Что такое мощность энергетической установки
Перейти к содержимому

Что такое мощность энергетической установки

  • автор:

Установленная мощность

сумма номинальных мощностей электрических машин одного вида (например, генераторов, двигателей, трансформаторов), входящих в состав промышленных предприятия (например, электростанции) или электрические установки (например, электрические подстанции). Выражается в единицах активной мощности (вт) или полной мощности (ва). Под У. м. энергетической системы (или всех электростанций какой-либо страны) понимают суммарную номинальную активную мощность генераторов электростанций, входящих в состав системы (расположенных на территории страны). У. м. электростанций СССР (1975) – свыше 220 Гвт.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . 1969—1978 .

  • Установление фактов
  • Установочное кольцо

Смотреть что такое «Установленная мощность» в других словарях:

  • установленная мощность ВА — установленная мощность ветроагрегата Паспортная мощность машины на выходном валу ВА. [ГОСТ Р 51237 98] Тематики ветроэнергетика Синонимы установленная мощность ветроагрегата EN maximum electrical output … Справочник технического переводчика
  • установленная мощность — установленная мощность; установленная производительность сумма номинальных мощностей (производительностей) рассматриваемой совокупности элементов объекта … Политехнический терминологический толковый словарь
  • УСТАНОВЛЕННАЯ МОЩНОСТЬ — сумма номинальных мощностей электрических машин одного вида (напр., генераторов), входящих в состав промышленного предприятия или электрической установки. Под установленной мощностью энергетической системы понимают суммарную номинальную активную… … Большой Энциклопедический словарь
  • установленная мощность — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN installed capabilityinstalled capacityinstalled powerIC … Справочник технического переводчика
  • установленная мощность в л. с. — установленная мощность в л. с. — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN connected horsepower … Справочник технического переводчика
  • установленная мощность — сумма номинальных мощностей электрических машин одного вида (например, генераторов), входящих в состав промышленного предприятия или электрической установки. Под установленной мощностью энергетической системы понимают суммарную номинальную… … Энциклопедический словарь
  • установленная мощность земснаряда — установленная мощность Nуст Суммарная мощность всех двигателей, установленных на земснаряде, при питании их от береговой или плавучей электростанции или мощность энергетической установки автономного земснаряда. [ГОСТ 17520 72] Тематики снаряды… … Справочник технического переводчика
  • установленная мощность электротермического оборудования — установленная мощность Сумма номинальных мощностей всех потребителей электроэнергии электротермического оборудования. Примечание При наличии трансформатора или источника питания следует включать их мощность вместо номинальной мощности электропечи … Справочник технического переводчика
  • Установленная мощность портового перегрузочного комплекса — Установленная мощность ПК это расчетная пропускная способность комплекса при перевалке одного либо нескольких видов грузов в течение года, которая характеризует наличие производственного потенциала портовых перегрузочных мощностей. Установленная… … Официальная терминология
  • установленная мощность электроустановки — Сумма номинальных мощностей электрических машин одного вида (например, генераторов, двигателей, трансформаторов), входящих в состав промышленного предприятия (например, электростанции) или электрической установки. Выражается в единицах активной… … Справочник технического переводчика
  • установленная мощность (для ЦОДа) — Мощность, подведенная к ЦОДу [http://www.dtln.ru/slovar terminov] Тематики информационные технологии в целом EN power capacity … Справочник технического переводчика

Оценка мощности судовых энергетических установок Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

СУДОВАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА / МОЩНОСТЬ / ПЕРЕХОДНЫЙ ПРОЦЕСС / РАСХОД ТОПЛИВА / ДАТЧИК РАСХОДА ВОЗДУХА / ВЕЙВЛЕТ-АНАЛИЗ / SHIP POWER STATION / CAPACITY / TRANSITION PROCESS / FUEL CONSUMPTION / AIR CONSUMPTION SENSOR / WAVELET ANALYSIS

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Лебедев Борис Олегович, Кочергин Виктор Иванович, Глушков Сергей Сергеевич

