Генератор аварийный электростанция буксирный теплоход
 Скачать 213.42 Kb.
|
Введениегенератор аварийный электростанция буксирный теплоход Современные речные суда как транспортные, так и в особенности технического флота характеризуется высокой степенью электрификации вспомогательных механизмов, а также наличием других крупных потребителей электроэнергии, в том числе бытовых (камбузные плиты, кондиционеры, осветительные приборы и т.п.). Поэтому мощности судовых электростанций достигают сотен киловатт и в некоторых случаях составляют 20 – 30 % от мощности главной установки. В связи с этим правильный выбор типа, мощности и числа агрегатов судовой электростанции имеет большое практическое значение при проектировании и эксплуатации электрифицированных судов, так как в значительной степени определяет величину первоначальных затрат и эксплуатационных расходов и оказывает значительное влияние на экономические показатели всего судна. Помимо выше перечисленного также необходимо правильно выбрать схему и аппараты защиты системы от токов короткого замыкания. 1. Задание на курсовой проектВариант №7. рейдовый буксирный теплоход, мощностью 800 л.с. Проект №Р131. Класс «О».Назначение: буксировка судов. Размеры, м: длина 34,7; ширина 8,3; высота (от ОЛ до верхней кромки несъёмных частей) 7,6.Водоизмещение, т: 610 (порожнем). Число мест для экипажа:7. Расчет судовой электростанции В настоящее время общепринятым является табличный метод расчета мощности судовых электростанций – он используется в практике всех проектных организаций, проектирующих вспомогательные механизмы и судовое электрооборудование речных судов. Достоинством этого метода является большая надежность, возможность анализа работы любого отдельного механизма или приёмника электроэнергии во всех режимах работы судна, возможность определения некоторых дополнительных показателей (расчетных значений реактивной мощности, средневзвешенного cos f и др.) Однако табличный метод имеет ряд существенных недостатков, главным из которых является его сравнительно невысокая точность, определяемая произвольным выбором некоторых коэффициентов, а так же трудоемкость И грамотность выполняемых расчетов. 2.1 Определение мощности судовой электростанции В основе табличного метода лежит составление таблицы в следующих основных режимах работы судна: 1 .Стоянка без грузовых операций. В режиме стоянки без грузовых операций главные двигатели и их вспомогательные механизмы не работают, не работают палубные механизмы, а также устройства радиооборудования (кроме судовой трансляции) и электрорадионавигации. В этом режиме работает судовое освещение, бытовое электрооборудование, отопительные котлы, некоторые механизмы судовых систем и устройств (например, санитарный насос, осушительный насос для сбора и перекачки подсланевых вод). 2. Маневрирование. Термин «Маневрирование» включает в себя различные варианты работы судна: съёмка судна с якоря, шлюзование, подход к причалу, швартовка и т.д. Общим для всех этих случаев является интенсивность работы таких судовых палубных механизмов как брашпиль, шпиль, рулевого устройства, буксирной лебёдки. Одновременно с этим работают ещё и главные двигатели, а так же обслуживающие их механизмы судовых систем и устройств, в ночное время является задействовано наружное освещение. Таким образом, этот режим является одним из наиболее тяжелых для судовой электростанции—как вследствие наибольшей суммарной мощности, потребляемой приёмниками электроэнергии, так и в смысле резких набросов и сбросов нагрузки при подключении или отключении крупных электродвигателей, таких например как электродвигатели брашпиля или пожарного насоса. 3. Ходовой режим Для данного судна этот режим является наиболее продолжительным в случае «ход с составом». В этом режиме работают главные двигатели, а значит и вспомогательные механизмы, обслуживающие их (охлаждающие насосы, топливные насосы, масленые насосы и т.д.), а также механизмы судовых устройств. Из палубных механизмов работает рулевого устройства. В этом режиме включается аппаратура автоматики и дистанционное управление главными двигателями, нагревательные устройства, радиооборудование, электронавигационное оборудование. Включается освещение и сигнално-осветительные огни, работают бытовые потребители, в том числе и камбузная плита. Общая нагрузка на генератор судовой электростанции в этом режиме сравнительно невелика, в особенности в режиме. 4. Аварийный режим. Под аварийным режимом понимается не авария судовой электростанций, а авария судна – то есть пожар, получение им пробоины или посадка на мель, а так же участие, а аварийно спасательных операциях. В случае аварии судна судовладелец несёт значительные материальные потери, а иногда подвергаются опасности и люди – пассажиры или команда. Поэтому не приходится жалеть средств, для предотвращения и ликвидации подобных режимов. В то же время трудно представить заранее, какой характер будет иметь авария и какими отягчающими обстоятельствами она может сопровождаться. Поэтому приходиться рассчитывать на самый тяжелый случай, когда для ликвидации аварии потребляется работа многих механизмов, в том числе таких, которые обычно одновременно не включаются. В первую очередь должны включаться пожарные и осушительные насосы, При этом необходимо предусмотреть их одновременную работу. Хотя мало вероятно, что на судне будет пожар и одновременно оно получит пробоину, однако известны случаи, когда в результате тушения пожара судно получило столько воды, что потеряло свою плавучесть, то есть тонуло. Так же в этом режиме могут работать вспомогательные механизмы главных двигателей, многие палубные механизмы: шпиль, брашпиль, шлюпочная лебёдка. В аварийном режиме многие потребители второстепенного значения могут отключаться, например бытовое оборудование. Однако нагрузка на генератор силовой электростанций в этом режиме остаётся одним из самых тяжелых по сравнению с другими режимами работы судна. Порядок составления таблицы. В первой графе таблицы перечисляются все без исключения потребители электроэнергии, имеющиеся на судне. При этом целесообразно разбить потребители на следующие группы : 1. Системы обслуживающие силовую установку. 