"РД 31.03.41-90. Технико-эксплуатационные требования по оптимальной комплектации электростанций морских транспортных судов"
(утв. Минморфлотом СССР, введен в действие письмом от 20.06.1990 N ГСМ-21/972)

Настоящий руководящий документ устанавливает технико-эксплуатационные требования по оптимальной комплектации основных судовых электростанций (СЭС) морских транспортных судов.

Документ распространяется на СЭС судов с дизельными энергетическими установками (ЭУ).

Документ не ограничивает применение для расчета мощности и выбора комплектации СЭС других методов, рекомендованных ОСТ 5.6168-80. Судовые электроэнергетические системы. Методы расчета электрических нагрузок и определения состава генераторов электростанций.

1.1.1. Метод расчета мощности СЭС судов с дизельными ЭУ, использованный в настоящем документе, основывается на статистическом анализе реальных нагрузок СЭС и основных потребителей электроэнергии на различных типах морских транспортных судов в нормальных эксплуатационных условиях.

Определение необходимости установки и расчет мощности аварийного источника электроэнергии (аварийной СЭС) для проектируемой серии судов в задачу настоящего документа не входит.

1.1.2. Основными расчетными режимами работы СЭС для судов любого типа с дизельной ЭУ считаются режимы хода и стоянки судна без грузовых операций судовыми средствами <1>, достигающие в сумме по продолжительности 90% времени эксплуатационного периода судов. Остальные расчетные режимы работы СЭС, связанные с другими режимами работы судна, в расчетном отношении являются производными от основных (режимы маневров, стоянки судна с грузовыми операциями судовыми средствами <1>, готовности и др.).

--------------------------------

<1> В дальнейшем тексте - стоянка.

<1> В дальнейшем тексте - стоянка с грузовыми операциями.

Для всех типов судов принимается следующее обозначение расчетных режимов:

J = 1, 3, 5, 7 - соответственно режимы ходовой, стоянка, маневренный и стоянка с грузовыми операциями в умеренной зоне;

J = 2, 4, 6, 8 - те же режимы в тропической зоне.

Для наливных, нефтенавалочных судов и газовозов рекомендуется вместо режимов 7, 8 ввести режимы 7, 9 (погрузка и выгрузка в умеренной зоне) и 8, 10 (погрузка и выгрузка в тропической зоне). При необходимости могут быть введены и другие режимы, например, готовности 11 (в умеренной зоне) и 12 (в тропической зоне), все режимы в арктической зоне в др.

1.1.3. Минимальное значение суммарной номинальной мощности генераторных агрегатов (ГА) , обеспечивающих режим J, определяются суммарной расчетной мощностью P_сэс (J) режима.

Мощность P_сэс (J) состоит из максимальной интегральной мощности стандартных потребителей электроэнергии P_max (J) в соответствующем основном режиме и суммы добавочных мощностей :

1.1.4. Интегральная мощность стандартных потребителей основного режима - это мощность, формируемая потребителями, качественно одинаковыми для любого типа судна с дизельной ЭУ <2>. В число таких потребителей включаются:

--------------------------------

<2> В дальнейшем тексте - интегральная мощность.

механизмы, обслуживающие главную и вспомогательную энергетические установки (в том числе котельную);

воздушные компрессоры;

сепараторы топлива и масла, перекачивающие насосы;

испарительная установка;

вентиляция машинного отделения (только в ходовом режиме);

рулевые машины;

вентиляция жилых, служебных и грузовых помещений (кроме вентиляции помещений для перевозки транспортных средств с топливом в баках);

рефрижераторная установка провизионных камер;

электронагреватели и насосы мытьевой и питьевой воды;

балластные и пожарные насосы в режиме кратковременной работы;

осушительные насосы;

инсинератор, установки очистки льяльных сточных вод, фекальные насосы;

валоповоротные устройства и тельфер машинного отделения;

система катодной защиты;

швартовные лебедки в режиме автоматической работы;

механизмы люковых закрытий, грузовых аппарелей, платформ, лацпортов, траповые и шлюпочные лебедки и другие вспомогательные грузоподъемные устройства в режиме кратковременной работы;

бытовое, хозяйственное и ремонтное оборудование, зарядные устройства;

освещение (кроме освещения грузовых помещений для перевозки транспортных средств с топливом в баках на ролкерах и судах многоцелевого назначения);

электронагревательные приборы для обогрева служебных помещений и неработающего оборудования;

средства радиосвязи и электронавигационные приборы;

электрические средства автоматизации.

1.1.5. К потребителям добавочной мощности относятся специфические потребители специализированных судов, потребители, работающие только в производных режимах (подруливающие устройства (ПУ), грузовые устройства и системы и др.), а также другие потребители с продолжительным режимом работы (системы летнего кондиционирования воздуха, вентиляции машинных отделений в режимах стоянки и др.), формирующие в рамках основных режимов соответствующие подрежимы. Перечень основных потребителей добавочной мощности в расчетных режимах работы СЭС указан в обязательном приложении 1.

1.1.6. Эмпирические распределения интегральной мощности в основных режимах с достаточной для практических целей точностью могут быть описаны нормальным законом, что позволяет характеризовать конкретные распределения только величинами средней и стандартного отклонения S.

Величина средней представляет собой наиболее вероятную интегральную мощность, на формирование которой решающее влияние оказывают потребители с продолжительным режимом работы.

Величина стандартного отклонения определяется главным образом потребителями с другими режимами работы (кроме продолжительного).

1.1.7. Максимальная интегральная мощность в основных режимах определяется в соответствии с выражением

При этом вероятность появления уровня мощности, соответствующего P_max, составляет 0,003.

1.1.8. Расчет мощности P_max сводится к нахождению статистик и S в зависимости от основных исходных данных судна, известных, как правило, уже на ранних стадиях проектирования. Расчетные зависимости статистик от основных данных судна получены в результате специальных экспериментальных исследований нагрузок СЭС и основных потребителей электроэнергии в нормальных эксплуатационных условиях, выполненных ЦНИИМФ на судах различных типов (справочное приложение 2).

1.2.1. Основными исходными данными для нахождения статистик являются:

полное водоизмещение судна при осадке по летнюю грузовую марку D, тыс. т;

суммарная максимальная длительная мощность ГД N, МВт;

тип ГД по частоте вращения: малооборотные (МОД) или среднеоборотные (СОД) дизели;

тип МОД по конструкции (Бурмейстер и Вайн - БМЗ, МАН, Зульцер).

1.2.2. Средняя мощность в ходовом режиме 

для судов с МОД типа Бурмейстер и Вайн - БМЗ, МАН и судов с СОД

при N <= 9 мВт

при N > 9 мВт

для судов с МОД типа Зульцер

1.2.3. Стандартное отклонение мощности в ходовом режиме S(1)

при D <= 16 тыс. т

при D > 16 тыс. т

1.2.4. Средняя мощность в режиме стоянки 

при D <= 11 тыс. т

при D > 11 тыс. т

1.2.5. Стандартное отклонение мощности в режиме стоянки S(3)

1.2.6. Значения и , полученные по формулам (3) - (5) и (8) - (9), должны быть увеличены с учетом Норм искусственного освещения на судах морского флота N 2506-81 в следующих размерах

1.3.1. Потребители добавочной мощности, указанные в обязательном приложении 1 и обозначенные , могут устанавливаться на судах различного типа, а обозначенные - только на судах определенного типа. Для упрощения расчетов величина добавочной мощности всех указанных потребителей принимается постоянной и равной

Для некоторых потребителей в связи с отсутствием достаточной статистической информации указывается максимальная мощность, потребляемая ими на судах-прототипах.

1.3.2. Добавочная мощность при эксплуатации судна в тропической зоне принимается одинаковой для всех расчетных режимов и определяется главным образом работой установок летнего кондиционирования воздуха жилых и служебных помещений, а также влиянием ряда других факторов ( объемом включенной общесудовой вентиляции, более интенсивной работой рефрижераторной установки провизионных камер, бытовых систем в др.).

