陸毅華, 伍蓉暉,方永紅,李 玲
(廣州文沖船廠,廣州 510727)
一般情況下,配電設(shè)備訂貨工作是在詳細(xì)設(shè)計(jì)完成后進(jìn)行,目前為了縮短造船準(zhǔn)備周期和控制成本,將此項(xiàng)工作前移到詳細(xì)設(shè)計(jì)階段完成。此時(shí)基本設(shè)備技術(shù)參數(shù)還不完善,準(zhǔn)備配電設(shè)備訂貨只有下述資料:造船規(guī)格書;總布置圖、橫剖面圖;母型船或類似船型的完工設(shè)計(jì)資料或經(jīng)驗(yàn)積累數(shù)據(jù)等。如何在這種情況下順利準(zhǔn)備好配電設(shè)備的訂貨呢?本文探討在僅有上述資料的情況下如何分析配電設(shè)備需求參數(shù),提出確保迅速可靠地完成配電設(shè)備訂貨工作的分析方法。
集裝箱船配電設(shè)備訂貨的分析工作內(nèi)容,包括:
(1)主配電板;
(2)應(yīng)急配電板;
(3)充放電板及附件(包括:內(nèi)通、報(bào)警設(shè)備充放電板及蓄電池組;機(jī)艙設(shè)備供電充放電板及蓄電池組;直流饋電控制屏。);
(4)電力分電箱(包括:440 V和220 V交流電力分電箱;440 V冷藏集裝箱分電箱;其它電壓等級的電力分電箱。);
(5)照明分電箱(包括:正常照明系統(tǒng)分電箱;應(yīng)急照明系統(tǒng)分電箱;小應(yīng)急照明系統(tǒng)分電箱。)。
針對上述訂貨內(nèi)容,分析得到對象裝配的內(nèi)部元件規(guī)格、數(shù)量及具體參數(shù)。
船舶電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)一般按工質(zhì)、設(shè)備、處理、位置等因素,考慮電力設(shè)備的歸類與電力分配電設(shè)備的設(shè)置:
(1)工質(zhì)
分為油、水、風(fēng)、汽四種:
① 油:各種燃油(氣)、滑油、渣油和含油水;
② 水:海水(消防、冷卻、壓載)、淡水(冷卻[冷/熱]、日用、消防)、冷凝水、疏排水、灰水、黑水;
③ 風(fēng):鼓風(fēng)、通風(fēng)(進(jìn)風(fēng)、抽風(fēng)、可反轉(zhuǎn))、壓縮(起動空氣、日用空氣)、溫控(空調(diào)、冷藏);
④ 汽:飽和蒸汽、乏汽。
(2)設(shè)備
處理工質(zhì)的設(shè)備,可能是熱機(jī)(主機(jī)、輔機(jī)、鍋爐等),也可能是駁運(yùn)處理設(shè)備(各種泵浦、壓縮、調(diào)撥、分油機(jī)、油水分離器等),或可能是驅(qū)動或終端設(shè)備(燈具、控制設(shè)備、自控設(shè)備、甲板機(jī)械等)。
(3)特性
配電裝置應(yīng)根據(jù)設(shè)備處理工質(zhì)的消防、安全、載荷特性。除常規(guī)保護(hù)措施外,是否采取風(fēng)油切斷、預(yù)脫扣、低壓保護(hù)、順序起動、重載問詢、有條件閉鎖等措施;根據(jù)其功率選擇合適的起動器類型,使控制設(shè)備起動/停止?fàn)顟B(tài)下負(fù)荷電流電壓不會對上級電路或電網(wǎng)發(fā)生過流、過壓、重大諧波干擾等嚴(yán)重影響電網(wǎng)品質(zhì)的問題。
(1)日用重要泵浦,配置在配電板的組合起動器屏上,如:
① 海水泵;
② 低溫冷卻泵;
③ 高溫冷卻泵;
④ 主滑油泵;
⑤ 機(jī)艙風(fēng)機(jī);
⑥ 艙底泵;
⑦ 消防/總用泵;
⑧ 其它需要的泵浦。
(2)主要配電負(fù)荷開關(guān)配置在主配電板饋電屏上,如:
① 獨(dú)立組合起動器;
② 440 V電力分電箱;
③ 充放電板;
④ 冷藏箱分電箱;
⑤220 V電力分電箱;
⑥ 照明分電箱;
⑦ 變壓器;
⑧ 與應(yīng)急配電板間的聯(lián)絡(luò)開關(guān);
⑨ 岸電開關(guān);
⑩ 少量備用開關(guān)或預(yù)設(shè)開關(guān)安裝位置、附件。
(3)應(yīng)急負(fù)荷開關(guān)、變壓器、岸電箱開關(guān)配置在應(yīng)急配電板饋電屏上;充放電板配電屏配DC24V負(fù)載開關(guān)。
按照處理工質(zhì)特性及設(shè)備所處區(qū)域,設(shè)置相關(guān)的組合起動器屏,如:
(1)機(jī)艙油泵;
(2)機(jī)艙水泵;
(3)機(jī)艙風(fēng)機(jī);
(4)上建風(fēng)機(jī);
(5)泵艙風(fēng)機(jī);
(6)貨艙風(fēng)機(jī);
(7)某些機(jī)械處所風(fēng)機(jī);
(8)其它需要的設(shè)備。
按設(shè)備用途及所處區(qū)域,設(shè)置相關(guān)的電力分電箱:
(1)電力分電箱
① 440 V分電箱:按需要分置在上建、廚房、機(jī)艙、甲板、首、尾部區(qū)域;
