Файл: Помухин, В. П. Дизельные установки, механизмы и оборудование промысловых судов.pdf

§ 8

Дизель-электрические установки

Как известно из истории развития судового дизелестроения, дй- зель-электрическая установка явилась первой в мире судовой энер­ гетической установкой с дизельным приводом и была применена на первом в мире теплоходе «Вандал», построенном Сормовским заво­ дом в 1903 г. Ввиду несовершенства отдельных элементов этот тип был вытеснен реверсивными дизелями с непосредственной передачей на винт.

В последнее время дизель-электрические установки получили широкое распространение, в частности на крупнотоннажных рыбо­ ловных судах-траулерах и на некоторых типах транспортных и про­ изводственных рефрижераторов отечественной постройки.

Данный тип установки обеспечивает следующие преимущества:

—хорошую маневренность и возможность получения малых скоростей;

—возможность непосредственного управления ходом судна из нескольких постов (рулевой рубки, кормовой рубки, машинного отделения);

— возможность работы гребного винта с полной мощностью как во время траления, так и на свободном ходу независимо от усло­ вий плавания;

—экономичную работу установки на всех режимах судна благо­ даря перераспределению мощности главных агрегатов на привод гребного винта, судовую сеть и привод траловой лебедки;

—максимальное уменьшение установочной мощности дизелей;

—возможность использования средне- и высокооборотных дизе­

лей, легких и малогабаритных;

— удобство компоновки механизмов и общее сокращение машин­ ного отделения благодаря размещению агрегатов в два яруса.

К недостаткам дизель-электрических установок можно отнести наличие сложных дополнительных механизмов — генераторов гребных электродвигателей, которые в отдельных случаях увели­ чивают построечную, а иногда и эксплуатационную стоимость и обслуживание, а также несколько снижают общий к. п. д. установки

(на 1,5—2,5%).

Энергетическая установка постройки ПНР в дизель-электр ическом исполнении большого морозильного траулера дедвейтом 1500 т показана на рис. 13.

Установка состоит из трех главных генераторов постоянного тока 1200 А, мощностью по 700 кВт, приводимых в действие четырех­ тактными дизелями мощностью по 810 кВт (110 л. с.) при 1000 об/мин, двух преобразователей с асинхронными генераторами трехфазного тока мощностью по 400 кВА, напряжением 400 В, частотой 50 Гц; одного.вспомогательного дизель-генератора, состоящего из. синхрон­ ного генератора трехфазного тока мощностью 400 кВА, напряже­ нием 400 В, частотой 50 Гц, приводимого в действие четырехтактным

31

дизелем мощностью 368 кВт (500 л. с.) при 1000 об/мин. Гребной элек­ тродвигатель постоянного тока 1200 А размещен в специальном по­ мещении.

Принятая электрическая схема позволяет подключать на об­ щие шины питание гребного винта, общесудовую сеть и траловую лебедку.

Для главной сети предусмотрен постоянный ток, а для общесу­ довой сети — переменный ток напряжением 380 В и частотой 50 Гц.

Рис. 14. Схема электрического привода винта и вспомогательной электро станции дизель-электрического траулера.

Питание вспомогательной сети производится через преобразователи от цепи привода гребного винта на всех режимах работы траулера, а также автономным вспомогательным дизель-генератором.

Во время стоянки в порту потребность в электроэнергии сравни­ тельно невелика, и для ее обеспечения достаточен вспомогательный генератор или питание с берега. При работе на промысле мощность для привода гребного винта увеличивается, и необходим запуск всех трех главных агрегатов.

На рис. 14 дана схема электрического привода винта и вспомога­ тельной электростанции. Главные генераторы, гребной электродви­ гатель, двигатели преобразователей, а также двигатель траловой лебедки соединены последовательно. Эта система обеспечивает ра­ боту любого числа главных агрегатов при любом количестве двига­ телей. Соответствующая защита обеспечивает высокую надежность

системы. Система создает более равномерную загрузку главных ге­ нераторов, чем в случае, когда от этих генераторов питается только один гребной мотор.

Работа траловой лебедки при значительном уменьшении требуе­ мой мощности на гребной винт увеличивает степень загрузки главных агрегатов. Это обстоятельство, а также возможность запуска необ­ ходимого числа агрегатов обеспечивает экономичную работу механиз­ мов на всех режимах. Постоянство частоты вращения дизелей и их равномерная нагрузка дают возможность использовать вакуумные испарители для дешевого производства пресной воды.

Судами, где дизель-электрические установки нашли весьма удач­ ное применение, являются отечественные транспортные рефриже­ раторы типа «Актюбинск», производственные рефрижераторы типа «Севастополь» и ряд других судов отечественной зарубежной пост­ ройки.

