В речном флоте преобладают дизельные суда, поэтому дизельные генераторы также являются наиболее распространенным агрегатом для судовых электростанций.
Дизель-генераторные электростанции: обладают относительно высоким КПД, отличаются автономностью и компактностью, так как не подключаются к вспомогательному оборудованию в виде котлов, паропроводов и т.д.; всегда готовы к работе и могут запускаться как вручную, так и автоматически.
К недостаткам дизель-генераторных электростанций можно отнести несколько ограниченный срок службы дизельных двигателей.
Для речных судов в ходовом режиме также используется привод судовых генераторов от линии гребного вала или вала отбора мощности. Такие генераторы называются генераторами волн. Судовые энергетические установки обычно располагаются в машинном отделении корабля, т.е. в одном помещении с главными двигателями и разделены по следующим критериям:
• по роду тока (постоянного и переменного тока);
• по типу первичного двигателя (паровые, первичным двигателем которых является паровая турбина или паровая машина; тепловые, первичным двигателем которых служит двигатель внутреннего сгорания или газовая турбина);
• по назначению (основные, аварийные, специального назначения).
Главные электростанции снабжают электричеством приводы палубных механизмов, насосов, вентиляторов, а также подводят системы навигации, освещение и кухонные приборы.
Аварийные электростанции снабжают электроэнергией важных потребителей на судне в случае отказа главной электростанции.
Специальные (для питания технологических устройств экскаваторов, гребных станций).
Большинство речных судов оснащено электростанциями переменного тока. Использование переменного тока на больших судах предпочтительно из-за экономии на конструкции и эксплуатации электрооборудования. На малых судах с малым количеством электроприводов ввиду использования аккумуляторных батарей целесообразнее оборудовать электростанцию постоянного тока.
Номинальное значение частоты переменного тока принимается равным 50 Гц.
Согласно существующим стандартам, номинальные напряжения на выводах потребителей принимаются равными:
• для переменного тока, 380, 220, 127, 36, 12 В;
• для постоянного тока – 220, 110, 36; 24 В.
Каждое самоходное судно оборудовано как минимум двумя основными источниками электроэнергии. Это могут быть дизель-генераторы, турбогенераторы, аккумуляторные батареи и валогенераторы. Если основными источниками являются генераторы, хотя бы один из них должен иметь собственный независимый привод.
Количество и мощность источников главной энергетической установки выбирается с учетом следующих режимов работы судна: ходовой, прикроватный, отстоянный, запорный, аварийный. Работоспособность основных источников должна быть такой, чтобы в случае выхода из строя одного из основных источников переходил в навигационный и аварийный режимы судна. может обеспечить. В то же время наличие аварийных источников питания не влияет на снижение требований к основным источникам питания.
Аварийная электростанция устанавливается в отдельном отапливаемом помещении, в котором, помимо дизель-генератора, находится аварийный распределительный щит (АРЩ), аккумуляторные батареи для запуска дизельного двигателя и резервуар для подачи аварийного топлива. К источникам аварийного питания подключены электрические и электрогидравлические приводы рулей, устройства управления судном, сигнальные и дифференцирующие огни, освещение коридоров, лестниц, рулевых рубок, аварийная и пожарная сигнализация и другие ответственные потребители.
Сухогруз предназначен для перевозки сыпучих грузов, таких как песок, зерно и т. д. Сухогруз также перевозит минеральные удобрения, контейнеры и древесину (есть один тип грузового судна, который называется лесовозом). Для безопасности он оснащен двойными бортиками и днищем. Оснащен оборудованием для:
- обеспечение движения и маневрирования;
- Осуществление внешней и внутренней радиосвязи;
- Обеспечение энергией различных потребителей на борту для поддержания условий обитаемости экипажа и функционирования механизмов корабля;
- бороться за живучесть корабля и не допускать потери эксплуатационных характеристик;
- достижение заданных показателей эффективности;
- выполнять другие функции.
Судовое оборудование, выполняющее эти функции, называется судовой техникой (ТС). К ним относятся механизмы двигательно-рулевого комплекса, источники генерации различных видов энергии, механизмы, агрегаты, установки всех судовых систем и устройств.
Комплексы, управляющие техническими средствами корабля, представляют собой сложные арготические (человеко-машинные) системы. Как и любая арготическая система, комплекс управления кораблем состоит из двух частей: «человека» и искусственной системы (средств автоматизации). На современных судах микропроцессорная техника (SMT) используется для решения задач управления судовым оборудованием на всех уровнях.
Автоматизация судовых процессов на базе SMT происходила постепенно. Изначально были автоматизированы простейшие процессы. Затем были созданы подсистемы управления для одного или нескольких технических средств для выполнения определенных функций (функционально-ориентированные подсистемы). Одним из примеров является система управления курсом корабля и ряд других. Затем функционально-ориентированные подсистемы были интегрированы в системы для решения более сложных задач (проблем). Полученные интегрированные системы, в свою очередь, были объединены в проблемно-ориентированные системы управления на более высоком уровне.
Судовая система электроснабжения (SEPS), предназначенная для выработки, распределения и потребления электрической энергии, является одним из важнейших технических средств корабля. СЭЭС — это единый комплекс, состоящий из электростанций, подстанций и потребителей электроэнергии, соединенных между собой линиями электропередачи. Этот комплекс объединяет общий процесс производства, распределения и потребления электроэнергии.
В электросеть обычно также входят различные преобразователи тока, напряжения и частоты (трансформаторы, выпрямители, инверторы и т. д.).
СЭЭС — это многофункциональная система, которая выполняет различные функции - производство, распределение, передачу и потребление электроэнергии. В этом причина ярко выраженной иерархической структуры. В общем, он состоит из трех основных подсистем: подсистемы для производства и преобразования электроэнергии, подсистемы для канализации и распределения электроэнергии и подсистемы для потребления.
Электростанция включает в себя источники электроэнергии (машинно-генераторные установки с постоянным или переменным током и аккумуляторные батареи), а также устройства, которые распределяют электроэнергию, контролируют и контролируют работу электрических систем.
Судовые энергетические установки классифицируются по разным критериям.
По типу преобразуемой энергии: тепловая, ядерная.
По роду тока: постоянный, переменный.
По частоте: промышленные, повышенные.
По типу первичного двигателя: дизельные, паровые и газовые турбины, инженерные турбогенераторы, валогенераторы.
По договоренности:
- Магистральные СЭС - станции, поставляющие электроэнергию для собственных нужд и технологических процессов.
- Аварийные станции (АС) - обеспечивают питанием важную часть приемников на корабле в случае выхода из строя главной станции; они устанавливаются на всех пассажирских и грузовых судах, а также на ледоколах и самоходных танкерах специальных типов.
По способу управления: автоматизированный, автоматический.
Основные требования к СЭС, следующие:
а) живучесть и высокая надежность всех соединений системы;
б) бесперебойное энергоснабжение потребителей всеми видами транспорта;
c) относительная простота использования СЭС;
г) Надежность обслуживания, а также стандартизация систем и устройств.
Основные направления развития и совершенствования судоходства следующие.
1. Расширение применения комплексной автоматизации судовых энергетических установок и систем, использование такой автоматизированной автоматизации, при которой автоматически предусмотрены различные (оптимальные) режимы работы.
2. Для повышения эффективности необходимо прекратить использование основного двигателя.