Електрообладнання, електронна апаратура і системи управління контейнеровоза водотоннажністю 93000 тон

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ  УКРАЇНИ

ОДЕСЬКА НАЦІОНАЛЬНА МОРСЬКА АКАДЕМІЯ

 

Факультет: ЕЛЕКТРОМЕХАНІКИ І РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ

 

Кафедра: Суднової електромеханіки і електротехніки

 

 

ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА ДО ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТУ

на тему

Електрообладнання, електронна апаратура і системи управління контейнеровоза водотоннажністю 93000 тон.

 

Виконавець: Бурлака Дмитро Миколайович

Консультанти: _____________________________________

__________________________________________________

__________________________________________________

__________________________________________________

__________________________________________________

__________________________________________________

__________________________________________________

Завідуючий  кафедрою: ______________________________

Керівник:__________________________________________

Рецензент:_________________________________________

Нормоконтроль:____________________________________

 

м. Одеса

                  2010 р.

Анотація

 

Об'єм: сторінок -        , схем -        , креслень -        , таблиць -        .

 

 

У дипломному проекті розглянута електроенергетична система контейнеровозу типу водотоннажністю 93000 тон. Зроблено вибір усього необхідного електроустаткування, що повинне забезпечити нормальну роботу такого судна в характерних режимах його роботи.

 Розраховано потужність, та  вибрано електродвигун приводу насоса охолодження головного двигуна забортною водою. Розраховано та обрано кабелі і комутаційну апаратуру приводу, розроблена релейно-контакторна система управління електродвигуном.

Розрахована потужність суднової електростанції для основних режимів роботи судна на основі вибраного електроустаткування. Зроблено вибір числа генераторних агрегатів суднової електростанції, обрано системи збудження генераторів та комутаційну апаратуру. Розроблена система розподілення електроенергії по судну,однолінійна схема ГРЩ.

Проаналізовані системи та пристрої управління судном, представлена сучасна система керування головним двигуном, розроблена технологія та інструкція по експлуатації судової електроенергетичної системи.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Annotation 

 

Volume: pages -        , Components -          , drawings -         , tables -          .

 

 

       Degree in electrical power system design is considered the type of container tonnage 93000 tons. Made choice of all the necessary electrical equipment, which should ensure the normal operation of such vehicles in typical modes of operation.

       Calculated power, and selected motor drive pump outboard main engine cooling water. Calculated and selected cables and switchgear drive designed kontaktorna relay-system electric motor.

        Calculated output power for the ship's main modes of vehicles on the basis of selected electrical equipment. Made choice of the number of generator units ship power system chosen generator and switchgear. The system of electricity on the ship odnoliniyna MSB scheme.

        Analysed systems and devices of the ship, the modern control system the main engine, the technology and instructions for use of judicial power systems.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Перелік умовних  позначень

АВ - Автоматичний вимикач.

АДГ - Аварійний дизель - генератор.

АКБ - Акумуляторні батареї.

АКП - Автоматичний керуючий пристрій.

АПС - Аварійно - попереджувальна сигналізація.

АРЩ - Аварійний розподільний щит.

АРН - Автоматичний регулятор напруги.

АЦП - Аналогово цифровий перетворювач.

БВЧО - Блок виміру частоти обертання.

БККП - Блок контролю кривої пуску.

ГД - Головний двигун.

ГА - Генераторні агрегати.

ГСА - Граф схема алгоритму.

ГРЩ - Головний розподільний щит.

ДАУ - Дистанційне автоматичне управління.

ДГ - Дизель - генератор.

ДК - Допоміжний котел.

ЕЗА - Електричні засобі автоматизації.

ЕОМ - Електронна обчислювальна машина.

ЕУ - Енергетична установка.

КЗ - Коротке замикання.

ККД - Коефіцієнт корисної дії.

КСК ТЗ - Комплекс систем керування  технічними засобами.

КУ - Котельна установка.

MB - Машинне відділення.

МКВ - Машинно - котельне відділення.

ПД - Привідний двигун.

ПТЕ - Правила технічної експлуатації.

РЩ - Розподільний щит.

СДУ - Суднова дизельна установка.

СЕС - Суднова електростанція.

СЕУ - Суднова енергетична установка.

СОД - Середньообертовий дизель.

СУ - Система управління.

ТВ - Технічне використання.

ТЕ - Технічна експлуатація.

ЦПК - Центральний пункт керування.

 

 

 

 

 

ЗМІСТ

Вступ………………………………………………………………………………

1. Техніко-експлуатаційні характеристики та конструктивні особливості судна, головної енергетичної установки, допоміжних механізмів і систем..
1. Призначення й основні конструктивні особливості судна……….....
2. Енергетична установка…………………………………………………
3. Носовий підрулюючий пристрій………………………………………
4. Електростанція…………………………………………………………..
5. Рульова машина…………………………………………………………
6. Паровий котел…………………………………………………………...
7. Навігаційна система GPS……………………………………………….
8. Аварійне обладнання……………………………………………………
2. Розрахунок режимів роботи та вибір електропривода насосу забортної води:
1. Розрахунок та вибір електродвигуна………………………………….
2. Розрахунок та вибір комутаційно-захисної апаратури………………
1. Вибір автоматичного вимикача…………………………………….
2. Вибір кабелю…………………………………………………………
3. Розрахунок втрати напруги…………………………………………….
4. Вибір схеми живлення та управління…………………………………..

Графічна частина: 1. Принципова схема силової частини електроприводу 2. Функціональна схема системи управління.

3. Розрахунок суднової електроенергетичної системи (CEEC):
1. Розрахунок потужності СЕЕС для характерних режимів роботи судна, вибір кількості і типу агрегатів суднової електростанції……..
2. Вибір раціональної структури СЕЕС та розробка однолінійної схеми ГРЩ та АРЩ……………………………………………………………..
3. Вибір комутаційно-захисної апаратури ГРЩ, вибір генераторних автоматів………………………………………………………………….
4. Вибір системи збудження синхронних генераторів…………………..
5. Розрахунок провалу напруги СЕЕС під час пуску найбільш потужнішого споживача електроенергії……………………………….
6. Перевірка кабелю одного з найбільш віддаленого електропривода на втрату напруги……………………………………………………………

Графічна частина: 1. Однолінійна схема ГРЩ і АРЩ. 2. Система збудження СГ.

4. Аналіз системи та пристроїв управління судном:

4.1Система управління ДАУ головного двигуна…………………………

4.2 Технічні характеристики та  конструктивні особливості основних  пристроїв управління судном………………………………………………..

4.3 Технічні характеристики та  конструктивні особливості електро-радіонавігаційних пристроїв…………………………………………………

Графічна частина: 1. Структурна схема системи управління ДАУ ГД.

5. Розробка технології і інструкції  по експлуатації суднових електричних  систем і комплексів, електроприводу  охолоджуючого насосу, генераторів...

   Графічна частина: 1. Структурна схема системи управління технічного об’єкту, граф-схема алгоритму функціонування.

    Висновок

    Перелік використаної  літератури

     Додаток А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  Вступ

Важливою особливістю  розвитку сучасного суднобудування є широке впровадження сучасних технологій, що дозволяють здійснювати автоматизацію суднових технічних засобів. Судна транспортного флоту мають велику кількість різних електрифікованих механізмів, схем енергоустаткування та автоматики, які відрізняються значною різноманітністю систем керування. Сучасні технології дозволяють застосовувати різноманітні технічні засоби збору, перетворення, передачі й відображення інформації, формування, передачі й реалізації керуючих впливів на керовані об'єкти. Системи керування виконують повністю функції автоматичного регулювання, управління, контролю, захисту, діагностування стану технічних засобів за участю людини - оператора або без його особистої участі. На сучасних судах кількість споживачів електроенергії суднової електростанції безупинно збільшується, потужності споживачів ростуть, відповідно ростуть і потужності суднових електричних станцій. Відбувається підвищення рівня розвитку й удосконалювання електроустаткування суднових електростанцій у напрямках:

1.Розширення застосування комплексної автоматизації суднових електростанцій і систем.

2.Підвищення надійності, гнучкості й економічності електричних установок і станцій шляхом розширення електрифікації суден.

3.Підвищення якості  вироблюваної електричної енергії.

       4.Удосконалення конструкцій машин, апаратури, приладів шляхом впровадження нових технологій.

