Расположение электрооборудования на судне

Классификация электрооборудования судов

СКИЕ СРЕДСТВА

Специальные системы танкеров

На танкерах используются специальные системы: грузовая, зачистная, газоотвода,

мойки танков, подогрева груза, а также для каждого танка - паротушения и пенотушения

Грузовая система обеспечивает прием и выдачу жидких грузов.

Она состоит из грузовых насосов (поршневых или центробежных), раз­мещаемых в насосном отделении, и грузового трубопровода с отростками в каждый танк. Диаметр трубопровода до 900 мм. Трубопроводов и насосов столько, сколько сортов груза может перевозить танкер.

Для полной зачистки танков от остатков груза служит зачистная система из труб диаметром до 150 мм с поршневыми насосами.

Система газоотводных труб служит для удаления паров нефтепродуктов.

Выходные отверстия этих труб с огнепреградительными сетками располагают на высоте 10-15 м. В этой системе установлены дыхательные клапаны, уменьшающие потери груза на испарение за счет поддержания давления в танках в пределах от - 5 кПа до +15 кПа.

Система мойки на танкерах предназначена для мойки танков при смене груза. Мойка осуществляется по замкнутому циклу подогретым до 60°- 80° раствором. После этого раствор откачивают в отстойные танки, и очищенный раствор поступает опять на мойку. В настоящее время широко распространена мойка нефтепродуктами. Для облегчения мойки предусматривается пропаривание танков.

Система подогрева груза предназначена для уменьшения вязкости нефтепродуктов, что облегчает выкачку и уменьшает остаток груза в танках.

Дистанционно действующие системы замера уровня предназначены для измерения уровня груза в танках.

Системой паротушения и пенотушения оборудован каждый танк.

Основные сведения

Судовые технические средства (СТС) – это установки, агрегаты, механизмы и дру

гое оборудование судна, обеспечивающие его работоспособность в соответствии с назна-

чением судна (из «Устава службы на судах морского флота СССР»).

К СТС относятся средства навигации и связи, СЭУ и её системы, вспомогательные двигатели (дизель-генераторы), рулевые и якорно-швартовные устройства, грузоподъем-

ные механизмы и пр.

На любом судне СТС – это всё то, что находится внутри и снаружи корпуса судна

На современных судах практически все СТС электрифицированы и составляют электрооборудование судна.

Основным признаком, по которому подразделяется ЭОС, является назначение его отдельных частей (рис. 8.1).

Рис. 8.1. Составные части электрооборудования судов

По назначению электрооборудование судов делится на 6 групп:

1. электроэнергетические системы – для производства и распределения электроэнер

гии;

2. информационно-измерительные системы – для измерения параметров судовых технических средств (например, температуры охлаждающей воды и давления в цилинд-

рах главного двигателя, нагрузки генераторов судовой электростанции и т.п.), внесения этих параметров в базу данных локальных и основной ЭВМ и выдачи параметров на дисп-

леи ЭВМ;

3. системы связи, сигнализации и управления – для обеспечения спутниковой связи

с берегом и другими судами, выдачи в эфир координат судна, терпящего бедствие, а также аварийных сигналов о докритических или критических значениях контролируемых пара-

метров (давления, температуры, скорости) и для управления разнообразными СТС, напри

мер, судовыми энергетической и электроэнергетическими установками и т.п.;

4. осветительные, нагревательные и бытовые электрические приборы – светильни-

ки, камбузное оборудование, в том числе, электрические плиты и электроподогреватели

(емкостью 10, 25, 50 и 75 литров воды), стиральные машины, электрокипятильники, холо

дильники и телевизоры в служебных помещениях (камбуз, столовая, салон комсостава) и в каютах членов экипажа и т.п.;

5. гребные электрические установки – для обеспечения хода судна при помощи электродвигателей постоянного и переменного тока;

6. электрические приводы – для приведение в действие механизмов и устройств при помощи электродвигателей.

§8.2. Электроэнергетические системы

Судовые электроэнергетические системы подразделяются по таким признакам:

1. по связи с судовой энергетической установкой – на автономные, с отбором мощ-

ности от СЭУ и единые с СЭУ.

Автономные электроэнергетические системы имеют автономные, т. е. независи-

мые от СЭУ, источники электроэнергии – дизель-генераторы или турбогенераторы (рис.

5.2, а и б).

Fig.8.2. Diesel-generator unit, output power 2400 KW (а); gas-turbine engine 15 000 kW for electrical energy and heating (б); shaft-driven alternator 1300 kW, 70-94 rpm, mounted directly in the shaft line (on ships with low speed main engines).

Рис. 8.2. Генераторный дизельный агрегат, мощность на выходе 2400 кВт (а), газо

турбинная установка мощностью 15 000 кВт для производства электроэнергии и тепла (б);

валогенератор переменного тока 1300 кВт, 70-94 об/мин, установленный непоcредственно на валопроводе (на судах с малооборотными главными двигателями) (в)

Для отбора мощности от СЭУ для приведение в действие генераторов использу-

ются валогенераторы или утилизационные турбогенераторы.

Валогенераторы приводятся во вращение через механическую передачу от судово-

го валопровода или непосредственно от главного двигателя (рис. 8.2, в).

Утилизационные турбогенераторы получают пар от утилизационного котла, ис­-

пользующих теплоту отработавших (выпускных) газов главного двигателя.

Единые СЭЭС применяют на судах с электродвижением, на которых от шин пита

ются как гребные электродвигатели (в данном случае они и есть СЭУ), так и приемники электроэнергии.

2. по составу – на генераторные агрегаты, распределительные щиты и электриче-

ские сети.

В качестве генераторных агрегатов используются дизель-генераторы, турбогенера

торы и валогенераторы (см. выше).

Распределительные щиты делятся на главные, вторичные, аварийные и специали-

зированные.

Главные распределительные щиты предназначены для питания непосредственно

(напрямую) или через вторичные, аварийные и специализированные щиты приемников электроэнергии в таких режимах работы судна – ходовом, съемки с якоря, стоянки с грузо

выми операциями и без них, буксировки (на буксирах). В этих режимах электроэнергию вырабатывают основные генераторы судовой электростанции.

Непосредственно от ГРЩ питаются особо ответственные приемники (одна из двух рулевых машин, насосы главного двигателя, якорно-швартовные устройства и др.).

Через вторичные распределительные щиты получают от ГРЩ питание, как прави-

ло, приемники одинакового назначения – лебедки, насосы, вентиляторы трюмов и машин

ного отделения и т.п.

От аварийного распределительного щита питаются особо ответственные приемни-

ки относительно небольшой мощности – вторая рулевая машина, средства навигации и связи, системы общесудовой сигнализации (например, авральная), аварийное освещение и др. В этом режиме электроэнергию вырабатывает аварийный дизель-генератор.

Перерыв между обесточивание судна и включением аварийного дизель-генератора на шины АРЩ, по Правилам Регистра – не более 45 с.

Через специализированные щиты питаются специальные устройства, например, раз-

магничивающие, научного оборудования (на научно-исследовательских судах, например, типа «Космонавт Юрий Гагарин») и т.п.

Электрические сети делятся на силовые, приемников электроэнергии и аварийные.

Силовая электрическая сеть начинается от ГРЩ и заканчивается у приемников или преобразователей электроэнергии (выпрямительных устройств, преобразователей частоты и др.

Сеть приемников - это электрическая сеть, предназначенная для распределения эле

ктроэнергии среди одинаковых по назначению приемников электроэнергии (см. выше).

Аварийная электрическая сеть предназначена для передачи элект­роэнергии от ава-

рийного источника к особо ответственным приемникам (см. выше) при выходе из строя линий электропередачи силовой сети или исчезновении напряжения на шинах ГРЩ.

Аварийная электрическая сеть подключена к шинам АРЩ.

§5.3. Судовые электрические приводы

Судовые электроприводы по назначению подразделяются на такие (рис. 8.1):

1. электроприводы нагнетателей, к которым относятся насосы, вентиляторы и ком-

прессоры;

2. электроприводы грузоподъемных механизмов – грузовые лебедки и краны;

3. электроприводы якорно-швартовных механизмов – шпили, брашпили, автомати

ческие швартовные лебедки;

4. электроприводы рулевых устройства;

5. электроприводы специализированных устройств.

