船舶电气与通讯-第三章船舶电源的种类及容量确定

第三章第三章船舶电源种类及容量确定3.1概述3.2船舶用电设备及运行工况3.3三类负荷法3.4需要系数法3.5船舶电站容量和台数确定3.6蓄电池容量确定3.7电源变压器容量确定3.13.1概述概述一、电源的种类船舶主发电机、应急发电机、蓄电池和变压器等。二、电力负荷计算的目的、意义选择发电机容量和台数的依据。影响船舶运行的可靠性和经济性三、发电机容量选择依据最大工况下的所需总功率，是选择主发电机的依据最小工况下的所需总功率，是选择主发电机低负荷下的最少台数应急工况下的所需总功率，是选择应急发电机的依据四、电力负荷计算基本方法前常用的方法有：需要系数法；三类负载法；日夜负载法;概率分析计算法;算式计算法;以某项特重负载为基数的计算方法等。车床、钻床、电焊机和盘车机等。1、动力装置用辅机滑油泵、海水冷却泵、淡水泵、鼓风机等。2、甲板机械锚机、绞缆机、舵机、起货机、舷梯机和起艇机等。3、舱室辅机生活用水泵、消防泵、舱底泵以及为辅锅炉服务的辅机等。4、机修机械一、船舶用电设备3.2船舶用电设备及运行工况5、冷藏通风空调装置、伙食冷库等用的辅机和通风机等。6、厨房设备电灶、电烤炉等厨房机械用辅机和电茶炉等。7、照明设备机舱照明、住舱照明、甲板照明等照明设备，还包括航行灯、信号灯以及电风扇等。8、弱电设备无线电通信、导航和船内通信设备等。9、自动化设备及其他自动化装置、蓄电池充放电设备、冷藏集装箱和艏侧推装置、电力推进船舶或特种工程船舶使用的推进电动机、生产机械和专用设备等。二、船舶的运行工况（5）应急工况民用运输船舶的典型运行工况大致划分如下：（1）航行工况（2）进出港工况（3）装卸货工况（4）停泊工况返回3.3三类负荷法电站容量的计算方法有许多种，三类负荷法是一种使用最多的统计全船电力负荷的计算方法。三类负荷法是一种在电力设备具有较充分的数据前提下进行全船电力负荷计算的方法。将全船电力负荷按照使用时间分为三类，并考虑负荷系数和同时系数进行计算。1．负荷分类　按负荷在某一工况下使用情况分为以下三类：（1）第Ⅰ类负荷：连续使用的负荷；（2）第Ⅱ类负荷：短时或重复短时使用的负荷；（3）第Ⅲ类负荷：偶尔短时使用的负荷以及按操作规程可以在电站尖峰负荷时间以外使用的负荷。　三类负荷的分法与船舶运行工况有关，如在航行工况中连续使用的负荷属于第Ⅰ类负荷；使用若干小时，停止使用若干小时的负荷属于第Ⅱ类负荷。在靠离码头工况中，虽然起锚机的工作时间较短，但在此工况中，它一直使用，因此也算做第Ⅰ类负荷。　表3-1万吨级柴油机远洋船舶的电气设备负荷分类表3-1万吨级柴油机远洋船舶的电气设备负荷分类第Ⅰ类负荷第Ⅱ类负荷第Ⅲ类负荷第Ⅰ类负荷第Ⅱ类负荷第Ⅲ类负荷舵机起货机起锚机绞缆机主机淡水泵主机海水泵主机滑油泵主机喷油嘴冷却泵排气涡轮滑油泵主机燃油循环泵透平发电机凝水泵锅炉燃油泵锅炉鼓风机消防总用泵燃油分油机轻柴油分油机滑油分油机燃油驳运泵轻柴油输送泵滑油输送泵舱底泵压载泵日用淡水泵卫生水泵饮水泵热水循环泵蒸发器凝水泵蒸发器给水泵主机盘车机机舱起吊机车床砂轮钻床电焊机救生艇吊艇机舷梯起吊机探造灯消防泵货油泵冷藏货舱压缩机冷却泵货舱通风机机舱通风机CO2室抽风机冷藏机舱抽风机冷藏机舱送风机厨房送风机厨房抽风机浴室、厕所抽风机照明设备助航、通讯用变流机主空气压缩机油灶鼓风机空调压缩机空调淡水泵空调送风机伙食冷库压缩机电动锅炉给水泵充电机组无线电雷达返回2．电动机负荷系数的计算（1）电动机利用系数Ｋ11K1K121PPK=121PPK=P11：电动机额定功率；：电动机额定功率；P22：电动机轴上拖动的机械设备的额定功率：电动机轴上拖动的机械设备的额定功率。。通常电动机的额定功率应略大于机械设备的额定功率（2）机械负荷系数K2232PPK=P3::电机拖动的机械设备的实际使用功率的实际使用功率（3）电动机负荷系数K321133KKPPK⋅==（4）电动机以额定功率运行时从电网吸收的需要功率PP44ePPη14=ηηee::电动机在额定功率时的效率电动机在额定功率时的效率eη（5）电动机实际消耗的功率P5431335PKPKPP=′=′=ηηηη''为电动机相当于功率为电动机相当于功率P2时的效率时的效率3．同时系数的确定（1）第Ⅰ类负荷考虑到各辅机和用电设备最大负荷的不同时性，同时系数选0.8～0.9。（2）第Ⅱ类负荷可按该负荷平均使用时间与工作周期之比来估算：用电设备一个工作周期期内的平均工作时间用电设备在一个工作周=0K（3）第Ⅲ类负荷通常可不考虑第Ⅱ类负荷同时系数4．负荷表的编制（1）根据轮机、舾装等专业提供的数据选择电动机和电气设备，并计算各电动机和电气设备的额定所需功率；（2）根据船舶类型选择所需计算工况，确定各工况下所需使用的电动机、电气设备和使用情况，并进行分类；（3）确定负荷系数，并计算各用电设备的实际使用功率；（4）计算每一工况下各类负荷的总功率，按其同时系数计算总负荷。在交流电制中，还需要计算无功功率和平均功率因数；（5）考虑5%的网络损耗，得出发电站的功率；（6）根据上述计算，选择发电机组，并核算各工况下发电机的负荷百分率，一般来说发电机应有10～20%的储备功率。3.4需要系数法1．负荷分类　连续负载、间断负载：（1）连续负载：连续运行的负载；（2）间断负载：间断运行（短时或重复短时运行）的负载；2．需要系数的确定负载实际需要功率是由各设备的种类及其使用方法决定的，可通过需要系数计算设备的额定输入功率，对电动机而言，就是其额定输入功率；对照明和弱电设备而言，可采用安装的总功率需要系数随船舶运行工况的不同而不同，对于一般运输船舶100%=×设备的需要功率需要系数设备的额定输入功率连续负载分类及其需要系数连续负载分类及其需要系数断续负载分类及其需要系数断续负载分类及其需要系数3．同时系数的确定间断负载不在同一时刻使用，因此在确定的条件下，可能运行的各间断负载的最大需要功率之和，比所有间断负载所需要的最大功率之和要小。可通过同时系数考虑船舶不同运行状态，同时系数是不同的，同时还受到船舶装载状况、航区和季节等影响，通常根据经验和实际试验结果确定。无精确计算值时，同时系数可选定为0.3-0.5范围内。100%=×运行的间断负载最大需要功率之和同时系数所有间断负载的最大需要功率之和4．负荷表的编制（1）根据轮机、舾装等专业提供的数据选择电动机和电气设备，并计算各电动机和电气设备的额定输入功率；（2）根据船舶类型选择所需计算工况，并按连续负载和间断负载，进行分类；（3）确定各设备需要系数，并计算各用电设备的实际使用功率；（4）计算每一工况下各类负荷的总功率，按选用间断负载的同时系数计算总负荷。（5）考虑5%的网络损耗，得出发电站的功率；（6）根据上述计算，选择发电机组，并核算各工况下发电机的负荷百分率，一般来说发电机应有10～20%的储备功率。以上计算过程可表示如下：名称额定功率效率消耗功率消耗总功率需要系数连续负载间断负载需要系数连续负载间断负载需要系数连续负载间断负载需要系数连续负载间断负载需要系数连续负载间断负载/kW/kW/kW％/kW/kW％/kW/kW％/kW/kW％/kW/kW％/kW/kW一、机舱辅机1主空压机组18.50.9120.44240.883514.38032.73514.33514.33514.312主机辅助鼓风机18.50.9020.67241.344016.52货油泵2290.88260.232520.451005203应急消防泵220.9024.58124.588019.74舱底泵150.8717.34117.348013.98013.98013.98013.95主机海水冷却泵组220.9024.58249.164019.74019.76主机淡(缸套）水冷却泵7.50.888.57217.14406.86406.867辅机海水冷却泵150.8916.85233.714013.54013.54013.58027.