2. Общесудовые системы. 3. Грузовое устройство. 4. Рулевое устройство. 5. Якорно-швартовое устройство. 6. Спасательное устройство. 7. Радионавигационное оборудование. 8. Прочее оборудование. 9. Аварийные потребители. Такое распределение позволяет более наглядно представить работу отдельных механизмов и потребителей электроэнергии в их взаимосвязи. В последующих графах указываются их все необходимые данные : - тип потребителя электроэнергии, - их количество, - расчетная мощность на валу механизма Р (кВт), - установленная номинальная мощность потребителя (двигателя) Р (кВт), - коэффициент использования двигателя Ки, Ки характеризует несоответствие выбранной мощности электродвигателя, расчетному значению мощности механизма вследствие имеющихся ограничений номенклатуры на оборудование Ки=Ру/Рр - номинальный КПД электродвигателя, гг; - номинальный коэффициент мощности потребителя, cos φн. Далее рассматривают работу каждого потребителя во всех режимах работы судна. Расчет судовой станции ведётся с учетом плавания судна в наиболее холодное время года, то есть осень, когда включаются приборы отопления и электрические грелки. В каждом режиме работы судна предусматриваются графы для следующих величин : Кзм – коэффициент загрузки механизмов в данном режиме. Кз – общий коэффициент загрузки электродвигателя. Кз = Кзм * Ки η– коэффициент полезного действия электродвигателя при данной загрузке Кз, cos φ- коэффициент мощности электродвигателя при данной загрузке Кз. Так как на некоторые типы электродвигателей значения КПД и cos φн при частичных нагрузках в каталогах не приводятся , как и в нашем случае, воспользуемся аналитическим определением КПД и cos при частичных нагрузках. Коэффициент полезного действия, определяется следующим образом: ֹ́ = 1 / [1+(1/ -1) * (α+Kз2)/(Kз(α+1)) где : ηн – номинальный КПД электродвигателя, Кз – коэффициент загрузки, α – коэффициент потерь для большинства электродвигателей можно считать α=1. Считая, что реактивная мощность, необходима для возбуждения машины, не изменяется при различных нагрузках машины, можно получить следующее выражение : Cos ֹ́ = Kз / √ ( Kз2 + tg2 ) где : tg φн – определяется по паспортному значению cos φн. Р – активная мощность, потребляемая приёмником электроэнергии в данном режиме, Р = (Ру * Кз * n)/ ֹ́ где : n – количество одновременно работающих механизмов (например при наличии двух вентиляторов М. О. может работать один или два вместе). Q – реактивная мощность, потребляемая приёмником электроэнергии в данном режиме, и определяется по формуле: Q = P * tg где : tg φн – определяется по найденному ранее значению cos φ. Необходимость введения в каждый режим таблицы дополнительного значения КПД и cos φ , определяется тем фактом , что в различных режимах работы они не остаются постоянными , вследствие изменения загрузки электродвигателей. Величины коэффициентов загрузки электродвигателей определяется произведением двух составляющих – коэффициента использования и коэффициента загрузки механизма. Величина Кзм не может быть определена точно и даётся для различных механизмов и режимов работы эмпирически, исходя из опыта эксплуатации тех или иных судов. Он представлен в таблице 7. Затем выбирается общий коэффициент одновременности работы потребителей для каждого из режимов работы судовой электростанции. Общий коэффициент одновременности учитывает не совпадения максимумов нагрузки приемников электроэнергии во времени и то обстоятельство, что ряд приемников работают не постоянно в продолжении данного режима. В более напряженном режиме работы например в режиме маневрирования и аварийном значение коэффициента одновременности берётся большим, чем в менее напряженных режимах работы. Необходимо учитывать и общее количество работающих потребителей в каждом режиме , при большом их числе вероятность одновременной их работе и совпадении максимумов уменьшается, при небольшом увеличивается. Ориентировочные значения коэффициента одновременности для различных режимов основных типов судов сведены в таблице 5. Далее для определения мощности, потребляемой от генераторов, суммарная мощность потребителей каждого режима умножается на коэффициент одновременности их работы , а также на коэффициент 1.05 , который учитывает наличие потерь энергии в кабелях и проводах распределительных сетей. Таким образом, окончательное значение необходимой мощности определяется в каждом режиме по следующим формулам : ΣРреж = ΣР*Ко*1.05 , - активная мощность, кВт ΣQреж = ΣQ*Ко*1.05 , - реактивная мощность, кВАр Для того, чтобы иметь представление о степени загрузки генератора реактивной мощностью, для каждого режима необходимо определить средне взвешенный коэффициент мощности, а также полную мощность по следующим формулам cos φср.взв. = ΣРреж / ΣSреж ΣSреж = (((ΣРреж2 + ΣQреж2))) Вследствие того, что коэффициент загрузки генератора требуемый Регистром /литература 5/, должен быть находиться в пределах 0.6-0.8, отметим, что генераторный агрегат наиболее целесообразно использовать в ходовых режимах. В режиме стоянки предусмотрен щит питания с берега. 3. Выбор числа и мощности генераторов, преобразователей и аварийных источников электроэнергии 3.1 Выбор количества и типа генераторных агрегатов |