К последним относятся электроприводы таких устройств:

1. подруливающие устройства – для перемещения судна лагом (бортом) путем создания поперечного упора в ограниченных по размеру акваториях (например, в порту при постановке к причалу или отходе от него);

2. стабилизаторы (успокоители) качки – для уменьшения амплитуды качки с 35-40º до 5-8º при помощи выдвижных бортовых рулей (в основном на пассажирских судах и судах типа ро-ро);

3. системы кренования и дифферента – для освобождения корпуса судна, зажатого льдами, путем искусственного создания крена или дифферента (на ледоколах);

4. системы откренивания – для обеспечения ровного киля судна при погрузке-вы-

грузке колесной и иной техники (на судах типа ро-ро и паромах);

5. автоматические буксирные лебедки –для автоматического поддержания постоян-

ного усилия в буксировочном канате (на буксирах и буксирах-спасателях).

Расположение электрооборудования на судне показано на рис. 8.3.

Рис. 8.3. Расположение электрооборудования на буксире-спасателе:

1. гребной винт - screw propeller; 2. электропривод рулевой машины - еlectrical drive of the steering gear; 3. электропривод кормового подруливающего устройства – еlectri

cal drive of the stern thrusters; 4. главный двигатель (дизель) - main diesel engine; 5. жилые помещения – crew rooms; 6. валогенератор – shaft generator; 7. главный электрораспреде-

лительный щит – main switchboard; 8. электропривод носового подруливающего устрой=

ства - еlectrical drive of the bow thrusters; 9. электропривод носового якорно-швартовного устройства – - electrical drive of the forecastle; 10. навигационное оборудование – navigating equipment; 11. водяная пушка пожарных насосов - water gun of the fire pumps; 12. радио-

локационные антенны - radar aerials; 13. navigating lights; 14. антенна спутниковой связи - satellite communications aerial; 15. электропривод буксирной лебедки - electrical drive of the towing winch

Гребной винт 1 приводится во вращение главным двигателем – дизелем 4.

На валу главного двигателя размещен валогенератор, предназначенный для произ-

водства электроэнергии, как правило, в ходовом режиме, когда вал главного двигателя вращается с постоянной скоростью.

В кормовой части судна находится рулевое устройство 2, предназначенное для управления траекторией движения судна.

Для облегчения швартовных операций путем перемещения судна лагом служат два подруливающих устройства – носовое 8 и кормовое 3.

На главной палубе в носовой части судна находится якорно-швартовное устройство

9, которое служит для перемещения якоря с якорным канатом и швартовного каната (по очереди).

Надстройка, для улучшения обзора с мостика, вынесена в нос судна.

Позади неё находится электропривод автоматической буксирной лебедки 15. Эта лебёдка используется для буксировки какого-либо плавсредства (другого судна, дока и т.п.).

В машинном отделении размещен главный распределительный щит 7 – для распре

деления электроэнергии между её потребителями (рис. 8.4, а).

Fig. 8.4. Main switchboard outside view (a); generator panel (б)

Рис. 8.4. Внешний вид главного распределительного щита (а); генераторная

панель (б)

Непосредственно от ГЭРЩ получает питание пожарный насос, который подает забортную воду в водяную пушку (второе название - лафетный ствол) 11 на мостике.

Fig. 8.5. Navigating bridge

Рис. 8.5. Навигационный мостик

На навигационном мостике (рис. 8.5) размещено навигационное оборудование:

1. радары (не менее 2-х) – для определения расстояния между судном и движущи-

мися или неподвижными объектами (другие суда, побережье, острова и т.п.), а также для расхождения с другими судами;

2. репитеры гирокомпаса (повторители показаний основного прибора) – для опре-

деления курса судна;

3. эхолоты – для измерения глубины под килем судна;

4. лаги – для определения скорости движения судна;

5. cтойки (консоли) системы GMDSS (Global Maritime Distress and Safety System)

глобальной (всемирной) морской системы связи при бедствии (ГМССБ) и др.

На мачте судна (рис. 8.3) размещены антенны радаров 12, навигационные огни 13

и антенна спутниковой связи 14.

Управление судном в целом осуществляется с навигационного мостика, где распо-

ложен пульт управления.

С этого пульта осуществляется дистанционное управление главным двигателем и подруливающими устройствами, включение пожарных насосов, отключение при пожаре общесудовой и трюмной вентиляции, топливо- и маслоперекачивающих насосов в МО и т.п.

В корпус пульта встроены дисплей центральной (общесудовой) ЭВМ, дисплеи электронной навигационной карты и системы GMDSS, рукоятки постов управления глав

ным двигателем, подруливающими устройствами и ВРШ (рис. 8.6), репитер гирокомпа-

са, указатели глубины под килем (от эхолотов) и скорости судна (от лагов), неболь-

шой пульт навигационных огней, пульт авторулевого с переключателем режимов работы рулевого устройства («простое», «следящее» и «автоматическое»), кнопка подачи сигна

лов аварийной звонковой сигнализации – (общесудовая, водяная, пожарная, «Человек за бортом» и другие виды тревог) и пр.

Над центральным иллюминатором мостика размещают два прибора: репитер гиро

компаса (указатель курса) и рулевой аксиометр (указатель положения пера руля).

Эти приборы расположены повыше, - для удобства их обозрения капитаном, лоцма

ном, помощником капитана или матросами – вахтенным или рулевым.

Отдельно от пульта располагаются стойки радаров (не менее 2-х). Обычно на ходу один радар – в работе, другой – в резерве. При ухудшении видимости (туман или ночь)

используются оба радара.

Также встроены в навигационный пульт средства радиотелефонной связи – для переговоров с другими судами и берегом (дежурный канал №16, канал №13 - при связи только для обеспечении навигационной безопасности) и др.

В задней части мостика находится отдельная светозатемнённая выгородка – штур-

манская рубка со штурманским (прокладочным) столом. Над столом расположены репи-

тер гирокомпаса и рулевой указатель – для контроля вахтенным помощником курса и ско

рости судна, не выходя из рубки на мостик, например, при работе с картой.

Под столешницей стола находятся ящики с навигационными картами. В рубке есть небольшой диванчик – для отдыха капитана, если позволяет навигационная обстановка. Хозяин рубки – вахтенный помощник.

В непосредственной близости от мостика – каюта лоцмана, вход в которую – прямо с мостика.

Fig. 8.6. Thruster and pitch propeller control units

Рис. 8.6. Пульт управления подруливающим устройством и ВРШ

§8.5. Расположение электрифицированных механизмов в машинном отделении

Показано на рис. 8.7.

Fig. 8.7. Mechanisms disposition in the engine room

Рис. 8.7. Расположение механизмов в машинном отделении:

1. главный двигатель - main propulsion engine; 2. валоповоротное устройство - main engine shaft turning device); 3. на­сос забортной воды охлаждения глав­ного двигателя - ma

in-engine sea-water cooling pump); 4. насос пресной воды охлаждения главного двигателя - main-engine fresh-water cooling pump; 5. ре­зервный насос охлаждения главного двигателя –

emergency main engine cool­ing pump; 6. насос циркуляционной смазки главного двигателя – main-engine lubricating oil pump; 7. фильтр за­бортной воды главного двигателя (main-en-

gine sea-water filter; 8. масляный фильтр для главного двигателя (main-engine lubrication oil filter; 9. топливоподкачивающий насос - fuel-oil supply pump; 10. испаритель паровой-

steam evapo­rator; 11 глушитель пускового воздуха главного двигателя - main-engine start­ing air damper; 12. питательный на­сос котла - feed water pump; 13. циркуляци­онный насос ути-

лизационного котла - hot well circulating pump;14. ваку­умная опреснительная установка –

vac­uum evaporating installation; 15. насос перекачки котловой воды - boiler water transfer pump; 16. сепаратор тяжелого топлива – heavy fuel oil separator; 17. подогрева­тель топлива – fuel oil heater; 18. сепара­тор масла - lubricating oil separator; 19. подогреватель масла пе

ред сепарацией - preseparation oil heater; 20. насос перекачки топлива - fuel oil transfer pump; 21. насос перекачки масла - lubricating oil transfer pump; 22. насос забортной воды охлаждения вспомогательных механизмов - auxiliary machinery sea-water cooling pump;

23. насос пресной воды охлаждения вспомогательных механизмов - auxiliary machinery fresh water cooling pump; 24. резервный насос охлаждения вспомогатель­ных механизмов –

auxiliary machinery emergency cooling pump; 25. ручной топливный насос- manually opera-

ted fuel-oil pump; 26. дизель-генераторы - diesel-generators; 27. баллон пускового воздуха –

starting air tank; 28. ящик для ветоши - waste collector; 29. сепаратор дизельного топлива –

diesel oil separator; 30. стол-верстак иа одно рабочее место - work table for one person; 31.

расходной бак редукторного масла - service reducer lubricating oil tank; 32. вентилятор осе­вой - axial ventilator; 33. насос пожарный fire - water pump; 34. осушительной насос машин

ного отделения – engine room driering pump; 35. осушительно-балластный насос - bildge pump; 36. насос доочистного фильтра - prefilter pump; 37. фильтр забортной воды - sea-water filter; 38. насос санитарной мытьевой воды - sanitary washing water-pump; 39. пневмо-

цистерна (гидрофор) забортной воды - pneumatic sea-water intake tank; 40. пневмоцистер-

на (гидрофор) пресной воды - pneumatic (fresh­water tank; 41. санитарно-бытовой водона

греватель (бойлер) - water-heater for domestic needs; 42. насос горячей мытьевой воды –

- hot washing water pump; 43. теплообменник системы отопления – heating system heat ex-

сhanger; 44. трап - ladder; 45. монорельс - monorail; 46. валовая линия (валопровод) – pro

peller shaft tunnel; 47. цистерна сбора шлама - ash-collecting tank; 48. бачок продувания фильтра - filter air tank; 49. расходной бачок масла - service lubricating oil tank; 50. цистерна отстойная дизельного топлива - diesel oil separating tank; 51. цистерна отстойная тяжелого топлива - heavy fuel oil separating tank; 52. коллектор выпускных газов дизель-генераторов – diesel-generators outleting gases collector; 53. бак мерный топливный - fuel oil measuring tank; 54.сточный колодец – bilge well; 55. цистерна грязного топлива и масла - used-up fuel-oil and lubricating-oil tank; 56. сепаратор моторного топлива - diesel oil separator; 57. кингстонный ящик - sea-valve box; 58. главный трубопровод забортной воды - main sea-water piping; 59. вентиляционный воздухо­провод - ventilating air-pipe-line); 60. насос ох-

лаждения рефрижераторных машин - refrigerating engines cooling pump.

В машинном отделении (рис. 8.7) находятся электрифицированные механизмы, обе

спечивающие движение судна, производство электроэнергии и работу общесудовых си-

стем - пожарной, балластно-осушительной, пресной и забортной воды и систем главного двигателя – топливной, масляной, пресной и забортной воды и др.

Этих механизмы потребляют до 80-90% производимой генераторами электроэнер-

гии.

В диаметральной плоскости машинного отделения находится главный двигатель 1

(ГД) – дизель, обеспечивающий ход судна. Для управления работой ГД и контроля его параметров на небольших судах используют отдельно выполненные пульты управления (рис. 8.8, слева), расположенные в ЦПУ. Здесь же, в ЦПУ, располагается ГРЩ (справа).

Fig. 8.8. Мain engine and auxiliary machinery control panel and main electrical switchboard

Рис. 8.8. Центральный пульт управления (слева – управление ГД и системами, справа – ГРЩ).

Системы главного двигателя

Работу ГД на ходу обеспечивают насосы: топливоподкачивающий 9, пресной 4 и

забортной 3 охлаждающей воды, циркуляционной смазки (масляный) 6 (этих насосов – 2, один в работе, второй – в резерве).

Для перекачки топлива и масла из топливных и масляных танков в расходные цис-

терны используются насосы соответственно 20 и 21.

Топливоподкачивающий насос 9 включают периодически, по мере уменьшения уровня топлива в расходной цистерне ГД. Насосы пресной, забортной воды и масляный на ходу работают постоянно.

При выходе из строя основного насоса забортной охлаждающей воды 3 вместо него включают резервный 5.

Двигатели внутреннего сгорания (дизели) могут работать как на легком, так и на тяжелом топливе. Для очистки тяжелого топлива от грязи, воды и т.п. используют автома

тические фильтры (рис. 8.9)

Fig. 8.9. System of automatic self-cleaning heavy fuel filter

Рис. 8.9. Система автоматического самоочищающегося фильтра тяжелого топлива

На стоянках, при проведении профилактических работ с главным двигателем, его

вал можно проворачивать с небольшой скоростью при помощи валоповоротного устройст

ва 2, состоящего из червячного редуктора и электродвигателя. Схема управления послед-

ним имеет блокировку, исключающую пуск главного двигателя, если его вал сообщен с валом электродвигателя.

Системы вспомогательных двигателей (дизель-генераторов)

По левому борту МО расположены три дизель-генератора 26, предназначенные для

производства электроэнергии – два ближе к носовой переборке МО, третий смещен в кор-

му по отношению к первым двум.

Их работу обеспечивают насосы: забортной 22 и пресной 23 охлаждающей воды.

В резерве – насос 24 пресной охлаждающей воды.

Общесудовые системы

У кормовой переборки МО расположен пожарный насос 33, предназначенный для подачи забортной воды в пожарную магистраль. Кроме того, эти насосы используются для скатки палубы (например, после грузовых операций) и смыва грунта с якоря и якорь-це-

пи при подъеме якоря (якорей)

У носовой переборки с правого борта расположены 2 балластно-осушительных на-

соса 35. Балластные насосы используются для исключения или, наоборот, создания крена и дифферента судна (например, для притопления кормы судна при ходе в балласте – что-

бы винт не вращался в воздухе).

Осушительный насос машинного отделения 34 служит для откатки воды из осуши-

тельных колодцев, в которых скапливается грязная вода, попадающая на деку МО вследст

вие утечек воды и нефтепродуктов и конденсации воды на обшивке МО при резких перепа

дах температур днем и ночью (даже в тропиках).

Fig. 8.10. Bilge water cleaning plant (a); sewage biological treatment plant (б)

Рис. 8.10. Установка очистки трюмных вод (а); установка биологической очистки сточных вод (б)

Грязная вода предварительно очищается (рис. 8.10, а) и только потом сбрасывает-

ся за борт, с соблюдением требований Конвенции МАРПОЛ-73/78 (защита от загрязнения с судна).

Аналогично, перед сбросом за борт, очищаются сточные воды (из каютных умы-

вальников экипажа, камбуза, из гальюнов, и т.п.). Для этого в установках биологической очистки сточных вод используются полезные бактерии (рис. 8.10, б).

С правого борта на платформе расположены сепараторы: тяжелого 16 (2 шт.), ди-

зельного 29 и моторного топлива 56, масляный 18, предназначенные для очистки топлива и масла от грязи, воды и т.п.

Хозяйственные нужды (нужды экипажа) обеспечивают насосы: санитарной (за-

бортной) воды 38 (гальюны, душевые) и горячей мытьевой (пресной) воды 42 (душе-

вые, прачечная).

Для получения горячей воды используется установка водогрейного котла, которая может работать как на лёгком, так и на тяжелом топливе (рис. 8.11, а).

Fig. 8.11. Hot-water boiler plant (а); distillation plant (б)

Рис. 8.11. Водогрейный котел (а); опреснительная установка (б)

Работу вспомогательного котла обеспечивают насосы: питательный 12, циркуляци-

онный 13 и котловой воды 15.

Забортная и пресная вода накапливаются в пневмоцистернах (гидрофорах) 39 и 40 соответственно. При понижении давления вода насосами 38 и 42 подается из цистерн в магистрали забортной и пресной воды.

Для получения небольших объемов горячей воды (например, на стоянке или на ре

монте), вместо водяного котла (есть паровые – для получения пара на турбоходах) мож-

но использовать электрический санитарно-бытовой нагреватель 41. Применение последне

го экономично и не загрязняет окружающую среду (выпускными газами, как в случае ис-

пользования вспомогательного котла).

Для получения опресненной воды (дистиллата) используется опреснительная уста

новка 14 (см. также рис. 8.11, б).

Насос охлаждения рефрижераторной установки 60 предназначен для охлаждения компрессора этой установки.