柴油发电机组作为船舶主要的动力装置之一,主要为船舶电气设备供电,其性能的好坏影响着船舶的整体性能。而柴油发电机组的性能是由柴油机、发电机以及两者之间的匹配这三方面的因素共同决定,因此在对船舶柴油发电机组进行选型分析时,要从这三个方面重点考虑。只有正确选择柴油发电机才能达到提供船舶整体性能的目的。柴油发电机组主要由柴油机、发电机和其他附属设备组成,其中柴油机和发电机两者共同制约着机组的整体性能。船舶动力装置中有很多电气设备,用于发电的燃油数量仅次于推进主机。随着船舶自动化程度和人员生活水平的提高,船上用电设备越来越多,发电机组的质量直接影响到船舶营运的经济性和安全性。所以,必须重视船用柴油发电机组的选型。目前,用于船舶的柴油机组种类多而杂、没有规范的选型一局和评价指标,使某些机组整体性能很差,不能保证船舶的安全及其运行。因此,有必要严格、规范、科学、合理的选型依据,使选择、评价船舶柴油发电机时有据可依。
1、船用柴油发电机组的选型原则
动力装置是船舶的“心脏”, 如果机电设备发生故障,船舶将会失去作业能力,严重影响船员(旅客)的工作、生活以及船舶的安全,并将造成严重的经济损失,所以动力装置安全可靠是极为重要的。而柴油发电机组是船舶的重要电源装置,故要求其可靠性高、易于管理维护;再加上船内单机最大负载容量接近于船内电源容量,则要求负载启动和停止时发电机瞬时电压波动应尽可能地小。因此船舶对柴油发电机组提出了以下要求:
1)机组在额定值,而且在额定值附近运行时效率最高。在通常运行状态下,应以航行工况所必需的功率为基准,对于负载的变动及增加,也不得使机组过载,而且机组的额定容量要有适当的储备量。
2)机组的容量和台数,应能在任-机组停止工作时,仍然能继续正常推进运行、并为船舶安全以及具有冷藏级船舶的冷藏货物所必需的设备供电。
3)机组应能在任发电机或其原动机不工作时, 其余机组仍能提供启动主推进装置所必需的电力。
4)当1台机组停止工作时,其余的机组应有足够的储备容量,以保证当最大电动机启动时所产生的瞬态电压降不会使任何电动机失速或其他电气设备失效。
5)在连续运行条件下,希望柴油机额定输出功率有10%左右的余量;但不应使柴油机明显地运行在低负载状态。
6)主机组至少应为2台,为了便于维护和管理,最好选用同类型发电机组。
7)机组在选型时应优先使用国产设备,其优点:在质量和主要经济技术指标上,国产设备与引进设备相差不是很大,而总投人比引进设备少很多:另外,保证交货期,售后服务条件较好,现场验收和零部件供应方便等
2、柴油发电机组的主要性能指标
机组的指标有技术指标、经济指标和性能指标。这些指标是对柴油发电机组进行选型和判断性和优劣的重要依据
(1)技术指标
技术指标是标志柴油发电机的技术性能和结构特征的参数,主要由功率指标、重量指标和尺寸指标三部分组成。功率指标表示机组作功的能力,即向船舶电气设备提供电力的能力;重量指标和尺寸指标是评价机组结构紧凑和金属利用率的重要指标。重量指标用单位功率重量(比质量)来衡量,它是机组净重和额定功率的比值;尺寸指标又称为紧凑性指标,是表征机组总体布置紧凑程度的指标,用单位体积功率来衡量,它是机组额定功率与外廓体积的比值。
(2)经济指标
经济指标主要由机组的燃油和滑油消耗率来衡量,同时参考机组的价格(通常用性价比来衡量)和维修保养费用。
(3)性能指标
性能指标主要包括机组的可靠性、机动性、使用寿命、振动、噪声、排放以及自动化程度等。可靠性由大修前使用时间、机组故障率和售后服务质量来综合考核;机动性是指机组在改变工况时的工作性能;振动、噪声和排放是指机组对周围环境的影响;自动化程度是改善工作人员劳动条件和提高机组乃至整个船舶性能的重要指标。因此,对柴油发电机组的性能进行分析时,既要分析柴油机的各项指标,又要分析发电机的各项指标,以及两者之间的匹配对机组整体性能的影响,而其匹配主要考虑两者之间的功率匹配和转速匹配、发电机的旋转不均匀度、柴油机的冲击振动和发电机的固有振动间的关系、柴油机旋转不均所引起的发电机的功率脉动情况、柴油机和发电机的性能是否互补等因素。