Расчёт мощности судовой электростанции табличным методом
 Скачать 36.17 Kb.
|
|
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волжский государственный университет водного транспорта" Пермский филиал КУРСОВОЙ ПРОЕКТ Тема: «Расчёт мощности судовой электростанции табличным методом» тип судна «Проект 301» по дисциплине (МДК): АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СУДОВЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ. Специальность 26.02.06 Эксплуатация судового электрооборудования и средств автоматики Выполнил: курсант III курса группы 32-ЭМ Медведев Р.И. Проверил: преподаватель Шереметьев В.Г. Пермь2020 Оглавление Введение Технические характеристики……………………………………..4 Основные потребители…………………………………………….5 Данные для расчёта мощности СЭС……………………………..6 Ходовой режим……………………………………………...………7 Режим стоянки без грузовых операций………………………….11 Режим работы с грузовыми операциями………………………..12 Режим маневрирования…………………………………………...13 Аварийный режим работы основной СЭС……………………...14 Специальные режимы……………………………………………..15 Мощность СЭС в различных режимах работы судна…………16 Заключение Введение Основной задачей курсового проектирования является разработка эскизного проекта электростанции для конкретного, реального типа судна. Судно является автономным сооружением и свою жизнедеятельность, как правило, должно обеспечивать собственными средствами. Поэтому к проектируемой электростанции в производстве и распределении электроэнергии предъявляется ряд жестких требований, основные из них таковы: 1) Надежная работа электростанции во всех эксплуатационных режимах работы судна, чтобы обеспечить бесперебойное снабжение потребителей электроэнергией. Для этого обычно предусматриваются: - установка на судне двух или более генераторных агрегатов (ГА); - резерв мощности источников питания; - применение специальных схем соединения электростанций. 2) Обеспечение высокого качества вырабатываемой электроэнергии, т.е. поддержание постоянства напряжения и его частоты на заданном уровне. Стабильность этих параметров, как правило, обеспечивается применением систем автоматического регулирования возбуждения генераторов и частоты их вращения. 3) Эффективная и экономичная работа источников электроэнергии; возможность быстрой ликвидации поврежденных участков; простота в управлении при переходе от одного режима работы к другому; безопасность обслуживания. Несоблюдение этих правил является причиной снижения технико-эксплуатационных параметров СЭС, а, следовательно, и надежности ее работы. Технические характеристики
Основные потребители
Данные для расчёта мощности СЭС D - водоизмещение судна, т (3570); N - мощность главных двигателей (ГД) судна; кВт. (2208) ; UС- номинальное напряжение судовой сети, В (220) ; fН - номинальная частота тока, Гц (50) ; РЭН - мощность наибольшей эпизодической нагрузки, кВт (98) ; РКВ - мощность кондиционеров воздуха, кВт (98) ; РК - установленная мощность электроплит камбуза, кВт (30) ; РБВ - суммарная мощность бытовой вентиляции, кВт (38) ; РБР - установленная мощность электроприводов брашпилей, кВт (30) ; РГМ - суммарная мощность грузовых механизмов, кВт (10,8) ; РКП - установленная мощность компрессоров сжатого воздуха, кВт (21) ; РХУ - мощность холодильной установки, кВт (3) ; РПВ - мощность периодически включаемых потребителей, кВт (86) ; РНО - мощность электронавигационного оборудования, кВт (2) ; РГД - суммарная мощность механизмов, обсуживающих СЭУ, кВт (18,4) ; РТЛ - мощность траловых лебедок, кВт (10). Основные параметры СЭЭС: род тока-трёхфазный переменный; напряжение системы Uc = 400В; частота тока fc = 50Гц Ходовой режим Среднюю мощность РХ, кВт, определяют из выражения: РX = 18 + 0,028N + kО × РХУ , где N – мощность главных двигателей энергетической установки, кВт; РХУ – мощность холодильной установки, кВт; kО – коэффициент одновременной работы, kО=0,85. РX = 18+0,028 × 2208+0,85 × 3; РX = 82,374 кВт. Расчетная мощность (кВт) ЭС с учетом эпизодической нагрузки составляет: РХ1 = РХ + РЭН , где РХ1 – средняя мощность приемников ходового режима с учетом эпизодической нагрузки, кВт; РЭН– наибольшая мощность приемника эпизодической нагрузки, кВт. РХ1 = 98 + 82,374; РХ1 =180,374кВт. Формулы для расчета мощности ГА в ходовом режиме имеют следующий окончательный вид: РРХ = (18+0,028N) + РЭН +kО × РХУ, при РЭН>РР.Б; РРХ = (18+0,028N) +РР.Б +kО × РХУ, при РРБ>РЭН, где РРБ– расчетная мощность бытовых приемников, равная: РР.Б = РР.К + РР.В + РР.КВ РР.К , РР.В– расчетная мощность камбузов и бытовых вентиляторов, кВт; РР.КВ – расчетная мощность для систем кондиционирования воздуха, кВт. Расчетные мощности РР.ВиРР.КВ определяются по формулам: РР.В = kСВ  РР.КВ = kС.КВ  где kС.В и kС.КВ.– коэффициенты для систем соответственно вентиляции и кондиционирования воздуха. Коэффициент kС.КВ принимается равным 0,7. Коэффициент kС.В находиться в функциональной зависимости от суммы установленных мощностей бытовых вентиляторов. Например, при ∑ P Bi равной 20, 50 и 100кВт, коэффициент kС.В равен соответственно 0,75; 0,47; 0,45. РР.Б = РР.К + РР.В + РР.КВ РР.Б = 32,1+0,7 × 38+0б7 × 35 РР.Б = 83,2кВТ РЭН>РР.Б – значит применяем соответствующую формулу РРХ = (18+0,028N) + РЭН +kО × РХУ РРХ = (18+0,028 × 2208) + 98 +0,85 × 3 РРХ =180,374кВт. Результаты расчетов по формулам и рекомендуется проверять по следующим выражениям, учитывающим энерговооруженность и особенности электрооборудования судна: РХ1=РР1+РР2+РР3+РР4+РЭН+ kО × РХУ, при РЭН>РРБ; РХ1=РР1+РР2+РР3+РР4+РРБ+kО × РХУ, при РРБ>РЭН, Где РР1, РР2, РР3, РР4 – расчетные мощности соответственно вспомогательных механизмов, обслуживающих главную энергетическую установку, электронавигационного оборудования, светильников, периодически включаемых приемников, определяемых по формулам:     Где η – к.п.д. трансформаторов или преобразователей, D – водоизмещение судна, т. Формулы, используют для определения мощности ЭС различных судов при наличии установленных расчетами и опытом эксплуатации, коэффициентов спроса для групп и приемников. В нашем случае РЭН>РРБ,следовательно используем формулу РХ1=РР1+РР2+РР3+РР4+РЭН+ kО × РХУ Pp1 = 0,8×18,4 Pp1 = 14,72 кВт Pp2 = 0,8×2 Pp2 = 1,6 кВт Pp3 = 1,44(8+0,56 × 3570/1000) Pp3 = 23,03 кВт Pp4 = 0,3 × 86 Pp4 = 25,8 кВТ РЭН = 98 кВТ kО × РХУ = 0,85 × 20 kО × РХУ = 17 кВт РХ1 = 14,72 + 1,6 + 23,03 + 25,8 + 98 + 17 РХ1 = 180,15кВт Режим стоянки без грузовых операций Среднюю расчетную мощность в данном режиме находят по формуле: РСТ = 11 + 0,002D+ kО× РХУ. Pст = 11+0,002 ×3570+0,8 ×3 Pст = 20,54кВт В эту мощность не входят мощности эпизодически включаемых приемников, систем кондиционирования воздуха, специальных вентиляторов, электрифицированного оборудования камбуза. Потребляемые мощности указанных приемников в режиме стоянки определяют как мощности в ходовом режиме. Расчетная мощность СЭС с учетом нагрузок эпизодических и бытовых приемников составляет: Рр.ст = (11+0,002D)+РЭН + kО×РХУ Рр.ст = (11+0,002×3570)+98+0,8×3 Рр.ст = 18,14 + 100,4 Рр.