СЭУ, Модуль 1.3., Чистяков А.Ю., 05.03.2017

Судовые энергетические установки

Модуль 1.3

1.3.1. Классификация сэу

Общепринятой классификации СЭУ вследствие их большого разнообразия не существует. Однако их различают по основным признакам:

- роду топлива: работающие на органическом (нефть, газ, уголь, синтетические топлива и т. п.) и ядерном;

- роду рабочего тела: паровые (пар) и газовые (продукты сгорания органического топлива или нагретый газ);

- типу ГД: дизельные, паротурбинные, газотурбинные, комби­нированные;

- способу передачи мощности к движителям: с прямой (непо­средственной), механической (редукторной), гидравлической, элек­трической и комбинированной передачами;

- числу валопроводов: одновальные и многовальные;

- числу ГД, работающих на один вал: одномашинные и мно­гомашинные;

- способу обеспечения реверса судна: с реверсивным ГД; с нереверсивным ГД и реверсредуктором или реверсивной муфтой; с нереверсивным ГД и обеспечением заднего хода с помощью ВРШ;

- степени автоматизации, способу управления и обслужива­ния: неавтоматизированные и частично автоматизированные СЭУ с местным постом управления и постоянной вахтой в МО; авто­матизированные СЭУ с ДАУ, с постоянной вахтой в центральном посту управления (ЦПУ) и периодическим обслуживанием в МО (степень автоматизации А2); автоматизированные СЭУ с ДАУ, без постоянной вахты в ЦПУ и МО и с периодическим обслужива­нием (степень автоматизации А1).

Дадим некоторые пояснения и дополнения к такой классифи­кации СЭУ.

В ДУ главный двигатель — дизель. Это самый экономичный и универсальный в использовании судовой ГД, поэтому он широко применяется. Различают малооборотные дизели — МОД (), работающие непосредственно на винт (через валопровод — прямая передача),среднеоборотные — СОД () с передачей мощности на винт через зубча­тую или гидравлическую передачу ивысокооборотные — ВОД () с зубчатой или электрической (через ГЭД) передачей мощности на винт. Совместно с зубчатой переда­чей дизель образуетдизель-редукторный агрегат (ДРА) и сама ДУ в этом случае называется дизель-редукторной (ДРУ). Со­вместно с электрогенератором дизель составляет дизель-генератор (ДГ) и ДУ называют дизель-электрической.

Применение паротурбинного двигателя сопряжено с необходи­мостью включать в состав установки паровой котел или пароге­нератор, в котором за счет сжигания органического углеводород­ного топлива или за счет тепловой энергии ядерного реактора вы­рабатывается водяной пар для паровой турбины.

Паротурбинные установки могут быть с зубчатой и электриче­ской передачами. В первом случае совместно с зубчатой передачей паровая турбина образует главный турбозубчатый агрегат (ГТЗА), а во втором (совместно с электрогенератором) — глав­ный турбогенератор.

Главный двигатель газотурбинной установки — газотурбинный. В нем необходимое для работы газовой турбины рабочее тело — газ с относительно высокими давлением и температурой — полу­чают за счет теплоты сжигаемого органического топлива. Воз­можна работа ГТУ и на горячих газах, нагреваемых за счет теп­лоты ядерного реактора.

Газотурбинные установки открытого (незамкнутого) цикла подразделяют на установки с камерами сгорания и со свободно-поршневыми генераторами газа (СПГГ), в современном судостроении не применяющимися. В совре­менных ГТУ энергия на движитель передается посредством зубчатой, гидравлической или комбинированной передач. Агрегат газовая турбина — электрогенератор называют газотурбогенера­тором.

Дизельные установки работают на органическом топливе. Паро- и газотурбинные установки, как отмечалось, могут работать как на органическом, так и на ядерном топливе. Паро- или газо­турбинная установка, работающая на ядерном топливе, называ­ется ядерной или атомной и обозначается ЯПУ (АПТУ) или ЯГТУ (АГТУ).

Комбинированной СЭУ считается такая, в которой применены два типа ГД. Комбинированные СЭУ разделяют обычно на два типа: с термодинамически связанными циклами и не связными циклами. В установке первого типа энергия из одного цикла (контура установки) пе­редается в другой цикл (контур). Например, если с помощью теп­лоты выпускных газов ГТД генерируется пар для ПТУ, работаю­щей на гребной вал или на компрессор ГТД, то СЭУ называется комбинированной газопаротурбинной установкой — ГПТУ (основной цикл — газовый; такую установку называют и ГТУ с тепло­утилизационным контуром — ТУК). Если основным циклом будет паровой, а дополнительным — газовый, установка называется ком­бинированной парогазотурбинной ПГТУ (например, выпускные газы высоконапорного парового котла идут в газовую турбину, ко­торая приводит компрессор, подающий воздух в топку котла).

К комбинированным СЭУ можно отнести и ДУ с ТУК, мощ­ность паровой турбины которого передается на гребной вал или используется для привода электрогенератора (в свою очередь, электроэнергия расходуется на общесудовые потребители и на привод ГЭД). Такую установку можно назвать дизель-паротурбинной.

Комбинированные установки применяют е целью повышения КПД СЭУ, т. е. уменьшения удельного расхода топлива.

Комбинированные установки второго типа применяются в тех случаях, когда судно имеет два ходовых режима, резко отличающихся по­требляемой мощностью и продолжительностью. Установки такого типа также называют смешанными. В таких установках ГД одного типа (обычно дизели — маршевые двигатели) обеспечивают длительный экономический ход, а двигатели другого типа (обычно газотурбинные — форсажные двигатели) — достиже­ние полной (форсированной и относительно кратковременной) ско­рости. В форсированном режиме могут работать совместно марше­вые и форсажные двигатели.

Многовальные СЭУ применяют при большой мощности ГД (на­пример, на атомных и дизель-электрических ледо­колах и на скоростных транспортных судах), при невозможности установить винт большого диаметра из-за ограничений корпуса (например, низкая осадка) и из соображений обеспечения повышенных маневренных качеств судна (часто на судах смешанного плавания в силу последних двух причин используется двухвальная установка с двумя ГД и винтами в насадках). На современных морских транспортных судах чаще всего устанавливают одновальные СЭУ (дизельные с прямой передачей и дизельные с зубчатой передачей). При этом тенденция к переходу на винторулевые колонки с электрической передачей увеличивает долю «двухвальных» морских судов.