курсач. готовый диплом 2. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования морской государственный университет

• Название: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования морской государственный университет
• Анкор: курсач
• Дата: 23.11.2022
• Размер: 3.93 Mb.
• Имя файла: готовый диплом 2.docx
• Тип: Диплом; #807170
• страница: 5 из 9

5 Расчёт мощности судовой электростанции
5.1 Выбор рода тока, напряжения и источников электроэнергии
В соответствии с требованиями правил Регистра РФ на морском судне должно быть предусмотрено не менее двух источников электроэнергии, при этом выбор качества и мощности источников электроэнергии, при этом выбор качества и мощности источников электроэнергии определяется режимами работы силовой установки судна на ходу, на стоянке и на маневрах [8].

На всех судах валовой вместимостью более 300 р.т. устанавливают также аварийный источник электроэнергии на случай выхода из строя основной электростанции.

Мощность аварийного дизель-генератора должна обеспечить своевременное питание следующих потребителей: аварийных осветителей, электроприводов водонепроницаемых дверей, приборов аварийной сигнализации, щитов сигнально-осветительных огней, устройств дистанционного пуска средств объемного пожаротушения, пожарного аварийного насоса, осушительного насоса, рулевого электропривода, радиостанции и гирокомпаса.

Все оборудование аварийной электростанции размещается в одном помещении, расположенном выше палубы переборок, с непосредственным выходом на открытую палубу.
5.2 Расчет мощности основной судовой электростанции (ОЭС)[1].

Расчет судовой электростанции проведён по прототипу судна танкер «SFL Sabine» в следующих режимах:

• 
  ходовой режим;
  
• 
  стоянка;
  
• 
  маневренный режим;
  
• 
  аварийный режим.
  
• 
  стоянка с грузовыми операциями.
  

Основные потребители электроэнергии на судне прототипе приведены в таблице 5.1.

Таблица 5.1 - Основные потребители электроэнергии

Потребители	Кол-во, штук	Мощность, кВт	Ток, А
1	2	3	4
Балластный насос (БН)	1	260	457
Воздуходувка инертных газов (ВИ)	2	155	238
Вентилятор котла (ВК)	2	110	175,4
Пожарно-осушительный насос (ПОС)	2	110	175,8
Питательный насос котла (ПНк)	2	110	172,4
Насос станции гидравлики (НГ)	4	108	165
Насос масляный циркуляционный (НМ)	2	90	144,8
Насос рулевой машина (РМ)	2	86	149,4
Воздуходувки ГД (ВДгд)	2	90	142,1
Насос охлаждения забортной водой (НЗ)	3	75	129
Насос скруббера (НС)	1	60	98,8
Воздушный компрессор (ВК)	2	54	88
Компрессор холодильной установки (ХК)	2	51,75	83,6
Насос циркуляционный низкий контур (НЦниз)	3	45	74,6
Насос циркуляционный высоки контур (НЦвыс)	2	22	38,4
Аварийный воздушный компрессор (АК)	1	36	60
Аварийный пожарный насос (АПН)	1	33	56,9
Воздушный компрессор хоз. Нужд (ВКхоз)	1	30	61
Вспомогательный насос заб. Воды (НВз)	1	30	52,4
Насос опреснителя (НО)	1	30	52,4
Насосс на вакуумный конденсатор (НВК)	2	22	38
Вентилятор МО (Вмо)	4	22	40,3
Сепаратор тяжёлого топлива (ТС)	2	18	35
Топливный насос котла (ТНк)	2	15	25
Циркуляционный насос вспомогательного котла (НЦвк)	2	22	40
Судовое освещение	-	30	-

5.2.1 Мощность в ходовом режиме

Р_ход=В_мо+НМ+РМ+НЗ+ВК+КХ+НЦ_н+НЦ_в+НВ_з+НО+ТС+

+ВК_хоз+СО+ЦН_вк= (4·22)+86+90+75+54+52+45+22+30+30+

+18+30+30=659 кВт, (5.1)

где В_мо  вентиляция машинного отделения;

НМ  масляный насос;

РМ  рулевая машина;

НЗ  насос забортной воды;

ВК  воздушный компрессор;

КХ  компрессор холодильной установки;

НЦ_н  циркуляционный насос низкого контура;

НЦ_в  циркуляционный насос высокого контура;

НВ_з  вспомогательный насос забортной воды;

НО  насос опреснителя;

ТС  топливный сепаратор;

ВК_хоз  воздушный компрессор хоз. нужд;

СО  судовое освещение;

ЦН_вк  насос циркуляционный вспомогательного котла.