ст = 118,54 кВт Результаты расчетов рекомендуется проверять по формуле: РСТ1 = РР3 + РР4 + РЭН + kОРХУ; РСТ1 = 13,03 + 5,1+ 100,4 РСТ1 = 118,53кВт Режим работы с грузовыми операциями Мощность ЭС здесь определяет режим работы грузовых лебедок и механизмов, работающих на стоянке. Рабочий цикл грузовых лебедок (работа в повторно-кратковременном режиме) обусловливает полный характер суммарного графика нагрузки судовой ЭС и, соответственно, сложность расчета мощности электроприводов. Мощность ЭС определяется выражением: РСТ.Г = РСТ + РГМ , РСТ.Г = 20,54 + 10,8 РСТ.Г = 31,34 кВт где РСТ, РГМ – расчетные мощности в режиме стоянки без грузовых операций и мощности грузовых механизмов, кВт. Мощность грузовых лебедок при необходимости определяется выражением:  где n– число лебедок; VH – номинальная скорость подъема полного груза, м/с; GH– номинальная грузоподъемность лебедок, т. Pгл = (0,53+0,26) × 4 ×0,15 × 0,7 × 1,3 Pгл = 43 кВт Режим маневрирования Режим является обычно кратковременным (не более 1% времени работы судна), поэтому не влияет на определение мощности ГА. При необходимости ее находят по формуле: Рм = РРХ + 0,8(РБР + РПК) Рм =180,374+0,8(30+21) Рм =180,374+40,8 Рм =221,144 кВт где РБР и РПК – номинальные потребляемые мощности электродвигателей брашпилей и компрессора пускового воздуха, кВт. Аварийный режим работы основной СЭС В этом режиме за счет работы пожарных насосов и водоотливных средств мощность СЭС необходимо увеличить на 25-30 % по сравнению с мощностью в ходовом режиме: Ра = (1,25 …1,30)РРХ Ра=1.30×180,374 Ра=234,48 кВт Аварийная ЭС. Согласно требованиям Морского Регистра, мощность СЭС выбирается в соответствии с нагрузкой потребителей, которые должны работать в аварийном режиме. Такими потребителями являются: штурманское и радионавигационное оборудование, аварийное освещение,сигнальные огни, пожарные насосы, прожекторы, аварийная пожарная сигнализация, рулевые механизмы. При предварительном определении мощности АЭС, когда неизвестны мощности потребителей, работающих в аварийном режиме, можно принять: РАЭС = (0,3…0,35)РРХ Раэс=0,35 × 180,374 Раэс= 63,13 кВт Специальные режимы В зависимости от назначения судна рассчитывают мощности СЭС для специальных режимов. Например, для РТМ специальным режимом будет ходовой промысловый режим. Мощность этого режима рассчитывается по формуле: РСР = РрХ + РТЛ РСР = 180,374+10 РСР =190,374 кВт где РрХ – номинальная установленная мощность для ходового режима; РТЛ – мощность траловой лебедки. Мощность СЭС в различных режимах работы судна
Заключение В данной работе, я разработал эскизный проект электростанции для реального типа судна проекта «301», во всех эксплуатационных режимах работы судна, чтобы обеспечить бесперебойное снабжение потребителей электроэнергией. Я установил, что судно является автономным сооружением и свою жизнедеятельность обеспечивает собственными средствами, за счёт установленных на нём энергетических установок и соответствующих механизмов. В ходе работы мною были изучены и рассчитаны следующие режимы работа судна, а именно: ходовой режим, режим стоянки без грузовых операций, режим стоянки с грузовыми операциями, маневренный режим, аварийный режим, режим аварийной СЭС и специальный режим. После проведения табличного метода работы, я сделал вывод, что нагрузка на приборы рациональная и находится в промежутке от 69 до 75 процентов потребления установленной мощности. Самая большая нагрузка приходится на маневренный и аварийный режим работы судна. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