В современных условиях для судовых энергетических установок (СЭУ) актуальным является развитие методов функциональной диагностики технического состояния двигателей внутреннего сгорания на основе контроля показателей мощности . В связи с невозможностью реализовать прямую оценку мощности в условиях навигации предложено разработать методы косвенной оценки мощности СЭУ. Измерение углового ускорения коленчатого вала при свободном разгоне двигателя считается наиболее известным и достоверным методом оценки мощности . Представлена блок-схема устройства для оценки мощности энергетической установки по соотношению значений расхода топлива и воздуха. Ограничением в данном случае является возможность применения только для СЭУ, оснащенных редукторами с функцией разрыва валовой линии, ввиду наличия значительного момента инерции погруженного в воду гребного винта. Предложен анализ соотношения показателей динамики расхода топлива и воздуха при определённой частоте вращения как универсальный способ оценки мощности СЭУ с двигателями внутреннего сгорания. Отмечено, что оценить энергетические показатели СЭУ возможно также на основе анализа параметров крутильно-колебательных систем. С этой целью предложено использование относительно нового способа обработки диагностической информации на основе вейвлет-анализа , с использованием датчиков крутильных колебаний, установленных на неподвижных опорах и имеющих функцию определения угловых деформаций валовой линии, вызываемых колебаниями крутящего момента. Указаны отличительные особенности вейвлет-анализа : представление функций нестационарных сигналов одновременно во временной и масштабной областях и высокая чувствительность. Приведён пример записи амплитудных значений крутящего момента при реализации данного метода. Амплитудные значения вычислены на основе функции Морле по показателям Гёльдера при частоте вращения коленчатого вала двигателя СЭУ 900 об/мин за четыре оборота коленчатого вала двигателя.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Лебедев Борис Олегович, Кочергин Виктор Иванович, Глушков Сергей Сергеевич

Повышение устойчивости режимов работы малооборотных дизелей в условиях дестабилизирующих воздействий
Магнитоупругие преобразователи в СЭУ

Оптимизация угла опережения зажигания для достижения максимального крутящего момента двигателя внутреннего сгорания с помощью бинарного топлива

Инерционный метод оценки энергетической эффективности гусеничных лесных машин
Исследование достоверности определения эффективной мощности главных судовых ДВС различными методами
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

ASSESSMENT OF SHIP POWER PLANT CAPACITY

In modern conditions developing methods of functional diagnostics of the technical state of internal combustion engines, which are based on monitoring of power indicators, is of current importance for ship power plants (SPP). In terms of inability to estimate the plant’s capacity during the voyage, it was proposed to develop methods for its indirect estimation. Measuring the angular acceleration of the crankshaft of the going up engine is considered the well-known and most reliable method for estimating the power plant capacity . There has been presented a device flowchart for estimating the capacity of a SPP based on the ratio of fuel and air consumption. In this case the restriction is that the method can be employed only for the SPPs equipped with gearboxes with the function of discontinuity of the shaft line due to a great moment of inertia of the propeller submerged into the water. There has been suggested the analysis of the ratio of fuel and air consumption at a certain frequency of shaft rotation, as a versatile way to evaluate capacity of SPPs with internal combustion engines. It has been stated that the SPP energy parameters can be evaluated using the analysis of the torsional-vibrational system values. To this end, it was suggested to use a relatively new method of processing diagnostic information based on wavelet analysis using sensors of torsional vibrations installed on fixed supports and having a function to determine angular deformations of the shaft line caused by the rotation torque vibrations. A distinctive feature of the wavelet analysis is a high sensitivity in determining short-term high-frequency signal fluctuations. There is given an example of recording the amplitude values of torque when using this method. Amplitude values have been calculated on the basis of Morlet function, according to Hölder’s indicator, at the SPP engine rotation speed 900 rpm for four turns of the engine crankshaft.