Мощность определяется в зависимости от водоизмещения судна по формуле

1.3.3. Вентиляция машинных отделений должна рассматриваться в расчетном отношении как потребитель добавочной мощности в режимах стоянок в связи с ее значительной установленной мощностью P_{вент.мо}, соизмеримой с интегральной нагрузкой режимов, и нерегулярным характером использования.

Под машинными отделениями (в отличие от машинных помещений) понимаются только те судовые помещения, в которых установлены главные и вспомогательные двигатели. Суммарная номинальная мощность электроприводов (ЭП) вентиляторов P_{вент.мо} определяется в зависимости от суммарной максимальной длительной мощности ГД по формуле

Мощность, потребляемая ЭП вентиляторов машинных отделений, , определяется по формулам в режиме стоянки в умеренной и арктической зонах

в режиме стоянки в тропической зоне

В ходовом режиме судна вентиляция машинных отделений, как правило, полностью включена и входит в интегральную мощность.

1.3.4. Номинальная мощность ЭП подруливающих устройств должна быть задана в исходных материалах (обоснованиях, требованиях, технических заданиях, проектных проработках и т.п.) с учетом типа судна и ожидаемых условий его эксплуатации. При отсутствии конкретных данных расчетная суммарная мощность приводов одного или нескольких ПУ, P_пу, определяется для различных типов судов по формулам

для наливных судов

для железнодорожных паромов

для остальных типов судов

Мощность, потребляемая ЭП ПУ, , определяется по формуле

где P_{пу ном} - номинальная мощность ЭП ПУ, выбранная из имеющегося ряда ПУ на основе расчета во формулам (16) - (18), а если ряд ПУ неизвестен - по данным судов-прототипов, приведенным в табл. 1.

1.3.5. Мощность, потребляемую пассивной системой стабилизации судна на волнении, , допускается не учитывать, так как она не превышает нескольких кВт.

1.3.6. Мощность, потребляемая ЭП балластных насосов, , на всех типах судов, кроме наливных, нефтенавалочных, газовозов и судов с грузовыми операциями, выполняемыми методом притопления, во всех расчетных режимах входят в интегральную мощность.

На наливных, нефтенавалочных судах и газовозах балластные насосы в режиме стоянки с грузовыми операциями работают продолжительно и мощность, потребляемую ЭП насосов, рекомендуется принимать равной

где P_БН - суммарная номинальная мощность ЭП балластных насосов, определяемая по формуле

Если балластные насосы должны иметь турбоприводы, работающие от вспомогательных котлов с повышенной по сравнению с обычными котлами производительностью, то суммарную номинальную мощность ЭП, обслуживающих такие котлы (без учета резервных), P_пк, рекомендуется принимать равной

Мощность, потребляемая ЭП, обслуживающими котлы, при коэффициенте загрузки K_з = 0,8 определяется по формуле

1.3.7. Мощность, потребляемую ЭП якорных и швартовных устройств в режиме маневров, и , в расчетах допускается не учитывать, так как в соответствии с общепринятой практикой эксплуатации в этом режиме включенная мощность СЭС значительно превышает потребляемую за счет ввода в действие дополнительного ГА.

1.3.8. Средства электрообогрева жилых помещений работают при эксплуатации судна в умеренной и арктической зонах. Мощность, потребляемая средствами электрообогрева, , определяется по формуле

Средства электрообогрева служебных помещений и неработающего оборудования устанавливаются практически на всех типах судов, поэтому потребляемая ими мощность входит в интегральную мощность.

На судах, проектируемых для эксплуатации в арктической зоне, должна дополнительно учитываться мощность, потребляемая средствами электрообогрева палубных механизмов, , во всех расчетных режимах при нахождении судна в арктической зоне.

Величина может определяться на основании опыта эксплуатации судов-прототипов. Например, на судах типа "Норильск" (D = 30,8 тыс. т.) составляет около 50 кВт (электрообогрев гидравлических приводов кранов, кормовой рампы, лацпортов, люковых закрытий).

1.3.9. Вспомогательные воздухонагнетатели, устанавливаемые для некоторых типов МОД и СОД, используются, как правило, при пусках ГД и их работе с нагрузкой, не превышающей 50% номинальной, т.е. в режиме маневров. Для некоторых типов ГД воздухонагнетатели должны работать также и в ходовом режиме (например, на судах типа "Норильск" с СОД типа Вяртсиля-Зульцер).

Мощность, потребляемую ЭП воздухонагнетателей, , рекомендуется принимать равной

для судов с МОД типа МАН

для судов с МОД типа Бурмейстер и Вайн - БМЗ и с МОД и СОД типа Зульцер

1.3.10. Работа дополнительного устройства при необходимости должна обеспечиваться за счет резерва включенной мощности СЭС или путем ввода в действие дополнительного ГА, поэтому потребляемую устройством мощность в расчетах допускается не учитывать.

1.3.11. Системы откренивания судна при грузовых операциях, устанавливаемые на судах для перевозки тяжеловесных грузов, лихтеровозах, ролкерах и железнодорожных паромах, работают с использованием энергии гидроаккумулятора (система отечественного производства), воздушного компрессора (система "Интеринг") или перекачивающего насоса. Подпитка гидроаккумулятора осуществляется насосами относительно небольшой мощности с кратковременным режимом работы, и мощность, потребляемую ЭП системы, , в расчетах допускается не учитывать.

Мощность, потребляемая ЭП компрессора системы "Интеринг", составляет на судах с D = 8 - 10 тыс. т. , на судах с D = 20 - 60 тыс. т. - около 50 кВт.

Мощность, потребляемая перекачивающим насосом, установленным, например, на ролкерах типа "Скульптор Коненков" (D = 29,2 тыс. т.), составляет около 40 кВт.

1.3.12. Электроприводы аппарельного устройства ролкеров, судов многоцелевого назначения и лихтеровозов работают кратковременно при наличии достаточного резерва включенной мощности СЭС. В связи с этим мощность в расчетах допускается не учитывать.

1.3.13. Суммарная мощность, потребляемая системами возбуждения главных синхронных генераторов с воздушным охлаждением и самовентиляцией и системами возбуждения и вентиляции гребных электродвигателей (ГЭД) постоянного или переменного тока с воздушным охлаждением на судах с гребной электрической установкой (ГЭУ), , определяется в зависимости от суммарной номинальной мощности ГЭД , по формуле

Если величина не задана, то она определяется по формуле

где - ожидаемый номинальный к.п.д. ГЭУ, о.е.

1.3.14. При использовании ВРШ мощность, потребляемая ЭП механизмов изменения шага ВРШ, , определяется по формуле

На судах активного ледового плавания мощность, потребляемая ЭП механизма изменения шага специального ВРШ, может определяться на основании опыта эксплуатации судов-прототипов. Например, на судах типа "Норильск" (N = 15,4 МВт) эта мощность составляет 56 кВт.

1.3.15. Мощность, потребляемая ЭП насосов рабочего масла и охлаждающей забортной воды гидродинамических и жестких муфт на судах с гидропередачей, , может определяться на основании опыта эксплуатации судов-прототипов. Например, на судах типа "Норильск" мощность , потребляемая насосами, обслуживающими гидродинамические муфты двух ГД (N = 2 x 7,7 МВт) в режимах хода и маневров в ледовых условиях, составляет около 70 кВт, а насосами, обслуживающими жесткие муфты в режимах хода и маневров на чистой воде, - около 10 кВт.

1.3.16. Мощность, потребляемая навешенными на ГД насосами смазочного масла (при охлаждении поршней маслом), , охлаждающей забортной воды, , и охлаждающей пресной воды, , определяется по формулам

Эти мощности учитываются в формуле (1) со знаком минус и только для ходового режима.

