Оценка электрификации судов

Оценка электрификации судов

А. Ф. Бурков,

канд. техн. наук,

профессор кафедры

«Электрооборудование

судов» Морского

государственного

университета

им. адм. Г. И. Невельского,

академик Российской

академии транспорта

Развитие судостроения, ремонта и модернизации эксплуатируемых судов сопровождаются изменением их электрификации. Оценка электрификации производится с использованием различных коэффициентов, объективность которых значительно варьируется. Анализ статистического материала показывает, что степень электрификации основных серий эксплуатируемых в Российской Федерации судов отечественной и зарубежной постройки не имеет четкой зависимости от времени постройки этих серий.

Электрификацию судов принято оценивать коэффициентами (степенями) электровооруженности (электрификации) у и уг

Коэффициент характеризуется отношением активной мощности судовой электростанции (СЭС) [1] Рхсэс (установленной суммарной активной мощности общесудовых генераторов) к водоизмещению Б судна [2]:

Р

^сэ^ кВт/т,

где Р-^сэс — установленная активная мощность общесудовых генераторов СЭС, кВт; Б — водоизмещение судна в полном грузу по летнюю грузовую марку, т.

Диапазон изменения коэффициента (степени) электровооруженности (электрификации) у составляет (0,020...0,350) кВт/т. Отмечено, что более низкие значения коэффициента у относятся к крупнотоннажным судам без грузовых лебедок и кранов, а более высокие — к пассажирским и рыбопромысловым судам, ледоколам и рефрижераторам.

По сведениям, приведенным в [3], степень электрификации у для наливных судов составляет (0,035.0,045) кВт/т, для сухогрузных судов — (0,100.0,130) кВт/т, для пассажирских судов — (0,140. 0,150) кВт/т, а для судов технического флота — (0,300.0,800) кВт/т.

Коэффициент у не является достаточно объективным при оценке электровооруженности (электрификации) судов, так как при опережающем увеличении водоизмещений Б судов увеличения мощностей судовых генераторов

' Есэс

он уменьшается.

Более убедительным является коэффициент у1, определяемый по формуле

Ъ ="

'1сэс

кВт/т,

Б-М,

где Шг—чистая грузоподъемность судна, т [2].

С целью дополнения и корректировки данных, приведенных в [2; 3], собран и обработан статистический материал по судам Дальневосточного бассейна (Дальневосточного, Камчатского и Сахалинского морских паро-ходств) с электроэнергетическими системами трехфазного переменного тока напряжением 380 В и частотой 50 Гц, охватывающий временной диапазон постройки от начала 1960-х до конца 1970-х гг.

По результатам работы коэффициент (степень) электровооруженности (электрификации) у1 судов для перевозки генеральных грузов заключается в пределах (0,117.0,269) кВт/т, судов для перевозки массовых грузов (лесовозов) — (0,118.0,197) кВт/т, контейнерных судов — (0,071.0,199) кВт/т [4].

По результатам обработанного статистического материала построены графики зависимостей у1 = (рис. 1). Цифры на рис. 1-4 означают количество исследуемых основных серий судов.

Кроме того, обработан статистический материал по широко используемым сериям морских транспортных судов России, построенных с начала 1960-х до середины 1990-х гг.

1ЧМ1 19И ]М ЦК ¡9№ ЮТ 1972 I™ 1916 1И8

- Суда для перевозки генеральных грузов

' - Суда для перевозки массовых грузов

- Контейнерные суда

Рис. 1. Графики зависимостей у1 = /(г) основных серий судов Дальневосточного бассейна

76 | «Транспорт Российской Федерации»

№ 2 (45) 2013

Рассчитанный по этим данным коэффициент электрификации у1 составляет

- Суда для перевозки генеральных грузов

' - Суда для перевозки массовых грузов

- Контейнерные суда

l%2 I 9Ы> 1071) WW 197» 1««2

-Ледокольно-транспортные суда

.......Суда для перевозки массовых грузов

-------Суда для перевозки массовых грузов

в)

-Суда с горизонтальным и горизонтально-

вертикальным способом грузовых операций

.......Рефрижераторные суда

....... Нефтеналивные суда

Рис. 2. Графики зависимостей у = /(г) основных серий транспортных судов России

у рефрижераторных судов, (0,114...0,392) кВт/т — у судов для перевозки массовых грузов, (0,126...0,274) кВт/т — у лесовозов, (0,164...0,392) кВт/т — у лесовозов-пакетовозов, (0,114... 0,298) кВт/т — у судов для перевозки массовых грузов (навалочни-ков), (0,047...0,655) кВт/т — у наливных транспортных судов, (0,075...0,655) кВт/т — у нефтеналивных судов, (0,047...0,077) кВт/т — у нефтерудонавалочников, (0,242... 0,471) кВт/т—у грузопассажирских судов.

