Эксплуатация современных судовых дизельных установок

Режим работы ПК судна будет зависеть от наличия в работе и нагрузки валогенератора. Во многих случаях суммарная максимальная длительная мощность двигателя определяется простым сложением тяговой мощности и мощности, потребляемой валогенератором.

Рабочую точку можно найти расчетом: S=SMCR+SG, где SG это мощность, необходимая для работы валогенератора (рис. 2.11).

Таблица 2.1. – Схемы компоновки и характеристики систем отбора мощности различными типами ВГ

При наличии в работе ВГ и работе на малых ходах необходимо предусмотреть дополнительный запас мощности для обеспечения разгона судна без критических перегрузок при плохой погоде или значительном обрастании корпуса. Кривая разгона судна выйдет за пределы зоны суммарных нагрузок (на рис 2.11 зона выделена желтым цветом), но она не должна выходить за пределы кратко-временной ограничительной характеристики.

Мощность ГД, расходуемая на движение судна, при включении ВГ, будет уменьшаться при использовании валогенератора в качестве валомашины, работающей от ДГ, мощность, передаваемая на винт, будет увеличиваться.

Использование валогенераторов на судах целесообразно по следующим причинам: более высокий по сравнению с ВД коэффициент полезного действия ГД, больший срок службы, низкий уровень шума, возможность стабилизации нагрузки ГД, работающих на некоторых специфичных режимах ряда судов с недогрузкой (траулеры, суда ледового плавания, буксиры). На рыболовецких судах ВГ обеспечивают электропитание траловой лебедки.

Кроме того, на старых судах ГД обычно используют более дешевое топливо, нежели ВДГ. ВГ бывают простые (PTO/GCR), то есть без системы регулирования частоты вращения и пропорциональной ей частоты электрического тока. Тогда ГД постоянно работает на одной и той же заданной частоте вращения.

На рыболовецких траулерах ВГ позволяют существенно стабилизировать нагрузку ГД на различных ходовых режимах (без трала, при постановке и выборке различных тралов) и обеспечивает электропитание траловой лебедки. ВГ бывают простые, то есть без системы регулирования частоты вращения и пропорциональной ей частоты электрического тока. Тогда ГД постоянно работает на одной и той же заданной частоте вращения. Такой режим часто имеет место при работе ГД с ВРШ по нагрузочной характеристике.

Рис. 2.12. – Компоновка валогенератора в составе пропульсивной установки с МОД [28]

Валогенераторы с постоянным передаточным числом (Power Take-Off/Gear Constant Ratio или сокращенно PTO/GCR), состоят из стандартного синхронного генератора переменного тока и повышающей передачи.

Частота вращения генератора пропорциональна частоте вращения ГД. Наиболее качественная работа такого ВГ обеспечивается при постоянной частоте вращения гребного винта.

Однако скорость вращения гребного винта и ГД изменяются в зависимости от скорости судна и сопротивления его движению. Следовательно, электрическая энергия, генерируемая системой PTO/GCR, будет иметь переменную частоту тока, а большинство судового электрооборудования работоспособно при незначительных изменениях частоты тока (от 50 до 60 Гц).

Система PTO/GCR работоспособна при диапазоне частот вращения двигателя 80–97 % и диапазоне мощностей от 52 до 90 %. ВГ типа PTO/GCR используются для обеспечения потребителей электроэнергией большую часть эксплуатационного периода. КПД такой системы составляет 96 %.

Но этот режим не является оптимальным по экономичности. Вне зависимости от нагрузки двигателя ВГ должен обеспечить работу с постоянной частотой. Стабильность частоты вращения можно обеспечить изменением угла установки лопастей ВРШ или степенью заполнения маслом полости гидромуфты. Последний способ связан со снижением КПД.