Разработка судовой электроэнергетической системы сухогруза проекта 1557

Целью ВКР является процесс технического осмотра и замены старой судовой электроэнергетической системы сухогруза проекта 1557 дедвейтом в 3350 тонн. на новую, расчет мощности СЭС и выбор генераторных агрегатов, разработать схемы СЭС и ГРЩ, автоматизация СЭЭС, расчет переходных процессов в СЭЭС. 

В первой главе предложено техническое описание судна проекта №1557, описание основных размерных параметров, установленной энергетики и СЭС.

Во второй главе производится технический расчет мощности СЭС с выбором необходимых генераторных агрегатов, при учете основных режимов работы, таких как: ходового режима работы, в режиме стоянки без рабочих операций, в режиме стоянки с рабочими операциями, режим маневра, режим аварийности.

В третьей главе ВКР производится разработка схемы СЭЭС и ГРЩ, с учетом подбора основных элементов ГРЩ, расчетом сборной шины и генераторных фидеров. Описывается основной расчет надежности системы генерирования.

Четвертая глава описывает включает в себя всю автоматизацию СЭЭС, где описаны основные требования регистра к постройке речных судов, классификации автоматической системы регулирования и обзор уже имеющиеся АСУ для речного сухогруза проекта №1557.

Пятая глава ВКР содержит технику безопасности и экологическую безопасность разработки СЭЭС для речного сухогруза. Описание опасностей основного технического и производственного травматизма при эксплуатации оборудования. Соблюдение всех противопожарных мер и защиты окружающей среды и водоемов. Описание возникающих неполадок и способы их устранения.

В шестой части дается экономический расчет основных капитальных вложений при разработке и эксплуатации СЭЭС, описание расчета затрат на топливо, масло и потребляемое электричество судном. Так же производится экономический расчет заработной платы экипажа и срок окупаемости.

АННОТАЦИЯ. 9

ВВЕДЕНИЕ. 11

1.     ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СУДНА.. 17

1.1.      Общие сведения об сухогрузном судне проекта 1557. 17

1.2.      Главные размеренные параметры судна «Сухогруз-М». 19

1.3.      Главная энергетическая установка судна. 20

1.4.      Вспомогательная установка энергетики. 22

1.5.      Основные параметры судовой СЭС. 23

2.     РАЗРАБОТКА СХЕМЫ СЭЭС И ГРЩ... 26

2.1.  Проектирование схемы судовой электростанции. 26

2.2.  Выбор шин для ГРЩ... 29

2.2.1.       Расчет тока сборной шины (СШ) 30

2.2.2.       Расчет тока ГШ... 31

2.2.3.       Расчет генераторных фидеров. 32

2.3.      Расчет надежности системы генерирования. 34

2.4.  Подбор кабеля. 35

2.5.  Подбор коммутационных аппаратов. 37

2.6.  Подбор электроизмерительных приборов. 38

2.7.  Подбор измерительных трансформаторов. 39

3.     РАСЧЕТ МОЩНОСТИ СЭС И ВЫБОР ГЕНЕРАТОРНЫХ АГРЕГАТОВ. 41

3.1.      Основные значения. 41

3.2.      Расчет мощности СЭС во время работы. 43

3.2.1.       Расчет показателей мощности СЭС в ходовом режиме (кВт) 43

3.2.2.       Расчет показателей мощности СЭС в режиме стоянки без рабочих операций (кВт) 43

3.2.3.       Расчет показателей мощности СЭС в режиме стоянки с рабочими операциями (кВт) 43

3.2.4.       Режим маневра (кВт) 44

3.2.5.       Режим аварийности при основной работе СЭС (кВт) 44

3.2.6.       Аварийная станция (кВт) 44

3.3.      Определение и выбор количества и мощности генераторных агрегатов. 44

3.4.  Выбор источника электроэнергии и трансформатора. 45

3.4.1.   Выбор трансформатора. 45

3.4.2.   Расчет мощности электростанции. 46

3.4.3.   Выбор источников электроэнергии судовой электростанции. 47

3.4.4.   Расчет мощности и выбора аварийного генератора 48

4.     АВТОМАТИЗАЦИЯ СЭЭС. 504.1.      Требования регистра к постройке речных судов. 51

