第三章 電站參數(shù)選擇

第三章電站參數(shù)選擇第一節(jié)概述第二節(jié)三類負荷

第三節(jié)需要系數(shù)法電力負荷計算方法根據(jù)實船負荷情況作記錄和統(tǒng)計目前用得最多的是負荷系數(shù)法，方法最簡單，結果較準確，直觀且便于檢查。晝夜航行圖表法適用于小船或電力輔機不多的船舶。概率論法或負荷系數(shù)法計算。概率論法對設計同類型船舶適用計算機仿真計算用算式計算船舶電力負荷算式計算法結果通常偏大負荷系數(shù)法又稱負荷表格法。分類：需要系數(shù)法三類負荷法三類負荷法把負荷分成偶然短時使用；反復短時使用；長期使用三類。第二節(jié)三類負荷一、船舶運行狀態(tài)及用電設備的分類二、負荷表的編制與計算一、船舶運行狀態(tài)民用船舶的運行狀態(tài)：航行狀態(tài)；進出港狀態(tài)；離靠碼頭狀態(tài)；停泊狀態(tài)；裝卸貨狀態(tài)；應急狀態(tài)；應急發(fā)電機工作狀態(tài)。水面艦艇的運行狀態(tài)停泊狀態(tài)指艦艇停泊或靠岸，包括停泊日常訓練所需用電。起錨防空狀態(tài)

包括起錨完畢到主機起動的整個備航狀態(tài)，同時要進行防空，使用對空武器。經濟航行狀態(tài)以經濟航速在海區(qū)正常航行。備戰(zhàn)經濟航行狀態(tài)備戰(zhàn)經濟航行狀態(tài)是指編隊經濟航行并處于備戰(zhàn)狀態(tài)。戰(zhàn)斗狀態(tài)保證戰(zhàn)斗活動的所有電氣設備投入工作。用電設備分類---按用途和系統(tǒng)分類機艙輔機。包括為主機、鍋爐服務的輔機，以及全船性服務的輔機。甲板機械，包括舵機、起貨機、錨機、絞盤機和舷梯機等。冷藏通風，包括冷藏貨艙、伙食冷庫的空調裝置和通風機等機修機械，包括車床、鉆床、刨床、電焊機及機艙起重行車等。用電設備分類---按用途和系統(tǒng)分類（二）照明及生活設備.包括照明、航行信號燈、強光燈、電熱器、電灶、空調等。弱電設備，包括觀察、通訊和導航沒備。其它特種船需要的設備和電力推進等包括火炮、魚雷、水雷、導彈等的操縱機械、發(fā)射機械、計算機指揮儀及消磁裝置等。用電設備分類---按負荷分類第一類負荷。指船舶在某一運行狀態(tài)下連續(xù)使使用的負荷。第二類負荷。指在某一運行狀態(tài)下，短時或報復短時使用的負荷。第三類負荷。

指船舶在某一運行狀態(tài)下偶然短時使用的負荷，以及預操作規(guī)程可以避開電站尖峰負荷時間使用的負荷。萬噸柴油機遠洋貨輪1、2、3負荷電氣設備分類第Ⅰ類負荷第Ⅱ類負荷第Ⅲ類負荷舵機救活泵燃油離心分油器主空氣壓縮機主機盤車機起貨機貨油泵輕柴油離心分油器油灶鼓風機機艙起吊機起錨機冷藏貨藏壓縮機滑油離心分離器空調壓縮機車床絞盤冷卻泵燃料油駁運泵空調淡水泵砂輪主機淡水泵鹽水接力泵輕柴油輸出泵伙食冷庫壓縮機鉆床主機海水泵貨艙通風機艙底泵電動鍋爐給水泵電焊機主機滑油使用泵機艙通風機壓在泵電動鍋爐強制循環(huán)求生艇吊艇機主機噴油嘴冷卻泵CO2室抽風機日用淡水泵泵舷梯起吊機排氣渦輪滑油泵冷藏機艙送風機、抽風衛(wèi)生水泵充電機組探照燈主機燃料油循環(huán)泵機飲水泵雷達透平發(fā)電機凝水泵廚房送風機、抽風機滑油輸送泵空調送風機鍋爐燃油泵浴室、廁所抽風機熱水循環(huán)泵鍋爐給水泵照明設備蒸發(fā)器凝水泵鍋爐鼓風機助航、通訊用變流機蒸發(fā)器給水泵救火總用泵二、負荷表的編制與計算1.定各項負荷的已知條件和數(shù)據(jù)①

