9.1. Выбор числа и мощности

судовых источников электроэнергии

СЭЭС предназначена для обеспечения бесперебойного и экономичного электроснабжения всех судовых электроприемников надлежащего качества с учетом всех возможных режимов работы судна. При этом мощность, потребляемая механизмами и устройствами судна не является постоянной, а изменяется в зависимости от ряда факторов:

• режим работы судна

• состояние моря

• климатические условия

• время суток и др.

Поэтому при проектировании СЭЭС важно правильно определить не только ее суммарную мощность агрегатов, но и количество, тип и единичную мощность генераторных агрегатов. Для морских судов правилами Регистра в качестве расчетных при проектировании судовой электростанции установлены следующие режимы работы судна:

• Ходовой

• Маневровый

• Аварийный. (Под аварийным режимом понимается работа СЭЭС при возникновении пожара, пробоины или других, влияющих на безопасность плавания судна, условий при работе основных источников электростанции).

• Другие режимы в соответствии с назначением судна.

Такими режимами являются:

• для транспортных судов: стоянка с грузовыми операциями и без;

• для пассажирских: стоянка с пассажирами и без них;

• для судов технического флота: стоянка с работой технологического оборудования и без;

• для ледоколов: стоянка судна и ход во льдах;

• для буксиров: стоянка и ход с буксировкой;

• для промысловых судов: особенность расчетного режима заключается в различии использования промыслового и технологического оборудования в зависимости от выполняемых судном работ.

Характерными для промысловых судов являются режимы:

• Стоянка в порту без работы рефустановок в трюмах.

• Стоянка в порту с охлаждением трюмов и работой системы кондиционирования.

• Переход судна на промысел (без работы рефустановок и технологического оборудования).

• Промысловый режим (день).

• Промысловый режим (ночь).

• Аварийный режим работы СЭЭС при работе основной электростанции.

• Аварийный режим при работе аварийной электростанции.

Из этого следует, что режимы работы судна изменяются в зависимости от его назначения. Поэтому в каждом режиме работает определенная группа электроприемников и нагрузка электростанции будет различной. В частности в ходовом режиме судна работают все потребители, обеспечивающие функционирование главной энергетической установки судна, удовлетворяющие бытовые нужды экипажа, а также системы и устройства, обеспечивающие управление судном, внутрисудовую и внешнюю связь.

В режиме маневрирования, при проходе узкостей, входе и выходе из порта, перешвартовке и т. д. работают все механизмы и устройства ходового режима, кроме того, дополнительно включаются в работу электроприводы шпиля, брашпиля и компрессора пускового воздуха главного двигателя. Поскольку данный режим, как правило, кратковременный, то при проектировании и комплектации судовой электростанции он, обычно, не учитывается из-за своей непродолжительности и из-за того, что на маневрах для обеспечения максимальной безопасности плавания всегда включается дополнительный генератор. Он обеспечивает необходимый резерв электростанции.

В режиме стоянки без грузовых операций в работе участвуют электроприемники, обеспечивающие работу приводных двигателей генераторных агрегатов, механизмов вспомогательного котла, и по возможности, бытовые механизмы. Такой режим обеспечивается за счет получения электроэнергии с берега. При его отсутствии, питание осуществляется за счет работы одного генератора основной судовой электростанции наименьшей мощности. В режиме стоянки с грузовыми операциями к указанным выше добавляются электроприемники механизмов кранов и грузовых лебедок.

В аварийном режиме с работой основной электростанции нагрузка включает питание электроприемников, обеспечивающих ходовой режим, а также механизмов и устройств, обеспечивающих тушение пожара и удаление больших объемов воды из судовых помещений, работу балластных насосов. В таком режиме включается резервный генератор.

В аварийном режиме с работой аварийной электростанции от АРЩ получают питание только особо ответственные приемники, обеспечивающие безопасность экипажа и живучесть судна в случае аварии, вызвавшей прекращение работы основной электростанции. В общем случае мощность судовой электростанции зависит от водоизмещения судна, мощности его главной энергетической установки, района плавания и оснащенности судна системами кондиционирования, бытовой вентиляции, камбузных устройств и т.д. Для характеристики процесса изменения нагрузки судовой электростанции во времени используются графики нагрузок. Форма графиков нагрузок существенно различается и зависит от одновременности, степени загрузки и характерных режимов отдельных электроприемников. Следует отметить, что даже для однородных электроприемников степень влияния указанных факторов различна, поэтому потребление электроэнергии рассматривается в виде случайного процесса, анализ которого следует проводить на основе методов автоматической статистики и теории вероятности с использованием обобщения опыта эксплуатации.

В практических целях обычно пользуются не вероятностными, а строго определенными методами расчета мощности судовой электростанции. В этом случае случайный характер процесса потребления энергии учитывается введением определенных (детерминированных) коэффициентов загрузки и одновременности. Выбор этих коэффициентов базируется на основе обобщения опыта эксплуатации, научно не обоснован, поэтому определение мощности потребляемой электроэнергии такими методами приводит к существенным ошибкам, обычно в сторону ее завышения. До настоящего времени для предварительной оценки используются детерминированные методы, а точную оценку можно получить только с использованием ЭВМ и аналитических методов расчета. В каждом эксплуатационном режиме работы судна электроприемники могут работать непрерывно, периодически и эпизодически.

К непрерывно работающим относят много- или однократно включаемые приемники, время работы которых составляет 70-100% продолжительности режима (17-24 часа в сутки). В эту группу входят электроприводы масляных, топливных, охлаждающих и конденсатных насосов, вентиляторов машинного отделения и грузовых трюмов и т.д.

К периодически работающим относят приемники многократно включаемые в работу в течении режима, суммарное время работы которых находится в пределах 15-70% продолжительности режима (3,5-17 час. в сутки). Сюда входят электроприводы питательных насосов вспомогательного котла, санитарных насосов, компрессоров и др., периодически включаемых для поддержания и регулирования параметров работы оборудования.

Эпизодически работающие – это одно- или многократно включаемые приемники, суммарное время работы которых составляет менее 15% продолжительности режима (до 3,5час в сутки). Это электроприводы балластных, осушительных и пожарных насосов.