船舶电站 第02章 电站参数选择

1、第二章 电站参数选择 第一节 概述 第二节 三类负荷法 第三节 需要系数法 电力负荷计算方法 o 根据实船负荷情况作记录和统计 o 昼夜航行图表法 适用于小船或电力辅机不多的船舶。 o 概率论法 对设计同类型船舶适用。 o 负荷系数法 方法最简单，结果较准确，直观且便于检查。 o 计算机仿真计算 o 用算式计算船舶电力负荷 算式计算法结果通常偏大。 负荷系数法 o 又称负荷表格法。分类： 需要系数法 三类负荷法 o 三类负荷法把负荷分成 偶然短时使用 重复短时使用 长期使用三类 第二节 三类负荷法 o一、船舶运行状态及用电设备的分类 o二、负荷表的编制与计算 三类负荷法：基于电力负荷分类模型的

2、一种 电力负荷计算方法，考虑了舰船电力负荷的 特点，将影响负荷变化的因素分别用各自的 系数来表达，从而提高了计算精度。 一、船舶运行状态 o 民用船舶的运行状态： 航行状态； 进出港状态； 离靠码头状态； 停泊状态； 装卸货状态； 应急状态； 应急发电机工作状态。 水面舰艇的运行状态 o 停泊状态 n指舰艇停泊或靠岸，包括停泊日常训练所需用电。 o 起锚防空状态 n包括起锚完毕到主机起动的整个备航状态，同时要进行 防空，使用对空武器。 o 经济航行状态 n以经济航速在海区正常航行。 o 备战经济航行状态 n备战经济航行状态是指编队经济航行并处于备战状态。 o 战斗状态 n保证战斗活动的所有电气

3、设备投入工作。 用电设备分类-按用途和系统分类 o 机舱辅机 n包括为主机、锅炉服务的辅机，以及全船性服务的辅 机。 o 甲板机械 n包括舵机、起货机、锚机、绞盘机和舷梯起吊机等。 o 冷藏通风 n包括冷藏货舱、伙食冷库的空调装置和通风机等。 o 机修机械 n包括车床、钻床、刨床、电焊机及机舱起重行车等。 用电设备分类-按用途和系统分类 o照明及生活设备 n 包括照明、航行信号灯、强光灯、电热 器、电灶、空调等。 o弱电设备 n 包括观察、通讯和导航设备。 o其它特种船需要的设备和电力推进等 n 包括火炮、鱼雷、水雷、导弹等的操纵机械 、发射机械、计算机指挥仪及消磁装置等。 用电设备分类-按负

4、荷分类 o (1)第一类负荷 n 指船舶在某一运行状态下连续使用的负荷。 o (2)第二类负荷 n 指在某一运行状态下，短时或重复短时使用的 负荷。 o (3)第三类负荷 n 指船舶在某一运行状态下偶然短时使用的负荷 ，以及按操作规程可以避开电站尖峰负荷时间 使用的负荷。 万吨柴油机远洋货轮1、2、3负荷电气设备分类 第类负荷第类负荷第类负荷 舵机 起货机 起锚机 绞盘 主机淡水泵 主机海水泵 主机滑油使用泵 主机喷油嘴冷却泵 排气涡轮滑油泵 主机燃料油循环泵 透平发电机凝水泵 锅炉燃油泵 锅炉给水泵 锅炉鼓风机 救火总用泵 救火泵 货油泵 冷藏货藏压缩机 冷却泵 盐水接力泵 货舱通风机 机舱

5、通风机 CO2室抽风机 冷藏机舱送风、抽风泵 厨房送风机抽风机 浴室、厕所抽风机 照明设备 助航、通讯用变流机 燃油离心分油器 轻柴油离心分油器 滑油离心分离器 燃料油驳运泵 轻柴油输出泵 舱底泵 压载泵 日用淡水泵 卫生水泵 饮水泵 滑油输送泵 热水循环泵 蒸发器凝水泵 蒸发器给水泵 主空气压缩机 油灶鼓风机 空调压缩机 空调淡水泵 伙食冷库压缩机 电动锅炉给水泵 电动锅炉强制循环 泵 充电机组 雷达 空调送风机 主机盘车机 机舱起吊机 车床 砂轮 钻床 电焊机 求生艇吊艇机 舷梯起吊机 探照灯 二、负荷表的编制与计算 o 1.确定各项负荷的已知条件和数据 负荷名称、用途、类别。 同种类负荷

