1.2. Выбор мощности и количества основных ГА судовой электростанции

1. 2. Выбор мощности и количества основных ГА судовой электростанции

Согласно Правилам морского регистра РФ судовая электростанция (СЭС) должна:

· обеспечивать любой эксплуатационный режим;

· иметь запас мощности для модернизации судна в размере 20 % от расчетной.

Данным требованиям регистра соответствует станция с мощностью

P_СТ=Pmax+20%Pmax=2501;

где Р_ст – мощность станции; Р_max – значение мощности наиболее энергоемкого эксплуатационного режима по данным табл. 1. 2.

Выбрать оптимальную СЭС по критерию минимального годового расхода топлива предлагается по трем вариантам комплектации.

При формировании вариантов комплектации СЭС необходимо учитывать следующие требования:

· станция должна комплектоваться генераторами одинаковой мощности;

· загрузка генераторов в режиме не должна:

- превышать 90 % номинальной мощности генератора (Р_{н. г}) –регулируется количеством работающих ГА;

быть меньше 30 % Р_{н. г} – определяет максимальную мощность ГА:

· количество ГА в СЭС, с учетом резервного, не должно превышать 6.

Мощности генераторов выбираются из следующего ряда: 30, 50, 60, 75, 100, 150, 160, 200, 250, 300, 315, 400, 500, 600, 630, 750, 800, 1000, 1250, 1500, 1600. 2000, 3000, 3200.

 

Таблица 1. 3

Комплектация	Потребляемая мощность в режиме
		1764, 73	1764, 73	2214, 27	2214, 27	1229, 45
1x2000	Количество работающих генераторов
	Загрузка генераторов	0, 62789	0, 62788636	0, 73538636	0, 73539	0, 48918
2x1000	Количество работающих генераторов
	Загрузка генераторов	0, 83718	0, 83718182	0, 73538636	0, 73539	0, 65224
3x750	Количество работающих генераторов
	Загрузка генераторов	0, 83718	0, 83718182	0, 78441212	0, 78441	0, 65224

 

Удельный расход топлива определяется по загрузке генератора с использованием экспериментальных данных, представленных в табл. 1. 4.

 

Таблица 1. 4

Р*, о. е.	0, 43	0, 44	0, 5	0, 69	0, 75	0, 83	0, 87	0, 92	0, 96	0, 98	1, 0	1, 1	1, 25
q, г/кВт ч

 

 

Значения удельного расхода топлива по загрузке генераторов можно определять:

· программно.

Пример программной реализации расчета значений удельного расхода топлива по загрузкам генераторов в пакете Matlab с использованием полиномов 5-й и 3-й степеней:

 

· программа расчета

Pst=[0. 43 0. 44 0. 5 0. 69 0. 75 0. 83 0. 87 0. 92 0. 96 0. 98 1. 0 1. 1 1. 25];

Qst=[300, 298, 280, 245, 238, 232, 231, 229, 226, 229, 230, 233, 250];

Ppr=[0. 837 0. 837 0. 784 0. 784 0. 652];

Pol5=polyfit(Pst, Qst, 5);

Qpr5=round(polyval(Pol5, Ppr))

Qst5=round(polyval(Pol5, Pst));

Pol3=polyfit(Pst, Qst, 3);

Qpr3=round(polyval(Pol3, Ppr))

Qst3=round(polyval(Pol3, Pst));

RAZ=Qpr5-Qpr3

 

Результаты расчета значений удельного расхода топлива при использовании аппроксимирующих полиномов 5-ой (q₅) и 3-ей (q₃) степеней, а также их сравнение (табл. 1. 5).

Таблица 1. 5

Р1*	0, 62789	0, 62788636	0, 73538636	0, 73539	0, 48918
q5
q3
q5-q3	-1	-1			-1
Р2*	0, 83718	0, 83718182	0, 73538636	0, 73539	0, 65224
q5
q3
q5-q3					-1
Р3*	0, 83718	0, 83718182	0, 78441212	0, 78441	0, 65224
q5
q3
q5-q3					-1

 

Полученные значения удельного расхода топлива оформляются в виде табл. 1. 6.

Таблица 1. 6

Комплектация	Удельный расход топлива в режиме

 

Расчет годового расхода топлива. Годовой расход топлива зависит от графика работы судна. Варианты возможных графиков представлены в табл. 1. 7. Номер расчетного графика задает преподаватель. Я принял 3 график расхода топлива.

Таблица 1. 7

Номер графика	Длительность режима, % от 365 дней
% от года
дней
часов	2014, 8				613, 2

 

Объем годового расхода топлива в каждом режиме определяется по формуле

Суммарный объем потребляемого топлива для соответствующей комплектации будет равен сумме потреблений в режимах.

Таблица 1. 8

Комплектация	Объем потребляемого топлива в режимах					Годовой объем потребляемого топлива, т
	322, 62	140, 26	309, 22	618, 43	85, 30	1475, 83
	293, 52	127, 61	309, 22	618, 43	75, 39	1424, 17
	391, 37	170, 14	302, 77	605, 55	100, 52	1570, 35

 

Выбор комплектации СЭС по критерию минимального годового расхода топлива.

Несмотря на заданный критерий оптимизации, необходимо учитывать, что большое количество ГА приводит:

· к увеличению массогабаритных показателей СЭС;

·  к увеличению затрат на обслуживание;

·  к снижению установленной генерируемой мощности станции.

Поэтому при выборе комплектации надо принимать взвешенное решение.

На рисунке 1. 2 представлена упрощенная структурная схема СЭС, состоящая из трех основных и одного резервного генераторов.

Г1

Г2

Г3

Г4

Рис. 1. 2.

Ознакомившись со значениями годового объема потребления топлива, можно заметить, что наилучшим вариантом является выбор генераторов при 2x1000.

Выбираем следующий генератор.

Таблица 1. 9

Тип	Рн (кВт)	Iн (А)	Uвоз. н (В)	Iвоз. н (А)	Параметры генератора в о. е.
					ra	xd	xq	xs	xd'	xd"	xq"	Td0	Td’	Td”	ОКЗ
ГМ
1250-			-	-	0, 011	2, 05	1, 00	0, 093	0, 213	0, 127	0, 168	3, 50	0, 35	0, 015	0, 62

 

2. РАСЧЕТ УЧАСТКОВ КАБЕЛЬНОЙ СЕТИ

2. 1. Определение длин участков кабельной сети.

Расчет производится для четырех участков:

· ГА – Главный Распределительный Щит (ГРЩ);

· ГРЩ – щит освещения (ЩО), для U=220 B и U=3800 B;

· ГРЩ – ЯШ;

· ГРЩ – ПУ

Длина участков кабельной сети зависит от взаимного расположения источников и потребителей. На рис. 2. 1 показано их расположение на судне-прототипе.

L=120 м

Г   Р   Щ

Г

10 м

Щ О

ЯШ

ПУ

220 В

380 В

380 В

400 В

Рисунок 2. 1

Для определения длин расчетных участков кабельных сетей определяются:

· длина проектируемого судна L_пр = К_пр× L=1, 045*120=125, 455 м;

· расположение потребителей в плане судна в долях L; например:

 

· длина расчетных участков кабельной сети: l_i = к_тр× l^*_i, где к_тр – коэффициент «трассы», учитывающий особенности прокладки кабеля:

l_ЩО = 3, 5 * 62, 73 = 219, 56 м

l_ЯШ = 4 * 94, 09 = 376, 36 м

l_ПУ = 4, 5 * 81, 55 = 366, 98 м

l_ГРЩ = 10 м

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: