柴油發(fā)電機組作為船舶主要的動力裝置之一,主要為船舶電氣設(shè)備供電,其性能的好壞影響著船舶的整體性能。而柴油發(fā)電機組的性能是由柴油機、發(fā)電機以及兩者之間的匹配這三方面的因素共同決定,因此在對船舶柴油發(fā)電機組進(jìn)行選型分析時,要從這三個方面重點考慮。只有正確選擇柴油發(fā)電機才能達(dá)到提供船舶整體性能的目的。柴油發(fā)電機組主要由柴油機、發(fā)電機和其他附屬設(shè)備組成,其中柴油機和發(fā)電機兩者共同制約著機組的整體性能。船舶動力裝置中有很多電氣設(shè)備,用于發(fā)電的燃油數(shù)量僅次于推進(jìn)主機。隨著船舶自動化程度和人員生活水平的提高,船上用電設(shè)備越來越多,發(fā)電機組的質(zhì)量直接影響到船舶營運的經(jīng)濟性和安全性。所以,必須重視船用柴油發(fā)電機組的選型。目前,用于船舶的柴油機組種類多而雜、沒有規(guī)范的選型一局和評價指標(biāo),使某些機組整體性能很差,不能保證船舶的安全及其運行。因此,有必要嚴(yán)格、規(guī)范、科學(xué)、合理的選型依據(jù),使選擇、評價船舶柴油發(fā)電機時有據(jù)可依。
1、船用柴油發(fā)電機組的選型原則
動力裝置是船舶的“心臟”, 如果機電設(shè)備發(fā)生故障,船舶將會失去作業(yè)能力,嚴(yán)重影響船員(旅客)的工作、生活以及船舶的安全,并將造成嚴(yán)重的經(jīng)濟損失,所以動力裝置安全可靠是極為重要的。而柴油發(fā)電機組是船舶的重要電源裝置,故要求其可靠性高、易于管理維護(hù);再加上船內(nèi)單機最大負(fù)載容量接近于船內(nèi)電源容量,則要求負(fù)載啟動和停止時發(fā)電機瞬時電壓波動應(yīng)盡可能地小。因此船舶對柴油發(fā)電機組提出了以下要求:
1)機組在額定值,而且在額定值附近運行時效率最高。在通常運行狀態(tài)下,應(yīng)以航行工況所必需的功率為基準(zhǔn),對于負(fù)載的變動及增加,也不得使機組過載,而且機組的額定容量要有適當(dāng)?shù)膬淞俊?br />
2)機組的容量和臺數(shù),應(yīng)能在任-機組停止工作時,仍然能繼續(xù)正常推進(jìn)運行、并為船舶安全以及具有冷藏級船舶的冷藏貨物所必需的設(shè)備供電。
3)機組應(yīng)能在任發(fā)電機或其原動機不工作時, 其余機組仍能提供啟動主推進(jìn)裝置所必需的電力。
4)當(dāng)1臺機組停止工作時,其余的機組應(yīng)有足夠的儲備容量,以保證當(dāng)最大電動機啟動時所產(chǎn)生的瞬態(tài)電壓降不會使任何電動機失速或其他電氣設(shè)備失效。
5)在連續(xù)運行條件下,希望柴油機額定輸出功率有10%左右的余量;但不應(yīng)使柴油機明顯地運行在低負(fù)載狀態(tài)。
6)主機組至少應(yīng)為2臺,為了便于維護(hù)和管理,最好選用同類型發(fā)電機組。
7)機組在選型時應(yīng)優(yōu)先使用國產(chǎn)設(shè)備,其優(yōu)點:在質(zhì)量和主要經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)上,國產(chǎn)設(shè)備與引進(jìn)設(shè)備相差不是很大,而總投人比引進(jìn)設(shè)備少很多:另外,保證交貨期,售后服務(wù)條件較好,現(xiàn)場驗收和零部件供應(yīng)方便等
2、柴油發(fā)電機組的主要性能指標(biāo)
機組的指標(biāo)有技術(shù)指標(biāo)、經(jīng)濟指標(biāo)和性能指標(biāo)。這些指標(biāo)是對柴油發(fā)電機組進(jìn)行選型和判斷性和優(yōu)劣的重要依據(jù)
(1)技術(shù)指標(biāo)
技術(shù)指標(biāo)是標(biāo)志柴油發(fā)電機的技術(shù)性能和結(jié)構(gòu)特征的參數(shù),主要由功率指標(biāo)、重量指標(biāo)和尺寸指標(biāo)三部分組成。功率指標(biāo)表示機組作功的能力,即向船舶電氣設(shè)備提供電力的能力;重量指標(biāo)和尺寸指標(biāo)是評價機組結(jié)構(gòu)緊湊和金屬利用率的重要指標(biāo)。重量指標(biāo)用單位功率重量(比質(zhì)量)來衡量,它是機組凈重和額定功率的比值;尺寸指標(biāo)又稱為緊湊性指標(biāo),是表征機組總體布置緊湊程度的指標(biāo),用單位體積功率來衡量,它是機組額定功率與外廓體積的比值。
(2)經(jīng)濟指標(biāo)
經(jīng)濟指標(biāo)主要由機組的燃油和滑油消耗率來衡量,同時參考機組的價格(通常用性價比來衡量)和維修保養(yǎng)費用。
(3)性能指標(biāo)
性能指標(biāo)主要包括機組的可靠性、機動性、使用壽命、振動、噪聲、排放以及自動化程度等??煽啃杂纱笮耷笆褂脮r間、機組故障率和售后服務(wù)質(zhì)量來綜合考核;機動性是指機組在改變工況時的工作性能;振動、噪聲和排放是指機組對周圍環(huán)境的影響;自動化程度是改善工作人員勞動條件和提高機組乃至整個船舶性能的重要指標(biāo)。因此,對柴油發(fā)電機組的性能進(jìn)行分析時,既要分析柴油機的各項指標(biāo),又要分析發(fā)電機的各項指標(biāo),以及兩者之間的匹配對機組整體性能的影響,而其匹配主要考慮兩者之間的功率匹配和轉(zhuǎn)速匹配、發(fā)電機的旋轉(zhuǎn)不均勻度、柴油機的沖擊振動和發(fā)電機的固有振動間的關(guān)系、柴油機旋轉(zhuǎn)不均所引起的發(fā)電機的功率脈動情況、柴油機和發(fā)電機的性能是否互補等因素。