Министерство образования и науки Украины

Киевская государственная академия водного транспорта

имени гетмана Петра Конашевича - Сагайдачного

Кафедра судовых энергетических установок,

вспомагательных механизмов судов и их эксплуатации

В.В. Мандровский, Э.А. Зайченко,

В.П. Футин, А.И. Сардак

Учебное пособие

по изучению дисциплины «Судовые энергетические установки и

электрооборудование судов» для студентов дневной и заочной

форм обучения специальности:

6.070104 «Судовождение».

Киев - 2009

УДК

Мандровский В.В., Зайченко Э.А., Футин В.П., Сардак А.И.

Судовые силовые установки и электрооборудование судов.

Учебное пособие – К. КГАВТ, 2009 - 285 с.

Учебное пособие содержит сведения о назначении и составе судовой энергетической установки (к энергетической установке будем относить все агрегаты и установки, в которых происходит преобразование энергии) и электрическом оборудовании судна. В пособии рассмотрены следующие вопросы:

- состава, классификации и назначения судовых энергетических установок (СЭУ);

- устройства, принципа работы и маркировки судовых дизелей;

- систем, обслуживающих судовую дизельную установку;

- систем автоматического управления судовыми силовыми установками (СЭУ);

- состава и принципа работы паротурбинных СЭУ;

- назначения, классификации систем кондиционирования воздуха, опреснительных установок;

- состава, классификации и назначения судовых электрических станций, распределительных устройств и сети, электрического освещения, нагревательных и отопительных приборов;

- устройства, принципа работы и назначения аппаратуры управления и защиты судовых электроустановок.

Уделено внимание рассмотрению систем управления электроприводов судовых механизмов, требованиям Регистра к судовым электроприводам.

Рассмотрены внутрисудовая электрическая связь и сигнализация, приборы управления судном, электробезопасность при эксплуатации судового электрооборудования.

Пособие предназначено для студентов специальности: 6.070104 «Судовождение».

Пособие оформлено в соответствии с требованиями технической и эксплуатационной документации, правил, инструкций и рекомендаций Регистра судоходства Украины. Рассмотрено и рекомендовано кафедрой судовых энергетических установок, вспомагательных механизмов судов и их эксплуатации. Протокол №5 от 05.11.2008 г., одобрено на заседании ученого Совета факультета Судовождения КГАВТ, протокол №6 от 02. 04. 2009г.

ил. 158, табл. 26, библиогр. назв. 7.

Рецензенты: д. т. н., профессор Ф.А. Кривошей

электромеханик I разряда В.Н. Грек

Компьютерный набор: Ю.А. Богдан

ВВЕДЕНИЕ

Современное судно оборудовано разнообразными машинами и механизмами, которые в совокупности и во взаимосвязи с устройствами и аппаратами образуют судовую энергетическую установку (СЭУ). С помощью СЭУ обеспечиваются движение судна и его маневры, безопасность плавания и живучесть, грузовые операции и другие функции в соответствии с назначением судна, сохранность перевозимого груза, нормальные условия для работы и отдыха экипажа и пассажиров.

О сложности СЭУ современных судов можно судить по таким данным: мощность главных двигателей достигает 80 МВт и более; мощности судовой электростанции бывает достаточно для энергоснабжения небольшого города, а паровых котлов - для отопления целого городского района; насосы на судне перекачивают сотни тонн воды, топлива и масла, а длина трубопроводов и кабелей составляет десятки километров; подача грузовых насосов на танкерах достигает 5000 м в час.

Для вырабатывания преобразования и расходования механической, электрической и тепловой энергии СЭУ должна потреблять органическое или ядерное топливо (в последние годы возрождаются транспортные парусно - моторные и с ветровыми двигателями суда, движущиеся частично или полностью за счет энергии ветра).

Со времен глубокой древности ход судна осуществлялся за счет энергии ветра. В начале ΧΙΧ в парусный флот стали вытеснять самоходные суда с ЭУ, преобразующими химическую энергию топлива. На протяжении почти 100 лет практически единственным типом СЭУ были паросиловые установки (ПСУ) с паровыми поршневыми машинами и паровыми котлами, работавшими на каменном угле или на дровах. В конце ΧΙΧ и начале ΧΧ вв. на судах стали устанавливать паросиловые котлотурбинные и дизельные ЭУ, а в ПСУ с поршневыми машинами или турбинами начали использовать жидкое нефтяное топливо.

После второй мировой войны началось развитие газотурбинных (ГТУ) и ядерных (ЯЭУ) энергетических установок. В 50-х годах полностью отказались от постройки судов с паровыми машинами и от использования каменного угля в качестве топлива. На судах стали применять преимущественно дизельные энергетические установки (ДУ).

В настоящее время большинство судов оборудовано дизельными энергетическими установками и лишь небольшая часть паро- и газотурбинными установками. Дизели сегодня – самые экономичные тепловые двигатели, позволяющие, кроме того, сравнительно просто автоматизировать основные производственные процессы на судне.

Важнейшими потребителями механической энергии кроме судовых движителей являются насосы, компрессоры, вентиляторы, палубные механизмы и др. Непосредственный привод таких потребителей от первичных двигателей - дизелей, паровых или газовых турбин - целесообразен только при больших мощностях двигателей или в случае специфических условий эксплуатации судна (например, на танкерах - паровой турбопривод грузовых насосов, на крупных промысловых базах и специальных судах - турбопривод холодильных центробежных компрессоров и т.д.).

Выдающиеся изобретатели конца ΧΙΧ века открыли широкую дорогу применению на судах электрической энергии.

Сначала электрическое освещение, затем электрические вентиляторы (1886 г.), электрический рулевой привод (1892 г.), электрифицированные шпили и грузоподъемные механизмы (1897 - 1903 г.г.) прочно завоевали место на судах.

В числе потребителей электрической энергии на судне - средства обеспечивающие навигацию и управление судном (гирокомпасы, эхолоты, радиолокационные станции, радиопеленгаторы, электрические телеграфы); многочисленные электроприводы механизмов (почти все из них с автоматизированным управлением), обслуживающих силовую установку судна (сепараторы масла и топлива, компрессоры, топливо и маслоперекачивающие, циркуляционные насосы); приводы палубных механизмов (шпили, брашпили, рулевые машины, шлюпочные лебедки); устройства обслуживающие нужды пассажиров и экипажа (освещение, отопление, вентиляторы, кондиционеры, насосы и др.). Поэтому в составе СЭУ всегда есть электроэнергетическая установка - судовая электростанция, в которую входят: вспомогательные двигатели, электрические генераторы (основные, резервные, аварийные), главный и местные распределительные щиты, специальные устройства (трансформаторы, выпрямители, преобразователи и др.) и кабели для подвода питания к потребителям, системы ДАУ, аварийно-предупредительной сигнализации и защиты.

Мощность электростанции зависит от назначения судна и его размеров. Особенно большая мощность СЭС (сопоставимая с мощностью ГД) на промысловых, исследовательских судах и базах, на пассажирских и специального назначения судах (например, на БМРТ мощность СЭС составляет 60 - 70 % мощности ГД). Это объясняется значительными расходами энергии на технологические нужды, работу специального оборудования или на создание комфортных условий для пассажиров. На универсальных сухогрузных судах и танкерах мощность СЭС обычно составляет 12 - 25 % мощности ГД.