Оценка электрификации судов Текст научной статьи по специальности «Экономика и бизнес»

Оценка электрификации судов

А. Ф. Бурков,

канд. техн. наук,

профессор кафедры

«Электрооборудование

судов» Морского

государственного

университета

им. адм. Г. И. Невельского,

академик Российской

академии транспорта

Развитие судостроения, ремонта и модернизации эксплуатируемых судов сопровождаются изменением их электрификации. Оценка электрификации производится с использованием различных коэффициентов, объективность которых значительно варьируется. Анализ статистического материала показывает, что степень электрификации основных серий эксплуатируемых в Российской Федерации судов отечественной и зарубежной постройки не имеет четкой зависимости от времени постройки этих серий.

Электрификацию судов принято оценивать коэффициентами (степенями) электровооруженности (электрификации) у и уг

Коэффициент характеризуется отношением активной мощности судовой электростанции (СЭС) [1] Рхсэс (установленной суммарной активной мощности общесудовых генераторов) к водоизмещению Б судна [2]:

Р

^сэ^ кВт/т,

(1)

где Р-^сэс — установленная активная мощность общесудовых генераторов СЭС, кВт; Б — водоизмещение судна в полном грузу по летнюю грузовую марку, т.

Диапазон изменения коэффициента (степени) электровооруженности (электрификации) у составляет (0,020...0,350) кВт/т. Отмечено, что более низкие значения коэффициента у относятся к крупнотоннажным судам без грузовых лебедок и кранов, а более высокие — к пассажирским и рыбопромысловым судам, ледоколам и рефрижераторам.

По сведениям, приведенным в [3], степень электрификации у для наливных судов составляет (0,035.0,045) кВт/т, для сухогрузных судов — (0,100.0,130) кВт/т, для пассажирских судов — (0,140. 0,150) кВт/т, а для судов технического флота — (0,300.0,800) кВт/т.

Коэффициент у не является достаточно объективным при оценке электровооруженности (электрификации) судов, так как при опережающем увеличении водоизмещений Б судов увеличения мощностей судовых генераторов

' Есэс

он уменьшается.

Более убедительным является коэффициент у1, определяемый по формуле

Ъ ="

'1сэс

кВт/т,

Б-М,

где Шг—чистая грузоподъемность судна, т [2].

С целью дополнения и корректировки данных, приведенных в [2; 3], собран и обработан статистический материал по судам Дальневосточного бассейна (Дальневосточного, Камчатского и Сахалинского морских паро-ходств) с электроэнергетическими системами трехфазного переменного тока напряжением 380 В и частотой 50 Гц, охватывающий временной диапазон постройки от начала 1960-х до конца 1970-х гг.

По результатам работы коэффициент (степень) электровооруженности (электрификации) у1 судов для перевозки генеральных грузов заключается в пределах (0,117.0,269) кВт/т, судов для перевозки массовых грузов (лесовозов) — (0,118.0,197) кВт/т, контейнерных судов — (0,071.0,199) кВт/т [4].

По результатам обработанного статистического материала построены графики зависимостей у1 = (рис. 1). Цифры на рис. 1-4 означают количество исследуемых основных серий судов.

Кроме того, обработан статистический материал по широко используемым сериям морских транспортных судов России, построенных с начала 1960-х до середины 1990-х гг.

1ЧМ1 19И ]М ЦК ¡9№ ЮТ 1972 I™ 1916 1И8

- Суда для перевозки генеральных грузов

' - Суда для перевозки массовых грузов (лесовозы)

- Контейнерные суда

Рис. 1. Графики зависимостей у1 = /(г) основных серий судов Дальневосточного бассейна

76 | «Транспорт Российской Федерации»

№ 2 (45) 2013

Рассчитанный по этим данным коэффициент электрификации у1 составляет (0,120...0,282) кВт/т — у судов для перевозки генеральных грузов, (0,072... 0,199) кВт/т — у контейнерных судов, (0,139...0,442) кВт/т — у судов с горизонтальным и горизонтально-вертикальным способом грузовых операций (ролкеров), (0,112...0,236) кВт/т — у ледокольно-транс-портных судов, (0,232...0,459) кВт/т — а)

- Суда для перевозки генеральных грузов

' - Суда для перевозки массовых грузов (лесовозы)

- Контейнерные суда

l%2 I 9Ы> 1071) WW 197» 1««2

-Ледокольно-транспортные суда

.......Суда для перевозки массовых грузов

(лесовозы-пакетовозы)

-------Суда для перевозки массовых грузов (навалочники)

в)

-Суда с горизонтальным и горизонтально-

вертикальным способом грузовых операций (ролкеры)

.......Рефрижераторные суда

....... Нефтеналивные суда

Рис. 2. Графики зависимостей у = /(г) основных серий транспортных судов России

у рефрижераторных судов, (0,114...0,392) кВт/т — у судов для перевозки массовых грузов, (0,126...0,274) кВт/т — у лесовозов, (0,164...0,392) кВт/т — у лесовозов-пакетовозов, (0,114... 0,298) кВт/т — у судов для перевозки массовых грузов (навалочни-ков), (0,047...0,655) кВт/т — у наливных транспортных судов, (0,075...0,655) кВт/т — у нефтеналивных судов, (0,047...0,077) кВт/т — у нефтерудонавалочников, (0,242... 0,471) кВт/т—у грузопассажирских судов.

По результатам обработанного статистического материала построены графики зависимостей у1 = Д£) (рис. 2а-в).

Основным недостатком коэффициента ур используемого для сравнительной оценки степени электрификации судов различного назначения, по мнению автора, является следующее. К исходным данным при расчете мощности СЭС относится установленная мощность судового электрооборудования (СЭО), режимы работы судна и т. д. Так как расчет и выбор числа и мощности генераторов СЭС на стадии проектирования или модернизации судов различного назначения представляет достаточно сложный процесс, вводятся определенные допущения. В связи с этим мощность генераторов СЭС, а следовательно, и коэффициенты степени электровооруженности у и у1 рассчитываются с погрешностями, величины которых зависят от корректности и количества вводимых допущений.

В этом случае для оценки степени электрификации судов представляется целесообразным введение показателя (коэффициента) в, который исключает погрешность результатов расчетов мощности СЭС и определяется по предлагаемой в [1] формуле:

р = кВт/Т,

D-Mr

(3)

-Суда для перевозки генеральных грузов

-------Суда для перевозки массовых грузов (лесовозы)

....... Контейнерные суда

Рис. 3. Графики зависимостей в = Дг) основных серий судов Дальневосточного бассейна

ности (электрификации) в серий морских транспортных судов России постройки начала 1960-х — середины 1990-х гг.

У судов для перевозки генеральных грузов коэффициент в составляет (0,183...0,745), у контейнерных судов — (0,211...0,665) кВт/т, у судов с горизонтальным и горизонтально-вертикальным способом грузовых операций (ролкеров) — (0,624...0,782) кВт/т, у ледокольно-транспортных судов — (0,793...0,868) кВт/т, у рефрижераторных судов — (0,793...0,801) кВт/т, у судов для перевозки массовых грузов (лесовозов) — (0,248...0,842) кВт/т, у лесовозов-пакетовозов — (0,522...0,664) кВт/т, у нава-лочников — (0,277...0,357) кВт/т), у наливных транспортных судов (нефтеналивных судов) — (0,222...0,870) кВт/т (рис. 4).

Анализ полученных результатов показывает, что развитие элек-

где ^сэо - суммарная установленная активная мощность СЭО, кВт.

Результаты расчетов коэффициентов электровооруженности (электрификации) в рассматриваемых серий судов Дальневосточного бассейна постройки начала 1960-х — конца 1970-х гг. приведены в [5]. У судов для перевозки генеральных грузов он равен (0,240...0,745) кВт/т, для перевозки массовых грузов — (0,248...0,731) кВт/т, контейнерных судов — (0,211...0,665) кВт/т; рефрижераторных — (0,793...0,801) кВт/т (рис. 3).

В [5] представлены результаты расчетов коэффициентов электровооружен-

Суда для перевозки генеральных грузов

- Суда для перевозки массовых грузов (лесовозы)

- Контейнерные суда

Рис. 4. Графики зависимостей в = Ж) основных серий транспортных судов России

б)

№ 2 (45) 2013

«Транспорт Российской Федерации» | 77

трификации рассматриваемых серий судов сопровождается изменением коэффициентов (степеней) электровооруженности (электрификации) у, ух и ß в функции времени постройки серий судов, причем:

• у основных серий судов Дальневосточного бассейна минимальные значения коэффициента ух относятся к сериям судов, начало постройки которых преимущественно охватывает временной диапазон 1963-1965 гг., а максимальные значения — 1973 г.;

• у основных серий судов Дальневосточного бассейна минимальные значения коэффициента ß относятся к сериям судов, начало постройки которых соответствует 1965-1970 гг., а максимальные значения — 1963-1973 гг.;

• у основных серий транспортных судов России минимальные значения коэффициента у относятся преимущественно к сериям судов, начало постройки которых охватывает временной диапазон 1960-1974 гг., а максимальные значения — 1973-1990 гг.

У основных серий судов Дальневосточного бассейна интегральные показатели трех экстремумов коэффициентов y имеют следующие значения:

• суда для перевозки генеральных грузов: min = 0,123 (начало постройки серий — 1967 г.), max = 0,251 (1970 г.);

• суда для перевозки массовых грузов (лесовозы): min = 0,127 (1962 г.), max = 0,187 (1974 г.);

• контейнерные суда: min = 0,091 (1970 г.), max = 0,173 (1975 г.).

Интегральные показатели трех экстремумов коэффициентов ß имеют значения:

• суда для перевозки генеральных грузов: min = 0,287 (1965 г.), max = 0,657 (1971 г.);

• суда для перевозки массовых грузов (лесовозы): min = 0,356 (1965 г.), max = 0,704 (1967 г.);

• контейнерные суда: min = 0,332 (1970 г.), max = 0,562 (1975 г.).

У аналогичных типов морских транспортных судов России интегральные показатели трех экстремумов ух следующие:

• суда для перевозки генеральных грузов: min = 0,122 (1969 г.), max = 0,271 (1966 г.);

• суда для перевозки массовых грузов (лесовозы): min = 0,131 (1963 г.), max = 0,259 (1969 г.);

• контейнерные суда: min = 0,110 (1975 г.), max = 0,186 (1978 г.).

Интегральные показатели ß имеют соответственно значения:

• суда для перевозки генеральных грузов: min = 0,237 (1964 г.), max=0,657 (1971 г.);

• суда для перевозки массовых грузов (лесовозы): min = 0,295 (1967 г.), max = 0,781 (1967 г.);

• контейнерные суда: min = 0,345 (1973 г.), max = 0,557 (1975 г.).

Таким образом, электрификация основных серий эксплуатируемых судов отечественной и зарубежной постройки сопровождается изменением

коэффициентов (степеней) электровооруженности (электрификации) у, у1 и в при отсутствии общих устойчивых тенденций и закономерностей их изменений в функции времени постройки серий судов. Меньшие значения коэффициента у1 зафиксированы у контейнерных судов, а коэффициента в — у судов для перевозки генеральных грузов. Большие значения у1 относятся к судам для перевозки генеральных грузов, а в — к судам для перевозки массовых грузов (лесовозов). □

Литература

1. Системы электроэнергетические судовые. Термины и определения [Текст]: ГОСТ 22652-77. М.: Изд-во стандартов, 1977. 4 с.

2. Сиверс П. Л. Судовые электроприводы. Изд. 2-е. М.: Транспорт, 1975. 456 с.

3. Богословский А. П., Певзнер Е. М.,. Фрейдзон И. Р., Яуре А. Г. Судовые электроприводы. Справочник: в 2 т. / науч. ред. А. К. Юдин. Изд. 2-е, пере-раб. и доп. Т. 1. Л.: Судостроение, 1983. 352 с.

4. Бурков А. Ф. Электрификация судов и ее основные характеристики // Транспортное дело России. М.: ИПК «Московская правда». 2005. Спец. вып. № 3. С. 108-109.

5. Бурков А. Ф. Повышение эффективности технической эксплуатации судовых электроприводов. Владивосток: ИПК Морск. гос. ун-та им. адм. Г. И. Невельского, 2011. 417 с.

портал для специалистов транспортной отрасли

www.rostransDort.com

ифтчыл о мпиижи кк. ирнтнн Т1п11(:1ютчн;(ийш>и Фпкгущш

m (47| tpm тлрчыьф rpTTf«w pot** win J if* f-l ■ ВЫ ГЦ

l" Ш « 9ОДР ЯП

ratVrtAiw I во к itAridk* I

Пипнын hiMMrtuer! ifJnhHU^ .

L Ннгррмйч L A.

Цеюницы we

РИЦМВДЩЩ"

>H»).flHWW IfH: iw*4) Innefch}

* № Ifct—M »№14 IHmniKil T№

78 |

№ 2 (45) 2013