Назначение и состав судовых энергетических установок (СЭУ)

Судовая энергетическая установка (СЭУ) – сложный комплекс технических средства, предназначенных для обеспечения движения судна и снабжения энергией всех его потребителей.

Потребности в различных видах энергии на современном судне огромны и разнообразны: обеспечение движения и маневрирования, безопасности мореплавания, работы палубных механизмов и устройств, электрического освещения и сигнализации, работы средств судовождения и комплексной автоматизации, общесудовых нужд и создания условий для нормальной жизнедеятельности экипажа и пассажиров; механизация различных операций, выполняемых на судне в процессе эксплуатации и в ремонте.

В состав СЭУ входят главные и вспомогательные энергетические установки и комплексы.

Главной энергетической установкой (ГЭУ) называют ту часть СЭУ, которая обеспечивает движение судна (приводит в действие главные двигатели).

Эту часть СЭУ называют также пропульсивным комплексом (пропульсивной установкой).

На транспортных судах и военных кораблях на обеспечение движения затрачивается 80…90% всей вырабатываемой энергии. На судах технического флота (земснарядах, плавучих самоходных кранах и т.п.) суммарная мощность основных технических средств (рефульных насосов, подъемных кранов и т.п.) может превышать мощность, необходимую для движения судна. Поэтому для таких судов главной является энергетическая установка, обеспечивающая энергией основные технические средства, которые обеспечивают выполнение основных задач по предназначению этих судов.

ГЭУ состоит из главных двигателей, главных установок для выработки рабочего тела (пара, газа), главных передач, судовых валопроводов и движителей, систем дистанционного автоматического управления главными двигателями и электрогенераторами; механизмов автоматизированного централизованного контроля рабочих параметров; механизмов теплообменных аппаратов и других устройств, обеспечивающих работу главных генераторов рабочих тел и главных двигателей пропульсивной установки – насосы, маслоохладители, теплообменные аппараты и другие устройства.

В качестве главных двигателей могут применяться паротурбинные, газотурбинные, а также дизельные двигатели. При этом в одной ГЭУ могут использоваться в качестве главных двигатели различных типов.

В последние годы ХХ сложилось следующие соотношение в применении типов главных двигателей: на 986 судах дейдвейтом более 2000 т, построенных в 1996 году, из 1103 главных двигателей суммарной мощностью 10.261, 8 МВт используются 11 паротурбинных агрегатов, 12 газотурбинных двигателей и 1080 дизелей. Таким образом, на судах в качестве главного двигателя применяются в основном дизели (двигатели внутреннего сгорания). Однако, это не значит, что будущий судовой механик не должен изучать прочие типы двигателей.

Передачами называются устройства, через которые энергия главных двигателей передается на судовой валопровод. Передачи бывают механическими, гидравлическими, гидродинамическими и электрическими.

Судовой валопровод передает механическую энергию от главного двигателя (или от фланца передачи) на двигатель.

В качестве движителей используются гребные винты фиксированного или регулируемого шага, водометные и крыльчатые движители. В последние годы появились разработки магнитодинамических движителей с внутренним или внешним магнитным полем. Однако пока что КПД такого движителя слишком низок из-за сравнительно низкой электропроводности морской воды.

Вспомогательные энергетические установки (ВЭУ) являются комплексами, предназначенными для удовлетворения потребностей в энергии общесудовых потребителей и обеспечения функционирования пропульсивной установки.

К ВЭУ относятся электроэнергетическая установка (судовая электростанция), вспомогательный паровой котел, водоопреснительная и холодильная установки.

Судовая электростанция является автономным комплексом, обеспечивающим судно электрической энергией во время движения, на стоянке и при выполнении швартовых и грузоподъемных операций судовыми устройствами. В состав судовой электростанции входят вспомогательные первичные двигатели (паровые или газовые турбины, дизели), электрические генераторы, главный и местные распределительные щиты, трансформаторы, выпрямители, преобразователи, кабели для подачи питания к потребителям и системам (дистанционного и автоматического управления, аварийно-предупредительной сигнализации и защиты).

Мощность судовой электростанции зависит от типа и назначения судна. Особенно высокую мощность имеют электростанции пассажирских, промысловых, исследовательских судов и баз, на которых она может составлять 60…70% мощности главных двигателей. На универсальных сухогрузных судах и танкерах мощность электростанции, как правило, составляет 15…25% мощности главного двигателя.

Вспомогательная котельная установка обеспечивает судно и энергетическую установки паром и горячей водой. В ее состав входят вспомогательные, утилизационные и комбинированные котлоагрегаты, насосы, вентиляторы, теплообменные аппараты, другое оборудование, устройства и системы обслуживания котлов, дистанционное автоматическое управление, аварийно-предупредительная сигнализация и защита.

Водоопреснительная установка предназначена для получения пресной воды из морской на судах со значительной длительностью и автономностью плавания.

Установка кондиционирования предназначена для поддержания комфортных параметров воздуха в помещениях СЭУ и других обитаемых помещениях (где возможно пребывание людей).

Кроме пропульсивной установки и вспомогательных энергетических комплексов в состав СЭУ входят устройства, обеспечивающие ее эксплуатацию и ремонт-защитные устройства, настил-площадки, трапы, поручни, подъемное и транспортное оборудование, мастерские и кладовые с запасными частями, приборами и материалами. Для этих же целей предназначены системы вентиляции машинного отделения, шумозащищенные выгородки и покрытия, тепловая изоляция горячих и холодных поверхностей.

Системы СЭУ объединяют главные и вспомогательные механизмы в единый энергетический комплекс. Системой СЭУ называется совокупность функционально взаимосвязанных механизмов, аппаратов, устройств, приборов и емкостей, предназначенных для выполнения задач по обеспечению функционирования СЭУ. В зависимости от назначения системы СЭУ делятся на топливные, масляные, охлаждения, сжатого воздуха, газоотвода, конденсатно-питательные, паровые, управления и контроля дистанционного и автоматического управления.