6.2.2 Мощность в стояночный режиме

Р_ст=КВ +ПН_к+В_мо+НМ+НЗ+ВК+КХ+НЦ_н+НЦ_в+ТС+ВК_хоз+СО+

+ЦН_вк=110+110+(4·22)+86+90+75+54+52+45+22+30+30+18+

+30 = 686 кВт, (5.2)

где КВ  котельный вентилятор;

ПН_к  питательный насос котла.

5.2.3 Мощность в маневренном режиме

Р_мн=ВД_гд+КВ +ПН_к+ В_мо+НМ+РМ+НЗ+ВК+КХ+НЦ_н+НЦ_в+ТС

+ВК_хоз+СО+ ЦН_вк=(2·90)+110+110+(4·22)+86+90+75+54+52+45+

+22+30+30+18+30 +30=1006 кВт, (5.3)

где ВД_гд  воздуходувки главного двигателя.

5.2.4 Мощность при стоянке с грузовыми операциями

Р_{погрузка}= КВ +ПН_к+ В_мо+НМ+НЗ+ВК+КХ+НЦ_н+НЦ_в+ТС+ВК_хоз+СО

+ВИ+НС=110+110+(4·22)+86+75+54+52+45+22+30+30+

+18 + 30+155+60 =945 кВт, (5.4)

где ВИ  воздуходувка инертных газов;

НС насос скруббера.

Р_{выгрузка}= КВ +ПН_к+ В_мо+НМ+НЗ+ВК+КХ+НЦ_н+НЦ_в+ТС+ВК_хоз+

+СО+ВИ + НС+НВК=(2·110)+110+(4·22)+86+75+54+52+45+

+22+ +30+30+18+30+155+60+22=1110 кВт, (5.5)

где НВК насос вакуумного конденсатора.

Также на стоянке и в ходовом режиме могут использоваться следующие мощные потребители не учтённые в формулах: насосы станции гидравлики, балластный насос, их характеристики приведены в таблице 5.1. Для обеспечения их работы всегда в параллели должны работать два дизель-генератора.

Для того чтоб определить загруженность дизель-генератора необходимо произвести расчёт, коэффициента загрузки генератора (смотреть таблицу 5.2).

Таблица 5.2 - Коэффициенты загрузки генераторов

Режим работы	Кол-во генераторов в работе, штук	Нагрузка, кВТ	Коэффициент загрузки, %
Ходовой	1	650	650/909=0,72
Стояночный	1	686	686/909=0,76
Манёвренный	2	1106	1106/1818=0,62
Стоянка с выгрузкой	2	1110	1110/1818=0,62
стоянка с погрузкой	2	945	945/1818=0,53

5.3 Выбор комплектации ОЭС
Нагрузка на генераторные агрегаты, работающие в любом режиме работы судна, должна составлять 70 – 80 % их номинальной мощности.

Все генераторные агрегаты по возможности должны быть одинаковой мощности и одного типа. При этом повышается устойчивость параллельной работы генераторов, унифицируется потребность в ЗИП и облегчается эксплуатация станции.

Общее число генераторных агрегатов должно быть не менее двух, при этом, по крайней мере, один из них должен приводиться во вращение автономным двигателем.

Мощность агрегатов должна быть такой, чтобы при выходе из строя любого из них, оставшиеся обеспечивали электроэнергией все потребители, необходимые для движения и безопасности судна на ходовом и аварийных режимах работы.

При выборе конкурирующих вариантов необходимо учитывать требования Правил Регистра. Существенное значение при решении этого вопроса имеют тип главной энергетической установки, двигателя, соотношение ходового и стояночного времени.

На основании расчета и выше перечисленных требований принято к установке: три автоматизированных дизель-генератора марки 6L23/30H, фирмы MAN B&W (D = 225 мм, I = 6, S = 300 мм), мощностью Р = 1050 кВт и частотой вращения n = 900 мин^-1 [1].
5.4 Аварийный режим
Нагрузка аварийной электростанции складывается из потребителей, обеспечивающих ход судна, тушение пожара, откачивание воды и заделку пробоин. Одновременно отключаются все второстепенные потребители такие как, вентиляторы, климатическая установка, камбуз и т.д. С учетом этих обстоятельств мощность электростанции в аварийном режиме не превышает мощности ходового режима и складывается из мощности таких потребителей, как навигационное оборудование, радиостанция, пожарный и осушительный насосы, аварийный компрессор, аварийное освещение, аварийно-предупредительная сигнализация, электроприводы водонепроницаемых дверей, сигнально-отличительные огни, аварийная рулевая машина [1].

Суммарная мощность всех аварийных потребителей принимаем согласно

прототипу судна равную P_АВ = 201 кВт (смотреть таблицу 5.3).

Исходя из этого принимаем к установке аварийный дизель-генератор марки KTA19DMGE фирмы производителя «STX Engine» (i = 6, D = 159 мм,

S = 159 мм, Р = 350 кВт, n = 1800 мин^-1) [1].

Также на судне прототипе были установлены кислотные аккумуляторные батареи, обеспечивающие питание аварийного освещения, сигнализации, радионавигационного оборудования, средств связи и для пуска АДГ.

Таблица 5.3  Расчет мощности аварийного дизель-генератор

Потребитель электроэнергии	Кол -во, n	Рн, кВт	к.п.д.	cos н	Р= Рн/	Рп= Р‧n	Аварийный режим
							К	К	Р	Q
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1 Аварийное освещение		30	1	1	5,8	5,8	0,8	1	4,6	0
2 Сигнально-отличительные огни		0,6	1	1	0,6	0,6	0,7	0,6	0,3	0
3 Средства внутренней связи		1,5	1	1	1,5	1,5	0,5	0,5	0,4	0
4 Радио-навигационное оборудование		16	0,82	1	19,5	19,5	0,5	1	9,7	0
5 Система сигнализации и обнаружения пожара		1,4	1	1	1,4	1,4	0,8	1	1,1	0
6 Аварийный пожарный насос	1	33	0,89	0,90	31,5	31,5	1	0,9	33	13,7
7 Зарядный агрегат АБ	1	20	1	1	20,0	40,0	0,5	0,8	16,0	0
8 Компрессор пускового воздуха	1	54	0,89	0,90	25,8	51,6	0,5	0,8	36	10,0

Продолжение таблицы 5.3

9 Рулевое устройство	2	90	0,91	0,91	33,0	66,0	0,5	0,2	90	3,0
10 Балластно-осушительный насос	3	25	0,89	0,89	13,4	40,2	0,33	0,8	10,6	5,4
Мощность, потребляемая всеми потребителями									201	32,1

Таблица 5.4 – Аккумуляторные батареи судна прототипа

Description	Type	Voltage (V)	Capacity (AH)	Q’TY/Set	Set	Marker
Common use	SLD300-2	24	300	12	1	Hyundai Enercell
Radio use	SLD200-2	24	200	12	1	Hyundai Enercell
UPS use	ES200-12	240	200	20	1	Hyundai Jin

Вывод. В результате расчета была определена потребная мощность судовой электростанции для различных режимов работы проектируемого судна, по которой выбран оптимальный вариант комплектации СЭС. Также выбран аварийный источник электроэнергии, на случай выхода из строя основной электростанции.


6 Steam turbine speed automatic control system

6.1 General Description
The Woodward UG-25⁺ governor is a microprocessor controlled mechanical

hydraulic governor for controlling diesel, gas, or dual fuel engines, or steam

turbines. The UG-25⁺ includes enhanced control capabilities, such as start fuel and

boost limiting schemes. The additional transient fuel limiting (jump-rate) improves

the engine load acceptance and reduces transient emissions significantly.

The UG-25⁺ provides a fast-acting and high-work-output governor, without the

need for any auxiliary devices such as a start booster.

The UG-25⁺ offers speed control with software-selectable speed setpoints,

dynamics, fuel limiting, and start behavior.

Front panel and external speed settings make synchronization easy for generator

applications. A 4-20 mA speed setting is available for variable speed

applications or for remote synchronization or remote setting of speed/load.

Adjustable droop permits load division and balancing among paralleled prime

movers. Droop can be set with a knob on the front panel between 0-10%. The

load limiter knob allows you to limit the governor output stroke manually.

The UG-25⁺ uses an internal, self-contained oil system operating at 1034 kPa

(150 psi) internal pressure with an internal oil pump driven from the governor's

drive shaft. Oil pressure is maintained by a relief valve system with a drain to an

intimal oil sump.
The UG-25⁺ combines all the advantages of a traditional mechanical governor

with the state-of-the-art control algorithms for optimal engine operation.