08主机空冷器清洗循环泵0.750.751.0011.009消防总用泵组550.9259.78159.7810舱底总用泵组550.9259.78159.787041.811主机气缸油输送泵1.50.752.0012.0012日用海水泵40.874.6229.25403.70403.70403.70403.7013日用淡水泵40.874.6229.25403.70403.70403.70403.7013日用饮水泵40.874.6229.25403.70403.70403.70403.7014热水循环泵40.874.6214.62803.70803.70803.70803.7015燃油输送泵40.854.7329.47403.79403.79403.79403.7916重柴油、轻柴油输送泵40.854.7329.47807.57807.57807.57807.5718主机滑油泵300.9132.97265.933523.13523.119油渣泵4.160.854.9214.92703.45703.4520扫舱泵750.9380.65180.656048.421专用压载泵组370.9140.66281.326048.823燃油废气组合式锅炉30.833.6413.64401.45401.4526空调海水冷却泵7.50.908.3818.38806.7806.7806.7806.727蒸汽凝水冷却泵7.50.898.4318.43806.74806.74806.74806.7428燃料油离心分油机5.50.876.36212.728010.28010.229滑油、重柴油和轻柴油离心分油机40.874.62313.878011.18011.130主机燃油供应单元50.885.6815.68804.55804.5531舱底水油水分离器4.20.864.8814.88803.91803.91803.91803.9132生活污水处理装置2.90.863.3713.3733电蒸汽热水柜12+2.214.67114.678011.78011.78011.78011.7DG511-026-03JS共4页第2页16000DWT成品油船电力负荷计算书停泊装卸货油应急序号电气参数航行进出港数量设备名称及代号名称额定功率效率消耗功率消耗总功率需要系数连续负载间断负载需要系数连续负载间断负载需要系数连续负载间断负载需要系数连续负载间断负载需要系数连续负载间断负载/kW/kW/kW％/kW/kW％/kW/kW％/kW/kW％/kW/kW％/kW/kW5炊事多用机0.751.000.7510.75600.45600.45600.45600.456微波炉1111.007饮水机1.151.1511.15600.69600.69600.69600.698电冰箱5515.00402.00402.00402.00402.009海水淡化装置5.65.915.90六、照明设备1舱室照明2020.00120.008016.08016.06012.06012.0204.002机舱及工作处所照明1515.00115.008012.08012.0609.007010.5304.503室外照明4.54.5014.50401.80803.60602.70602.70602.704航行信号灯具0.50.5010.50700.35700.35250.13250.13300.155信号灯、探照灯55.0015.00402.00603.00301.50301.50402.00七、通信导航设备1电罗经0.50.5010.50900.45900.45600.30800.402雷达1.31.3011.30801.04801.04500.653助航设备2.82.8012.80601.68601.68401.124船内通信设备11.0011.00800.80800.80600.60600.60600.605无线电设备1.51.5011.50600.90801.