса;
Рбп – мощность, необходимая для обеспечения работы бытовых потребителей.
Суммарная производительность стационарных пожарных насосов:
Q=222м3 / час,
Пожарные насосы: устанавливаем два центробежных вертикальных водопожарных насоса с подачей Q=250 м3/ч каждый, типа НЦВ-250/100А, с приводным электродвигателем мощностью 75 кВт и аварийный пожарный насос НЦВ-100/100А с приводным электродвигателем мощностью 55 кВт.
Рп.н. = 75 кВт.
Расчетная мощность для обеспечения работы бытовых потребителей:
Рбп=Р1+ Р2+ Р3+ Р4+ Р5+ Р6 , где:
P1 - расчетная мощность для обеспечения работы камбуза, равная суммарной мощности плит, кВт, принимаем P1 = 20 кВт;
Р2 - расчетная мощность для обеспечения работы вентиляции, кВт, принимаем Р2= 50 кВт;
Р3- мощность для обеспечения работы электрооборудования, системы кондиционирования воздуха (СКВ), кВт; принимаем Р3=30 кВт;
Р4 - расчетная мощность для обеспечения работы электронавигационного оборудования и радиостанции, кВт, принимаем Р4= 20 кВт;
Р5 - мощность сети освещения, определяем по формуле:
Р5 = , |
|
где - КПД трансформаторов или преобразователей, обеспечивающих питание сети освещения, принимаем = 0,78;
D – полное водоизмещение судна, принимаем D=122339 т;
Р5 = =100 кВт;
Р6 - расчетная мощность для обеспечения работы .периодически включаемых потребителей (систем гидрофоров, компрессоров рефрижераторных камер, пожарный насос, и т.д.), кВт, принимаем Р6=200 кВт.
Рбп=20+50+30+20+100+200=420 кВт
Рх=Рсрх + Рбп., при Рп.н. < Рбп
Рх = 789,38+420 = 1209,38 кВт.
3.2.2. Расчет мощности электростанции для режима «Маневры»
Во время маневров (прохождение узкостей, перешвартовки, постановки на якорь) для обеспечения максимальной безопасности в соответствии с правилами технической эксплуатации на шины ГРЩ подключается резервный генератор. Время маневров в общем балансе эксплуатационного времени судна составляют обычно 1-2%. Поэтому, хотя этот режим и не является определяющим при выборе мощности и количества вспомогательных генераторов, он учитывается при расчете электростанции.
Мощность электростанции на маневрах судна (кВт):
Рм=Рх+0,8 (Рбр + Рк)+Рп.у., где:
Рх - расчетная мощность для обеспечения ходового режима, кВт;
Рбр - мощность, потребляемая электродвигателем брашпиля, кВт;
Рк = 7,5 кВт - мощность, потребляемая электродвигателем компрессора.
Рбр=42 кВт,
Рм=1209,38+0,8 (7,5+42) =1248,98 кВт.
3.2.3. Расчет мощности электростанции для режима «Стоянка без грузовых операций»
Средняя мощность электростанции (кВт):
Рср ст=11+0,002D,
где D — водоизмещение судна, т.
Рср ст=11+0,002122339 =255 кВт.
Мощность электростанции с учетом работы бытовых потребителей (кВт), необходимых на стоянке судна в порту без грузовых операций:
Рст=Рср ст+Рб.п ,
Рст= 255 + 420 =675кВт.
3.2.4. Расчет мощности электростанции для режима «Стоянка с грузовыми операциями (разгрузка)»
Как правило, каким бы крупным не был танкер, он комплектуется грузовыми насосами из расчёта на полную разгрузку за 12 часов. В этом случае суммарная производительность грузовых насосов должна составлять:
Судно-прототип имеет 4 мембранных танков, соответственно количество грузовых насосов кратно 4.
При установке 8 насосов подача каждого будет равна:
,
Мощность столь производительных насосов будет составлять порядка 700 кВт, нагрузка всех насосов, где Ргр.м –мощность грузовых механизмов с учетом одновременности их работы:
Ргр.м =
Мощность электростанции с производством грузовых операций грузовыми средствами (кВт):
Рст.гр=Р ст+Ргр.м
Рст.гр=675+5600=6275кВт.
3.3. Выбор источников электроэнергии
По полученным значениям загрузки электростанции в различных режимах эксплуатации судна Рх, Рм, Рст, Рст.гр производим предварительную комплектацию силовой установки генераторами.
Выбор мощности вспомогательных турбогенераторов следует производить с таким расчетом, чтобы на ходу судна потребности в электроэнергии обеспечивались одним из работающих ТГ при коэффициенте загрузки 0,7-0,8.
В проекте, главная энергетическая установка предает мощность на электрогенераторы, которые питают все судно. Для обеспечения наибольшей надежности газовая турбина вращает первый генератор, а паровая-второй генератор. Для обеспечения экономичной стоянки без грузовых операций, а проект включен один дизель-генератор мощностью 3000 кВт.
Ходовой режим |
1209,38 кВт |
Маневры |
1248,98 кВт |
Стоянка без грузовых операций |
675 кВт |
Стоянка с разгрузочными операциями |
6275 кВт |
-
1вспомогательный дизель-генератор мощностью 3000 кВт фирмы STX-MAN;
-
1 аварийный дизель-генератор мощностью 850 кВт фирмы STX-Cummins.
-
1 паротурбинный генератор мощностью 7000 КВт фирмы Siemens.
-
1 газотурбинный генератор мощностью 25000 кВт фирмы Siemens.
Рис.3.1 Схема ГЭЭУ