1.3.17. Мощность, потребляемая электрическими приводами грузовых устройств (кранов и лебедок) в установившемся режиме грузовых операций на сухогрузных универсальных и рефрижераторных судах, лесовозах, судах многоцелевого назначения и других типах судов, , определяется по формулам

для судов с одним типом грузовых устройств

для судов с двумя типами грузовых устройств

где n', n" - число грузовых устройств с различной грузоподъемностью, которые могут работать одновременно во время грузовых операций; n' + n" >= 3;

, - номинальные грузоподъемности грузовых устройств, тс;

, - номинальные скорости подъема полного груза, м/мин.

Если краны и лебедки могут работать при различных значениях G_ном и соответствующих им значениях V_ном, расчетная величина должна соответствовать такому возможному сочетанию значений G_ном и V_ном, которое требует максимальной потребляемой мощности ЭП грузовых устройств.

Расчеты при использовании электрогидравлических приводов грузовых устройств выполняются аналогично, но полученные значения должны быть умножены на коэффициент К_ЭГ = 1,15, учитывающий потери в гидропередаче.

1.3.18. Мощность, потребляемая ЭП системы охлаждения рефрижераторного трюма на сухогрузных универсальных судах, судах многоцелевого назначения и других типах судов, , может определяться на основании опыта эксплуатации судов-прототипов.

1.3.19. Мощность, потребляемая ЭП систем обеспечения грузовых операций на судах для перевозки тяжеловесных грузов, , зависит от заданного способа выполнения грузовых операций.

Если выполнение грузовых операций предусмотрено судовым грузовым устройством, то мощность должна определяться на основании опыта эксплуатации судов-прототипов.

Так, для судов типа "Стахановец Котов" (D = 12,5 тыс. т.), имеющих козловой кран с G_ном = 350 т, V_ном = 2 м/мин, мощность составляет около 50 кВт.

Если, наряду с грузовым устройством, предусмотрено выполнение грузовых операций методом притопления, то мощность определяется по формуле

где P_БН - определяется по (21).

1.3.20. Мощность, потребляемая ЭП грузовых устройств лихтеровозов, , должна определяться на основании опыта эксплуатации судов-прототипов.

Например, на судах типа "Алексей Косыгин" (D = 62 тыс. т.), имеющих козловой кран с G_ном = 500 т, V_ном = 6 м/мин, мощность составляет около 500 кВт, а на судах типа "Юлиус Фучик" (D = 60,3 тыс. т.) с синхролифтом (G_ном = 2700 т, V_ном = 0,72 м/мин) около 950 кВт.

Если предусмотрено выполнение грузовых операций методом притопления, мощность определяется по формуле (21).

1.3.21. Суммарная номинальная мощность вентиляторов грузовых помещений, предназначенных для перевозки транспортных средств с топливом в баках на ролкерах и судах многоцелевого назначения, P_{вент.гп}, определяется в зависимости от объема указанных помещений C_ГП (в тыс. м³) по формуле

Мощность, потребляемая ЭП вентиляторов указанных помещений, , в режимах хода, маневров и стоянки, в соответствии с опытом эксплуатации определяется, исходя из шестикратного обмена воздуха в час, по формуле

При заданном десятикратном обмене воздуха в час мощность определяется по формуле

В режиме стоянки с грузовыми операциями при заданном двадцатикратном обмене воздуха в час мощность рекомендуется принимать равной

1.3.22. Мощность, потребляемая средствами освещения грузовых помещений на ролкерах и накатных палуб на судах многоцелевого назначения, , определяется по формуле

1.3.23. Мощность, потребляемая ЭП грузовых лифтов на ролкерах, , может определяться на основании опыта эксплуатации судов-прототипов. Так, на ролкерах типов "Инженер Нечипоренко" (D = 9,8 тыс. т.) и "Иван Скуридин" (D = 10,6 тыс. т.) мощность составляет 140 - 160 кВт.

1.3.24. Мощность, потребляемая при перевозке рефрижераторных контейнеров, , определяется по формулам:

в умеренной зоне

в тропической зоне

где - максимальная мощность, потребляемая одним рефконтейнером;

n_к - максимальное количество перевозимых рефконтейнеров (по спецификации);

К_о, - коэффициенты одновременности работы рефконтейнеров соответственно в умеренной зоне и в тропической зоне.

По данным экспериментальных исследований на судах, перевозящих рефконтейнеры, можно принимать ; К_о = 0,5; .

1.3.25. Мощность, потребляемая ЭП главной холодильной установки на рефрижераторных судах, , в режиме максимального использования установки, соответствующем первоначальному охлаждению груза бананов, и с учетом К_з = 0,8, определяется в зависимости от объема рефрижераторных трюмов C_рт (в тыс. м³), по формуле

Полученное значение рекомендуется учитывать при расчетах следующим образом:

1.3.26. Номинальная суммарная мощность приводов грузовых насосов наливных и нефтенавалочных судов P_гн должна быть задана в исходных материалах.

При отсутствии конкретных данных эта мощность определяемся по формуле

Мощность, потребляемая приводами грузовых насосов, , определяется по формулам:

в случае электропривода

в случае турбопривода

1.3.27. Мощность, потребляемая ЭП системы инертных газов в продолжительном режиме (выгрузка нефтепродуктов), , определяется по формуле

Эпизодическая работа системы в остальных режимах должна обеспечиваться за счет резерва включенной мощности СЭС, поэтому величина в расчетах мощности этих режимов не учитывается.

1.3.28. Работа потребителей, дополнительно используемых при мойке танков и в системе подогрева грузов на наливных и нефтенавалочных судах, должна обеспечиваться за счет резерва включенной мощности СЭС, поэтому соответствующие величины и в расчетах мощности указанных подрежимов допускается не учитывать.

1.3.29. Мощность, потребляемая ЭП, обслуживающими грузовую систему, , систему сжижения газа, , и систему инертных газов, , на газовозах, зависит от объема грузовых трюмов C_гт и может определяться на основании опыта эксплуатации судов-прототипов.

Так, на газовозах типа "Юрмала" (D = 15,4 тыс. т; C_гт = 12 тыс. м³) и типа "Моссовет" (D = 73,3 тыс. т., C_гт = 75 тыс. м³) мощности, потребляемые указанными системами, соответственно составляют: ; , .

1.3.30. Мощность, потребляемая ЭП грузовых устройств железнодорожных паромов (вагонолифтов), , может определяться на основании опыта эксплуатации судов-прототипов. Например, на судах типа "Герои Шипки" (D = 23 тыс. т.), имеющих вагонолифт с G_ном = 170 т, V_ном = 5,1 м/мин, мощность составляет около 350 кВт.

1.3.31. При наличии специальных требований или обоснований в суммарной расчетной мощности всех или отдельных режимов могут быть учтены мощности дополнительных потребителей, не указанных в приложении 1.

1.4.1. Суммарная расчетная мощность в основных режимах для различных типов судов определяется по формулам:

1.4.1.1. Все типы судов, кроме судов многоцелевого назначения, ролкеров, контейнеровозов, рефрижераторных судов и газовозов

P_сэс⁽¹⁾ = P_max⁽¹⁾, (48)

, (49)

, (50)

. (51)

1.4.1.2. Суда многоцелевого назначения и ролкеры

, (52)

, (53)

, (54)

, (55)

где определяется по (37) или (38).

1.4.1.3. Контейнеровозы

, (56)

, (57)

, (58)

. (59)

1.4.1.4. Рефрижераторные суда

, (60)

, (61)

, (62)

. (63)

1.4.1.5. Газовозы

, (64)

, (65)

, (66)

. (67)

1.4.2. Если на судне предполагается использование средств электрообогрева жилых помещений, то в расчетные формулы для основных и производных режимов в умеренной и арктической зонах должна входить добавочная мощность .

1.4.3. Если судно проектируется для эксплуатации в арктической зоне и предполагается использование средств электрообогрева палубных механизмов, то в расчетные формулы для основных и производных режимов в арктической зоне должна входить добавочная мощность .

1.4.4. Если на судне предполагается использование ГД, требующих продолжительной работы вспомогательных воздухонагнетателей в ходовом режиме, то добавочная мощность должна входить в расчетные формулы не только в режиме маневров, но и в ходовом режиме.

1.4.5. Если на судне предполагается использование ГЭУ, то в расчетные формулы для ходового режима и режима маневров должна входить добавочная мощность .

1.4.6. Если на судне предполагается использование ВРШ, то в расчетные формулы для ходового режима и режима маневров должна входить добавочная мощность .

1.4.7. Если на судне предполагается использование гидропередачи, то в расчетные формулы для ходового режима и режима маневров должна входить добавочная мощность .

1.4.8. Если на любом типе судна (кроме рефрижераторного) предусматривается специальный рефрижераторный трюм, то в расчетные формулы для основных и производных режимов должна входить добавочная мощность .

1.4.9. Если на любом типе судна предусматриваются навешенные на ГД насосы смазочного масла, охлаждающей забортной и пресной воды, то во все расчетные формулы для ходового режима должны входить добавочные мощности , , со знаком минус.

1.5.1. Суммарная расчетная мощность в режиме маневров для всех типов судов, кроме рефрижераторных, определяется по формулам

Для рефрижераторных судов

1.5.2. Если на судне предполагается использование ГЭУ, ВРШ, гидропередачи, то значения P_сэс(1) и P_сэс(2) в (68) - (71) с учетом 1.4.5, 1.4.6 и 1.4.7 должны включать в себя также соответствующие добавочные мощности , , .

1.5.3. Суммарная мощность в режиме маневров для судов с ПУ является в большинстве случаев максимальной расчетной мощностью СЭС и должна использоваться для проверки достаточности суммарной номинальной мощности ГА при выборе вариантов комплектации СЭС.

1.5.4. Суммарная расчетная мощность в режиме стоянки с грузовыми операциями определяется по формулам

1.5.4.1. Сухогрузные универсальные суда и лесовозы

, (72)

. (73)

1.5.4.2. Суда для перевозки тяжеловесных грузов

, (74)

. (75)

1.5.4.3. Лихтеровозы

, (76)

. (77)

1.5.4.4. Суда многоцелевого назначения

, (78)

. (79)

В формулах (78) и (79) величина определяется по (39) и учитывается только в случаях, когда на судне возможно совмещение работы грузовых средств и погрузки (выгрузки) колесной техники на накатных помещениях.

1.5.4.5. Ролкеры

, (80)

. (81)

В формулах (80) и (81) величина определяется по (39), а учитывается только в случаях, когда на судне устанавливаются грузовые лифты.

1.5.4.6. Контейнеровозы и навалочные суда

P_сэс (7) = P_сэс (3), (82)

P_сэс (8) = P_сэс (4). (83)

1.5.4.7. Рефрижераторные суда

, (84)

. (85)

1.5.4.8. Наливные и нефтенавалочные суда

, (86)

, (87)

, (88)

, (89)

, (90)

. (91)

Формулы (90) и (91) учитывают режим готовности судна, в котором вводится в действие основная часть ЭП, обеспечивающих ходовой режим. Суммарная мощность в этом режиме может оказаться максимальной расчетной мощностью СЭС и должна использоваться для проверки достаточности суммарной номинальной мощности ГА при выборе вариантов комплектации СЭС.

1.5.4.9. Газовозы

В режиме стоянки с грузовыми операциями ЭУ газовозов, как правило, непрерывно поддерживается в состоянии готовности, и суммарную расчетную мощность рекомендуется определять по формулам

, (92)

, (93)

, (94)

. (95)

1.5.4.10. Железнодорожные паромы

, (96)

. (97)

1.6.1. Расчетные средние нагрузки СЭС, P_ср (J), используемые в разделе 2 для определения расхода топлива, находятся по формулам

1.6.2. Минимальные значения суммарной номинальной мощности ГА, , достаточные для обеспечения каждого расчетного режима работы СЭС в умеренной, арктической и тропической зонах, должны удовлетворять условию

2.1.1. Определение возможных вариантов комплектации СЭС производится на основании результатов определения расчетной мощности СЭС во всех режимах и минимальных значений суммарной номинальной мощности ГА , обеспечивающих каждый режим и выбираемых с учетом имеющихся рядов ГА.

2.1.2. В состав СЭС могут входить следующие основные типы ГА:

2.1.2.1. дизель-генераторы (ДГ);

2.1.2.2. валогенераторы (ВГ) с системой привода ВГ от ГД и средствами стабилизации частоты тока или частоты вращения ВГ (ВГС).

2.1.3. На судах с ГЭУ может быть использована единая электроэнергетическая система (ЕЭЭС) с обеспечением потребителей электроэнергии от шин ГЭУ переменного или переменно-постоянного тока с управляемыми выпрямителями в главных цепях ГЭУ.

2.1.4. Число возможных вариантов комплектации СЭС ограничивается соображениями технической целесообразности каждого варианта, имеющимися типоразмерными рядами ГА и возможностью размещения ГА выбранного типа и мощности в машинном отделении судна, для чего должен быть принят во внимание опыт эксплуатации СЭС на аналогичных или близких по основным характеристикам судах-прототипах (справочное приложение 2).

2.1.5. Для каждой проектируемой серии судов должна быть рассмотрена возможность использования ВГ, а для судов с ГЭУ - возможность создания ЕЭЭС. Эффективность применения ВГ или ЕЭЭС должна быть подтверждена специальным технико-экономическим обоснованием; отказ от их применения также должен быть обоснован.

2.1.6. Каждый из сравниваемых вариантов комплектации СЭС должен удовлетворять указанным ниже обязательным требованиям.

2.2.1. Все варианты комплектация СЭС должны удовлетворять требованиям к основным источникам электроэнергии на морских судах, указанным в Правилах классификации и постройки морских судов Регистра СССР, Конвенции по охране человеческой жизни на море 1974 г. с Протоколом 1978 г. и Поправками 1981 г. и 1983 г., Публикации N 92 Международной Электротехнической Комиссии (Электрические установки на судах).

2.2.2. При любом варианте комплектации СЭС основной источник электроэнергии должен состоять не менее чем из двух ГА.

Мощность этих ГА должна быть такой, чтобы при остановке одного из них она была достаточной для питания устройств и систем, необходимых для обеспечения нормальных эксплуатационных условий движения и безопасности судна и минимально необходимых условий обитаемости на нем.

Одним из двух ГА, входящих в состав основного источника электроэнергии, может быть ВГ, если он приводится в действие от ГД или гребного вала, работающего с постоянной частотой вращения при различных режимах работы судна.

2.2.3. Во всех вариантах комплектации СЭС должны обеспечиваться необходимая эффективность электрической защиты генераторов, сетей и потребителей электроэнергии, качество электроэнергии и устойчивость ЭЭС в статических и переходных режимах в соответствии с требованиями Правил классификации и постройки морских судов Регистра СССР. С этой целью должны применяться современные технические средства с учетом опыта эксплуатации СЭС и наиболее крупных потребителей электроэнергии на аналогичных или близких по основным характеристикам судах-прототипах.

Если в режимах хода и маневров должны работать два и более ГА, то при выходе из строя одного из работающих ГА защита генераторов от перегрузки путем отключения части потребителей должна обеспечивать эффективную разгрузку оставшихся ГА так, чтобы во всех случаях обеспечивалась непрерывность электроснабжения, поддержание хода, управляемость и безопасность судна.

2.2.4. Сравниваемые варианты комплектации СЭС должны также в наибольшей степени удовлетворять комплексу эксплуатационных требований, выполнение которых обеспечивает наибольшую надежность и удобство эксплуатации СЭС и минимальную среднегодовую наработку ГА (подраздел 2.3). Для всех вариантов комплектации должны быть выполнены расчеты среднегодовой наработки ГА и затрат на производство электроэнергии (подразделы 2.4 - 2.5).

2.2.5. Окончательный выбор оптимального варианта комплектации СЭС должен выполняться на компромиссной основе с учетом как экономических показателей сравниваемых вариантов, так и степени их соответствия основным эксплуатационным требованиям. Если какой-либо вариант комплектации обеспечивает минимум ежегодных затрат, но в меньшей степени соответствует эксплуатационным требованиям, а второй вариант несущественно отличается в экономическом отношении, но более полно отвечает указанным требованиям, предпочтение может быть отдано второму варианту.

2.3.1. Наилучшая с точки зрения надежности работы комплектация СЭС должна обеспечивать минимальную вероятность обесточивания ЭЭС вследствие выхода из строя или длительной перегрузки ГА. Минимально необходимый уровень надежности работы СЭС при любом варианте комплектации обеспечивается структурным резервированием ГА, входящих в состав основного источника электроэнергии, и соответствием их обязательным требованиям нормативных документов к числу, мощности и перегрузочной способности ГА.

2.3.2. Расчетная среднегодовая наработка ГА, особенно ДГ, обладающих наименьшим ресурсом, должна быть минимально возможной для уменьшения эксплуатационных издержек.

2.3.3. Для компенсации ограниченного ресурса и недостаточной надежности ДГ, продления фактического срока службы и создания необходимых условий для их технического обслуживания (ТО) в процессе эксплуатации входящие в состав основного источника электроэнергии ДГ рекомендуется резервировать дополнительным ("эксплуатационным") ГА. В качестве таких ГА могут быть использованы ДГ равной или меньшей по сравнению с основными ДГ мощности или ВГ.

2.3.4. Наиболее рационально при одновременном удовлетворении требований максимальной надежности и экономичности СЭС и минимальной среднегодовой наработки ГА обеспечение нагрузки в наиболее длительных и энергоемких режимах работы судна одним ГА при наличии резервных ГА равной мощности. Дробление мощности ГА (по условиям расчетной нагрузки, имеющегося ряда ГА и т.д.) и использование в наиболее длительных режимах работы нескольких ГА увеличивает среднегодовую наработку ГА и уменьшает экономичность работы СЭС.

2.3.5. Для обеспечения максимально возможной надежности работы СЭС рекомендуется использование автоматизированных ДГ с минимально возможным временем ввода в действие и номинальной частотой вращения . Применение ДГ с допускается в случаях, когда по условиям размещения ДГ в машинном отделении или по условиям заказа и строительства серии судов применение других ДГ невозможно.

2.3.6. Номинальная мощность дизелей в ДГ для судов неограниченного района плавания должна обеспечиваться при атмосферном давлении 100 кПа (750 мм рт. ст.), температуре наружного воздуха 45 °C, относительной влажности 60% и температуре забортной воды 32 °C. Если намеченные для использования ДГ рассчитаны на пониженные по сравнению с указанными температуры воздуха и воды (27 °C в соответствии с требованиями стандарта ИСО 3046/1), значение номинальной мощности ДГ для режимов работы СЭС в тропической зоне должно быть уменьшено в соответствии с коэффициентом эксплуатационной мощности дизеля К_эм, определяемым в соответствии с техническими условиями или информацией завода-изготовителя и равным

С учетом допустимой неравномерности распределения нагрузки между параллельно работающими ГА в пределах +/- 10% длительная нагрузка ГА не должна превышать 90% номинальной мощности.

2.3.7. Дополнительный резерв суммарной мощности ГА сверх установленного в соответствии с пп. 2.3.3 и 2.3.6 настоящего раздела предусматривается только по специальному требованию судовладельца или при наличии специального технико-экономического обоснования.

2.3.8. Применение ВГ рекомендуется при любой мощности ГД на судах, обладающих наибольшими коэффициентами ходового времени. Нормальная мощность ВГ должна выбираться исходя из условий обеспечения максимальной расчетной нагрузки СЭС в ходовом режиме в любой климатической зоне. Если на двухвинтовых судах предполагается установка двух ВГ одинаковой мощности, номинальную мощность каждого ВГ рекомендуется выбирать из тех же условий для их поочередного использования.

При выполнении технико-экономического обоснования применения на проектируемом судне ВГ энергетическую установку судна следует рассматривать как единый движительно-электроэнергетический комплекс.

Определение номинальной (спецификационной) и длительной эксплуатационной мощности ГД и проектной (контрактной) скорости хода судна должно выполняться с учетом максимальной расчетной мощности, отбираемой ВГ в ходовом режиме.

Должна быть рассмотрена возможность использования ВГ без уменьшения эксплуатационной мощности ГД, передаваемой на гребные винты, а также необходимость изменения параметров (облегчения) гребных винтов для исключения перегрузки ГД при работе ВГ с максимальной расчетной мощностью и изменении условий эксплуатации ГД (увеличение сопротивления движению судна, уменьшение частоты вращения ГД и др.).

Определение допустимых пределов изменения мощности и частоты вращения ГД в условиях эксплуатации в зависимости от типа используемой ВГС должно выполняться в соответствии с рекомендациями заводов-изготовителей ГД.

2.3.9. При выполнении технико-экономического обоснования и выбора конкретной ВГС необходимо учитывать:

2.3.9.1. принятые в зависимости от типа и назначения судна тип и число ГД и гребных винтов;

2.3.9.2. возможность использования современных ВГС на судах с ВФШ при экономических режимах хода со сниженной частотой вращения ГД до 70% заданного номинального значения, а также на судах с ВРШ при изменении частоты вращения ВРШ в режимах хода и маневров;

2.3.9.3. возможность уменьшения числа ДГ или уменьшения их номинальной мощности при соблюдении обязательных требований к основным источникам электроэнергии, указанным в настоящем разделе;

2.3.9.4. наличие ПУ и возможность использования ВГ для питания ПУ на судах с ВРШ; номинальная мощность ВГ в таких случаях должна быть достаточной для пуска и работы ПУ только от ВГ;

2.3.9.5. возможность применения валодизельгенераторов, приводимых в действие как от ГД, так и от вспомогательного дизеля, для обеспечения электроэнергией СЭС в режиме стоянки с грузовыми операциями судов с наиболее мощными потребителями электроэнергии, работающими в этом режиме (грузовые и балластные насосы на наливных судах и судах с выполнением грузовых операций методом притопления, главные холодильные установки на рефрижераторных судах и газовозах и пр.);

2.3.9.6. возможность применения валотурбогенераторов, приводимых в действие как от ГД, так и от утилизационной газовой турбины;

2.3.9.7. расчетные коэффициенты ходового времени и ожидаемого использования ВГ в различных режимах и климатических зонах работы судна;

2.3.9.8. результаты расчетов затрат на производство электроэнергии, уменьшения среднегодовой наработки ДГ и издержек на топливо, смазочное масло, ТО и ремонт ДГ для вариантов комплектации СЭС с ВГ, выполненных в соответствии с подразделами 2.4 - 2.5.

2.3.10. Выбор типа, числа и номинальной мощности ГА для пяти основных вариантов комплектации СЭС, наиболее часто используемых на морских транспортных судах, рекомендуется выполнять при соблюдении следующих условий, обеспечивающих максимальное удовлетворение эксплуатационных требований:

2.3.10.1. При комплектации СЭС тремя одинаковыми ДГ (вариант 1) номинальную мощность каждого ДГ рекомендуется выбирать достаточной для полного обеспечения расчетной нагрузки ходового режима в любой климатической зоне. Если при этом расчетный коэффициент загрузки ДГ в режиме стоянки становится по условиям эксплуатации дизелей недопустимо малым, допускается выбирать номинальную мощность ДГ так, чтобы она была достаточной для обеспечения ходового режима только в умеренной зоне.

Комплектация СЭС тремя ДГ одинаковой мощности, требующая постоянную параллельную работу двух ДГ в ходовом режиме во всех климатических зонах, не допускается.

2.3.10.2. Комплектация СЭС двумя ДГ одинаковой мощности и одним "стояночным" ДГ (СДГ) меньшей мощности (вариант 2) может быть использована для судов, имеющих наибольшее время стоянки и недопустимо малый расчетный коэффициент загрузки основного ДГ в режиме стоянки, при условии, что ходовой режим и режим стоянки с грузовыми операциями во всех климатических зонах будет полностью обеспечиваться одним из двух основных ГД.

2.3.10.3. Комплектация СЭС четырьмя ДГ одинаковой мощности (вариант 3) рекомендуется:

при невозможности осуществления комплектации СЭС тремя одинаковыми ДГ в соответствии с п. 3.10.1 и обеспечения достаточно высокого расчетного коэффициента загрузки ДГ в режиме стоянки;

при наличии особо мощных потребителей в ходовом режиме и режиме стоянки с грузовыми операциями (на судах многоцелевого назначения, контейнеровозах, рефрижераторных и наливных судах, газовозах и др.), работа которых может быть обеспечена только при одновременной работе нескольких ДГ.

2.3.10.4. При комплектации СЭС двумя ДГ и ВГ (вариант 4) на судах с ВФШ номинальную мощность каждого ДГ и ВГ рекомендуется выбирать достаточной для полного обеспечения расчетной нагрузки ходового режима в любой климатической зоне. При комплектации СЭС двумя ДГ и ВГ на судах с ВРШ номинальную мощность ВГ рекомендуется выбирать достаточной для полного обеспечения расчетной нагрузки ходового режима в любой климатической зоне. Номинальную мощность ДГ допускается выбирать меньше номинальной мощности ВГ при необходимости обеспечения достаточно высокого коэффициента загрузки ДГ в режиме стоянки.

2.3.10.5. При комплектации СЭС тремя ДГ и ВГ (вариант 5) на судах с ВФШ или ВРШ номинальную мощность ВГ рекомендуется выбирать достаточной для полного обеспечения расчетной нагрузки ходового режима в любой климатической зоне. Номинальную мощность ДГ рекомендуется выбирать меньше номинальной мощности ВГ для обеспечения ходового режима одним или двумя ДГ в зависимости от климатической зоны и мощности включенных потребителей (рефконтейнеров и т.п.) и обеспечения достаточно высокого коэффициента загрузки ДГ в режиме стоянки.

2.3.10.6. Режим маневров должен обеспечиваться в основных вариантах комплектации СЭС следующим образом:

вариант 1 - не более чем двумя ДГ;

вариант 2 - не более чем двумя ДГ;

вариант 3 - не более чем тремя ДГ;

вариант 4 - ВГ и одним ДГ либо двумя ДГ;

вариант 5 - ВГ и одним ДГ либо двумя ДГ.

При наличии ПУ и других особо мощных потребителей (на рефрижераторных судах, газовозах и др.) допускается работа всех ГА.

2.3.10.7. Режим стоянки на всех типах судов и при любом варианте комплектации СЭС должен обеспечиваться одним ДГ или СДГ.

2.3.10.8. Режим стоянки с грузовыми операциями должен обеспечиваться в основных вариантах комплектации следующим образом:

вариант 1 - не более чем двумя ДГ;

вариант 2 - одним ДГ;

вариант 3 - не более чем тремя ДГ;

вариант 4 - не более чем одним ДГ;

вариант 5 - не более чем двумя ДГ.

При наличии особо мощных потребителей (на рефрижераторных и наливных судах, газовозах и др.) допускается работа всех ДГ.

2.4.1. Среднегодовая продолжительность эксплуатационного периода проектируемой серии судов t_э должна быть задана в исходных данных. Если величина t_э не задана, расчетные значения t_э рекомендуется принимать в пределах 330 - 340 сут (справочное приложение 3).

2.4.2. В зависимости от типа и водоизмещения судна определяются коэффициенты К_ход, К_ман, К_ст и К_ст.г, характеризующие общую продолжительность основных режимов работы СЭС в течение эксплуатационного периода во всех климатических зонах и выраженные в относительных единицах по отношению к t_э.

Значения коэффициентов должны быть заданы в исходных данных в зависимости от ожидаемых режимов эксплуатации проектируемой серии судов.

Ориентировочные значения коэффициентов указаны в справочном приложении 3. Значение К_ман для всех типов судов допускается принимать равным К_ман <= 0,03, если в исходных данных не задано большее значение.

2.4.3. За умеренную расчетную зону принимается зона, соответствующая нахождению судна в условиях умеренного климата в весенний и осенне-зимний периоды с работой систем вентиляции и кондиционирования воздуха в режиме "зима" и работающими средствами электрообогрева жилых и служебных помещений. За тропическую расчетную зону принимается зона, соответствующая нахождению судна в условиях умеренного климата в летний период и в условиях тропического климата с работой систем вентиляции и кондиционирования воздуха в режиме "лето" и неработающими средствами электрообогрева жилых и служебных помещений. Ориентировочные расчетные значения коэффициентов ожидаемой продолжительности пребывания судов всех типов в тропической зоне во время ходовых и стояночных режимов, выраженные в относительных единицах по отношению к коэффициентам общей продолжительности основных режимов работы СЭС, указаны в табл. 2.

За арктическую расчетную зону принимается зона, соответствующая нахождению судна в условиях арктического бассейна с работой систем вентиляции и кондиционирования воздуха в режиме "зима" и работающими средствами электрообогрева жилых и служебных помещений и палубных механизмов. Для судов, проектируемых для длительной эксплуатации в арктической зоне, расчетные значения аналогичных коэффициентов рекомендуется принимать равными .

2.4.4. Для всех выбранных для сравнения вариантов комплектации СЭС определяются:

p - число общих для всех вариантов расчетных режимов работы СЭС с учетом климатических зон, отличающихся уровнем расчетной нагрузки;

- число ГА заданного типа и мощности, которые должны обеспечивать каждый расчетный режим работы СЭС;

К_реж - коэффициенты относительной продолжительности каждого расчетного режима, о.е., исходя из условия

При назначении числа ГА, работающих в режиме маневров, следует дополнительно учитывать общепринятую практику эксплуатации, в соответствии с которой для повышения надежности электроснабжения в особо сложных условиях плавания вводится в действие дополнительный ДГ даже в том случае, если нагрузка СЭС по сравнению с ходовым режимом практически не увеличивается.

2.4.5. Среднегодовая наработка каждого из нескольких ДГ одинакового типа и мощности при любом варианте комплектации СЭС определяется по формуле

где m_ДГ - число ДГ одинакового типа и мощности в составе СЭС.

2.4.6. Среднегодовая наработка ВГ в ходовом режиме (при условии обеспечения ходового режима одним ВГ) определяется по формуле

где m_ВГ - число ВГ одинакового типа и мощности в составе СЭС;

- коэффициент ожидаемого использования ВГ в ходовом режиме, о.е.

Значения на эксплуатируемых морских транспортных судах различного типа находятся в пределах 0,75 + 0,95.

2.4.7. Среднегодовая наработка СДГ в режиме стоянки определяется по формуле

где - коэффициент ожидаемого использования СДГ в режиме стоянки, о.е.

2.5.1.1. Определение экономически оптимального варианта комплектации СЭС выполняется в соответствии с Методическими рекомендациями по комплексной оценке эффективности мероприятий, направленных на ускорение научно-технического прогресса, утвержденными постановлением Государственного комитета СССР по науке и технике и Президиума Академии Наук СССР N 60/52 от 3 марта 1988 г.

В число рассматриваемых вариантов обязательно должны включаться наиболее прогрессивные, технико-экономические показатели которых превосходят или соответствуют лучшим мировым достижениям, не только освоенным в производстве, но - при наличии информации - и намеченным к выпуску в перспективе. При этом должны учитываться возможности закупки техники за рубежом, организации собственного производства на основе приобретения лицензий, организации совместного производства с зарубежными странами.

2.5.1.2. Поскольку среднегодовой объем производства электроэнергии для любого варианта комплектации СЭС практически одинаков, оптимальным считается вариант, обеспечивающий минимум среднегодовых затрат на производство электроэнергии.

Среднегодовые затраты определяются по формуле

где З - неизменные по годам расчетного периода затраты на производство электроэнергии, руб/год,

И - среднегодовые текущие издержки без учета амортизации на реновацию основных производственных фондов СЭС, руб/год;

К_Рен - норма (коэффициент) реновации основных производственных фондов СЭС, определяемая с учетом фактора времени в зависимости от срока службы фондов;

Е_н - норматив приведения разновременных затрат, численно равный единому нормативу эффективности капитальных вложений (Е_н = 0,1);

К - капитальные вложения в основные производственные фонды СЭС, руб.