По результатам обработанного статистического материала построены графики зависимостей у1 = Д£) (рис. 2а-в).

Основным недостатком коэффициента ур используемого для сравнительной оценки степени электрификации судов различного назначения, по мнению автора, является следующее. К исходным данным при расчете мощности СЭС относится установленная мощность судового электрооборудования (СЭО), режимы работы судна и т. д. Так как расчет и выбор числа и мощности генераторов СЭС на стадии проектирования или модернизации судов различного назначения представляет достаточно сложный процесс, вводятся определенные допущения. В связи с этим мощность генераторов СЭС, а следовательно, и коэффициенты степени электровооруженности у и у1 рассчитываются с погрешностями, величины которых зависят от корректности и количества вводимых допущений.

В этом случае для оценки степени электрификации судов представляется целесообразным введение показателя (коэффициента) в, который исключает погрешность результатов расчетов мощности СЭС и определяется по предлагаемой в [1] формуле:

р = кВт/Т,

D-Mr

-Суда для перевозки генеральных грузов

-------Суда для перевозки массовых грузов

....... Контейнерные суда

Рис. 3. Графики зависимостей в = Дг) основных серий судов Дальневосточного бассейна

ности (электрификации) в серий морских транспортных судов России постройки начала 1960-х — середины 1990-х гг.

У судов для перевозки генеральных грузов коэффициент в составляет (0,183...0,745), у контейнерных судов — (0,211...0,665) кВт/т, у судов с горизонтальным и горизонтально-вертикальным способом грузовых операций (ролкеров) — (0,624...0,782) кВт/т, у ледокольно-транспортных судов — (0,793...0,868) кВт/т, у рефрижераторных судов — (0,793...0,801) кВт/т, у судов для перевозки массовых грузов (лесовозов) — (0,248...0,842) кВт/т, у лесовозов-пакетовозов — (0,522...0,664) кВт/т, у нава-лочников — (0,277...0,357) кВт/т), у наливных транспортных судов (нефтеналивных судов) — (0,222...0,870) кВт/т (рис. 4).

Анализ полученных результатов показывает, что развитие элек-

где ^сэо - суммарная установленная активная мощность СЭО, кВт.

Результаты расчетов коэффициентов электровооруженности (электрификации) в рассматриваемых серий судов Дальневосточного бассейна постройки начала 1960-х — конца 1970-х гг. приведены в [5]. У судов для перевозки генеральных грузов он равен (0,240...0,745) кВт/т, для перевозки массовых грузов — (0,248...0,731) кВт/т, контейнерных судов — (0,211...0,665) кВт/т; рефрижераторных — (0,793...0,801) кВт/т (рис. 3).

В [5] представлены результаты расчетов коэффициентов электровооружен-

Суда для перевозки генеральных грузов

- Суда для перевозки массовых грузов

- Контейнерные суда

Рис. 4. Графики зависимостей в = Ж) основных серий транспортных судов России

б)

№ 2 (45) 2013

«Транспорт Российской Федерации» | 77

трификации рассматриваемых серий судов сопровождается изменением коэффициентов (степеней) электровооруженности (электрификации) у, ух и ß в функции времени постройки серий судов, причем:

• у основных серий судов Дальневосточного бассейна минимальные значения коэффициента ух относятся к сериям судов, начало постройки которых преимущественно охватывает временной диапазон 1963-1965 гг., а максимальные значения — 1973 г.;

• у основных серий судов Дальневосточного бассейна минимальные значения коэффициента ß относятся к сериям судов, начало постройки которых соответствует 1965-1970 гг., а максимальные значения — 1963-1973 гг.;

• у основных серий транспортных судов России минимальные значения коэффициента у относятся преимущественно к сериям судов, начало постройки которых охватывает временной диапазон 1960-1974 гг., а максимальные значения — 1973-1990 гг.

