2. Краткое описание проектируемого судна и его режимов работы

2.1. В конце 60-х гг. на морском транспорте появился новый метод перевозки грузов в специальной таре, которая называется контейнером.

Эта универсальная упаковка дает большую экономию труда во время перевозки; при стандартных размерах контейнеров и при соответствующем оборудовании судов обеспечивается очень быстрая погрузка и разгрузка и наиболее рациональное использование трюмов судна.

Оборудование судна для перевозки контейнеров состоит главным образом в том, что в трюмах располагают направляющие из профильной стали, в которых в вертикальном положении устанавливают и закрепляют контейнеры, что исключает их горизонтальные перемещения при крене судна.

Чтобы максимально использовать грузовместимость судов, часть контейнеров транспортируется как палубный груз. Поэтому должна быть гарантирована определенная прочность контейнеров в условиях волнения на море.

Высокие скорости и большая грузоподъемность современных контейнеровозов требуют установки очень мощных двигателей. Так, контейнеровоз «Евролайнер» при дедвейте 28432 т и скорости 26 уз. имеет в качестве двигателя газовую турбину с номинальной мощностью 39 643 кВт и максимальной 46 336 кВт.

Рис 2.1. Контейнерное судно:

						Лист
					МКТФ ОНМА. 5.07010407. КП. СЭЭС. 17-443	6
Изм.	Лист	№ докум.	Подпись	Дата

1. расположение контейнеров в ячейках с направляющими из угольников

2. контейнеровоз без собственных грузовых средств с двумя рядами контейнеров на палубе

3. поперечный разрез контейнеровоза с грузовым мостовым краном; схема перегрузки контейнера с поезда или полуприцепа

Район плавания - неограниченный, знак автоматизации: А2.

2.2. Режимы работы судна (судовой электростанции )

В данном курсовом проекте рассчитана нагрузка судовой электростанции для пяти режимов работы судна (электростанции):

1. стоянка без грузовых операций;

2. стоянка с грузовыми операциями;

3. ходовой режим;

4. маневрирование;

5. аварийный с сохранением работоспособности основной электростанции.

Рассмотрим некоторые особенности каждого из режимов применительно к транспортному судну. Эти же особенности характерны и для остальных типов судов.

В ходовом режиме не работают: якорно-швартовные устройства (брашпиль, шпиль, автоматические швартовные лебедки), грузовые устройства (лебедки и грузовые краны ), шлюпочные лебедки, главный компрессор, валоповоротное устройство и др.

В работе постоянно находятся: рулевое устройство, насосы, обслуживающие главные и вспомогательные двигатели (топливные, охлаждающие пресной и забортной воды, масляные), вентиляторы машинного отделения, трюмов и общесудовые, насосы питательной воды и циркуляционные котельной установки, система кондиционирования, камбуз (в течение рабочего дня), рефрижераторная установка, освещение (кроме палубного), радиооборудование, электрорадионавигационные приборы и др.

Нагрузка рулевого устройства невелика (25...30% ) вследствие малых кладок пера руля при работе авторулевого.

Периодически (эпизодически) включаются: вспомогательный компрессор (для восполнения утечек воздуха в системе пуска главного двигателя), пожарный насос (для скатки палубы), осушительный (для удаления предварительно очищенной при помощи сепараторов воды, образовавшейся вследствие утечек на деки в машинном отделении и трюмах), насосы общесудовых систем пресной и забортной воды (при понижении давления воды в этих системах) и др.

При необходимости работает электрооборудование мастерских.

В режиме маневров, например, при съемке с якоря (работает главный двигатель), к перечисленным выше постоянно и эпизодически работающим приемникам добавляются якорно-швартовные устройства, вместо подкачивающего компрессора пускового воздуха работает более мощный компрессор (из-за повышенного расхода воздуха вследствие частых пусков-остановок главного двигателя).

Одновременно повышается нагрузка на рулевую машину вследствие увеличения углов кладки пера руля. Работает пожарный насос для смыва грунта с якоря и якорь-цепи.