Текст научной работы на тему «Оценка мощности судовых энергетических установок»

DOI: 10.24143/2073-1574-2019-2-56-63 УДК 621.43

ОЦЕНКА МОЩНОСТИ СУДОВЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

Б. О. Лебедев1, В. И. Кочергин1’2, С. С. Глушков1

1 Сибирский государственный университет водного транспорта, Новосибирск, Российская Федерация

2 Сибирский государственный университет путей сообщения, Новосибирск, Российская Федерация

В современных условиях для судовых энергетических установок (СЭУ) актуальным является развитие методов функциональной диагностики технического состояния двигателей внутреннего сгорания на основе контроля показателей мощности. В связи с невозможностью реализовать прямую оценку мощности в условиях навигации предложено разработать методы косвенной оценки мощности СЭУ. Измерение углового ускорения коленчатого вала при свободном разгоне двигателя считается наиболее известным и достоверным методом оценки мощности. Представлена блок-схема устройства для оценки мощности энергетической установки по соотношению значений расхода топлива и воздуха. Ограничением в данном случае является возможность применения только для СЭУ, оснащенных редукторами с функцией разрыва валовой линии, ввиду наличия значительного момента инерции погруженного в воду гребного винта. Предложен анализ соотношения показателей динамики расхода топлива и воздуха при определённой частоте вращения как универсальный способ оценки мощности СЭУ с двигателями внутреннего сгорания. Отмечено, что оценить энергетические показатели СЭУ возможно также на основе анализа параметров крутильно-колебательных систем. С этой целью предложено использование относительно нового способа обработки диагностической информации на основе вейвлет-анализа, с использованием датчиков крутильных колебаний, установленных на неподвижных опорах и имеющих функцию определения угловых деформаций валовой линии, вызываемых колебаниями крутящего момента. Указаны отличительные особенности вейвлет-анализа: представление функций нестационарных сигналов одновременно во временной и масштабной областях и высокая чувствительность. Приведён пример записи амплитудных значений крутящего момента при реализации данного метода. Амплитудные значения вычислены на основе функции Морле по показателям Гёльдера при частоте вращения коленчатого вала двигателя СЭУ — 900 об/мин за четыре оборота коленчатого вала двигателя.

Ключевые слова: судовая энергетическая установка, мощность, переходный процесс, расход топлива, датчик расхода воздуха, вейвлет-анализ.

Для цитирования: Лебедев Б. О., Кочергин В. И., Глушков С. С. Оценка мощности судовых энергетических установок // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Морская техника и технология. 2019. № 2. С. 56-63. DOI: 10.24143/2073-1574-2019-2-56-63.

Для судов, равно как и для наземных транспортных средств, эксплуатирующихся на значительном расстоянии от баз обслуживания и не имеющих возможности выполнения технологических воздействий технического обслуживания в стационарных условиях, своевременное обнаружение и предупреждение отказов судовых энергетических установок (СЭУ) приобретает особое значение. На первый план выходит проблема организации приспособленного к использованию в эксплуатационных условиях при минимальных затратах труда и материальных средств технического диагностирования СЭУ [1]. Первоочередные задачи технической диагностики — своевременное выявление неисправностей, прогнозирование работоспособности и поддержание в допустимых пределах основных показателей энергетических установок. Но получение достоверной диагностической информации является достаточно затратным и сложным процессом. Его мультипликативность может приводить к существенным и непредсказуемым ошибкам в прогнозировании, влекущим за собой значительные временные и материальные затраты на их устранение.

Наиболее целесообразным применительно к СЭУ представляется периодическое проведение функционального диагностирования, позволяющего, к примеру, путём контроля отклонения показателей мощности СЭУ от номинальных значений своевременно выявить и предупредить возникновение отказов. При этом в условиях навигации невозможно использовать тормозные или реостатные (для дизель-генераторных установок) методы контроля мощности. В настоящей

работе предлагаются методы эксплуатационной оценки мощности СЭУ, оснащённых двигателями внутреннего сгорания (ДВС), поскольку реализация прямых измерений мощности на судах в условиях навигации практически невозможна. Для судовых дизелей контроль мощности необходим ещё и в целях оптимизации эксплуатационных показателей, например таких, как расход масла на угар путём поддержания соответствующего режима работы двигателей [2].

Использование динамических характеристик для оценки мощности

Наиболее целесообразно использовать для оценки технического состояния и эксплуатационных показателей динамические характеристики СЭУ [3-5]. Динамические характеристики ДВС в целом и его отдельных элементов оказывают существенное влияние на внешние и внутренние показатели функционирования энергетической установки, особенно с учётом преобладания при эксплуатации СЭУ неустановившихся режимов работы. Показатели динамики СЭУ могут характеризоваться переходными процессами вращения валов и валопроводов СЭУ, переходными процессами газообмена и топливоподачи, а также амплитудно-фазовыми и частотными характеристиками.

Наиболее известным применением переходных процессов, описываемых изменением угловой скорости или углового ускорения коленчатого вала, является использование разгонных характеристик двигателя. В ходе свободного разгона ДВС величина внешнего момента сопротивления равна нулю, поэтому данный процесс можно описать следующим выражением, соответствующим эффективному крутящему моменту двигателя Ме, уравновешиваемому силами инерции J:

где ю — угловая скорость коленчатого вала.

Если умножить обе части уравнения (1) на угловую скорость коленчатого вала ю, получим

где Ре — эффективная мощность энергетической установки.

Выражение (2) позволяет оценить эффективную мощность ДВС по величине углового ускорения при резком увеличении подачи топлива до максимальной величины. При таком способе контроля возможно не только оценивать мощность СЭУ, но и диагностировать техническое состояние её отдельных систем и механизмов [3, 6, 7]. Рассмотрим результаты исследования переходных процессов свободного разгона, полученные на энергетической установке с двигателем 8ЧН 13/14 при различном техническом состоянии ДВС. Величина углового ускорения коленчатого вала в конкретной точке разгонной характеристики и является в данном случае оценочным показателем мощности (рис. 1).

Определение мощности энергетической установки

В первом приближении для судов неледового класса или одного класса ледовости мощность определяется с помощью адмиралтейского коэффициента СN , который определяется по прототипу. ( 0) или по более стабильным для грузовых судов зависимостям (5а) (5б) где max — максимальная скорость судна, узл. Формула 5а получена на основании обработки статистики, формула 5б получена Ашиком В.В, Царевым Б.А и Челпановым И.В. Для ледовых судов лучше использовать зависимости (5) и (5а) содержащие , так как первоначально необходимо определитьN с фактической максимальной скоростью хода. Это связано с тем, что часто мощность ЭУ определяется ледовой ходкостью, и соответственно скорость на тихой воде будет определяться уже выбранной мощностью ЭУ. Мощность ЭУ судов ледового класса определяется следующим образом: ( 0) Где 1 (для движителей фиксированного шага),0.9 (для движителей регулируемого шага). Для расчетов приведенной нагрузки принимать1 , для бульбовых носовых оконечностей следует принять ;, еслименьше 1, то принимать1; ,— скорость движения во льдах по проектному заданию, и скорость движения во льдах требуемая (по РМРС см.3.4.) Значения параметров угла наклона форштевня φф для расчета добавки к мощности ЭУ таблица №

Ледовый класс φф °
ЛУ1, ЛУ2,ЛУ3 Бульбовая носовая оконечность
ЛУ4 60
ЛУ5 45
ЛУ6,ЛУ7 30
ЛУ8,ЛУ9 25

Значения параметров для расчета мощности ЭУ для движения в ледовых условиях таблица №

Ледовый класс D

D≥30000т Nmin КВт
N’,КВт N’,КВт
ЛУ1,ЛУ2 0.18 0 0.11 2100 740
ЛУ3 0.22 370 0.13 3070
ЛУ4 0.26 740 0.15 4040 1000
ЛУ5 0.3 2200 0.2 5200 2600
ЛУ6 0.36 3100 0.22 7300 3500
ЛУ7 0.42 4000 0.24 9400 5000
ЛУ8 0.47 5300 0.25 11600 7200
ЛУ9 0.5 7500 0.26 14700 10000

Если у судна изменяется мощность ЭУ в результате обеспечения ледовых качеств судна, мощность необходимо определить новую максимальную скорость, соответствующуюи новую эксплуатационную скорость , ( 0) где мощность ЭУ для обеспечения ледовых качеств На начальном этапе, чтобы не делать два расчета водоизмещения оценим скорость хода судна при ориентации на ледовую ходкость:( 0) где скорость проектируемого судна по заданию — параметр ледовой ходкости (если мощность ЭУ для корректируемого прототипа принималась по ледовой мощности, в противном случае вместо подставляется Контрольные вопросы:

  • Как определяется Адмиралтейский коэффициент?
  • Каковы особенности оценки мощности для ледовых судов?
  • Каковы причины и цель оценки мощности при изменении скорости?
  • Какие элементы судна влияют на ледовое сопротивление?

Пример 2Определим измерители для расчета элементов нагрузки суднаХарактеристики судна прототипа:Класс ледовый ЛУ3L=176мB=32.4мT=11.1мH=17.6мN=9929КВтδ=0.8Ргр=47000Скорость экспл. 14.8узСкорость макс. 16.4узR=15750мильА=35сутПлотность груза 0.8т/м3Нагрузка прототипа т Устройства аблица № Определение измерителей элементов нагрузки таблица № таблица № 10(продолжение) * — измеритель запаса водоизмещения определен при анализе прототипаОпределим Адмиралтейский коэффициент используя уточненную зависимость для более отдаленного прототипа.Обратить внимание, что скорость, мощность, водоизмещение подставляются для прототипа (или исправленного прототипа)Определим значение максимальной скорости проектируемого судна, с учетом обеспечения хода судна во льдах16.1узгде, в данном случае максимальная мощность выбиралась по условию ледовой ходкостиВычислим исправленное значение мощности проектируемого судна на основании расчетов нагрузкиОпределим эксплуатационную мощность ГД прототипа исправленного:Произведем решение уравнение нагрузки двумя способами (алгебраическим и графическим)Составим уравнение нагрузки (уточнение фактических скоростей и адмиралтейского коэффициента см.п.4.4):Решая уравнение методом подстановки или построением графика, получаем следующее значение.Рис. 4. Графическое решение уравнения нагрузкиСоставим таблицу нагрузки при полученном значении водоизмещения:При этом значение мощности и скорости в таблице по расчету см.п.5.2. таблица № Таким образом расчеты первого приближения выполнены.Выполнено предварительное сопоставление с заданием в части изменения максимальной скорости, которая составляет – 16.1уз >14.5узл (по заданию). Окончательное решение можно принять после более точного определения мощности, при использовании конкретного каталога двигателей

Нормы удельных мощностей искусственного освещения

Согласно ГОСТ Р 19431-84, установленная мощность электрической установки — это наибольшая активная электрическая мощность, с которой электроустановка может длительно работать без перегрузки в соответствии с техническими условиями или паспортом на оборудование. В данном случае — применительно к освещению — это суммарная номинальная мощность всех светильников, входящих в состав осветительной установки. Удельная установленная мощность — согласно СП 52.13330.2016 — это установленная мощность искусственного освещения в помещении, отнесённая к полезной площади. Если говорить простыми словами, то удельная установленная мощность показывает, сколько ватт электрической мощности будет затрачено системой искусственного освещения на 1 квадратный метр освещаемой площади. Чтобы подсчитать её значение нужно сложить все номинальные мощности установленных в помещении светильников (эти значения всегда указываются в паспорте прибора) и разделить полученное число на площадь помещения.

Для наружного освещения используется понятие относительной удельной мощности установки утилитарного освещения. Методика расчёта в этом случае немного сложнее, чем для помещений. С подробностями можно ознакомиться в Приложении М к СП 52.13330.2016. Специализированное программное обеспечение — DIALux, например — как правило рассчитывает этот параметр автоматически. Соответствующие нормативные значения для освещения улиц и дорог приведены в соответствующей статье и здесь рассматриваться не будут.

Также стоит отметить, что все грамотно сделанные системы светодиодного освещения с запасом укладываются в приведённые здесь значения. По крайней мере среди всех расчётов, сделанных нашими специалистами за последнее время, не было ни одного, удельная установленная мощность в котором оказалась бы выше максимально допустимого значения. Достигается это за счёт высоких показателей световой отдачи, в разной степени свойственных всем светодиодным светильникам.

Приведённые в таблицах значения необходимо рассчитывать с учётом энергопотребления пускорегулирующей арматуры и систем управления освещением, если таковые используются.

Что такое индекс помещения?

В приведённых далее нормативах используется понятие индекса помещения. Индекс помещения — это величина, определяемая геометрическими характеристиками помещения — т.е. его формой. Вычисляется по формуле i = A * B / (h * (A + B)), т.е. равна отношению площади пола помещения к половине площади его стен. Чем больше комната или зал напоминают колодец — маленький по площади пол в обрамлении высоких стен — тем меньше будет для них значение индекса помещения.

Значения для производственных помещений

Максимально допустимые удельные установленные мощности искусственного освещения в производственных помещениях

Освещённость на рабочей поверхности, лк Индекс помещения Максимально допустимая удельная установленная мощность, Вт/м²
750 0,6 30
0,8 26
1,25 19
2 и более 15
500 0,6 20
0,8 17
1,25 12
2 и более 10
400 0,6 15
0,8 13
1,25 10
2 и более 8
300 0,6 12
0,8 10
1,25 8
2 и более 6
200 0,6 — 1,25 9
1,25 — 3,0 6
Более 3 5
150 0,6 — 1,25 7
1,25 — 3,0 5
Более 3 4
100 0,6 — 1,25 5
1,25 — 3,0 3
Более 3 2,5

Значения для помещений общественных зданий

Максимально допустимые удельные установленные мощности искусственного освещения в помещениях общественных зданий

Освещённость на рабочей поверхности, лк Индекс помещения Максимально допустимая удельная установленная мощность, Вт/м²
500 0,6 23
0,8 20
1,25 18
2 и более 15
400 0,6 20
0,8 16
1,25 14
2 и более 12
300 0,6 18
0,8 14
1,25 12
2 и более 10
200 0,6 — 1,25 14
1,25 — 3,0 8
Более 3 6
150 0,6 — 1,25 10
1,25 — 3,0 8
Более 3 7
100 0,6 — 1,25 5
1,25 — 3,0 3,5
Более 3 3

Минимально рекомендуемые значения световой отдачи приборов

Понятие удельной установленной мощности тесно связано с понятием световой отдачи осветительных приборов. В том случае, если светильник имеет низкую световую отдачу, спроектированная на его основе осветительная установка может выйти за рамки регламентированных удельных установленных мощностей. Поэтому здесь же мы предлагаем к ознакомлению ещё одну таблицу, в которой приведены минимально рекомендуемые значения световой отдачи приборов, используемых в современных системах освещения.

Рекомендуемая световая отдача приборов в зависимости от их индекса цветопередачи

Тип источника Световая отдача световых приборов, лм/вт, не менее, при минимально допустимых индексах цветопередачи Ra
≥80 ≥60 ≥40 ≥20
Световые приборы для общего освещения помещений
Световые приборы со светодиодными источниками света и светодиодными модулями 90 100
Световые приборы с люминесцентными источниками света 50 40
Световые приборы с металлогалогенными источниками света 55 50
Световые приборы с натриевыми лампами высокого давления 50 60
Световые приборы для освещения мест производства работ вне зданий
Световые приборы со светодиодными источниками света и светодиодными модулями 90 100
Световые приборы с металлогалогенными источниками света 50 50
Световые приборы с натриевыми лампами высокого давления 50 50
Световые приборы с люминесцентными источниками света 40 50
Световые приборы для наружного утилитарного освещения селитебных территорий
Световые приборы со светодиодными лампами и модулями 90 100
Световые приборы с металлогалогенными источниками света 50 50
Световые приборы с натриевыми лампами высокого давления 50 50

Список нормативных документов

  • ГОСТ Р 19431-84 Энергетика и электрификация. Термины и определения
  • СП 52.13330.2016 Естественное и искусственное освещение

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *