Co sprawdzić w Zespół prądotwórczy.
Zespół prądotwórczy, w skrócie zespół, to silnik wysokoprężny i prądnica synchroniczna zbudowane na jednej wspólnej ramie, napędzane ze stałą prędkością i dające trójfazowy prąd AC o napięciu i częstotliwości sieci statku. Jest samowystarczalny i daje się uruchomić, obciążyć i zatrzymać niezależnie od maszynowni napędowej. To odróżnia go od prądnicy wałowej, sprzęgniętej z przekładnią redukcyjną silnika głównego i zdolnej trzymać częstotliwość tylko, gdy statek idzie z dostateczną prędkością, oraz od prądnicy awaryjnej, wydzielonej, osobno ustawionej jednostki wymiarowanej wyłącznie na pokrycie odbiorów bezpieczeństwa po blackoucie.
Co czyni zespół prądotwórczy innym
Zespół prądotwórczy, w skrócie zespół, to silnik wysokoprężny i prądnica synchroniczna zbudowane na jednej wspólnej ramie, napędzane ze stałą prędkością i dające trójfazowy prąd AC o napięciu i częstotliwości sieci statku. Jest samowystarczalny i daje się uruchomić, obciążyć i zatrzymać niezależnie od maszynowni napędowej. To odróżnia go od prądnicy wałowej, sprzęgniętej z przekładnią redukcyjną silnika głównego i zdolnej trzymać częstotliwość tylko, gdy statek idzie z dostateczną prędkością, oraz od prądnicy awaryjnej, wydzielonej, osobno ustawionej jednostki wymiarowanej wyłącznie na pokrycie odbiorów bezpieczeństwa po blackoucie.
Większość statków nosi dwa do czterech zespołów, by dało się dzielić obciążenie, wyjąć jedną jednostkę do remontu bez utraty redundancji i prowadzić zespoły równolegle, gdy obciążenie szczytowe od pomp ładunkowych, steru strumieniowego czy wind cumowniczych przekroczy to, co jedna maszyna udźwignie sama.
Główne elementy
Silnik napędowy
Średnioobrotowy czterosuwowy silnik wysokoprężny, typowo chodzący 720-1000 rpm na statku 50 Hz albo 900-1200 rpm przy 60 Hz, z prędkością znamionową dobraną tak, by dzieliła się równo w wymaganą częstotliwość przez liczbę biegunów prądnicy.
Prądnica
Bezszczotkowa prądnica synchroniczna z automatycznym regulatorem napięcia (AVR) trzymającym napięcie wyjściowe stałe przy zmianach obciążenia i dającym wzbudzenie potrzebne do pracy równoległej.
Regulator
Steruje położeniem listwy paliwowej, by trzymać prędkość, a więc i częstotliwość, w granicach klasy przy nagłych zmianach obciążenia. Większość nowszych instalacji używa regulatorów elektronicznych zintegrowanych z systemem zarządzania energią zamiast starszego typu mechaniczno-hydraulicznego.
Tablica sterowania i zabezpieczeń
Mieści aparaturę synchronizacji, przekaźniki zabezpieczeniowe mocy zwrotnej, nadprądowe, doziemne i nad-/podczęstotliwościowe oraz sprzęg z okrętowym systemem zarządzania energią (PMS).
Chłodzenie, rozruch i spaliny
Obiegi chłodzenia wodą z płaszczy i powietrza doładowania, układ rozruchu sprężonym powietrzem lub elektryczny oraz linia spalin z tłumikiem, a na nowszym tonażu z selektywną redukcją katalityczną (SCR) albo recyrkulacją spalin (EGR) dla ograniczenia NOx.
Dobór i wymiarowanie
- Moc znamionowa w kW przy podanym współczynniku mocy, zwykle 0.8, bo prądnice wymiaruje się w kVA
- Napięcie i częstotliwość: 440 V / 60 Hz jest częste na wielu statkach handlowych, 690 V na jednostkach z dużymi obciążeniami napędu elektrycznego lub sterów strumieniowych
- Liczba zespołów wobec wymaganej redundancji, ważąc koszt inwestycji przeciw zdolności utraty jednego zespołu przy dalszym pokryciu odbiorów istotnych
- Elastyczność paliwowa: tylko MDO/MGO, zdolność dwupaliwowa albo praca na paliwie ciężkim z potrzebną instalacją oczyszczania
Przepisy i klasa
Emisje NOx podpadają pod załącznik VI konwencji MARPOL i certyfikuje się je na każdy silnik świadectwem EIAPP potwierdzającym zgodność z właściwym limitem Tier dla daty budowy i rejonu pracy statku. Towarzystwa klasyfikacyjne wymagają, by zespoły dawały się bezpiecznie łączyć równolegle, by logika podziału i zrzutu obciążeń była dowiedziona i by statek potrafił wyjść z pełnego blackoutu w określonym czasie. Przegląd okresowy obejmuje odpowiedź regulatora, badanie przekaźników zabezpieczeniowych i rezystancję izolacji uzwojeń.
Typowe usterki
| Usterka | Przyczyna | Skutek |
|---|---|---|
| Zapalanie na mokro | Długa praca przy małym obciążeniu, częsta, gdy przewymiarowane zespoły kryją lekkie obciążenie portowe | Niespalone paliwo i węgiel brudzą turbosprężarkę, tor spalin i wtryskiwacze |
| Nieudana synchronizacja lub zadziałanie mocy zwrotnej | Niezgodność statyzmu regulatorów albo usterka AVR między zespołami pracującymi równolegle | Zespół schodzi z sieci, pozostałe mogą się przeciążyć, ryzyko blackoutu |
| Alarm wysokiej temperatury wody z płaszczy | Zabrudzenie chłodnicy albo awaria pompy wody morskiej | Automatyczne zmniejszenie obciążenia lub wyłączenie dla uniknięcia uszkodzenia silnika |
| Spadająca rezystancja izolacji | Wilgoć lub opary oleju wchodzące w uzwojenia prądnicy | Zadziałanie od doziemienia, ryzyko awarii uzwojenia, gdy nie osuszy się i nie naprawi |
Na co zwrócić uwagę u dostawcy
- Silnik i prądnica oferowane już jako dobrany, badany typowo pakiet, a nie złożone z niepowiązanych elementów
- Ważna certyfikacja EIAPP dla poziomu NOx, jakiego statek potrzebuje, z dokumentacją, którą państwo bandery przyjmie
- Sieć serwisu i części sięgająca faktycznego rejonu żeglugi statku, nie tylko kraju produkcji
- Opublikowane dane hałasu i drgań zgodne z układem posadowienia elastycznego w maszynowni
- Układ sterowania integrujący się czysto z istniejącym okrętowym systemem zarządzania energią
Zespół spędzający większość życia lekko obciążony w porcie zabrudzi się szybciej niż taki, który pracuje blisko mocy znamionowej; rotowanie służby między zespołami i unikanie stałej pracy jednej maszyny na małym obciążeniu oszczędza o wiele więcej obsługi niż jakikolwiek dodatek do oleju.