 

 

 

 

1. Техніко-експлуатаційні характеристики  та конструктивні особливості  судна, головної енергетичної  установки, допоміжних механізмів  і систем

1.1. Призначення та основні конструктивні особливості судна

Архітектурно - конструктивный тип судна: однопалубне, з баком, надбудовою, а також з бульбоподібним носом і крейсерською кормою.

Загальні характеристики:

• тип: контейнеровоз;
• довжина найбільша: L_нб = 335.00 м;
• довжина між перпендикулярами: L = 319.90 м;
• ширина: В = 42.80 м;
• висота до головної палуби: D = 19.52 м;
• осадка середня порожнем: d₀ = 12.215 м;
• осадка середня у вантажу: d = 14.323 м;
• тоннажність у повному вантажу: D = 96545.85 т;
• дедвейт: DW = 93000 т;
• швидкість у повному вантажу: V=24.5 вузол;
• район плавання: необмеженний;
• кількість трюмів: 10.

 Судно  призначене для транспортування  контейнерів розмірами 20 та 40 футів.

Дальність плавання – 23000 миль. Район  плавання – необмежений, швидкість судна в повному вантажі при 90% експлуатаційної потужності ГД – 24.5 вузол.

Судно – одногвинтове, однопалубне, з коротким баком, кормовим розташуванням МВ і житлової надбудови. Форштевень із бульбом. Корпус судна зварний, спроектований за змішаною системою набору.

На судні є каюти для розміщення 40 членів екіпажу.

Головним двигуном на судні встановлено  дизель типу SULZER 12RT-flex96c потужністю 61900 кВт.

Гвинт - бронзовий  суцільно литий, шестилопасний, фіксованого кроку.

На судні також встановлені  установка для очищення і знезараження стічних вод, система кондиціювання, протипожежна система.

 

2. .Енергетична установка

Головний двигун

Тип: дизель.

Марка: «Sulzer12RT-flex96c».

Мощность: 61900  кВт.

Частота обертання вала: n=94 об/хв.

Тип передачі на гребний вал: пряма.

Керування двигуном: із ходової рубки і ЦПУ.

Кількість гвинтів: 1.

Тип: гребний гвинт фіксованого  шагу.

Кількість лопастей: 6.

Крок: 8,666 м.

Діаметр: 8,490 м.

        Матеріал: Ni – Al – Bz .

 

                                 1.3. Носовий підрулюючий пристрій

Тип: HLA7 – 923 – 16Y;

Кількість полюсів: 10;

Напруга живлення, частота, В, Гц: 6600, 60;

Клас  ізоляції: F;

Частота обертання, об/хв.: 720;

Вага, кг: 19600;

Максимальна потужність: 3000 кВт.

1.4. Електростанція

Рід струму: змінний.

Напруга силової мережі: 6600 та 440 В.

Напруга мережі освітлення: 220 В.

Тип приводних двигунів, генераторних агрегатів: дизель.

             Кількість генераторів: 4.

         Потужність: 4 * 3200 кВА. 

1.5. Рульова машина

        Тип: Kawasaki, FE21-560-T050A;

         Обертаючий  момент: 5490 кН·м;

         Максимальний  робочий тиск, МРА: 23,5;

         Електричний  мотор, потужність kW: 160.

1.6. Паровий котел

- кількість,  тип: 1×МА08Р38;

- паропродуктивність, т/год: 6,0;

- тиск пару, Мпа: 0,69;

- горілка,  кількість, тип: 1×RP-500M;

- використання  пального за1 годину: 462 кг;

- діаметр  котла: 2400 мм;

- висота  котла: 6300 мм.

1.7. Навігаційна система GPS

Супутникова система навігації – GPS. Дозволяє в будь-якому місці Землі (включно приполярні області), майже за будь якої погоди визначити місце розташування та швидкість судна.

• тип: L1/3c code;
• кількість каналів: 14;
• оновлення: щосекунди;
• погрішність, м: 1-5 ;
• динамічний діапазон, дб: 100.

1.8. Аварійне обладнання

Аварійний дизель – генератор: 344,5 кВА.

Аварійний пожежний насос: 90 м³/год.

 

2. Розрахунок режимів  роботи та вибір електропривода  насосу забортної води.

     2.1 Розрахунок та вибір електродвигуна.

Визначення  потужності.

Потужність  на валові електродвигуна, необхідна  для обертання центробіжного насосу, визначається роботою, витраченою на підняття рідини: