Судовой дизельный генератор устройство

Дизель-генератор

Судовой дизель-генератор (ДГ, дизель-генераторная установка, динамка жаргонное) предназначен для использования в качестве вспомогательного или аварийного источника электроэнергии трехфазного переменного тока или постоянного тока на судах всех классов, типов и назначений.

Судовые дизель-генераторы как вспомогательные так и аварийные используются только как источники электроэнергии на судне и никогда не используются для его хода.

Содержание

Судовые дизель-генераторы подразделяют

• По назначению — на вспомогательные и аварийные
• По конструктивному исполнению — на рамные фланцевые и маховичные
• По климатическому исполнению — для умеренно холодного климата М и неограниченного района плавания ОМ
• По роду тока постоянный или трехфазный переменный ток
• По степени автоматизации
• По классу применения

Принцип работы и устройство

Как был написано выше судовой дизель-генератор является источником электроэнергии его принцип работы основан на переводе механической энергии коленвала дизельного мотора в электрическую путем передачи вращающего момента на вал генератора, который вращаясь, возбуждает обмотки генератора. Обычно дизель-генератор выполняются в виде независимых механизмов из дизеля и генератора на одной стальной раме, к которой крепятся узлы системы охлаждения, насос забортной воды, водомасляный и водоводяной охладители, пульт управления и выхлопные коллекторы.

Система пуска дизель — генератора

В основном судовые дизель-генераторы запускаются при помощи сжатого воздуха, который отбирается из компрессора также есть судовые дизель генераторы оборудованные и электропускателем.

Отличие аварийных судовых дизель-генераторов от вспомогательных

Аварийные дизель-генератор используются при пропадании напряжения в главном распределительном щите (ГРЩ) это может произойти в следствии поломки вспомогательного дизель-генератора, аварий на кабельных линиях электропередач (КЛЭП) и т.д.

Отличие конструкции рамных, фланцевых, и маховичных судовых дизель-генераторов

Рамный дизель-генератор это конструкция из дизельного мотора и генератора на одной раме независимых друг от друга, но соединенных особой муфтой, дизель-генератор фланцевый представляет из себя монолитную конструкцию из дизельного мотора и генератора, дизель-генератор маховичный это дизель-генератор в котором ротор генератора и каленвал дизельного мотора является единым целым.

Источник

Судовой дизельный двигатель и судовой дизель-генератор

Судовой дизельный двигатель и судовой дизель-генератор.

Судовой дизельный двигатель является энергосиловой машиной с системой поршней, способной работать на легких и тяжелых сортах подходящего топлива.

Сжигание топлива в таком двигателе происходит внутри рабочей камеры с выделением энергии, преобразующейся в механическую работу, используемую для устройств, приводимых судно в движение или для других целей.

Таким образом, в зависимости от назначения, судовые двигатели могут подразделяться на две группы:

• главные, работа которых в основном направляется на создание необходимой тяги для передвижения судна;
• вспомогательные, предназначением которых является привод электрогенераторов, насосов, компрессоров, вентиляторов, лебедок и других подобных устройств.

Чаще всего на судах используются дизельные двигатели, так как они обладают большей экономичностью по сравнению с другими видами судовых двигателей. Такие двигатели и другое оборудование можно посмотреть на сайте компании Регион Пауэр Групп .

Особенности судовых дизельных ДВС:

К особенностям таких двигателей можно отнести следующие возможности по эксплуатации и некоторые преимущества:

• достаточно длительный срок работы;
• коэффициент полезного действия может составлять 50 %;
• способность работы в реверсивном режиме;
• низкая вероятность взрыва и создания пожара;
• нормальная сложность технического обслуживания;
• возможность применения недорогого и тяжелого топлива низких сортов;
• широкие возможности по применению на различном допустимом водном транспорте за счет большого выбора параметров конструкции, мощности, массы и другого.

Принцип работы ДВС:

В основе работы большинства двигателей внутреннего сгорания заложен принцип преобразования тепловой энергии сгорания топлива в механическую работу с помощью системы цилиндров и кривошипно-шатунного механизма, который преобразует полезную работу поступательного перемещения поршня в крутящий момент, передаваемый через вал гребному винту, электрическому генератору или другому устройству.

В цилиндры такого двигателя при их наполнении может принудительно подаваться сжатый воздух компрессором, имеющий давление, превышающее атмосферное, что называется “наддувом”. Такое действие позволяет увеличить мощность двигателя. Поэтому большая часть современных судов оснащается дизельными двигателями с возможностью наддува, который может быть механическим, газотурбинным и комбинированным.

Судовой дизель-генератор:

Назначением судового дизель-генератора в основном является обеспечение судна электроэнергией. При этом он может выполнять роль, как вспомогательного, так и аварийного источника электрической энергии.

Судовой дизель-генератор способен создавать и поддерживать нужный запас мощности, который требуется для полноценной работы различных систем судна, потребляющих электроэнергию, когда оно находится в открытом водном пространстве.

При совершении работы он может создавать достаточно высокий уровень шума, поэтому используют специальный кожух, который способен поглощать определенную часть шума и уменьшить вибрации, создаваемые агрегатом.

Конструктивное исполнение:

Относительно исполнения конструкции дизель-генераторы могут быть следующих видов:

• рамные, которые в основании своей конструкции имеют раму, предназначенную для конструктивно независимого монтажа на ней генератора и дизеля, соединяющиеся друг с другом с помощью муфты;
• фланцевые, в конструкции которых при помощи фланца неподвижная часть генератора, взаимодействующая с ротором (статор) скрепляется с остовом дизеля, при этом ротор может быть установлен на 1 или 2 подшипника;
• маховичные, имеющие в своей конструкции жесткое соединение между ротором генератора и коленвалом дизеля, представляющийся при этом его маховиком.

Источник

Электрические генераторы на морских судах

СУДОВЫЕ ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРЫ

Вопросы к лекции (для конспектирования):

1. Что такое дизель-генератор?
2. Для чего нужны электрические генераторы на судах?
3. Какое напряжение индуцируют судовые генераторы?
4. Какие учреждения сертифицируют дизельгенераторы?

Опишите принцип работы дизель-генератора.

1. Какое устройство приводит в действие генератор на судне?
2. Какое устройство используется для синхронизации вращения генератора с внешним приводом?
3. Какие токи и напряжения применяются на современных судах?
4. Какие операции требуют подключения нескольких генераторных групп?
5. Что приводит во вращение валогенератор? Какие преимущества и недостатки дает установка валогенератора?

Дизельный генератор — устройство, преобразующее механическую энергию вращения вала дизельного двигателя в электрическую энергию, вырабатываемую генератором переменного тока.

Судовые дизель генераторы

Судовые дизель генераторы предназначены для установки на речных и морских судах для использования их в качестве вспомогательного или аварийного источника электроэнергии 380В. В соответствии с действующими нормами и законодательством, судовые дизельгенераторы должны быть обязательно сертифицированы Речным или Морским регистром.

Принцип работы дизель-генератора

Энергия расширения газов, образующихся при воспламенении сжатого топлива в цилиндрах дизельного двигателя, преобразуется посредством кривошипно-шатунного механизма в механическую энергию вращения коленчатого вала.
Ротор генератора, приводимый в движение валом двигателя, вращаясь, возбуждает электромагнитное поле, создающее ЭДС (электродвижущую силу) на обмотках генератора.
ЭДС в противофазе формирует выходное напряжение на обмотках статора, которое стабилизируется устройством управления и подаётся потребителям электроэнергии.

Электрические генераторы на морских судах

Электрические генераторы состоят из дизельного двигателя, непосредственно связанного с генератором. В этом случае частота вращения дизельного двигателя и генератора одинаковы. Если генераторы приводятся в действие вспомогательными паровыми турбинами, то между ними устанавливают редуктор.
Ранее на судах применялся постоянный ток напряжением 110, 220 и 380 В; в настоящее время часто используют также переменный ток аналогичного напряжения. Схема типов дизель-генераторной установки показана на рисунке — а. Электрическая энергия от генератора подается на распределительный щит, откуда по кабелю она идет к отдельным потребителям (на освещение, отопление, питание электродвигателей и т. д.). С учетом большой влажности, температурных колебаний, воздействия морской воды и т. д. к электрическим установкам, т. е. как к электрическим машинам, так и к электрокабелям, предъявляются более высокие требования, чем к аналогичным наземным.
На одном судне находится, как правило, несколько генераторных групп. Их мощность рассчитана так, что для обеспечения нормального хода судна в море достаточно бывает электроэнергии, вырабатываемой одной группой генераторов. При заходе в порт или выходе из порта, подъеме якоря, а также при выполнении грузовых работ с собственными электрическими лебедками или кранами необходимо подключать и другие группы.
Возможным вариантом привода для группы генераторов является валогенератор (рис. b). Он приводится в движение от гребного вала, соединяющего главный двигатель с гребным винтом. Мощность генератора должна удовлетворять потребности в электроэнергии судовых механизмов и систем при нормальном плавании в море. С установкой валогенератора КПД судовой энергетической установки повышается. Для поддержания постоянной частоты вращения генератора валогенератор может работать только на переднем ходу и при номинальной частоте вращения главного двигателя. При маневрировании, уменьшении частоты вращения двигателя и на заднем ходу валогенератор не может работать. В этом случае необходимо включать другие группы генераторов.

Судовая дизель-генераторная установка:

а — с генератором, приводимым в движение от дизеля;

Источник

Что представляет собой судовой дизель генератор?

Современные морские и речные суда оснащены различными устройствами, потребляющими электроэнергию – от общесудовых систем до систем навигации, кондиционирования воздуха, холодильников, водонагревателей и т. д.

Судовой дизель генератор обеспечивает необходимую электрическую мощность для систем судна при его выходе в плавание вдали от береговой линии или в открытое море.

Подробнее о дизель генераторах

Что такое судовой дизель генератор, можно рассмотреть на примере его устройства. Дизель генератор включает в конструкцию дизельный поршневой двигатель (дизель) внутреннего сгорания, работающий от самовоспламенения разогретой при сжатии воздушно-топливной смеси, а также электрогенератор, вырабатывающий электроэнергию вращением ротора с обмоткой в статоре и передающий эту энергию через регулятор напряжения судовым потребителям.

Рядом с дизель генератором также располагаются приборы управления энергоустановкой.

Дизельный двигатель генератора включает в себя шатунно-поршневую группу, состоящую из камер сгорания с расположенными в них поршнями и шатунами. Энергия воспламенения дизельного топлива передается через поршни и шатуны на коленчатый вал, обеспечивая его возвратно-поступательное движение и его передачу через муфту на вал электрогенератора.

Циклы впуска и выпуска газов в камерах сгорания двигателя управляются подвижными клапанами, расположенными в головках его цилиндров.

В морской промышленности используются как двухтактные, обеспечивающие рабочий цикл в камере за один оборот коленвала, так и четырехтактные (за два оборота) дизельные генераторы.

В качестве основной силовой установки распространено использование дизельного двигателя (часто двухтактного) с низкой скоростью вращения вала, однако для вспомогательной мощности часто применяется дополнительный четырехтактный высокоскоростной судовой дизель генератор, что увеличивает гибкость судовой энергосистемы.

Современные генераторы для судовых дизелей также часто оснащаются звукопоглощающим кожухом, одновременно служащим для уменьшения вибраций силовой установки.

Размеры дизельного двигателя определяются скоростью вращения его коленвала, но из-за падения ресурса двигателя с ее увеличением постоянно работающие дизельные генераторы имеют частоту вращения 250-750 оборотов в минуту – т. н. средне- и малооборотные двигатели. Для современных, особенно частных, судов этот показатель находится в пределах 1500-3600 об/мин.

Потребление топлива судовым дизель генератором в среднем находится в диапазоне 220-230 г на 1 кВт·ч вырабатываемой им электроэнергии.