負荷名稱、用途、類別。②

同種類負荷的數(shù)量m.③

負荷的額定數(shù)據(jù)，即機械軸上最大功率④機械軸所配電動機額定功率 ,額定轉速、額定功率因數(shù)、額定效率

。⑤

電動機利用系數(shù)⑥

用電設備需要電網供給的最大功率—實際效率⑥

機械負荷系數(shù)--機械軸上實際需要功率⑦

同時使用系數(shù)n—該組同時工作的用電設備數(shù)m—該組用電設備總數(shù)。K2和K0可由實際調查得出用電設備負荷系數(shù)附注有電設備負荷系數(shù)附注主機冷卻泵0.6-0.9柴油機船滑油駁運泵0.65-1.0主機滑油循環(huán)泵0.65-0.9淡水泵0.65-1.0排氣渦輪滑油泵0.7-1.0衛(wèi)生水泵0.8-1.0噴油嘴冷卻泵0.7-1.0熱水循環(huán)泵0.8-1.0輔鍋爐給水泵0.85-1.0主機盤車機0.8-1.0輔鍋爐燃油泵0.65-0.9貨油泵0.6-0.85輔鍋爐鼓風機0.6-0.85機修設備0.5-0.7主空氣壓縮機0.75-1.0貨艙通風機0.6-1.0燃油離心分油器0.65-1.0泵艙通風機0.7-0.9滑油離心分離器0.65-1.0貨艙通風機0.6-0.8輕柴油輸送泵0.65-1.0熱水器（包括電灶）0.5-0.9重柴油輸送泵0.7-1.0消磁裝置1.0主機循環(huán)泵0.7-0.9汽輪機船變流機0.35-0.8主凝水泵0.65-0.75充電機0.4-1.0燃油泵0.75-0.85錨機0.6-0.9主機滑油循環(huán)泵0.6-0.9舵機0.2-1.0給水泵（貨船、油船）0.65-0.75起貨機0.3-0.65自動燃燒裝置0.8-0.9絞盤0.3-0.8總用空氣壓縮機0.8-0.9絞車0.3-0.8總用泵0.65-0.75無線電0.8-1.0艙底壓載泵0.8-1.0探照燈0.8-1.0救活泵0.75-1.0工作燈0.8-1.0第一類負荷同時使用系數(shù)K0名稱航行進出港靠離碼頭停泊海上停泊應急輕柴油駁運泵0.30.30.20.2重柴油駁運泵0.30.30.20.2滑油駁運泵0.20.20.20.2滑油離心分離器0.30.30.3燃油離心分離器0.30.30.3主空氣壓縮機0.40.4輔鍋爐給水泵0.30.30.30.30.3蒸發(fā)器給水泵0.30.30.3艙底泵0.50.3艙底壓載泵0.50.3污水泵0.20.2衛(wèi)生水泵0.50.50.5淡水泵0.50.50.5熱水循環(huán)泵0.50.60.5冷藏機0.30.20.20.30.2空調冷卻水泵0.30.20.20.30.2廚房用電0.40.40.40.40.40.2回旋起貨機（起貨）0.50.5回旋起貨機（變幅）0.30.3回旋起貨機（回旋）0.30.3(9)電動機負荷系數(shù)同組用電設備所需有功功率所需無功功率---用電設備實際功率因數(shù)角可根據(jù)電機的、和負荷程度由表查的。異步電動的功率因數(shù)轉速

r/min功率（

k

W）負荷程度0

.30

.30

.50

.60

.70

.80

.91130001

.50

.730

.760

.790

.810

.850

.860

.870

.90

.92

.2340

.670

.720

.780

.820

.840

.860

.880

.90

.95

.57

.5100

.760

.80

.820

.840

.850

.860

.870

.90

.9130

.770

.820

.850

.860

.870

.870

.890

.90

.915170

.770

.790

.810

.810

.870

.890

.90

.90

.9220

.790

.820

.810

.870

.890

.90

.910

.90

.93040550

.830

.910

.930

.930

.940

.940

.940

.90

.9751000

.80

.840

.880

.90

.910

.930

.930

.90

.912515001

.50

.480

.550

.610

.670

.720

.740

.770

.70

.82

.20

.530

.610

.660

.720

.770

.810

.830

.80

.830

.550

.620

.690

.750

.780

.810

.840

.90

.945

.50

.650

.720

.760

.780

.820

.810

.850

.90

.97

.50

.680

.750

.80

.830

.840

.850

.850

.90

.9101317223040550

.850

.870

.890

.90

.90

.90

.90

.90

.9751000

.820

.850

.880

.890

.910

.920

.920

.90

.910005

.50

.50

.60

.660

.710

.760

.780

.80

.80

.87

.50

.580

.640

.70

.750

.780

.80

.820

.80

.8100

.720

.770

.820

.850

.870

.890

.90

.9130

.760

.790

.830

.850

.870

.890

.90

.9K01、K02選擇原則在大的艦船上，由于負載數(shù)量多，同時工作的可能性小些。因此同時工作系數(shù)比負載少的艦船可取小些。艦船活動愈緊張，同時工作系數(shù)就取得愈大，因為設備的同時工作可能性愈大。通常，K01在0.8-1.0范圍內，K02在0.3-1.0范圍內。某狀態(tài)需要發(fā)電機供給的總功率總有功功率：總無功功率：式中：——該狀態(tài)下第Ⅰ、Ⅱ類負荷總有功功率；——該狀態(tài)下第Ⅰ、Ⅱ類負荷總無功功率負荷表的編制過程①

向輪機部門收集全船用電設備原始資料，包括

錄中找出，并據(jù)此從產品目等數(shù)據(jù)。②

確定運行狀態(tài)，并將全部用電設備分類連同已知數(shù)據(jù)填入表2-5中，其中僅示以航行狀

態(tài)，其余狀態(tài)應同樣填寫8列數(shù)字。負荷計算表序號用電設備名稱數(shù)量最大機械軸功率電動機（額定）數(shù)據(jù)所需總功率

k

W電動機利用系數(shù)

K

1航

行

狀

態(tài)功

率k

W轉速r/

min效率%功率因數(shù)cos

φ所需功率k

W機械負荷系數(shù)電動機負荷系數(shù)實際功率因數(shù)cos

φ同時使用系數(shù)

K

0所需有功功率

k

W所需無功功率Kvar負荷類別實際效率%12345678910111213141516171819甲板機械1234Ⅰ類負荷總功率P、Q（k

W、kvar）Ⅱ類負荷總功率P、Q（k

W、kvar）Ⅲ類負荷總功率P、Q（k

W、kvar）Ⅰ類負荷總功率考慮同時工作系數(shù)0.8時總功率（k

W、kvar）Ⅱ類負荷總功率考慮同時工作系數(shù)0.3時總功率（k

W、kvar）考慮同時工作系數(shù)后，Ⅰ、Ⅱ類負荷總功率之和（k

W、kvar）考慮網絡損失5%以后所需總功率（k

W、kvar）加權平均值功率因數(shù)cos

φB運行發(fā)電機（臺數(shù)×k

W）發(fā)電機負荷率（%）③確定系數(shù)K1，K2和K0并計算各組負荷所需功率。④計算每一狀態(tài)下各類負荷所需總功率。⑤根據(jù)總同時使用系數(shù)K01,K02并計及電網損耗

5%，確定各狀態(tài)所需的電站功率。⑥根據(jù)上述計算結果，查對產品目錄，選擇發(fā)電機功率和數(shù)量，并核對各狀態(tài)下發(fā)電機負荷百分率。最后用可能短時需要最大負荷校驗發(fā)電機過載能力是否滿足。3.選擇發(fā)電機的要求①

必須保證各種運行狀態(tài)下最大用電量并都有備用機組，備用機組容量應不小于運行機組中最大一臺機組的容量。主發(fā)電機一旦故障，能立即投入供電。②

每臺機組運行負荷率為80%左右。③

發(fā)電機的類型和功率應盡可能一致，以減少備品和增強發(fā)電機組之間的換性，并聯(lián)運行也較方便。④

艦船在停泊狀態(tài)的用電量小于最小一臺發(fā)電機的56%時，可安裝停泊發(fā)電機。⑤

發(fā)電機臺數(shù)應盡量少，以使維護簡單、管理方便但也不能太少。發(fā)電機長期輕載運行，這樣不經濟。一般選用2-4臺。⑥

應急狀態(tài)應單獨選應急發(fā)電機，不設備用機。⑦

對于艦艇，為了提高其生命力，應增加發(fā)電機臺數(shù)和電站數(shù)，如大型艦艇為3-4個電站，中小墊艦艇(如護衛(wèi)艦、驅逐艦)不少于2個，小艇1個。當一

艘艦艇上有兩個電站時、每一電站要安裝兩臺發(fā)電機，實施分區(qū)供電以提高供電的生命力。負荷計算舉例1-1用電設備名稱數(shù)量最大機械輸出功率電動機數(shù)據(jù)一、機艙輔機轉速效率（r/min）效率（%）功率因數(shù)cosφ1.備用滑油壓力泵26

.5930860

.812.滑油離心分離器12

.4143083

.50

.843.主機備用海淡水泵18293087

.50

.894.輔助鍋爐給水泵12

.4143083

.50

.845.輔助鍋爐鼓風機11

.52860810

.876.消防總用泵113

.4294088

.50

.97.空氣壓縮機25

.5930850

.88.備用艙底泵18

.15145087

.50

.879.燃油輸送泵10

.8141080

.50

.8110.燃油離心分離器12

.4143083

.50

.8411.壓載總用泵113

.4294088

.50

.912.生活淡水泵18145087

.50

.8713.衛(wèi)生水泵28145087

.50

.8714.熱水循環(huán)泵11

.22860810

.87二、甲板機械1.舵機21000840

.792.錨機11500

/

750

/

5875

/

76

/

580

.91

/

0

.81

/

0

.53.起艇機61000740

.774.絞盤11340

/

640

/

26873

/

74

/

560

.91

/

0

.81

/

0

.5三、冷藏通風1.糧庫風機10

.

242900740

.

842.機艙通風機431500800

.

83.尾首貨倉通風機20

.

83000800

.

84.側浴洗臉室機20

.

53281077

.

50

.

855.應急發(fā)電機室通風機10

.

43000800

.

86.交流機室通風機10

.

43000800

.

87.蓄電池室通風機20

.

43000800

.

88.旅客艙通風機41

.

641450820

.

839.廚房通風機20

.

861450800

.

8110.浴側通風機20

.

242900740

.

8411.冷藏機23

.

21440850

.

8512.二氧化碳室通風機10

.

43000800

.

813.舵機艙通風機10

.

43000800

.

814.旅客藏通風機231500800

.

815.會議室通風機20

.

961450800

.

81四、機修設備1.砂輪機0

.

251400700

.

742.車床131430840

.

843.轉床10

.

8138076

.

50

.

77五無線電設備1.航海雷達12.無線電設備負荷計算舉例1-2六、照明及其他1.機艙照明2.房艙及室外照明3.工作燈及貨倉照明4.航行燈及信號燈5.探照燈6.電風扇7.燃油沸水器、燃油爐灶50

.

082500第Ⅰ類負荷總功率（k

W，kvar）第Ⅱ類負荷總功率（k

W，kvar）第Ⅲ類負荷總功率（k

W，kvar）第Ⅰ類負荷考慮同時系數(shù)（K

0Ⅰ=0.85

）時總功率（k

W，kvar）第Ⅱ類負荷考慮同時系數(shù)（K

0Ⅱ=4

）時總功率（k

W，kvar）第Ⅰ、Ⅱ類負荷總功率和（k

W，kvar）考慮網絡損失5%時的所需功率（k

W，kvar）平均功率因數(shù)cosφ運用發(fā)電機臺數(shù)（臺×k

W）發(fā)電機負荷（%）備用發(fā)電機臺數(shù)及功率（臺×k

W）負荷計算舉例1-3第三節(jié)需要系數(shù)法定義：用電設備實際所需要的功率與額定負載時所需的功率的比值式中： ——用電設備實際所需功率——用電設備額定功率負荷名稱需要系數(shù)負荷名稱需要系數(shù)柴油船用輔機淡水冷卻泵0

.

8

5弱電設備蓄電池充電0

.

2海水冷卻泵0

.

8

5電工試驗板0

.

2滑油泵0

.

