Диплом СЭ 2021 год СМТ (Земснаряд) / Данные для работы / Metod_DP_26_02_06_pdf

Таблица 6.1 – Перечень потребителей электроэнергии

электрооборудования на судне (рис. 6.1).

Рисунок 6.1 – План расположения электрооборудования буксира

1.гребной винт - screw propeller;

2.электропривод рулевой машины - еlectrical drive of the steering gear;

3.электропривод кормового подруливающего устройства – еlectrical drive of the stern thrusters;

4.главный двигатель (дизель) - main diesel engine;

5.жилые помещения – crew rooms;

6.валогенератор – shaft generator;

7.главный электрораспределительный щит – main switchboard;

8.электропривод носового подруливающего устройства - еlectrical drive of the bow thrusters;

9.электропривод носового якорно-швартовного устройства – - electrical drive of the forecastle;

10.навигационное оборудование – navigating equipment;

31

11.водяная пушка пожарных насосов - water gun of the fire pumps;

12.радиолокационные антенны - radar aerials;

13.навигационные огни - navigating lights;

14.антенна спутниковой связи - satellite communications aerial;

15.электропривод буксирной лебедки - electrical drive of the towing winch.

6.2 Расчет нагрузки электростанции по режимам работы судна

Для расчета загрузки судовой ЭС рекомендуется использовать аналитический метод постоянных нагрузок (табличный метод) [6]. Аналитический метод постоянных нагрузок основан на составлении табличных изделий, отражающих изменение нагрузок отдельных приемников электроэнергии (ПЭ) в различных режимах эксплуатации судна. Табличная модель нагрузок электростанции по данному методу сводится к заполнению табл.6.2.

Правила Регистра предписывают, что при расчете мощности судовой электростанции для определения ее наибольшей и наименьшей загрузки, кроме режимов, предписываемых Регистром, в таблице нагрузок необходимо представить все режимы, рассматриваются также характерные режимы, охватывающие рейсовый (технологический) цикл работы именно данного типа судна.

Характерные режимы промысловых судов:

•стоянка в порту без охлаждения трюма;

•стоянка в порту с охлаждением трюма и кондиционированием;

•маневрирование (швартовка, съемка с якоря, прохождение узкостей и др.);

•переход на промысел;

•ход с промысла с работой холодильного и технологического оборудования (при его наличии на судне);

•промысловый режим (день);

•промысловый режим (ночь);

•аварийный режим при работе основной электростанции; аварийный режим при работе аварийных генераторов.

Характерные режимы грузовых транспортных судов:

•ходовой режим;

•стоянка в порту без грузовых операций;

•стоянка в порту с грузовыми операциями (с использованием грузовых механизмов судна);

•маневрирование (съемка с якоря);

•аварийный режим при работе основной электростанции;

•аварийный режим при работе аварийных генераторов.

Характерные режимы пассажирских судов:

•ходовой режим;

•стоянка в порту без пассажиров;

32

•стоянка в порту с пассажирами;

•маневрирование (съемка с якоря);

•аварийный режим при работе основной электростанции;

•аварийный режим при работе аварийных генераторов.

Характерные режимы ледоколов:

•стоянка;

•ход в чистой воде;

•ход во льдах,

•аварийный режим при работе основной электростанции;

•аварийный режим при работе аварийных генераторов.

При заполнении табличной модели необходимо ясно представлять, в каких режимах работают различные судовые ПЭ. В общем случае можно учитывать следующее.

Входовом режиме работает подавляющее количество ПЭ, за исключением аварийных, резервных, швартовных, погрузочных, спасательных и других специализированных средств. При этом создается полный комфорт для экипажа. Работают механизмы, обеспечивающие движение судна. Действуют средства судовождения и связи. Конечно, не все эти приёмники работают одновременно и одинаково длительно.

Промысловый режим характерен для рыбодобывающих судов (РТМ-С, БМРТ, СРТМ и т.п.) и является наиболее энергоемким. В промысловом режиме работают те же приемники, что и в ходовом режиме. Однако в этом режиме добавляется большая группа приемников, обеспечивающих добычу рыбы, ее переработку и хранение (поисковое оборудование, траловая лебедка, механизмы рыбцеха, механизмы рефрижераторной установки и др.).

Врежиме стоянки с грузовыми операциями на судне находится большая часть экипажа, которую необходимо обеспечить нормальными условиями обитаемости. В случае, если грузовые операции производятся на рейде или в районе промысла, то работают все погрузочно-разгрузочные средства (краны, грузовые лебедки и др.). Следует отметить, что в порту грузовые операции, как правило, осуществляются средствами порта.

Врежиме стоянки без грузовых операций находится небольшая часть экипажа, которая может заниматься профилактическим ремонтом и осмотром. При этом работает незначительное количество ПЭ, а именно: средства освещения

иотопления, станочное оборудование, часть камбузного оборудования, средств связи, общесудовых систем. Механизмы силовой установки и палубные в режиме стоянки обычно не работают. В этом режиме нагрузка электростанции, как правило, является наименьшей. Для обеспечения ПЭ в режиме стоянки без грузовых операций иногда прибегают к установке специального стояночного генератора или получают питание с берега, чтобы исключить нерациональную работу более мощных генераторов, имеющихся на судне.

33

Врежиме съемки с якоря судно полностью подготовлено к ходовому режиму: работает судовая установка, на судне находится весь экипаж. К тому же работают якоре подъёмные и швартовные устройства.

Ваварийном режиме можно отказаться от работы малоответственных приемников электроэнергии, но обязательно должны работать ПЭ, обеспечивающие ход судна и внутреннюю связь, навигационное оборудование, радиостанции, а также пожарные, осушительные и другие спасательные средства.

При расчете ПЭ рассматриваемым методом наибольшее затруднение вызывает выбор и определение коэффициентов загрузки электродвигателей, коэффициентов одновременности работы приемников электроэнергии в различных режимах.

Коэффициент загрузки электродвигателя К3 определяется отношением фактически потребляемой мощности электродвигателя к его номинальной установленной мощности Р .

где Р М — номинальная мощность механизма (со стороны привода), кВт; Р — номинальная установленная мощность ЭД (см. графу 4 табл.6.2), кВт;

Коэффициент загрузки электродвигателей К3 можно представить в виде

номенклатуры ЭД не всегда представляется возможным найти такой ЭД, у которого номинальная мощность Р соответствовала бы номинальной мощности механизма Р М. В этом случае необходимо выбирать ЭД ближайшей мощности. При выборе электродвигателя (см. графу 5 табл.6.2) необходимо учитывать назначение механизма и места его размещения на судне. Значения Рср.м (фактическая мощность механизма в данном режиме работы) и К2 определяются на основании анализа режимов работы соответствующих приемников электроэнергии.

Коэффициент загрузки механизма К2 зависит от режима работы судна, района плавания, времени года и суток, а также его назначения. Длительно работающие механизмы судна — охлаждающие водяные и масляные насосы, насосы, обслуживающие машинно-котельное отделение (циркуляционные, конденсатные, питательные), вентиляторы всех видов, нагревательные устройства, кондиционеры воздуха и т.д. — имеют коэффициент загрузки К2 = 0,9 — 1,0.

Особо следует отметить механизмы, работающие в длительном режиме: сепараторы масла и топлива, балластные и топливоперекачивающие насосы, механизмы камбуза, судовое освещение и т.д. Учет мощности, потребляемой этими механизмами, вызывает определенные трудности и зависит от опыта проектировщика. Мощность, потребляемая этими механизмами, обычно

34

принимается с коэффициентом загрузки 0,3 — 0,5 в зависимости от режима работы судна.

Работа кратковременно работающих механизмов значительной мощности (брашпиль, шпиль, компрессор пускового воздуха, подруливающее устройство и др.) выделяется в отдельный режим: маневренный, что позволяет более точно учесть при расчете ЭС их мощность. Рассматриваемые механизмы могут работать

ив других режимах. Коэффициент загрузки для таких механизмов рекомендуется принимать 0,6 — 0,7.

Коэффициент загрузки механизмов, работающих в повторно-кратковременном режиме (краны, грузовые лебедки, лифты грузовые, насосы бытовых систем, рефрижераторы провизионных камер и др.), определить значительно сложнее, так как потребляемая мощность в конце и в начале режима может различаться на 20 – 40 % от номинальной нагрузки. Коэффициент загрузки их может быть принят 0,4

– 0,7.

Для механизмов рулевого устройства коэффициент загрузки может быть принят следующим: для маневренного и аварийного режимов 0,5 – 0,7; для ходового режима 0,3 – 0,4.

Значения коэффициентов загрузки механизмов К2 (см. графу 12 табл. 6.2) приведены в табл. 6.3.

Вкаждом эксплуатационном режиме ПЭ необходимо подразделить на непрерывно, периодически и эпизодически работающие.

Непрерывно работающими (НР) являются однократно подключаемые приемники, время работы которых соответствует продолжительности рассматриваемого эксплуатационного режима.

Периодически работающими (ПР) являются многократно подключаемые приемники, суммарное время работы которых более 10, но менее 100 % от продолжительности режима (в суточном режиме более 2,5, но менее 24 часов).

Эпизодически работающими (ЭР) являются однократно или многократно подключаемые приемники, суммарное время работы которых менее 10 % от продолжительности режима (в суточном режиме 2,5 ч и меньше).

Режим работы приемника записывается в графу 11 табл. 6.2.

Для определения КПД и коэффициентов мощности ПЭ в режиме (см. графу 14

и15 табл. 6.2.) рекомендуется пользоваться рис. 6.2.

Коэффициент одновременности для группы однородных приемников электроэнергии определяется отношением количества работающих электродвигателей в данном режиме к числу установленных (см. графу 16 табл.

6.2.).

35

Рисунок 6.2 – Зависимость КПД от нагрузки асинхронного двигателя (а), зависимость коэффициента мощности от нагрузки асинхронного двигателя (б)

При определении коэффициента одновременности Ко следует учитывать степень ответственности приемников и режим работы судна. Все ответственные приемники электроэнергии должны иметь резерв и получать питание от ГРЩ. Коэффициент одновременности приёмников электроэнергии, работающих непрерывно в режиме, определяется в зависимости от режима и рекомендуется принять 0,6 – 0,9. Для второй группы приемников электроэнергии, то есть работающих периодически, коэффициент одновременности 0,3 – 0,6. В длительных режимах работы ЭС (ходовой, работа на промысле и др.) значения этих коэффициентов следующие: К01=0,8 – 0,9; К02= 0,4 – 0,5. Для маневренного, аварийного и других кратковременных режимов рекомендуются коэффициенты:

К01=0,6 – 0,7; К02= 0,3 – 0,4.

36

Таблица 6.2 - Наименование граф табличной модели определения нагрузок электростанции