Co sprawdzić w Prądnica wałowa / PTO.
Prądnica wałowa jest napędzana mechanicznie z linii wałów silnika głównego, przez przekładnię podwyższającą albo bezpośredni odbiór mocy (PTO), i zamienia moc napędową na energię elektryczną, zamiast palić osobne paliwo w pomocniczym zespole prądotwórczym. Użyteczną moc daje dopiero wtedy, gdy silnik główny pracuje równą prędkością morską; przy manewrach, w porcie albo przy obniżonym obciążeniu silnika głównego statek nadal potrzebuje swoich prądnic spalinowych, więc prądnicę wałową montuje się obok nich, a nie zamiast nich.
Co wyróżnia prądnicę wałową
Prądnica wałowa jest napędzana mechanicznie z linii wałów silnika głównego, przez przekładnię podwyższającą albo bezpośredni odbiór mocy (PTO), i zamienia moc napędową na energię elektryczną, zamiast palić osobne paliwo w pomocniczym zespole prądotwórczym. Użyteczną moc daje dopiero wtedy, gdy silnik główny pracuje równą prędkością morską; przy manewrach, w porcie albo przy obniżonym obciążeniu silnika głównego statek nadal potrzebuje swoich prądnic spalinowych, więc prądnicę wałową montuje się obok nich, a nie zamiast nich.
Główne elementy
Odbiór mocy i przekładnia
Przekładnia pobiera moc z wału silnika głównego, najczęściej przez przekładnię podwyższającą przed śrubą, wymiarowaną tak, by podnieść niskie, zależne od obciążenia obroty wału do prędkości użytecznej dla prądnicy.
Prądnica i utrzymanie częstotliwości
Ponieważ obroty silnika głównego zmieniają się z obciążeniem i poślizgiem, prądnica wałowa albo pracuje przez przemiennik częstotliwości odsprzęgający częstotliwość prądnicy od prędkości wału (układ prądnica/silnik wałowy, SGM), albo jest ograniczona do pracy tylko w wąskim paśmie obrotów, w którym silnik główny trzyma prędkość niemal stałą.
Sprzęgło i urządzenie synchronizujące
Sprzęgło pozwala rozłączyć prądnicę wałową bez wpływu na silnik główny, a tablica synchronizacyjna dopasowuje jej napięcie, częstotliwość i fazę do rozdzielnicy, nim zostanie zsynchronizowana z pracującymi prądnicami spalinowymi.
Chłodzenie i nadzór
Chłodzona powietrzem lub wodą zależnie od mocy znamionowej, z nadzorem temperatury uzwojeń i drgań, bo prądnica jest sprzężona mechanicznie z wielką wirującą linią wałów, a nie odosobniona na własnej płycie fundamentowej.
Dobór i wymiarowanie
- Moc znamionową ustawia się względem zapasu mocy na wale dostępnego przy normalnej prędkości morskiej, a nie względem trwałej mocy maksymalnej silnika głównego.
- Przełożenie stałe pasuje do statków chodzących w wąskim, niemal stałym paśmie obrotów; przemiennik częstotliwości jest potrzebny tam, gdzie prędkość silnika głównego zmienia się z pogodą, zanurzeniem albo rozkazami prędkości.
- Miejsce i masa w rejonie linii wałów oraz długość wału dostępna pod przekładnię odbioru mocy.
- Nadmiarowość: pomocnicze prądnice spalinowe muszą nadal udźwignąć pełne obciążenie elektryczne same, gdy prądnica wałowa jest rozłączona albo uszkodzona.
Przepisy i klasa
Przepisy klasy dla instalacji elektrycznych wymagają co najmniej dwóch niezależnych środków wytwarzania energii elektrycznej, więc prądnicę wałową liczy się zawsze jako jedno źródło pośród kilku, nigdy jako źródło jedyne. Przekaźniki zabezpieczeniowe mocy zwrotnej, asymetrii i zaniku wzbudzenia są wymagane przed synchronizacją z rozdzielnicą, a układ synchronizacji i podziału obciążenia dowodzi się na próbach morskich wspólnie z prądnicami spalinowymi.
Typowe usterki
| Usterka | Przyczyna | Skutek |
|---|---|---|
| Zużycie łożysk | Niewspółosiowość z linią wałów albo drgania z silnika głównego | Narastające drgania, w końcu uszkodzenie izolacji uzwojeń |
| Awaria wentylatora chłodzenia przemiennika | Wnikanie pyłu albo zatarcie łożyska w silniku wentylatora | Przemiennik częstotliwości wyzwala pod obciążeniem, prądnica spada z szyn |
| Próba synchronizacji poza fazą | Wadliwy synchronoskop albo błąd obsługi | Ciężki wstrząs mechaniczny i elektryczny, możliwe uszkodzenie prądnicy i rozdzielnicy |
| Poślizg sprzęgła | Zużyte tarcze cierne albo za niskie ciśnienie dociskowe | Utrata napędu prądnicy bez wyraźnego alarmu, moc oddawana cicho spada |
Na co zwrócić uwagę u dostawcy
- Moc prądnicy dobrana do mocy na wale faktycznie dostępnej w całym rzeczywistym zakresie pracy statku, nie tylko przy MCR.
- Zachowanie harmoniczne przemiennika częstotliwości, bo źle odfiltrowany przemiennik potrafi zniekształcić całą rozdzielnicę.
- Dostępność części do elektroniki przemiennika, która starzeje się szybciej niż sama prądnica.
- Powiązanie z istniejącym systemem zarządzania energią pod automatyczny podział obciążenia i przejście awaryjne na prądnice spalinowe.
Nigdy nie synchronizujcie prądnicy wałowej ręcznie bez wcześniejszego potwierdzenia kolejności faz i zachowania synchronoskopu — połączenie poza fazą to jedna z niewielu usterek na rozdzielnicy zdolna zniszczyć prądnicę w kilka sekund.