②220 V分電箱:按需要分置用于通導(dǎo)/駕控臺設(shè)備、內(nèi)通報(bào)警、機(jī)艙控制設(shè)備/電工間、機(jī)艙局部通風(fēng)、上建通風(fēng)、電加熱器、衛(wèi)生、廚房等設(shè)備;
③應(yīng)急分電箱:因貨船類應(yīng)急負(fù)荷數(shù)量有限,一般可從ESB配電屏上直接輸出,不需另設(shè)應(yīng)急電力分電箱;
④充放電板:一般包括1或2套位于上建的內(nèi)通報(bào)警設(shè)備專用充放電板、無線電設(shè)備充放電板和位于機(jī)艙的報(bào)警控制設(shè)備充放電板;
(2)照明分電箱
按控制區(qū)域設(shè)置相關(guān)的正常/應(yīng)急照明分電箱,法規(guī)要求220 V終端支路最大24點(diǎn)、單點(diǎn)功率最大60 W;
(3)貨艙分電箱
對集裝箱船就是冷藏箱分電箱,可按照冷藏箱裝載堆棧圖確定開關(guān)數(shù)量和功率。一般情況下向冷藏箱供電應(yīng)考慮艙面與甲板分開,不過艙也不過棧。
利用電子表格建立配電數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),編輯公式、輸入數(shù)據(jù)得到統(tǒng)計(jì)結(jié)果。
根據(jù)合同、船舶總布置圖和規(guī)格書要求確定冷藏分電箱數(shù)量及開關(guān)分配參數(shù):
(1)冷藏分電箱編號、服務(wù)冷藏箱棧號及預(yù)布置位置;
(2)冷藏分電箱內(nèi)開關(guān)規(guī)格或?qū)?yīng)冷藏插座GANG的插頭數(shù)量;
(3)冷藏分電箱最大需要功率和電流;
(4)冷藏分電箱適配冷藏箱插座的數(shù)量。
表1 某型冷藏集裝箱船上6RP冷藏分電箱分析表
根據(jù)分析結(jié)果(表1),該船6RP冷藏箱內(nèi)配4個(gè)160AF開關(guān),接2個(gè)6GANG/2個(gè)7GANG的組合冷藏箱插座,用于第2棧甲板上的26個(gè)冷藏箱插座配電,MSB440V饋電開關(guān)為400AF。
根據(jù)技術(shù)規(guī)格書和本公司母型船或近似船的資料,分析各獨(dú)立起動器、分電箱、充放電板等自MSB饋電屏到終端分電箱前一切分配電的內(nèi)容及參數(shù)(表2)。由表2 可知,獨(dú)立組合起動器6GSP控制#4、#5號貨艙風(fēng)機(jī),配6個(gè)100 A框架電流開關(guān),配電功率為25.1 kW,設(shè)置在#45肋位的機(jī)艙風(fēng)機(jī)房內(nèi);440 V電力分電箱8P向首部設(shè)備供電,含10個(gè)100 A開關(guān),配電功率為65.07 kW,設(shè)置在#120 P的位置。
表2 某型冷藏集裝箱船分電箱分析表
至此,配電板負(fù)載屏上應(yīng)布置的設(shè)備開關(guān)對象及需求功率已經(jīng)清楚,各開關(guān)參數(shù)和應(yīng)配套的保護(hù)、控制特性也明確了,只需進(jìn)一步分析發(fā)電機(jī)的開關(guān)參數(shù)、母排母聯(lián)開關(guān)、變壓器、應(yīng)急配電板聯(lián)絡(luò)開關(guān)參數(shù)即可。
表3所示分析涉及到發(fā)電機(jī)、母聯(lián)開關(guān)和供油調(diào)撥處理設(shè)備的14個(gè)開關(guān)設(shè)備,是配電開關(guān)設(shè)備訂貨的依據(jù)。
表3 某型冷藏集裝箱船配電板分析表
為了方便訂貨工作,可以利用EXCELL 強(qiáng)大的數(shù)據(jù)篩選和調(diào)整功能,將上述結(jié)果匯總成一張統(tǒng)計(jì)總表(見表4)。
表4 某型冷藏集裝箱船配電開關(guān)參數(shù)統(tǒng)計(jì)表
由上可知,當(dāng)完成任務(wù)項(xiàng)目配電開關(guān)分析表之后,它就是以后相似船的一個(gè)工作模板,設(shè)計(jì)人員只需要更改其中規(guī)格書和總圖中要求發(fā)生變動的開關(guān)設(shè)備,就會生成新項(xiàng)目的開關(guān)設(shè)備統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果,達(dá)到方便快速地為配電開關(guān)設(shè)備訂貨做好準(zhǔn)備工作,既保證準(zhǔn)確性,也提高了工作效率。
本項(xiàng)研究方法已經(jīng)應(yīng)用于中船黃埔文沖船舶有限公司詳細(xì)設(shè)計(jì)前的配電訂貨工作,如600FEU和2 350TEU船的訂貨工作,取得了較好成效。同時(shí),以這個(gè)方法統(tǒng)計(jì)的結(jié)果為依據(jù),就能夠在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段前完成估算新船電纜訂貨成本的工作,這個(gè)問題將另文著述。