Для упрощения расчетов и с учетом их сравнительного характера остаточная стоимость основных фондов (ликвидационное сальдо) в расчетах не учитывается.

2.5.1.3. Если на стадии проектирования судна известны прогнозные оценки изменения цен (основных производственных фондов, топлива и др.) и соответственно издержек и затрат по годам расчетного периода (срока службы судна), то расчет рекомендуется выполнять с использованием приведения разновременных затрат к единому для всех вариантов расчетному (первому) году путем умножения величины расчетных затрат за каждый год на коэффициент приведения к расчетному году

где t_расч - расчетный год;

t - год, затраты которого приводятся к расчетному году.

2.5.1.4. Среднегодовые текущие издержки определяются для каждого варианта комплектации СЭС по формуле

где И^Т - издержки на топливо, руб/год,

И^М - издержки на смазочное масло, руб/год;

И^ТО - издержки на ТО основных производственных фондов СЭС, руб/год;

И^Р - издержки на капитальный ремонт основных производственных фондов СЭС, руб/год.

2.5.1.5. Основные производственные фонды СЭС состоят из ГА различного типа. Капитальные вложения в основные производственные фонды СЭС, состоящих из ДГ и ВГ, представляют собой сумму балансовых цен ГА, которые с учетом дополнительных расходов на транспортировку, хранение, монтаж, наладку и испытание ГА на судне принимаются в соответствии с Нормативами на постройку судов Минсудпрома (1988 г.) равными в среднем 120% оптовой цены ДГ и ВГ. Все цены и затраты определяются по действующим на момент проведения расчетов прейскурантам, тарифам и другим нормативам или данным заводов-изготовителей. Цены ДГ и ВГ зарубежного производства определяются по данным фирм-изготовителей с учетом действующих курсов валют и соответствующих валютных коэффициентов.

Капитальные вложения в основные производственные фонды СЭС, состоящих, например, из однотипных ДГ и ВГ, принимаются равными

где , - оптовые цены ДГ и ВГС, входящих в состав СЭС, руб.

Расчеты по (119) выполняются для всех типов ГА, а результаты суммируются.

Учитывая сравнительный характер расчетов, остальные составляющие капитальных вложений (ГРЩ, кабельные трассы, связывающие генераторы с ГРЩ и др.) и эксплуатационных издержек на СЭС (техническое использование и др.) не учитываются, так как имеют значительно меньший удельный вес в общей сумме капитальных вложений и издержек и несущественно отличаются для любого из сравниваемых вариантов комплектации СЭС.

2.5.2.1. Расход топлива ДГ может быть определен с помощью имеющихся зависимостей часового расхода от нагрузки ДГ, отражающих реальные условия эксплуатации дизелей (температура среды, сорт топлива и др.). При отсутствии таких зависимостей и для упрощения расчетов, учитывая их сравнительный характер, принимается, что характеристики часового расхода топлива при изменении нагрузки для всех типов ДГ отечественного и зарубежного производства, выраженные в относительных единицах, идентичны.

Относительный среднечасовой расход топлива ДГ равен

где - среднечасовой расход топлива ДГ, соответствующий нагрузке ДГ P_ДГ, т/ч;

- номинальный среднечасовой расход топлива ДГ, соответствующий номинальной нагрузке ДГ , т/ч;

P_ДГ - доля средней расчетной нагрузки в заданном режиме работы СЭС, приходящаяся на один ДГ, работающий в этом режиме, кВт;

- номинальный эффективный удельный расход топлива ДГ, отнесенный к номинальной мощности генератора, г/кВт·ч;

- коэффициент загрузки ДГ, о.е.

С учетом ГОСТ 10150-88, ГОСТ 22246-84, технических условий на ДГ отечественного производства и информации зарубежных дизелестроительных фирм общая зависимость (120) может быть выражена следующими данными:

2.5.2.2. Среднечасовой расход топлива одним ДГ определяется по формуле, полученной в результате аппроксимации указанной зависимости

Необходимые для расчетов значения номинальных удельных расходов топлива ДГ указываются, как правило, по отношению к номинальной мощности дизеля, для параметров окружающей среды к наибольшей теплотворной способности топлива , соответствующих требованиям стандарта ИСО 3046/1, и без допуска на величину расхода.

Для современных ДГ с различной мощностью и частотой вращения значения расходов составляют (190 + 220) г/кВт·ч. Учитывая сравнительный характер расчетов, предусматриваемый допуск +3%...+5% на величину номинального расхода, среднее значение к.п.д. судовых синхронных генераторов с номинальной мощностью (100 - 1000) кВт при , повышение температуры и влажности окружающего воздуха в реальных эксплуатационных условиях по сравнению с расчетными значениями и постепенный износ дизеля, среднюю величину для всех типов ДГ рекомендуется принимать равной в зависимости от используемого топлива:

маловязкого с теплотворной способностью типа дизельного ДЛ ,

средневязкого с теплотворной способностью типа моторного ДТ ,

высоковязкого с теплотворной способностью типа топочного мазута М40 .

2.5.2.3. Расчеты по (121) выполняются для каждого режима работы СЭС и каждого типа ДГ с учетом изменения коэффициентов загрузки ДГ в различных режимах и климатических зонах.

Среднегодовой расход топлива всеми ДГ определяется для каждого варианта комплектации СЭС по формуле

2.5.2.4. Если ожидаемая продолжительность режима маневров для проектируемого судна не превышает 0,03t_э, для упрощения расчетов и с учетом их сравнительного характера допускается использовать в (122) вместо К_ход и К_ман общий коэффициент относительной продолжительности хода и маневров.

принимая режим маневров во всех отношениях идентичным ходовому режиму (, m^ДГ и ).

2.5.2.5. Часовой расход смазочного масла ДГ не зависит от и определяется по формуле

где - номинальный удельный суммарный (на угар и на периодическую замену) расход циркуляционного смазочного масла, отнесенный к номинальной мощности генератора, г/кВт·ч.

Величина для современных ДГ с различной мощностью и частотой вращения с учетом среднего значения номинального к.п.д, судовых синхронных генераторов с номинальной мощностью (100 - 1000) кВт составляет (2,0 - 2,6) г/кВт·ч. Учитывая сравнительный характер расчетов, величину удельного расхода масла допускается принимать для всех типов ДГ равной в среднем .

2.5.2.6. Среднегодовой расход смазочного масла всеми ДГ определяется для каждого варианта комплектации СЭС как сумма среднегодовых расходов ДГ с различной номинальной мощностью и наработкой, входящих в состав СЭС. Среднегодовой расход масла ДГ одинакового типа и мощности равен

2.5.2.7. Среднегодовые издержки на топливо и смазочное масло для ДГ определяются по формуле

где и - цены топлив и смазочных масел для ДГ, определяемые в зависимости от их сорта по прейскуранту 04-02 с учетом ОСТ.8003-85 и затрат да бункеровку.

2.5.3.1. Среднегодовой расход топлива ГД для выработки электроэнергии с использованием ВГ, полностью или частично обеспечивающего расчетную нагрузку в ходовом режиме работы СЭС, определяется по формуле

где - эффективный удельный расход топлива ГД при работающем ВГ, г/кВт·ч;

P_ВГ - доля средней расчетной нагрузки в ходовом режиме работы СЭС, приходящаяся на один ВГ, работающий в этом режиме, кВт;

- общий средний к.п.д. ВГС, включая к.п.д. системы привода ВГ от ГД, средств стабилизации частоты тока или частоты вращения ВГ и синхронного ВГ, о.е.

2.5.3.2. Значения принимаются по данным заводов-изготовителей конкретных типов ГД, намеченных для использования. При отсутствии таких данных и с учетом сравнительного характера расчетов, предусматриваемого допуска на величину расхода топлива, повышения температуры и влажности окружающего воздуха в реальных эксплуатационных условиях по сравнению с расчетными значениями и постепенный износ дизеля, среднюю величину при нагрузке ГД, равной (80 - 85%) его максимальной длительной мощности, и при использовании высоковязких топлив допускается принимать в следующих пределах:

для МОД ;

для СОД .

2.5.3.3. Величина определяется в зависимости от типа ВГС по данным заводов-изготовителей конкретных типов ВГС, намеченных для использования. При отсутствии таких данных и с учетом сравнительного характера расчетов допускается использовать средние значения основных типов ВГС, получивших наибольшее применение и перспективных для использования на морских транспортных судах с СОД и МОД (табл. 3).

2.5.3.4. Среднегодовой расход топлива всеми ВГ в ходовом режиме определяется для каждого варианта комплектации СЭС с учетом возможного изменения нагрузки ВГ в ходовом режиме в различных климатических зонах. Например, для ходового режима в умеренной и тропической зонах

2.5.3.5. Среднегодовые издержки на топливо для ВГ определяются по формуле

где - цена топлива для ГД, руб/т, определяемая в зависимости от его сорта по прейскуранту 04-02 с учетом ОСТ.8003-85 и затрат на бункеровку.

2.5.3.6. Расход смазочного масла ГД при работе с ВГС любого типа практически не изменяется, поэтому издержки на смазочное масло при использовании ВГ допускается не учитывать.

Среднегодовые издержки на топливо и смазочное масло для СЭС, состоящих из ДГ и ВГ, определяются как сумма

2.5.4.1. Среднегодовые издержки на ТО ГА, включая работы, относящиеся к категории текущего ремонта, выполняемые по планово-предупредительной системе ТО и ремонта судовых технических средств, для одного ГА определяются по формуле

где - удельная трудоемкость ТО и текущего ремонта, отнесенная к 1 ч среднегодовой наработки и номинальной мощности ГА (ДГ или ВГ), чел.ч/1 ч·1 кВт;

К_сзч - коэффициент, учитывающий затраты на сменно-запасные части (СЗЧ) и материалы, расходуемые при выполнении ТО и текущего ремонта ГА, о.е.;

Ц_ч - средняя стоимость 1 рабочего часа лиц, выполняющих ТО и текущий ремонт ГА, руб/чел.ч.

2.5.4.2. С учетом действующих технических условий на дизели и синхронные генераторы отечественного производства и план-графиков ТО судовых ГА для четырехлетнего эксплуатационно-ремонтного цикла, средняя величина составляет

для ДГ с синхронными генераторами

для синхронных генераторов с бесщеточной системой возбуждения

2.5.4.3. Величина коэффициента, учитывающего цену СЗЧ, расходуемых при выполнения ТО и текущего ремонта ДГ (кольца, форсунки, клапаны, вкладыши подшипников, фильтры, щетки и др.), принимается равной К_СЗЧ = 1,5.

2.5.4.4. Средняя стоимость 1 рабочего часа лиц, выполняющих ТО и текущий ремонт судовых энергетических установок, принимается равной Ц_ч = 2,60 руб/ч.

2.5.4.5. Среднегодовые издержки на ТО однотипных ДГ определяются для каждого варианта комплектации СЭС с учетом изложенного в пп. 2.5.4.1 - 2.5.4.4 по формуле

Расчеты по (134) выполняются для всех типов ДГ, а результаты суммируются.

2.5.4.6. Среднегодовые издержки на ТО ВГС определяются для каждого варианта комплектации СЭС с учетом изложенного в пп. 2.5.4.1 - 2.5.4.4 и экспертной оценки трудоемкости ТО различных типов ВГС по формулам

для ВГС типа 1 или 2

для ВГС типа 3, 4 или 5

2.5.4.7. Среднегодовые издержки на ТО для СЭС, состоящих из ДГ и ВГ, определяются как сумма

2.5.5.1. Издержки (амортизационные отчисления) на капитальный ремонт ГА, связанный с восстановлением их работоспособности, включая замену базовых узлов и деталей ГА, определяются в соответствии с нормами амортизационных отчислений по основным фондам народного хозяйства СССР и Положением о порядке планирования, начисления и использования амортизационных начислений в народном хозяйстве Госплана СССР (1974 г.).

Среднегодовые издержки принимаются пропорциональными сумме накапливаемых в течение срока службы ГА амортизационных отчислений, определяемых в процентах от балансовой цены ГА в соответствии с указанными нормами, и интенсивности использования (наработке) ГА и обратно пропорциональными нормативным срокам службы ГА до списания.

Назначенные ресурсы до списания для дизелей и синхронных генераторов в соответствии с техническими условиями принимаются равными

для дизелей с 80000 ч;

для дизелей с 50000 ч;

для дизелей с 40000 ч;

для синхронных генераторов 100 000 ч.

2.5.5.2. Издержки на капитальный ремонт ДГ определяются отдельно для дизеля и генератора, а затем суммируются. Для расчета издержек балансовые цены дизелей и генераторов принимаются равными в среднем

2.5.5.3. Среднегодовые издержки на капитальный ремонт однотипных ДГ определяются для каждого варианта комплектации СЭС с учетом изложенного в пп. 2.5.5.1 - 2.5.5.2 по формулам

для ДГ с 

для ДГ с 

для ДГ с 

для ДГ с 

Расчеты по (140) - (143) выполняются для всех типов ДГ, а результаты суммируются.

2.5.5.4. Среднегодовые издержки на капитальный ремонт ВГС любого типа определяются для каждого варианта комплектации СЭС с учетом изложенного в пп. 2.5.5.1 - 2.5.5.2 по формуле

2.5.5.5. Среднегодовые издержки на капитальный ремонт для СЭС, состоящих из ДГ и ВГ, определяются как сумма

2.5.6.1. Коэффициент реновации к_Рен ГА, входящих в состав СЭС, зависит от срока службы ГА. При среднегодовой наработке ГА T_ГА = (3000 - 4000) ч/год обеспечиваются сроки их службы, равные нормативным срокам службы основных типов морских транспортных судов без замены ГА (при необходимости с одним капитальным ремонтом).

Расчетные значения к_Рен рекомендуется определять в зависимости от нормативного срока службы проектируемого судна по формуле

где t_сл - заданный нормативный срок службы судна, лет.

2.5.6.2. Среднегодовые затраты на производство электроэнергии при неизменных по годам расчетного периода издержках определяются для каждого варианта комплектации СЭС с учетом (116), (118), (119), (130), (137), (145) и (146) как сумма

и сравниваются между собой.

Вариант комплектации, обеспечивающий З = З_min, является экономически оптимальным.

Примечания: 1. Первая цифра "0" в обозначениях основных потребителей добавочной мощности (01 - 019) означает, что потребитель может быть установлен на судах различного типа.

2. Первые цифры (1...12) в обозначениях основных потребителей добавочной мощности (11...121) соответствуют последовательности перечисления различных типов судов, принятой в классификаторе морских транспортных судов Главного вычислительного центра Минморфлота. Вторые цифры означают порядковый номер потребителя добавочной мощности для данного типа судов.

3. Скобки при обозначениях потребителей добавочной мощности означают, что они должны учитываться в режиме только при наличии специальных требований или обоснований в соответствии с указаниями раздела 1.

ПРИМЕЧАНИЯ. 1. Группы и типы судов указаны в соответствии с классификатором ГВЦ Минморфлота и перечислены в порядке возрастания водоизмещения.

2. Значения фактических нагрузок СЭС указаны в соответствии с результатами статистической обработки экспериментальных данных, полученных ЦНИИМФ во время специальных исследований СЭС в нормальных эксплуатационных условиях.

3. Значения дополнительной нагрузки СЭС в тропической зоне указаны для всех типов судов в соответствии с фактической степенью использования систем вентиляции и кондиционирования воздуха во время исследований СЭС.

4. Во время исследований СЭС рефрижераторные контейнеры на судах отсутствовали.