Сфера применения

Одной из сфер, где дизельные двигатели играют важную роль, является судоходство. Дизели используются в речных и морских транспортных средствах, таких как лодки, катера, яхты, корабли, лайнеры, подводные лодки и т. д. как основной источник электроэнергии.

Одним из вариантов обеспечения судна электроэнергией является использование основного двигателя для питания всех электрических устройств и цепей, однако шумность основного двигателя, его вибрация, расход топлива и выхлоп могут сделать его непрактичной альтернативой специализированному устройству.

Отдельный судовой дизельный генератор обеспечивает более тихое и энергоэффективное решение этих задач.

Большинство небольших дизельных генераторов основных производителей на 1500-1800 оборотов в минуту способны прослужить 15000-20000 часов при условии применения хорошего топлива, надлежащего технического обслуживания и регулярного их использования.

Генераторы на 1500-1800 об/мин являются более тихими, эффективными и имеют больший ресурс, чем более быстрые модели двигателей на 3000 или 3600 оборотов в минуту, требующие также больших затрат на их обслуживание.

Для судовых генераторов важны:

• простота обслуживания, цена и надежность;
• легкость ремонта и доступность запчастей;
• качество технической поддержки;
• размер;
• легкость запуска;
• минимальное количество управляющей электроники;
• стабильная работа при высоких температурах, до +50 °C;
• стабильная работа при значительном угле гребня судна, до 22,5 гр.

Современные производители выпускают полную линейку судовых дизель генераторов в качестве вспомогательных или аварийных источников электроснабжения в речном и морском исполнении на 12-10500 вольт с частотой 50-60 герц и мощностью от 2 до 1900 киловатт.

Нагрузочное устройство

Важным условием надежной работы судового дизель генератора является тщательная проверка его работы совместно с управляющей аппаратурой и регулирующей автоматикой.

Для этих целей используется специальное нагрузочное устройство (НУ), допускающее проведение проверки, предусмотренной программой швартовых испытаний, сразу после монтажа или в процессе эксплуатации источников судового электроснабжения во всех режимах их работы.

Тестирование судовых дизель генераторов проводится нагрузочным устройством, берущим в испытаниях на себя их динамическую и штатную нагрузку разбивкой модулей НУ на части по 25 % от номинальной мощности, а также созданием испытательной перегрузки со съемом электрических показателей электроустановок.

Нагрузочное устройство для испытания судовых дизель генераторов включает активные и реактивные нагрузочные части, коммутационную аппаратуру (шкаф) и управляющий пульт.

Условия эксплуатации НУ находятся в температурном диапазоне от -30 °C до +40 °C.

Обзор моделей

Преимущества и недостатки

Большинство судов длиной от 8 метров и более оснащаются стандартными дизельными силовыми установками. Дизельный двигатель является более безопасным, экологически чистым, а также имеет меньшее потребление топлива и вес, чем его бензиновые аналоги, что позволяет увеличить время электроснабжения судна в плавании без дозаправок генератора. Дизельные генераторы также выделяют значительно меньше оксида углерода, который крайне опасен для человека при ближайшем контакте с ним.

Дизельные генераторы, используемые на судах, также имеют отличный крутящий момент, что дает им хорошее преимущество в плане мощности.

Немецкие судовые дизель генераторы MAN, входящие в каталоги известных мировых производителей, являются лидерами среди высокооборотных судовых двигателей, имеющих все меньший размер и большую энергоэффективность, позволяя удерживать спрос на дизель генераторы на высоком уровне.

К недостаткам дизель генераторов можно отнести их достаточно высокую стоимость и требовательность к качеству топлива, а также необходимость в минимальной нагрузке на генератор от 40 % его мощности, т. к. на холостом ходу он подвержен интенсивному износу своих частей.

Судовой генератор показан на видео

Еще одним недостатком дизель генераторов является создаваемое ими высокое звуковое давление, которое, в свою очередь, может быть устранено установкой на генератор шумоизолирующего кожуха.

Источник