6、的数量m。 负荷的额定数据，即机械轴上最大功率 。 机械轴所配电动机额定功率 ，额定转速 、额定功率因数、额定效率 。 电动机利用系数 N JN P MN P 1 JN MN P K P 用电设备需要电网供给的最大功率 机械负荷系数 同时使用系数 1MN Sh K P P 0 n K m 2 J JN P K P 实际效率 -机械轴上实际需要功率 J P n该组同时工作的用电设备数目； m该组用电设备总数。 K2和K0可由实际调查得出 用电设备负荷系数附注有电设备负荷系数附注 主机冷却泵0.6-0.9柴油机船滑油驳运泵0.65-1.0 主机滑油循环泵0.65-0.9淡水泵0.65-1.0 排气

7、涡轮滑油泵0.7-1.0卫生水泵0.8-1.0 喷油嘴冷却泵0.7-1.0热水循环泵0.8-1.0 辅锅炉给水泵0.85-1.0主机盘车机0.8-1.0 辅锅炉燃油泵0.65-0.9货油泵0.6-0.85 辅锅炉鼓风机0.6-0.85机修设备0.5-0.7 主空气压缩机0.75-1.0货舱通风机0.6-1.0 燃油离心分油器0.65-1.0泵舱通风机0.7-0.9 滑油离心分离器0.65-1.0货舱通风机0.6-0.8 轻柴油输送泵0.65-1.0电热器（包括电灶）0.5-0.9 重柴油输送泵0.7-1.0消磁装置1.0 主机循环泵0.7-0.9汽轮机船变流机0.35-0.8 主凝水泵0.65

8、-0.75充电机0.4-1.0 燃油泵0.75-0.85锚机0.6-0.9 主机滑油循环泵0.6-0.9舵机0.2-1.0 给水泵（货船）0.65-0.75起货机0.3-0.65 自动燃烧装置0.8-0.9绞盘0.3-0.8 总用空气压缩机0.8-0.9绞车0.3-0.8 总用泵0.65-0.75无线电0.8-1.0 舱底压载泵0.8-1.0探照灯0.8-1.0 救火泵0.75-1.0工作灯0.8-1.0 燃料油驳运泵0.75-1.0照明0.6-1.0 第一类负荷同时使用系数K0 名称航行进出港靠离码头停泊海上停泊应急 轻柴油驳运泵0.30.30.20.2 重柴油驳运泵0.30.30.20.2

9、 滑油驳运泵0.20.20.20.2 滑油离心分油器0.30.30.3 燃油离心分油器0.30.30.3 主空气压缩机0.40.4 辅锅炉给水泵0.30.30.30.30.3 蒸发器给水泵0.30.30.3 舱底泵0.50.3 舱底压载泵0.50.3 污水泵0.20.2 卫生水泵0.50.50.5 淡水泵0.50.50.5 热水循环泵0.50.60.5 冷藏机0.30.20.20.30.2 空调冷却水泵0.30.20.20.30.2 厨房用电0.40.40.40.40.40.2 回旋起货机（起货）0.50.5 回旋起货机（变幅）0.30.3 回旋起货机（回旋）0.30.3 绞车0.40.4 o

10、 (9)电动机负荷系数 同组用电设备所需有功功率 所需无功功率 12030 0 MNMN mK K K PmK K P P 00 QPtg -用电设备实际功率因数角 MN J JN J MN JN P P P P P P KKK 213 K0I、K0II选择原则 o在大的舰船上，由于负载数量多，同时工 作的可能性小些。因此同时工作系数比负 载少的舰船可取小些。 o舰船活动愈紧张，同时工作系数就取得愈 大，因为设备的同时工作可能性愈大。 通常，K0I在0.8-1.0范围内，K0II在0.3-1.0范围内。 某状态需要发电机供给的总功率 o 总有功功率： o 总无功功率： 式中： 该状态下第、类负

11、荷总有功功率； 该状态下第、类负荷总无功功率。 , II P P , II Q Q 1.05( IIII0II0 ）PKPKP 1.05( IIII0II0 ）QKQKQ o 在该状态下负荷的加权平均功率因数 o 在该状态下可能短时需要的最大负荷 B cos P Q B tg P Q 1 B costgcos IIImax PPP III P式中： 该状态下第III类负荷总有功功率。 负荷表的编制过程 向轮机部门收集全船用电设备原始资料 ，包括 ，并据此从产品目 录中找出 等数据。 确定运行状态，并将全部用电设备分类连同 已知数据填入表中。 NMNJNJ nmPPP和、 cos和、 MN P

12、负荷计算表负荷计算表 序号序号用用 电电 设设 备备 名名 称称 数数 量量 最最 大大 机机 械械 轴轴 功功 率率 kW 电动机（额定）数据电动机（额定）数据所 需所 需 总 功总 功 率率 kW 电 动电 动 机 利机 利 用 系用 系 数数 K1 航航 行行 状状 态态 功功 率率 kW 转转 速速 r/min 效效 率率 % 功率功率 因数因数 cos 所需所需 功率功率 kW 机 械机 械 负 荷负 荷 系数系数 K 电动机电动机 负荷系负荷系 数数K 实 际 功实 际 功 率因数率因数 cos 同 时同 时 使 用使 用 系数系数 K0 所需有所需有 功功率功功率 kW 所需无所

13、需无 功功率功功率 Kvar 负 荷负 荷 类别类别 实 际实 际 效率效率 % 12345678910111213141516171819 甲甲 板板 机机 械械 1 2 3 4 类负荷总功率类负荷总功率P、Q（kW、kvar） 类负荷总功率类负荷总功率P、Q（kW、kvar） 类负荷总功率类负荷总功率P、Q（kW、kvar） 类负荷总功率考虑同时工作系数类负荷总功率考虑同时工作系数0.8时总功率时总功率 （kW、kvar） 类负荷总功率考虑同时工作系数类负荷总功率考虑同时工作系数0.3时总功率时总功率 （kW、kvar） 考虑同时工作系数后，考虑同时工作系数后，、类负荷总功率之和类负荷总功

14、率之和 （kW、kvar） 考虑网络损失考虑网络损失5%以后所需总功率（以后所需总功率（kW、kvar） 加权平均值功率因数加权平均值功率因数cosB 运行发电机（台数运行发电机（台数kW） 发电机负荷率（发电机负荷率（%） 备用机（台数备用机（台数kW） 确定系数K1 、K2和K0，并计算各组负荷所需 功率。 计算每一状态下各类负荷所需总功率。 根据总同时使用系数K01 、K02并计及电网损 耗5%，确定各状态所需的电站功率。 根据上述计算结果，查对产品目录，选择发电 机功率和数量，并核对各状态下发电机负荷百 分率，最后用可能短时需要最大负荷校验发电 机过载能力是否满足。 3.选择发电机的要

15、求 必须保证各种运行状态下最大用电量并都有备用机 组，备用机组容量应不小于运行机组中最大一台机 组的容量。主发电机一旦故障，能立即投入供电。 每台机组运行负荷率为80%左右。 发电机的类型和功率应尽可能一致，以减少备品和 增强发电机组之间的换性，并联运行也较方便。 舰船在停泊状态的用电量小于最小一台发电机的 50%时，可安装停泊发电机。 发电机台数应尽量少，以使维护简单、管理方便， 但也不能太少，发电机长期轻载运行，这样不经济 。一般选用2-4台。 应急状态应单独选应急发电机，不设备用机。 对于舰艇，为了提高其生命力，应增加发电机台数 和电站数，如大型舰艇为3-4个电站，中小垫舰艇( 如护卫舰、驱逐舰)不少于2个，小艇1个。当一艘 舰艇上有两个电站时，每一电站要安装两台发电机 ，实施分区供电以提高供电的生命力。 在知道发电机的单机容量后，可按配套产品目录选出原动机。 第三节 需要系数法 o 需要系数：用电设备实际所需要的功率与额 定负载时所需的功率的比值 式中： 用电设备实际所需功率； 用电设备额定功率。 Sb C SN P K P Sb P SN P 一、计算方法 计算各类负荷的额定所需功率Psn、照明设备 和弱电设备的额定所需功率，即采用其安装 总功率。 查表选择各类负荷的需要系数入Kc。 起货机负荷的需要系数。此系数随起货机电 气控制方式和台数而不同，可根