Сведения о комплексной автоматизации судовых электростанций

Комплексная автоматизация электростанции, также как и других энергетических установок, строится по иерархическому принципу, когда имеется несколько уровней контроля, защиты, регулирования и управления. Каждый уровень оснащается соответствующими средствами автоматизации и решает определенный круг задач. 

Для транспортных судов рациональной представляется такая структура построения систем комплексной автоматизации (СКА), когда сочетается использование автоматических регуляторов и устройств, машин автоматического централизованного контроля (МАЦК), различных логических устройств, малых вычислительных машин и различного рода исполнительных элементов. 

Автоматические устройства регулирования температуры

Совокупность управляемых объектов и управляющих ими технических устройств образует систему автоматического регулирования (САР).

Физическая величина, заданное значение которой необходимо поддерживать или изменять по определенному закону с помощью САР, называется регулируемой величиной (например, температура). С целью поддержания требуемого значения регулируемой величины на нее необходимо оказывать регулирующее воздействие. Физическая величина, с помощью которой осуществляется это воздействие, называется регулирующей величиной (например, количество воздуха, жидкости).

Место приложения воздействия называется входом, а место, в котором фиксируется реакция САР на воздействие,— выходом системы. Схема САР изображена на рис. 1.

Рис. 1. Структурная схема системы автоматического регулирования (САР): х — регулирующая величина, у — регулируемая величина,

1— регулирующий орган,

2— объект,

3— преобразователь (датчик), 4 — задатчик,

5 — элемент сравнения,

6 — управляющий элемент,

7 — исполнительный механизм

Автоматизация управления судовых электростанций

Применение в судовых электростанциях различных источников тока (дизель-генераторов, валогенераторов, аккумуляторных батарей, преобразователей тока) требует автоматизации управления их совместной работой. Электростанции переменного тока на грузовых речных судах (танкерах, толкачах, буксирах) имеют автоматические системы совместной работы валогенератора и дизель-генератора. На рис. 1 приведена схема, обеспечивающая автоматический пуск и остановку дизель-генератора, а также перевод нагрузки с валогенератора на дизель-генератор и обратно. Валогенераторы могут работать только на переднем ходу судна с допустимыми изменениями напряжения и частоты тока.

Основные элементы схемы: G1 — валогенератор; G2 — дизель-генератор; Ql, Q2 — автоматические выключатели; Kl, К2—контакторы; К9 — реле частоты, срабатывающее при достижении частоты тока дизель-генератора 40 Гц после его запуска.

Рис. 1. Принципиальная схема автоматической совместной работы валогенератора и дизель-генератора

Контакты этого реле через промежуточные реле К8 и К3 выключают валогенератор и включают дизель-генератор. К4 — реле частоты, которое при уменьшении частоты тока валогенератора до 40 Гц через промежуточное реле К6 подключает цепь управления станции автозапуска дизель-генератора. К5 — реле, срабатывающее при достижении частоты тока валогенератора 45 Гц. Реле К5 через промежуточное реле К7 служит для остановки дизель-генератора и подключения на шины ГЭРЩ валогенератора.

Понятие о комплексной автоматизации судов

За последнее десятилетие мировой морской торговый флот пополнился большим числом судов, оборудованных средствами автоматизации, которая в настоящее время стала одним из главных направлений технического прогресса во всех отраслях промышленности. Внедрение на морских судах средств автоматизации позволяет повысить эксплуатационную надежность и безопасность плавания, повысить производительность и улучшить условия труда, способствует совершенствованию форм технического обслуживания.

Основной особенностью автоматизации морских судов на данном этапе является комплексная автоматизация работы энергетической установки, палубных механизмов, грузовых операций и процессов навигации. Внедрение комплексной автоматизации связано с применением электронных цифровых вычислительных машин (ЭЦВМ).

Системы ДАУ пароэнергетическими установками

Задачей судовой энергетической установки (СЭУ) является преобразование химической (или ядерной) энергии топлива в механическую энергию движителя и в электрическую или тепловую энергию, потребляемую механизмами общесудового назначения и удовлетворяющую бытовые нужды экипажа.

В упрощенной схеме судовой пароэнергетической установки (СПУ) (рис. 1) топливный насос подает топливо в топку котла, где химическая энергия топлива преобразуется в тепловую, а тепловая энергия передается пароводяной смеси. Носитель энергии (пар) поступает из котла в главные турбины, в турбины электрических генераторов и вспомогательных механизмов, где его энергия с помощью лопаточных аппаратов преобразуется в механическую энергию вращения роторов.

Рис. 1. Упрощенная функциональная схема СПУ:

1—топливный насос; 2 — котел; 3, 8 — питательный и конденсатный турбонасосы; 4 — турбогенератор; 5 — главная турбина; 6 — главный редуктор и винт; 7, 9 — главные конденсатор и эжектор

Кинетическая энергия главных турбин через редуктор передается на винт. Энергия роторов турбин электрогенераторов преобразуется в электрическую, а энергия роторов турбин вспомогательных механизмов установки передается соответствующим насосам, где преобразуется в энергию давления, нагнетаемых жидкостей. Пар из турбин поступает в конденсатор, где его энергия передается забортной воде.