У основных серий судов Дальневосточного бассейна интегральные показатели трех экстремумов коэффициентов y имеют следующие значения:

• суда для перевозки генеральных грузов: min = 0,123 (начало постройки серий — 1967 г.), max = 0,251 (1970 г.);

• суда для перевозки массовых грузов (лесовозы): min = 0,127 (1962 г.), max = 0,187 (1974 г.);

• контейнерные суда: min = 0,091 (1970 г.), max = 0,173 (1975 г.).

Интегральные показатели трех экстремумов коэффициентов ß имеют значения:

• суда для перевозки генеральных грузов: min = 0,287 (1965 г.), max = 0,657 (1971 г.);

• суда для перевозки массовых грузов (лесовозы): min = 0,356 (1965 г.), max = 0,704 (1967 г.);

• контейнерные суда: min = 0,332 (1970 г.), max = 0,562 (1975 г.).

У аналогичных типов морских транспортных судов России интегральные показатели трех экстремумов ух следующие:

• суда для перевозки генеральных грузов: min = 0,122 (1969 г.), max = 0,271 (1966 г.);

• суда для перевозки массовых грузов (лесовозы): min = 0,131 (1963 г.), max = 0,259 (1969 г.);

• контейнерные суда: min = 0,110 (1975 г.), max = 0,186 (1978 г.).

Интегральные показатели ß имеют соответственно значения:

• суда для перевозки генеральных грузов: min = 0,237 (1964 г.), max=0,657 (1971 г.);

• суда для перевозки массовых грузов (лесовозы): min = 0,295 (1967 г.), max = 0,781 (1967 г.);

• контейнерные суда: min = 0,345 (1973 г.), max = 0,557 (1975 г.).

Таким образом, электрификация основных серий эксплуатируемых судов отечественной и зарубежной постройки сопровождается изменением

коэффициентов (степеней) электровооруженности (электрификации) у, у1 и в при отсутствии общих устойчивых тенденций и закономерностей их изменений в функции времени постройки серий судов. Меньшие значения коэффициента у1 зафиксированы у контейнерных судов, а коэффициента в — у судов для перевозки генеральных грузов. Большие значения у1 относятся к судам для перевозки генеральных грузов, а в — к судам для перевозки массовых грузов (лесовозов).

Литература

1. Системы электроэнергетические судовые. Термины и определения [Текст]: ГОСТ 22652-77. М.: Изд-во стандартов, 1977. 4 с.

2. Сиверс П. Л. Судовые электроприводы. Изд. 2-е. М.: Транспорт, 1975. 456 с.

3. Богословский А. П., Певзнер Е. М.,. Фрейдзон И. Р., Яуре А. Г. Судовые электроприводы. Справочник: в 2 т. / науч. ред. А. К. Юдин. Изд. 2-е, пере-раб. и доп. Т. 1. Л.: Судостроение, 1983. 352 с.

4. Бурков А. Ф. Электрификация судов и ее основные характеристики // Транспортное дело России. М.: ИПК «Московская правда». 2005. Спец. вып. № 3. С. 108-109.

5. Бурков А. Ф. Повышение эффективности технической эксплуатации судовых электроприводов. Владивосток: ИПК Морск. гос. ун-та им. адм. Г. И. Невельского, 2011. 417 с.

портал для специалистов транспортной отрасли

www.rostransDort.com

ифтчыл о мпиижи кк. ирнтнн Т1п11(:1ютчн;(ийш>и Фпкгущш

m (47| tpm тлрчыьф rpTTf«w pot** win J if* f-l  ВЫ ГЦ

l" Ш « 9ОДР ЯП

ratVrtAiw I во к itAridk* I

Пипнын hiMMrtuer! ifJnhHU^ .

L Ннгррмйч L A.

Цеюницы we

РИЦМВДЩЩ"

>H»).flHWW IfH: iw*4) Innefch}

* № Ifct—M »№14 IHmniKil T№

№ 2 (45) 2013