船舶電站 第02章 電站參數選擇

1、第二章 電站參數選擇 第一節(jié) 概述 第二節(jié) 三類負荷法 第三節(jié) 需要系數法 電力負荷計算方法 o 根據實船負荷情況作記錄和統(tǒng)計 o 晝夜航行圖表法 適用于小船或電力輔機不多的船舶。 o 概率論法 對設計同類型船舶適用。 o 負荷系數法 方法最簡單，結果較準確，直觀且便于檢查。 o 計算機仿真計算 o 用算式計算船舶電力負荷 算式計算法結果通常偏大。 負荷系數法 o 又稱負荷表格法。分類： 需要系數法 三類負荷法 o 三類負荷法把負荷分成 偶然短時使用 重復短時使用 長期使用三類 第二節(jié) 三類負荷法 o一、船舶運行狀態(tài)及用電設備的分類 o二、負荷表的編制與計算 三類負荷法：基于電力負荷分類模型的

2、一種 電力負荷計算方法，考慮了艦船電力負荷的 特點，將影響負荷變化的因素分別用各自的 系數來表達，從而提高了計算精度。 一、船舶運行狀態(tài) o 民用船舶的運行狀態(tài)： 航行狀態(tài)； 進出港狀態(tài)； 離靠碼頭狀態(tài)； 停泊狀態(tài)； 裝卸貨狀態(tài)； 應急狀態(tài)； 應急發(fā)電機工作狀態(tài)。 水面艦艇的運行狀態(tài) o 停泊狀態(tài) n指艦艇停泊或靠岸，包括停泊日常訓練所需用電。 o 起錨防空狀態(tài) n包括起錨完畢到主機起動的整個備航狀態(tài)，同時要進行 防空，使用對空武器。 o 經濟航行狀態(tài) n以經濟航速在海區(qū)正常航行。 o 備戰(zhàn)經濟航行狀態(tài) n備戰(zhàn)經濟航行狀態(tài)是指編隊經濟航行并處于備戰(zhàn)狀態(tài)。 o 戰(zhàn)斗狀態(tài) n保證戰(zhàn)斗活動的所有電氣

3、設備投入工作。 用電設備分類-按用途和系統(tǒng)分類 o 機艙輔機 n包括為主機、鍋爐服務的輔機，以及全船性服務的輔 機。 o 甲板機械 n包括舵機、起貨機、錨機、絞盤機和舷梯起吊機等。 o 冷藏通風 n包括冷藏貨艙、伙食冷庫的空調裝置和通風機等。 o 機修機械 n包括車床、鉆床、刨床、電焊機及機艙起重行車等。 用電設備分類-按用途和系統(tǒng)分類 o照明及生活設備 n 包括照明、航行信號燈、強光燈、電熱 器、電灶、空調等。 o弱電設備 n 包括觀察、通訊和導航設備。 o其它特種船需要的設備和電力推進等 n 包括火炮、魚雷、水雷、導彈等的操縱機械 、發(fā)射機械、計算機指揮儀及消磁裝置等。 用電設備分類-按負

4、荷分類 o (1)第一類負荷 n 指船舶在某一運行狀態(tài)下連續(xù)使用的負荷。 o (2)第二類負荷 n 指在某一運行狀態(tài)下，短時或重復短時使用的 負荷。 o (3)第三類負荷 n 指船舶在某一運行狀態(tài)下偶然短時使用的負荷 ，以及按操作規(guī)程可以避開電站尖峰負荷時間 使用的負荷。 萬噸柴油機遠洋貨輪1、2、3負荷電氣設備分類 第類負荷第類負荷第類負荷 舵機 起貨機 起錨機 絞盤 主機淡水泵 主機海水泵 主機滑油使用泵 主機噴油嘴冷卻泵 排氣渦輪滑油泵 主機燃料油循環(huán)泵 透平發(fā)電機凝水泵 鍋爐燃油泵 鍋爐給水泵 鍋爐鼓風機 救火總用泵 救火泵 貨油泵 冷藏貨藏壓縮機 冷卻泵 鹽水接力泵 貨艙通風機 機艙

5、通風機 CO2室抽風機 冷藏機艙送風、抽風泵 廚房送風機抽風機 浴室、廁所抽風機 照明設備 助航、通訊用變流機 燃油離心分油器 輕柴油離心分油器 滑油離心分離器 燃料油駁運泵 輕柴油輸出泵 艙底泵 壓載泵 日用淡水泵 衛(wèi)生水泵 飲水泵 滑油輸送泵 熱水循環(huán)泵 蒸發(fā)器凝水泵 蒸發(fā)器給水泵 主空氣壓縮機 油灶鼓風機 空調壓縮機 空調淡水泵 伙食冷庫壓縮機 電動鍋爐給水泵 電動鍋爐強制循環(huán) 泵 充電機組 雷達 空調送風機 主機盤車機 機艙起吊機 車床 砂輪 鉆床 電焊機 求生艇吊艇機 舷梯起吊機 探照燈 二、負荷表的編制與計算 o 1.確定各項負荷的已知條件和數據 負荷名稱、用途、類別。 同種類負荷

6、的數量m。 負荷的額定數據，即機械軸上最大功率 。 機械軸所配電動機額定功率 ，額定轉速 、額定功率因數、額定效率 。 電動機利用系數 N JN P MN P 1 JN MN P K P 用電設備需要電網供給的最大功率 機械負荷系數 同時使用系數 1MN Sh K P P 0 n K m 2 J JN P K P 實際效率 -機械軸上實際需要功率 J P n該組同時工作的用電設備數目； m該組用電設備總數。 K2和K0可由實際調查得出 用電設備負荷系數附注有電設備負荷系數附注 主機冷卻泵0.6-0.9柴油機船滑油駁運泵0.65-1.0 主機滑油循環(huán)泵0.65-0.9淡水泵0.65-1.0 排氣

7、渦輪滑油泵0.7-1.0衛(wèi)生水泵0.8-1.0 噴油嘴冷卻泵0.7-1.0熱水循環(huán)泵0.8-1.0 輔鍋爐給水泵0.85-1.0主機盤車機0.8-1.0 輔鍋爐燃油泵0.65-0.9貨油泵0.6-0.85 輔鍋爐鼓風機0.6-0.85機修設備0.5-0.7 主空氣壓縮機0.75-1.0貨艙通風機0.6-1.0 燃油離心分油器0.65-1.0泵艙通風機0.7-0.9 滑油離心分離器0.65-1.0貨艙通風機0.6-0.8 輕柴油輸送泵0.65-1.0電熱器（包括電灶）0.5-0.9 重柴油輸送泵0.7-1.0消磁裝置1.0 主機循環(huán)泵0.7-0.9汽輪機船變流機0.35-0.8 主凝水泵0.65

8、-0.75充電機0.4-1.0 燃油泵0.75-0.85錨機0.6-0.9 主機滑油循環(huán)泵0.6-0.9舵機0.2-1.0 給水泵（貨船）0.65-0.75起貨機0.3-0.65 自動燃燒裝置0.8-0.9絞盤0.3-0.8 總用空氣壓縮機0.8-0.9絞車0.3-0.8 總用泵0.65-0.75無線電0.8-1.0 艙底壓載泵0.8-1.0探照燈0.8-1.0 救火泵0.75-1.0工作燈0.8-1.0 燃料油駁運泵0.75-1.0照明0.6-1.0 第一類負荷同時使用系數K0 名稱航行進出港靠離碼頭停泊海上停泊應急 輕柴油駁運泵0.30.30.20.2 重柴油駁運泵0.30.30.20.2

9、 滑油駁運泵0.20.20.20.2 滑油離心分油器0.30.30.3 燃油離心分油器0.30.30.3 主空氣壓縮機0.40.4 輔鍋爐給水泵0.30.30.30.30.3 蒸發(fā)器給水泵0.30.30.3 艙底泵0.50.3 艙底壓載泵0.50.3 污水泵0.20.2 衛(wèi)生水泵0.50.50.5 淡水泵0.50.50.5 熱水循環(huán)泵0.50.60.5 冷藏機0.30.20.20.30.2 空調冷卻水泵0.30.20.20.30.2 廚房用電0.40.40.40.40.40.2 回旋起貨機（起貨）0.50.5 回旋起貨機（變幅）0.30.3 回旋起貨機（回旋）0.30.3 絞車0.40.4 o

10、 (9)電動機負荷系數 同組用電設備所需有功功率 所需無功功率 12030 0 MNMN mK K K PmK K P P 00 QPtg -用電設備實際功率因數角 MN J JN J MN JN P P P P P P KKK 213 K0I、K0II選擇原則 o在大的艦船上，由于負載數量多，同時工 作的可能性小些。因此同時工作系數比負 載少的艦船可取小些。 o艦船活動愈緊張，同時工作系數就取得愈 大，因為設備的同時工作可能性愈大。 通常，K0I在0.8-1.0范圍內，K0II在0.3-1.0范圍內。 某狀態(tài)需要發(fā)電機供給的總功率 o 總有功功率： o 總無功功率： 式中： 該狀態(tài)下第、類負

11、荷總有功功率； 該狀態(tài)下第、類負荷總無功功率。 , II P P , II Q Q 1.05( IIII0II0 ）PKPKP 1.05( IIII0II0 ）QKQKQ o 在該狀態(tài)下負荷的加權平均功率因數 o 在該狀態(tài)下可能短時需要的最大負荷 B cos P Q B tg P Q 1 B costgcos IIImax PPP III P式中： 該狀態(tài)下第III類負荷總有功功率。 負荷表的編制過程 向輪機部門收集全船用電設備原始資料 ，包括 ，并據此從產品目 錄中找出 等數據。 確定運行狀態(tài)，并將全部用電設備分類連同 已知數據填入表中。 NMNJNJ nmPPP和、 cos和、 MN P

12、負荷計算表負荷計算表 序號序號用用 電電 設設 備備 名名 稱稱 數數 量量 最最 大大 機機 械械 軸軸 功功 率率 kW 電動機（額定）數據電動機（額定）數據所 需所 需 總 功總 功 率率 kW 電 動電 動 機 利機 利 用 系用 系 數數 K1 航航 行行 狀狀 態(tài)態(tài) 功功 率率 kW 轉轉 速速 r/min 效效 率率 % 功率功率 因數因數 cos 所需所需 功率功率 kW 機 械機 械 負 荷負 荷 系數系數 K 電動機電動機 負荷系負荷系 數數K 實 際 功實 際 功 率因數率因數 cos 同 時同 時 使 用使 用 系數系數 K0 所需有所需有 功功率功功率 kW 所需無所

13、需無 功功率功功率 Kvar 負 荷負 荷 類別類別 實 際實 際 效率效率 % 12345678910111213141516171819 甲甲 板板 機機 械械 1 2 3 4 類負荷總功率類負荷總功率P、Q（kW、kvar） 類負荷總功率類負荷總功率P、Q（kW、kvar） 類負荷總功率類負荷總功率P、Q（kW、kvar） 類負荷總功率考慮同時工作系數類負荷總功率考慮同時工作系數0.8時總功率時總功率 （kW、kvar） 類負荷總功率考慮同時工作系數類負荷總功率考慮同時工作系數0.3時總功率時總功率 （kW、kvar） 考慮同時工作系數后，考慮同時工作系數后，、類負荷總功率之和類負荷總功

14、率之和 （kW、kvar） 考慮網絡損失考慮網絡損失5%以后所需總功率（以后所需總功率（kW、kvar） 加權平均值功率因數加權平均值功率因數cosB 運行發(fā)電機（臺數運行發(fā)電機（臺數kW） 發(fā)電機負荷率（發(fā)電機負荷率（%） 備用機（臺數備用機（臺數kW） 確定系數K1 、K2和K0，并計算各組負荷所需 功率。 計算每一狀態(tài)下各類負荷所需總功率。 根據總同時使用系數K01 、K02并計及電網損 耗5%，確定各狀態(tài)所需的電站功率。 根據上述計算結果，查對產品目錄，選擇發(fā)電 機功率和數量，并核對各狀態(tài)下發(fā)電機負荷百 分率，最后用可能短時需要最大負荷校驗發(fā)電 機過載能力是否滿足。 3.選擇發(fā)電機的要

15、求 必須保證各種運行狀態(tài)下最大用電量并都有備用機 組，備用機組容量應不小于運行機組中最大一臺機 組的容量。主發(fā)電機一旦故障，能立即投入供電。 每臺機組運行負荷率為80%左右。 發(fā)電機的類型和功率應盡可能一致，以減少備品和 增強發(fā)電機組之間的換性，并聯運行也較方便。 艦船在停泊狀態(tài)的用電量小于最小一臺發(fā)電機的 50%時，可安裝停泊發(fā)電機。 發(fā)電機臺數應盡量少，以使維護簡單、管理方便， 但也不能太少，發(fā)電機長期輕載運行，這樣不經濟 。一般選用2-4臺。 應急狀態(tài)應單獨選應急發(fā)電機，不設備用機。 對于艦艇，為了提高其生命力，應增加發(fā)電機臺數 和電站數，如大型艦艇為3-4個電站，中小墊艦艇( 如護衛(wèi)艦、驅逐艦)不少于2個，小艇1個。當一艘 艦艇上有兩個電站時，每一電站要安裝兩臺發(fā)電機 ，實施分區(qū)供電以提高供電的生命力。 在知道發(fā)電機的單機容量后，可按配套產品目錄選出原動機。 第三節(jié) 需要系數法 o 需要系數：用電設備實際所需要的功率與額 定負載時所需的功率的比值 式中： 用電設備實際所需功率； 用電設備額定功率。 Sb C SN P K P Sb P SN P 一、計算方法 計算各類負荷的額定所需功率Psn、照明設備 和弱電設備的額定所需功率，即采用其安裝 總功率。 查表選擇各類負荷的需要系數入Kc。 起貨機負荷的需要系數。此系數隨起貨機電 氣控制方式和臺數而不同，可根