6

5燃油閥冷卻水泵0

.

8

5燃油閥冷卻油泵0

.

7

0燃油離心分離器0

.

6

5增壓泵0

.

6

5給水泵0

.

8

5機艙照明0

.

9輔助鍋爐燃油噴射泵0

.

6

5照明設備房艙照明0

.

6鼓風機0

.

8

5貨艙燈0

.

8探照燈航行燈0

.

81

.

0廢棄鍋爐循環(huán)水泵0

.

8

5空氣壓縮機①發(fā)電機用冷卻水泵②0

.

8

50

.

8

5電風扇0

.

8冷藏通風機艙通風機0

.

8

5船舶輔機艙底救火泵房艙通風機0

.

8救火總用泵0

.

6

5貨艙通風機0

.

6

~

0

.

8艙底壓載泵0

.

2貨艙干燥裝置0

.

5潛水艙底泵0

.

1泵艙通風機0

.

8壓載泵0

.

2全船用冷藏壓縮機0

.

4真空泵0

.

1全船用冷藏壓循環(huán)泵0

.

4洗艙泵0

.

8

5貨艙壓縮機0

.

5掃藏泵0

.

1

5

~

0

.

2

5空調用壓縮機0

.

7

5空調冷水泵0

.

7

5空調熱水泵0

.

7

5空調凝水循環(huán)泵0

.

7

5空調送風機0

.

7

5生活泵和設備蒸餾器淡水輸送泵0

.

6甲板機械舵機0

.

2廚房和餐室設備0

.

3起錨機0

.

4洗衣設備0

.

2起艇機0

.

8電熱水器0

.

5舷梯絞車0

.

8房艙電熱器0

.

4絞盤、系泊絞車0

.

4貨油泵②0

.

8起貨機②1

.

0甲板機械加熱器0

.

7熱水循環(huán)泵工具機機床0

.

1生活用泵汽水循環(huán)泵0

.

7和設備衛(wèi)生水泵淡水泵

污水泵

飲水噴泉蒸餾器海水給水泵蒸餾器凝泵0

.

40

.

40

.

20

.

30

.

7

50

.

6弱電設備船內通訊航海儀器電羅經

雷達無線電設備0

.

40

.

40

.

40

.

40

.

4

5蒸餾器化學給水泵0

.

2鹽水排除泵0

.

7

5管群輸水泵0

.

6需要系數(shù)KC一、計算方法①

計算各類負荷的額定所需功率Psn、照明設備和弱電設備的額定所需功率，即采用其安裝總功率。②

根據(jù)表2-8選擇各類負荷的需要系數(shù)入Kc。③

起貨機負荷的需要系數(shù)。此系數(shù)隨起貨機電氣控制方式和臺數(shù)而不同，可根據(jù)圖2-2的曲線確定。④

將各類負荷的額定所需功率乘以需要系數(shù)后總加，便得到全船所需位、功率P二、計算步驟①

計算各電動機和其它電氣設備的額定所需功率。②

選擇計算工況，并確定各工況下所需使用的電氣設備。③

估計各輔機和各電氣設備實際使用功率，了解使用情況并確定需要系數(shù)。④

計算各電氣設備的所需功率，并計算總功率。⑤

考慮5%的電網損失，計算所需總功率。⑥

選擇發(fā)電機組，計算各工況下發(fā)電機的負荷百分率。一般發(fā)電機組應有10%-20%的功率余量，因此發(fā)電機負荷度不超過80%-90%。序號用電器名稱數(shù)量軸功率

k

W電動機利用系數(shù)消耗功率

k

W消耗總功率

k

W航行靠離碼頭裝卸貨額電功率

k

W型號轉速r/min效率需要系數(shù)實際消耗功率

k

W需要系數(shù)實際消耗功率

k

W需要系數(shù)實際消耗功率

k

W一、甲板機械1舵機11

.

22

.

81400850

.

433

.

33

.

30

.

20

.

660

.

20

.

662錨機14

.

86ZZYH-

211870830

.

87

.

27

.

20

.

42

.

883起貨機41217ZZYH-

41630790

.

721

.

5860

.

5546

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3二、機艙機械4空氣壓縮機18

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510Z-

611500850

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8511

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811

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80

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85105鍋爐給水泵10

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81

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1Z-

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731

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41

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40

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190

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