В зависимости от конкретных условий съемки, может быть включено палубное освещение, необходимое при укладки стрел лебедок и кранов по-походному, зачехлению палубних механйзмов, и при очистке палубы после окончания грузовых операций.

					МКТФ ОНМА. 5.07010407. КП. СЭЭС. 17-443	Лист
						7
Изм.	Лист	№ докум.	Подпись	Дата

В аварийном режиме (пожар или пробоина, или иные обстоятельства, влияющие на безопасность мореплавания) судовая электростанция наиболее нагружена при пожаре на судне.

В этом случае следует принять, что борьба с пожаром происходит на ходу судна (в штормовых условиях остановка главного двигателя всегда приводит к тому, что неуправляемое судно разворачивается лагом к волне и опрокидывается). Поэтому работают все приемники электроэнергии ходового режима, и дополнительно включаются пожарные насосы, а также насосы осушительной и балластной систем.

Пожарные насосы необходимы для борьбы с пожаром, а осушительные насосы - для удаления забортной воды, поступающей в судовые помещения вследствие тушения пожара, насосы_; балластной системы - для создания безопасного для судна крена и дифферента, т.е. для сохранения остойчивости судна.

В зависимости от расположения очага пожара, должны выключаться механизмы, продолжение работы которых способствует распространению пожара. Например, при пожаре в машинном отделении должны быть выключены вентиляторы МО.

При пожаре в трюмах должны выключаться трюмные вентиляторы, при пожаре в жилых и служебных помещениях - вентиляторы этих помещений или установка кондиционирования воздуха, подающая воздух в эти помещения и т.д.

При необходимости оставления судна используются шлюпочные лебедки.

В данном курсовом проекте следует принять, что пожар случился в одном из трюмов и борьба с пожаром происходит на ходу судна (работают приемники ходового режима) в темное время суток (включено палубное освещение ).

В режиме стоянки с грузовыми операциями не работают: рулевое и якорно- швартовное устройства, насосы, обеспечивающие работу главного двигателя (топливный, охлаждающие пресной и забортной воды, масляный), радиооборудование, электрорадионавигационные приборы, главный компрессор.

В работе находятся: грузовые устройства, палубное освещение, подкачивающий компрессор, насосы, обеспечивающие работу вспомогательных двигателей (тоцливный, охлаждающие пресной и забортной воды, масляный), уменьшенное количество вентиляторов машинного отделения, трюмные и общесудовые вентиляторы, насосы питательной воды и циркуляционные котельной установки, система кондиционирования, камбуз (в течение рабочего дня), рефрижераторная установка.

При необходимости может включаться валоповоротное устройство и

электрооборудование мастерской.

В режиме стоянки без грузовых операций не работают грузовые устройства, а все остальные приемники электроэнергии, перечисленные для режима стоянки с грузовыми операциями, остаются в работе.

Дополнительные сведения об особенностях работы отдельных приемников можно найти в приводимых примерах «Таблиц нагрузок судовой электростанции» из справочной и методической литературы (JI.2. стр. 44-47, J1.8. стр. 97-104).

Лист3. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА РОДА ТОКА, НАПРЯЖЕНИЯ И ЧАСТОТЫ.

Основные параметры СЭЭС:

1. Род тока - переменный

2. Частота - 50 Гц

3. Напряжение - 380В

3.1 Род тока

Решающим фактором для выбора рода тока являются требования, предъявляемые судовыми приемниками электроэнергии: электроприводами, электронагревательными приборами, электроосвещением, приборами управления и т.д.

Род тока СЭС определяется родом тока подавляющего большинства приемников. Немногие приемники другого рода тока в этом случае будут получать питание через преобразователи. Для электронагревателей и освещения с использованием ламп накаливания род тока не имеет значения. Для работы приборов управления судном - машинных и рулевых указателей, использующих сельсины - необходим переменный ток. Его также удобнее использовать для питания радиостанции и радионавигационных приборов. При переменном токе полную характеристику рода тока определяют по его частоте, а иногда и по форме кривой напряжения. Помимо этого необходимо знать систему напряжения на выводах источников электроэнергии.

