Технические данные нефтеналивного танкера ASTANA

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине: «Судовые электроэнергетические комплексы»

Тема: «Расчет мощности судовой электрической станции судна «ASTANA»

АКТАУ 2015

Содержание

Введение . 3

Исходные данные . 5

1. Технические характеристики судна . 8

1.1 Общие сведения . 8

1.2 Главные размерения судна . 9

2. Главная энергетическая установка . 10

2.1 Вспомогательная энергетическая установка . 11

2.2 Основные параметры судовой СЭС .. 12

3. Расчет мощности СЭС и выбор генераторных агрегатов. 14

3.1 Предварительные замечания . 14

3.2 Расчет мощности СЭС по режимам работы .. 14

3.3 Выбор количества и мощности генераторных агрегатов . 15

4. Разработка схемы СЭЭС и ГРЩ... 20

4.1 Разработка ГРЩ и комплектация его аппаратуры .. 20

4.2 Расчет основных элементов ГРЩ ... 24

5. Расчет переходных процессов в СЭЭС.. 31

5.1 Предварительные замечания . 31

5.2 Расчетная схема цепи короткого замыкания и определение ее параметров 33

5.3 Расчет токов короткого замыкания на сборных шинах ГРЩ......... 34

5.4 Расчет тока КЗ на зажимах генератора . 37

5.5 Расчет тока короткого замыкания на зажимах мощного потребителя 40

5.6 Мероприятия по снижению токов КЗ . 42

Заключение . 45

Список литературы .. 46

Введение

Нефтеналивной танкер «ASTANA» относится к классу «река-море», оснащен двенадцатью грузовыми танками и одним отстойным танком, имеет балластные отсеки в двойных бортах и двойном дне.

Судно предназначено для перевозки сырой нефти и нефтепродуктов, с температурой вспышки паров менее 60 С. Предусмотрена возможность одновременной загрузки нескольких сортов нефтепродуктов в одном рейсе. Судно способно работать в различных погодных условиях, в районах с умеренно-холодным климатом.

Развитие судостроения нефтеналивных танкеров происходит с учетом особенностей и преимуществ супертанкеров, так как при перевозке нефти на морском судне транспортные издержки ничтожно малы. Сегодня большие танкеры и супертанкеры полостью автоматизированы и обслуживаются сравнительно небольшим по численности экипажем. Даже самая длительная перевозка ценного груз обходится намного дешевле, чем при эксплуатации обычного судна.

Актуальность работы.Судовой электроэнергетической системой (СЭЭС) называется совокупность судовых электротехнических устройств, объединенных процессом производства, преобразования и распределения электроэнергии и предназначенных для питания судовых приемников электроэнергии. Любую СЭЭС условно можно считать состоящей из трех частей, в первую из которых входят судовые электростанции (основные и аварийные), во вторую – силовая электрическая сеть, в третью – сети одноименных потребителей. Судовой электростанцией принято называть совокупность источников электроэнергии с главным распределительным щитом (ГРЩ), к которому они подключены. Электрическая сеть состоит из линии электропередачи и электрораспределительных щитов. В качестве преобразователей электрической энергии применяются как электромашинные, так и статические агрегаты. Электрораспределительные щиты входящие в СЭЭС, в зависимости от назначения подразделяют на главные, аварийные, районные, отсечные, групповые и щиты электроснабжения с берега. Главным электрораспределительным щитом называется щит, предназначенный для присоединения источников электроэнергии к силовой судовой электрической сети и для управления работой источников электроэнергии. Аварийным электрораспределительным щитом называется щит, предназначенный для присоединения аварийного источника электроэнергии электрической аварийной сети и управления работой аварийного источника электроэнергии. Районным электрораспределительным щитом называется щит, предназначенный для распределения электроэнергии в пределах определенного района и обеспечивающий электроэнергией два и более отсечных щита. Отсечным электрораспределительным щитом называется щит, предназначенный для распределения электроэнергии в пределах определенного отека судна.

Применение на судах электрической энергии в корне изменило условия их эксплуатации, намного облегчив трудоемкие судовые работы, улучшило условия судовождения и управляемость судна, сделало возможным постоянную радиосвязь судна, находящегося в море, с отдаленными на большие расстояния объектами, а также определение местонахождения судна при отсутствии видимости. Намного улучшились условия обитаемости судна в целом.

Основными элементами всякой судовой электроэнергетической системы являются:

Ø Источники электроэнергии;

Ø Распределительные устройства;

Ø Электрические сети;

Ø Потребители электрической энергии.

Цель работы – разработка проекта модернизации судовой электроэнергетической системы танкера «ASTANA» дедвейтом 12368 т, Для этого был произведён расчет мощности СЭС, выбор генераторных агрегатов, разработаны схемы СЭС и ГРЩ, рассмотрены вопросы автоматизации СЭЭС и произведён расчет переходных процессов в СЭЭС.

Научная новизна работы.

- В дипломном проекте разработана СЭЭС танкера ASTANA дедвейтом DW = 12368т.

- Аналитическим методом рассчитана комплектация СЭС в ходовом, стояночном, маневренном и аварийных режимах.

-Был произведен расчет переходных процессов СЭЭС.

- Определены максимальные значения токов при коротком замыкании в различных точках сети, произведена проверка основных элементов СЭС на термическую и динамическую устойчивость, произведен расчет провала напряжения СГ при пуске мощного электродвигателя, разработаны мероприятия по снижению провалов напряжения.

-В курсовой работе проанализированы характерные неисправности при эксплуатации синхронных генераторов и способы их устранения.

Исходные данные

Основные характеристики: Валовая вместимость 7224 тонн, дедвейт 12368 тонн. Длина 149,3 метра, ширина 12,3 метров, осадка 7 метра. Максимальная записанная скорость 10,0 узла.

KM(*) Основной тип класса судна или плавучего сооружения, построенного по правилам и под наблюдением Российского морского регистра судоходства.

«Ice1[1]» - Знак категории ледовых усилений судна (самостоятельное эпизодическое плавание в мелкобитом разреженном льду неарктических морей и в сплошном льду в канале за ледоколом при при толщине льда до 0.4).

«R1» - Знак ограничения района плавания (плавание в морских районах на волнении с высотой волны 3%-ной обеспеченности 8,5 м с удалением от места убежища не более 200 миль и с допустимым расстоянием между местами убежища не более 400 миль).

«AUT1» - Знак автоматизации (объем автоматизации механической установки, за исключением пассажирских судов и судов специального назначения, имеющих на борту специальный персонал более 200 человек, позволяет ее эксплуатацию без постоянного присутствия обслуживающего персонала в машинных помещениях и центральном посту управления).

“OMBO” – Знак управления одним вахтенным на мостике.

“Oil Tanker” – Тип судна

“(ESP)” – Знак освидетельствовния судов по расширенной программе

Тип судна – нефтеналивной танкер

D=15770т - водоизмещение судна;

N=2300 л.с. - мощность главных двигателей судна;

Р_эн=80 кВт - мощность наибольшего из эпизодически включаемых потребителей;

Р_пк=23 кВт - установленная мощность электроплит камбуза;

Р_бв=25 кВт - мощность бытовой вентиляции;

Р_кв=25 кВт - суммарная установленная мощность кондиционеров;

Р_гм=81 кВт - суммарная мощность грузовых механизмов;

Р_бр=60 кВт - установленная мощность электроприводов ЯШУ;

Р_кп=60 кВт - установленная мощность компрессоров сжатого воздуха;

Р_ху=82 кВт - установленная мощность холодильной установки судна;

Р_пв=131 кВт - суммарная мощность периодически включаемых потребителей;

Р_но=30 кВт - установленная мощность электронавигационного оборудования;

Р_гд=132 кВт суммарная мощность, потребляемая электромеханизмами обслуживания главных двигателей судна.

Технические данные сухогруза ASTANA приведены в таблице №1.

Таблица №1

Технические данные нефтеналивного танкера ASTANA

Продолжение таблицы №1

1. Технические характеристики судна

1.1 Общие сведения

Характеристики нефтеналивного танкера:

Водоизмещение D=17140 т;

Дедвейт (полная грузоподъемность судна), т;

DW = 0,71 * D = 0,71 * 15770 = 11196 т.

Скорость хода - 10 узлов;

Автономность - 200 суток;

Назначение судна – перевозка нефти и нефтепродуктов.

Район плавания – плавание в морских районах на волнении с высотой волны 3%-ной обеспеченности 8,5 м с удалением от места убежища не более 200 миль и с допустимым расстоянием между местами убежища не более 400 миль.

Судно удовлетворяет следующим Правилам, Конвенциям и нормам с учетом допущений и дополнений (принятых IMO):

- Международной Конвенции по охране человеческой жизни на море SOLAS-74/88;

- Международной Конвенции по предотвращению загрязнения с судов MARPOL-73/78;

- Международной Конвенции по созданию системы управления безопасностью плавания МКУБ (ISM-Code);

- Международной Конвенции по охране судов и портовых сооружений (ОСПС);

- Международной Конвенции по морскому праву UNCLOS;

- Международной Конвенции о грузовой марке LL-66.

1.2 Главные размерения судна

Длина между перпендикулярами, м;

м.

Наибольшая длина, м;

м.

Ширина по мидель шпангоуту, м;

м.

Осадка, м;

м.

2. Главная энергетическая установка

Энергетическая установка располагается в кормовой части судна.

Главная энергетическая установка (СЭУ) – основной механизм судна, преобразующий энергию топлива во вращательное движение гребного вала. В настоящее время на судах в основном используют дизельные установки. У рассматриваемого судна дизельная установка. Упрощенная схема ГЭУ представлена на рисунке 1.

Энергетическая установка располагается в кормовой части судна.

Главная энергетическая установка (СЭУ) – основной механизм судна, преобразующий энергию топлива во вращательное движение гребного вала. В настоящее время на судах в основном используют дизельные установки. У рассматриваемого судна дизельная установка. Упрощенная схема ГЭУ представлена на рисунке 1

Рисунок 1. Схема главной энергетической установки ГЭУ

Д – дизель; ВФШ – винт фиксируемого шага.

По заданной мощности N = 1050 кВт выбираем в качестве главного двигателя четырехтактный, нереверсивный, рядный, 6-ти цилиндровый дизельный двигатель с турбонадувом, промежуточным охлаждением и с прямым впрыском топлива фирмы «Wartsila Oyj Abp» марки 6L20.

Основные характеристики:

1. Номинальная длительная эффективная мощность N_е = 1050 кВт.

2. Цилиндровая мощность N_ец= 200 кВт.

3. Номинальная частота вращения n = 1040 об/мин.

4. Соотношение диаметра цилиндра к ходу поршня D/S = 20/28 см/см.

5. Число цилиндров I= 6.

6. Удельный расход масла gm = 0.5 кг/кВт∙ч.

7. Удельный расход топлива ge = 191 кг/кВт∙ч.

В качестве топлива для главной энергетической установки применено:

- легкое топливо – дизельное с температурой вспышки, определяемой в закрытом тигле, не ниже 393К.

- тяжелое топливо вязкостью не более 3000с при 38 ⁰ C с содержанием серы не более 3 % и температурой вспышки, определяемой в закрытом тигле, не ниже 393К.

Применяемые масла соответствуют ТУ на поставку главного двигателя, дизель-генераторов, турбогенератора, вспомогательных механизмов и инструкциям по их обслуживанию.

Расположение механизмов и прокладка труб в МКО выполнены с учетом удобства и безопасности их обслуживания, осмотра и ремонта.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: