Эффективность берегового энергоснабжения судов

¡Выпуск 4

УДК 621.316 И. В. Приходько,

аспирант,

СПГУВК

ЭФФЕКТИВНОСТЬ БЕРЕГОВОГО ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ СУДОВ

EFFICIENCY OF COASTAL POWER SUPPLY OF VESSELS

Определена экономическая эффективность контроля систем «берег-судно» или «берег- док» при автоматизированных испытаниях судовых электростанций по энергосберегающей технологии с использованием промышленной электрической сети судостроительно-судоремонтного предприятия или порта.

Economic efficiency of the control of systems “coast-vessel” or “coast-dock” is determined at the automated tests of ship power stations with energy-saving technologies with use of an industrial electric network of the ship-building-ship-repairing enterprise or port.

Ключевые слова: экономическая эффективность, система «берег- судно», экономический эффект.

Key words: economic efficiency, system “coast-vessel”, economic effect.

В ЕВРОПЕ насчитывается 35 тыс. км водных путей, соединяющих тысячи городов и промышленных центров. По ним перевозится 11 % всего объема грузов, однако разработана специальная программа, чтобы увеличить грузоперевозки до 15 %. В России по внутренним водным путям сегодня перевозится всего 1,2 % объема грузов. В целом объем перевозок в 2008 г. остался на уровне предыдущего года — 151 млн т, несмотря на старение и уменьшение речного флота, состояние самих внутренних водных путей и гидротехнических сооружений. Несмотря на кризис, объем перевозок сохранился и в 2009 г. примерно на том же уровне. Общая протяженность внутренних водных путей с гарантированными габаритами судовых ходов увеличилась до 48 112 км. В 2000 г. она составляла всего 42 тыс. км. Увеличение протяженности внутренних водных путей с гарантированными габаритами судовых ходов и продление сроков навигации позволили более эффективно использовать водный транспорт для перевозки грузов и пассажиров.

Россия пока сохраняет приоритет в ряде сегментов судостроения — в частности, в строительстве судов смешанного река-море

плавания, кораблей и судов с динамическими принципами поддержания скорости. Кроме того, на российских судостроительных верфях возможно строительство атомных ледоколов, кораблей и судов на подводных крыльях и воздушной подушке, промысловых судов, плавучих буровых платформ и судов специального назначения.

В 2008 г. на реализацию подпрограммы «Внутренние водные пути» из федерального бюджета было выделено 4,58 млрд рублей, что в 1,8 раза больше, чем в предыдущем году. Это позволило начать реконструкцию на 43 гидротехнических сооружениях и еще на 19 объектах — проектно-изыскательские работы. Сегодня одновременно ведется комплексная реконструкция гидротехнических сооружений и внутренних водных путей в восьми бассейнах.

Новая программа развития внутреннего водного транспорта, несомненно, позволит решить многие проблемы. Планируемый объем его финансирования в 2010-2015 гг. составит более 200 млрд рублей, из них 160 млрд рублей — это средства федерального бюджета и 41 млрд рублей — частные инвестиции. Планируется увеличить протяженность внут-

ренних водных путей с гарантированными габаритами до 56 тыс. км. Россия наконец-то решила использовать свое богатство — крупнейшую в мире сеть водных путей. После этого речной транспорт сможет составить серьезную конкуренцию железнодорожному и автомобильному транспорту.

В настоящее время для обеспечения энерго- и ресурсосбережения при комплексных испытаниях судовых автоматизированных электростанций судов различного назначения применяется промышленная электрическая сеть судостроительно-судоремонтного предприятия [1, с. 25-28].

В рыночной экономике в последнее время для автоматизированных испытаний судовых электростанций по энергосберегающей технологии с использованием промышленной электрической сети судостроительносудоремонтного предприятия создаются электротехнические системы «берег-судно» или «берег-док» [2, с. 13-17; 3, с. 29-30].

Электроснабжение судов морского, речного и рыбопромыслового флотов при стоянках в портах, на ремонте или достроечных работах осуществляется от трехфазной четырехпроводной электрической береговой сети с глухозаземленной нейтралью. Для преднамеренного превращения замыкания фазного провода на корпус электроприемника в однофазное короткое замыкание береговые электроустановки имеют глухозаземленный нулевой защитный проводник с лимитированной величиной сопротивления [4, с. 1-10;

5, с. 167-168].

Годовой экономический эффект получается от внедрения разработанного электронного бесконтактного портативного прибора с тиристорным короткозамыкателем для контроля, измерения, диагностики и прогнозирования сопротивления цепи зануления между судном и берегом (доком) [2; 4], который обеспечивает:

— сокращение простоев судна, связанных с повреждением изоляции и выходом из строя электроустановок;

— снижение трудовых затрат, увеличение производительности и существенное сокращение времени профилактических измерений путем исключения нарушения

электроснабжения и отключения электроприемников;

— повышение электро- и пожаробезопасности при электроснабжении судов с берега;

— увеличение надежности работы электрооборудования за счет предупреждения электрического износа его изоляции;

— уменьшение эксплуатационных расходов, связанных с обслуживанием, ремонтом и устранением неисправностей элементов системы зануления и электроустановок;

— повышение надежности функционирования устройств защиты от однофазных коротких замыканий.

Составляющая эффекта от повышения электропожаробезопасности, надежности электроустановок, аппаратов защиты не подсчитывалась из-за отсутствия утвержденной методики. Представляется, что величина этой составляющей экономического эффекта является весьма значительной, так как отдельные отказы защит являются причиной развития аварии, пожара, приводящих к большому экономическому ущербу. Кроме стоимостных показателей, электронные портативные приборы с тиристорными короткозамыкателями улучшают условия труда и технику безопасности.

Определим экономический эффект от применения электронного прибора с тиристорным короткозамыкателем, возникающего в результате сокращения времени простоя судов в период стоянки, ремонта, строительных и достроечных работ, вызванных повреждением изоляции, неисправностями элементов электроэнергетической системы, отказами аппаратов защиты [6, с. 25-29; 7].

Затраты при простое судна в период эксплуатации равны: для плавзавода типа «А. Захаров» — 165 600 руб./сут; для транспортного рефрижератора — от 40 до 80 тыс. руб./сут в зависимости от класса; для рыбодобывающего судна «Володарский» (проект 12911) — 67 900 руб./сут; для самоходного многоцелевого сухогрузного судна «Капитан Рузманкин» (проект 44) — 80 тыс. руб./ сут; для речного сухогруза водоизмещением 5000 т типа «Волго-Дон» (проект 1565), «Вол-

Выпуск 4

¡Выпуск 4

го-Балт» (проект 295), «Балтийский» (проект 781) — 65 тыс. руб./сут; для самоходного сухогрузного судна дедвейтом 7 тыс. т (проект 49) — 91 тыс. руб./сут; для танкера «Механик Антонов» (проект 19614) — 74 850 руб./сут.

Выполненный анализ повреждаемости изоляции электрических сетей дражного флота и отдельных элементов электрохозяйства драг показал, что наибольший удельный вес повреждений изоляции приходится: на береговые кабели — 48,7 %; электродвигатели — 23,1 % и трансформаторы — 12,8 %. Основной причиной пробоев береговых кабелей являются тяжелые условия эксплуатации кабеля (скручивание, разрывы, порезы, проколы, удары и др.). Основной причиной повреждения электродвигателей является увлажнение изоляции — 44 %. Основной причиной повреждения силовых трансформаторов являются утечка масла, его воспламенение — 40 %, пробои изоляции обмоток — 40 %. Выход электрооборудования из строя из-за неудовлетворительного состояния изоляции особо характерен для наиболее мощных 380- и 250литровых дражных судов.

Практика показывает, что при неудовлетворительном состоянии изоляции электрооборудования дражных судов реле контроля изоляции систематически срабатывает и не позволяет эксплуатировать электроустановку, приводя к их простоям, что связано с большими убытками.

Условия электро-, пожаробезопасности при эксплуатации электрических сетей дражного флота существенно повышаются при контроле, измерении, прогнозировании, диагностировании технического состояния цепи «фаза-нулевой защитный проводник» с помощью бесконтактного портативного прибора с тиристорным короткозамыкателем. Правильная установка аппаратов защиты на основе результатов проверки сопротивления цепи «фаза-нуль электроустановок» обеспечивает автоматическое отключение сетей дражного флота при наступлении аварийного состояния электрооборудования. Ущерб, связанный с простоем высокопроизводительного оборудования, может достигать 120 тыс. руб./сут на добывающем комплексе с суточной производительностью 1400 т.

Статистические данные по управлению промыслового флота «Дальморепродукт», полученные путем анкетирования судовых электромехаников и изучения судовой документации, показывают, что в процессе эксплуатации судов неисправности электрооборудования происходят не менее двух раз в сутки. Принимаем в расчетах на основе анализа повреждаемости элементов системы электроснабжения число неисправностей в сутки N = 2.

С учетом времени вызова электрика, устранения неисправности и последующей проверки работоспособности функционирования электрооборудования простой судна при каждой неисправности составляет не менее

0,5 ч.

Суммарные затраты, связанные с простоем судов из-за неисправностей системы электроснабжения, можно определить по формуле

А С^-ИТ

С =

24

где АС руб./сут — затраты при простое судна в период его эксплуатации;

= 0,5 ч — среднее время простоя при устранении одной неисправности;

N = 2 — число неисправностей в сутки;

Т = 300 сут — время эксплуатации судна в течение года;

24 — число часов в сутках.

Годовой экономический эффект от внедрения электронного прибора с тиристорным короткозамыкателем на примере плавзавода типа «А. Захаров» составляет

АС -¿н • Ы-Т 165 600 0,5-2-300

24

24

= 2 070 000 руб.

Сводная таблица показателей экономической эффективности от внедрения (использования) электронного, портативного, бесконтактного прибора для контроля, проверки сопротивления цепи «фаза-нуль электроустановок», измерения и диагностирования сопротивления цепи «фаза-нулевой защитный проводник» электротехнических систем «берег-судно» представлена ниже.

Таблица

Показатели экономической эффективности

Тип судна Затраты при простое судна (АС), руб./сут Годовой экономический эффект (ЗодХ руб-

Плавзавод типа «А. Захаров» 165 600 2 070 000

Транспортный рефрижератор 40 000-80 000 500 000-1 000 000

Рыбодобывающее обрабатывающее судно «Володарский» (проект 12911) 67 900 848 750

Самоходное многоцелевое сухогрузное судно «Капитан Рузманкин» (проект 44) 80 000 1 000 000

Речной сухогруз типа «Волго-Дон» (проект 1565), «Волго-Балт» (проект 295), «Балтийский» (проект 781) 65 000 812 500

Самоходное сухогрузное судно дедвейтом 7000 т (проект ЯЖ 49) 91 000 1 137 500

Танкер «Механик Антонов» (проект 19614) 74 850 935 625

Список литературы

1. Приходько В. М. Электронное нагрузочное устройство для испытаний судовых электростанций / В. М. Приходько, А. М. Приходько, В. П. Соловьев // Судостроение. — 1994. — № 4.

2. Приходько В. М. Портативный прибор с тиристорным короткозамыкателем для измерения сопротивления цепи «фаза-нуль в сетях низкого напряжения» / В. М. Приходько, В. И. Кравченко, А. М. Приходько // Известия вузов СССР. Энергетика. — 1983. — № 4.

3. Приходько В. М. Повышение электро- и пожаробезопасности при электроснабжении судов с берега / В. М. Приходько, В. И. Кравченко, А. М. Приходько // Судостроение. — 1984. — № 3.

4. Приходько В. М. Портативный прибор для технического диагностирования состояния контура «фаза-нулевой защитный проводник» при электроснабжении с берега ремонтируемых судов / В. М. Приходько // Морской транспорт. Сер.: Техническая эксплуатация флота. Экспресс-информация. — 1991. — № 3 (743).

5. Кравченко В. И. Контроль условий электро- и пожаробезопасности при питании судов от береговой сети / В. И. Кравченко, А. М. Приходько, В. М. Приходько // Проблемы создания мощных электроэнергетических систем и систем электродвижения для судов ледового плавания и технических средств освоения шельфа: тез. докл. IV Всесоюз. науч.-техн. конф. — Л.: Судостроение, 1983.

6. Приходько В. М. Повышение электропожаробезопасности при электроснабжении судов от береговой сети / В. М. Приходько, В. И. Кравченко, А. М. Приходько // Методы и средства повышения эффективности контроля сопротивления изоляции ЭЭС. — Л.: Судостроение, 1984.

7. Приходько В. М. Повышение электропожаробезопасности при электроснабжении судов от береговых сетей / В. М. Приходько. — СПб.: СПГУВК, 2009. — 218 с.

Выпуск 4