В настоящее время на судах используется в основном переменный ток, частотой 50Гц, это позволяет унифицировать оборудование. На скоростных судах широко применяется постоянный ток, но использование переменного тока с частотой 400Гц, весьма перспективно, т.к. позволяет уменьшить габаритные размеры и массу электрооборудования и стоит дешевле, а это важно для судов на подводных крыльях и воздушной подушке.

На проектируемом судне применяют 3-фазный переменный ток.

3.2 Частота тока

Частота переменного тока на большинстве судов составляет 50 Гц, а на некоторых судах иностранной постройки - 60 Гц. Переход на повышенную частоту позволяет снизить массу и размеры СЭО. Так, при частоте 400 Гц суммарная масса и размеры всех элементов СЭЭС вместе с приемниками электроэнергии в 2-3 раза меньше, чем при частоте 50 Гц. Поэтому СЭЭС повышенной частоты (400 Гц) используют на судах, где массогабаритные показатели являются решающими, - это суда на подводных крыльях и воздушной подушке.

Повышение частоты СЭЭС транспортных судов проблематично по ряду причин. Электрические машины, трансформаторы и электромагнитные аппараты при частоте 400 Гц по сравнению с частотой 50 Гц создают более высокий уровень шума и радиопомех, имеют большую стоимость и меньшую надежность. Опыт эксплуатации АД при частоте 400 Гц и с частотами вращения 6000 и 8000 об/мин показал, что упомянутые АД не могут быть использованы для большой группы судовых электроприводов с частыми пусками (грузовых лебедок, кранов и др.). Это объясняется увеличением времени

					МКТФ ОНМА. 5.07010407. КП. СЭЭС. 17-443	Лист
						9
Изм.	Лист	№ докум.	Подпись	Дата

разгона до номинальной частоты вращения и высокими температурными напряжениями в АД при разгоне.

На проектируемом судне используется частота 50 Гц

3.3. Напряжение

Номинальное напряжение на выводах источников электроэнергии предназначено для питания судовой сети, не должно превышать следующие значения: 0,4кВ (400В) - при трехфазной системе переменного тока; 0,23кВ (230В) - при однофазной системе переменного тока; 230В - при постоянном токе. На некоторых специальных судах и судах технического флота для электроприводов большой мощности допускается применение трехфазной системы напряжения до ЮкВ

Напряжение выбрано 380 В как наиболее безопасное.

3.4. Качество электроэнергии.

Род тока СЭС определяется родом тока подавляющего большинства приемников. Немногие приемники другого рода тока в этом случае будут получать питание через преобразователи. Для электронагревателей и освещения с использованием ламп накаливания род тока не имеет значения. Для работы приборов управления судном - машинных и рулевых указателей, использующих сельсины - необходим переменный ток. Его также удобнее использовать для питания радиостанции и радионавигационных приборов. Электродвигатели постоянного тока с асинхронными электродвигателями при одном и том же токе развивают большой пусковой момент, и позволяет более простыми способами регулировать частоту вращения. Эти двигатели обычно используют для привода механизмов с частыми пусками при большом начальном сопротивлении. В этом случае основное число электродвигателей на судне составляют двигатели постоянного тока. Постоянный ток имеет не только положительные качества, но и свои недостатки. В условиях влажности постоянный ток снижает качество электроизоляции. В сетях, где протекает постоянный ток, появляются блуждающие токи и токи утечки, предвещающие коррозию.

При переменном токе полную характеристику рода тока определяют по его частоте, а иногда и по форме кривой напряжения. Помимо этого необходимо знать систему напряжения на выводах источников электроэнергии.

В своем курсовом проекте я выбираю переменный ток из-за того, что СЭЭС дает возможность: преобразовать напряжение с помощью трансформаторов; разделять СЭЭС с помощью трансформаторов на отдельные электрические не связанные друг с другом части силовой и осветительной сети; получать электроэнергию от береговой сети без преобразователей; повысить уровень унификации судового электрооборудования с электрооборудованием общего применения.

					МКТФ OHM А. 5.07010407. КП. СЭЭС. 17-443	Лист
						10
Изм.	Лист	№ докум.	Подпись	Дата