4.2.      Общие требования к автоматизации речных судов. 53

4.3.      Обзор АСУ фирмы НПП «АМЭ» модель судна Проект 1557 «Сормовский». 55

4.3.1.       АСУ Проект 1557 «Сормовский». 55

4.3.2.       Структура системы. 57

4.3.3.       Система распределения мощности. 58

4.4.      Управление судовой электростанцией. 58

5.     ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ПРОЕКТА.. 60

5.1.  Возможные неисправности и их способы устранения. 60

5.1.1.       Генератор не возбуждается. 60

5.1.2.       Напряжение на генераторе понижено или уменьшен ток ротора при параллельной работе генератора. 60

5.1.3.       Напряжение на генераторе повышено и не регулируется. 61

5.1.4.       Устойчивые колебания напряжения генераторов. 61

5.1.5.       Ток ротора при параллельной работе сильно понижен (или повышен) 61

5.1.6.       Повышенный нагрев подшипников. 61

5.1.7.       Искрение щитка и обгорание контактных колец. 62

5.1.8.       Общий нагрев генератора. 62

5.1.9.       Чрезмерное нагревание обмотки статора. 63

5.1.10.     Активная сталь статора равномерно перегрета (при нормальной работе) 63

5.1.11.     Активная сталь местами сильно перегревается. 63

5.1.12.     Перегрев обмотки ротора. 63

5.1.13.     Повышенная вибрация генератора. 64

5.2.  Электробезопасность при эксплуатации СЭЭС. 64

5.3.  Мероприятия по защите жидких и газообразных веществ от статического электричества. 65

5.4.  Опасности механического и теплового травматизма. 67

5.5.  Пожаробезопасность. 67

5.6.  Охрана окружающей среды. 68

6.     ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ. 70

6.1.  Общие положения. 70

6.2.  Определение потребных капиталовложений. 70

6.3.  Определение прироста прибыли. 71

6.4.  Определение коэффициента эффективности капиталовложений. Ек и годового экономического эффекта Эф. 72

6.5.  Вывод по экономической главе. 73

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 74

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.. 76

ПРИЛОЖЕНИЕ А: Схема сухогруза Проекта №1557 «Сормовский». 79

ПРИЛОЖЕНИЕ Б: Судовая электроэнергетическая система проекта №1557 до модернизации. 80ПРИЛОЖЕНИЕ В: Таблица нагрузок в разных режимах работы. 81

ПРИЛОЖЕНИЕ Г: Судовая электроэнергетическая система проекта №1557 после модернизации. 85

ПРИЛОЖЕНИЕ Д: Схема электрическая принципиальная СЭЭС проекта №1557. 86

ПРИЛОЖЕНИЕ Е: Экономический расчет разработки СЭЭС сухогруза проекта №1557. 94

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. V.D. Vidineev, B.A. Ivanov, N.A. Alexandrov, B.T. Marinuk. Analysis and optinuzazation of natural gas liquefaction. Ninth international conference on LNG, vol.1 of2., Nice, France, Octobre 17-20, 1989.

2. Бармин И.В., Чечулин Ю.К., Купис И.Д. Сжиженный природный газ - альтернативный энергоноситель и доступное топливо. //Холодильное дело. - 1996. - №3

3. Береснев В.Н. Некоторые результаты исследований виброхарактеристик поршневого компрессора // Машины и аппараты холодильной техники и кондиционирования воздуха. - Л.,1978. №3. С.164-171.

4. Богомолов, В. С. Судовые электроэнергетические системы и их эксплуатация: учеб. для вузов /. – М.: Мир, 2006. – 320 с. 

5. Видякин Ю.А., Доброклонский Е.Б., Кондратьева Т.Ф. Оппозитные компрессоры. - Л.:Машиностроение, 1979.- 279с.

6. Граве, В. И. Электропожаробезопасность высоковольтных судовых электроэнергетических систем: учеб. пособие для вузов /. – СПб.: Элмор, 2003. – 160 с. 

7. Грезин А.Г., Громов А.В., Мельникова Н.С. и др. Использование сжиженного природного газа в качестве энергоносителя - задача государственной важности. //Холодильная техника. - 1999. - №9.

8. Гриб В.В., Сафонов Б.П., Жуков Р.В. Динамика механизма движения поршневого компрессора с учетом зазоров в подвижных соединениях. - Вестник машиностроения. 2002. №4. С.3-7.

9. Денисов, В. Г. Методы и средства технического диагностирования судовых энергетических установок: моногр. / . – Одесса: Фенiкс, 2008. – 304 с. 

10. Жадобин, Н. Е. Электронные и микропроцессорные системы управления судовых энергетических и электроэнергетических установок: учеб. для вузов. – М.: Проспект, 2010. – 528 с.