Электроходы «Актюбинск» и «Севастополь» приводятся в движе­ ние электрогребной установкой постоянного тока, состоящей из четырех дизель-генераторов, работающих на один гребной электро­ двигатель. Главная гребная установка проста в обслуживании, очень маневренна и обеспечивает судну скорость до 18 уз.

Потребности судна в электроэнергии полностью удовлетворяются тремя вспомогательными дизель-генераторами мощностью по 300 кВт.

Машинное отделение разделено на пять самостоятельных отсеков. Главные дизель-генераторы установлены на платформе в носовом отсеке. Перед главными дизель-генераторами расположено простор­ ное отделение, в котором сосредоточены насосы, сепараторы и дру­ гие вспомогательные механизмы. В кормовом отсеке, отделенном от носового водонепроницаемой переборкой, размещен гребной элек­ тродвигатель и на платформе над ним—три вспомогательных дизельгенератора. Котельное отделение находится над водонепроницаемой переборкой, занимая часть шахты машинного отделения, переходя­

встречно-движущимися поршнями и прямоточной продувкой. Ди­ зели развивают мощность 1320 кВт (1800 л. с.) при 810 об/мин. Генераторы рассчитаны на мощность по 1375 кВт при напряжении 500 В. Генераторы снабжены принудительной вентиляцией, обеспе­ чиваемой специальными вентиляторами и воздухоохладителями, работающими по замкнутому циклу. Дизели и генераторы установ­ лены на одной раме и крепятся к судовым фундаментам на резиновых амортизаторах.

Гребной электродвигатель постоянного тока имеет рабочую ча­ стоту вращения 125 об/мин. Главные дизель-генераторы и гребной электродвигатель управляются дистанционно, из двух постов управ­ ления, расположенных в рулевой рубке и центральном посту управления (ЦПУ) в машинном отделении. Переключение постов управления производится из ЦПУ с главного щита электродви­ жения.

34

В установках данного типа для повышения экономичности работы дизелей на частичных режимах предусмотрена ступенчатая регу­ лировка частоты вращения валов дизель-генераторов в пределах от 460 до 810 об/мин через каждые 50 оборотов. При этом частота вращения гребного электродвигателя плавно регулируется от 20 до 125 об/мин. Направление вращения гребного винта изменяется путем реверсирования гребного электродвигателя непосредственно из постов управления.

Полный ход судна обеспечивается работой четырех главных генераторов на оба якоря гребного электродвигателя. Работа лю­ бых трех генераторов на оба якоря гребного электродвигателя позволяет судну развивать скорость до 16 уз. При работе двух гене­ раторов на один якорь гребного двигателя (резервный вариант) судно развивает скорость до 14 уз.

Электродвижение находит широкое применение в энергетических установках плавучих баз, предназначенных для приема и перера­ ботки рыбы, т. е. там, где неизбежны большие колебания мощности.

Схема энергетической установки сельдяной плавучей базы, выполненной в дизель-электрическом варианте, приведена на рис. 15. В отличие от рассмотренной ранее, эта установка имеет два гребных электродвигателя, каждый из которых работает на свой гребной вал. Каждый из .четырех главных дизель-генераторов может питать лю­ бой гребной двигатель, поэтому данная установка является еще более универсальной и гибкой.

Наиболее полно преимущества электродвижения используются на судах с едиными электроэнергетическими системами. Дизель-ге­ нераторы, установленные на таких судах, не делятся на главные и вспомогательные, а вырабатываемая ими энергия в зависимости от режимов эксплуатации и производственных нужд распределяется между гребной электрической установкой и другими судовыми по­ требителями.

Примером установки, выполненной по такому принципу, может служить установка большого консервного рыболовного траулера (БКРТ) типа «Наталья Ковшова». Траулеры данного типа построены по заказу СССР французской верфью «Ателье э Шантье де Нант» и предназначены для добычи рыбы донным или разноглубинным тралом, переработки улова на консервы, мороженую рыбу и рыбную муку, для хранения переработанной продукции и ее доставки в порт.

Траулеры типа «Наталья Ковшова» имеют дизель-электрическую установку, работающую на переменном токе, и единую энергетиче­ скую систему для обеспечения движения и всех общесудовых нужд. В состав дизель-электрической установки входят три главных дизельгенератора, сдвоенный синхронный гребной электродвигатель, валопровод с винтом регулируемого шага, вспомогательный (стояночный) дизель-генератор, аварийный дизель-генератор, главный распреде­ лительный щит высокого напряжения, вспомогательный распреде­ лительный щит, сети канализации электроэнергии.

Основу энергетической установки составляет судовая электро­ станция переменного тока напряжением 2000/380 В и частотой 50 Гц.