浅析船舶电站和电气设备的节能方法

摘要: 在船舶电站和电气设备中，节能是非常重要的。通过有效的节能方法的运用，能够大大降低能耗。本文将对船舶电气设备节能进行分析阐述。

关键词: 船舶；电气；节能；方法

中图分类号： TE08 文献标识码： A

Abstract: In the ship power plant and electrical equipment, energy saving is very important. Through the use of effective energy conservation method, can greatly reduce the energy consumption. This article will analyze the Marine electrical equipment and energy saving.

Keywords: ship. Electric; Energy saving; methods

一、前言

当前，我国船舶事业快速发展，船舶供电技术已经取得了很大的进步。但是用电设备的节能方面却处于起步阶段，需要加大研究力度。

二、电气设备要节能，首先应满足其运行技术条件。

电气设备运行技术条件是指规定的运行条件，由于船舶电气设备的工作环境比一般陆地条件恶劣得多，船舶电气设备，除设计、制造、安装必须符合船用环境条件外，还必须保证其在规定的条件下运行。

例如，一台发电机要发出足够的功率，需要有一定的端电压和输出足够大的电流。端电压受到发电机绝缘强度的限制，电流受到发电机允许温升的限制。电流过大或电压过高，都可能使发电机损坏或使用寿命降低。其他电气设备也是如此，需在其规定的条件下运行，包括电压限制，电流限制，功率限制，频率限制，温升限制或特定的接线方式等，都是规定的运行条件。

这些规定的运行条件大致可以分为以下三类：

1、额定值

额定值或额定技术条件，主要是指在规定的条件下，保证电气设备正常运行的额定电压、额定电流、额定功率、额定频率等。有些额定值是靠外部条件满足，例如用电设备的额定电压是电网提供的。如果不在额定电压之下工作，电气设备就不可能正常运行，也就不能安全用电。有些额定值是在规定的条件下设备本身内部产生的，例如额定电流，就是在规定的温升条件下允许用电设备通过的最大电流值。为了保证船舶电站和电气设备的正常运行，在电气管理中，必须保证各电气设备在额定值或额定技术条件下工作。

2、工作制

电气设备的工作制，即电气设备运行时间的连续性，这取决于电气设备的工作温升。

电气设备主要有三种工作制：长期连续工作制．即设备长期连续运行，适用于负载比较稳定的设备；短时工作制，即设备工作时间短而停歇时间相当长，适用于工作时间远小于停歇时间的设备；断续周期(反复短时)工作制，即工作与停歇周期性循环，设备温升低于额定温升，适用于短时间工作与长时间停歇周期性循环的设备。不同工作制的电气设备，结构不同，发热和温升也不同。例如同样功率的电动机，由于工作制不同，其导线的截面积、铁心结构、散热体、绝缘材料都不同，就其导线而言，长期工作制的导线粗，而短时工作制的导线细。

与此同时还有考虑到绝缘材料的耐热等级。

三、节能需改变拖动方案。

近年来在航运界、造船厂和电工产品的供应者之间已经对如何改变拖动方案展开了讨论。下述措施是一些很有成效的方法,因此有必要详细研究其中的关系。

1、变机械传动为电气传动

运行时间较长的船舶辅机传动一般采用机械传动,我们应探讨辅机变机械传动为电气传动的优点。这是因为电气传动在长时间运行条件下效率较高,从而可以达到节能的目的。以油船上的货油泵为例,在汽轮机船上通常是由辅汽轮机传动的，而当用一台调频异步电动机代替辅汽轮机进行传动时,其效率可有显著的改善，也就能达到节能的目的。

2、变恒转速电气传动为可调转速传动

在通常的船舶中,大量的泵是由一些恒定转速的电动机传动的。泵的流量,例如冷却水泵的流量是通过调节节流阀和旁通阀加以改变的。若泵的输送量通过传动电动机的转速来调节时,则这种型式的泵系统的总效率即可得到提高，这样不仅其经济性可以得到改善,还可节省管道和阀件。这种传动可由经过整流器供电的直流电动机进行，多年来这项技术已在很多船舶上得到了很好证明。

四、优化节能方案。

1、认真贯彻执行国家有关节能政策

船舶电气设备的节能设计、安装都必须严格遵循国家的相关法律法规，如《国家产业结构调整指导目录》、《国家淘汰落后生产能力、工艺和产品目录》，《十二五”节能环保产业发展规划》等相关规定。同时必须参考国家、重庆市专业管理、从业机关的相关推荐目录。

2、选用节能效果最佳的产品及补偿方案

一是应当尽量选用最新的节能设备，以前那些技术不成熟、能耗又高的电气设备以及落后淘汰的设备应坚决不再使用。二是在规划设备的节能和补偿方案时，应该全面考虑电气设备的节能性能和节能代价，一定要将节能和产品的综合性能结合起来，争取选择性能优、性价比最好的产品。

五、船舶电气的正确操作可有效节能。

船舶电气设备操作的要求是：一、按操作规程，正确启动、停止设备；二、监视设备运行情况，及时发现并调整任何偏离的参数，一旦发现故障先兆应及时采取阻断故障发展的措施；三、需及时正确处置设备故障，最大限度减少其伤损。为达到这样的要求，使用和管理人员必须具有高度责任心，并具备相应的技术能力，具体表现为：

1、掌握资料，熟悉设备

提高船员电气知识水平，是正确使用电气设备的基础。船上电气设备的操作人员，要认真阅读说明书和有关技术资料，从理论上懂得电气设备各元件的结构、工作原理、线路连接方法等。船上电气设备的管理人员，要了解电气操作人员的操作能力，及时提出培训要求，并提供培训(包括提供教材和资料)。

2、严格遵守操作规程

船舶电气设备分布于全船各处，有的由轮机部操作使用，有的由甲板部操作使用，生活服务设备则是全体船员都可以操作使用。因此，所有相关人员都要严格执行电气设备的操作规程。电气设备应标明关键性操作，应制订正确的操作规程，包括临界操作的即时现场监督和特殊操作之后的及时检查，都是防止误操作的有效手段。

除了启动和停止，电气设备的操作还包括监视它的运行情况。一方面监测参数，与正常数值对比，从而判断设备状态是否正常；另一方面通过看(外形变态)、摸(温度和振动)、听(声音的变化)、闻(散发的气味)等，及时发现电气设备运行是否正常。只有把正确的操作规程落实为每个操作者和监督者的职责，才能保证电气设备不发生误操作，这是减少电气设备责任事故的重要手段。

3、加强监督检查

建立计量器具信息管理系统，确保计量数据准确性。为提高计量管理水平，增强计量技术基础，促进计量管理在节能降耗方面发挥更多积极作用。如目前的新型航道工作船艇都按要求安装有计算机远传监控系统，可以很好的采集和监测各系统和设备的运行数据，为更好的节能降耗提供了科学的依据。

六、船舶电气设备的节能需加强维护。

船舶电气设备的完好，是安全运行和节能的基础，而做好经常性的维护保养工作，是保证电气设备可靠运行的重要措施，也是电气管理人员的日常重要工作。如果电气设备运行状态不好，又怎能保证船舶安全运行和节能呢？

我们对电气设备的日常维护主要有以下几种方式。

1、定期维护(计划检修)

计划检修是以预防为主，根据零件磨损和使用寿命的规律，确定各电气设备的维护保养周期、内容和要求，并据此有计划地检修，以预防设备过早地磨损和突然损坏，保持良好的技术状态，以达到节能降耗的功效；也可以及时发现设备缺陷和隐患，采取技术措施，避免设备事故，延长设备整体使用寿命。

2、视情维修

视情维修以状态监测为基础，可以不失时机地及时维修，避免维修资源的浪费。电气设备的状态监测比较方便，只需简单的电气仪表就能监测电气设备的参数，如电压、电流、功率、频率、波形等，及时发现电气设备运行不正常的隐患。随着新技术的发展，离线状态监测、在线状态监测、连续状态监测等先进的监测手段应用日益广泛，电气设备的视情维修也必将成为主要方式。

3、大修或换新

如果对特殊的故障找不到合适的预防检修、视情维修和状态监测措施,下一个选择就是大修或换新。大修或换新是指在一个特定的工龄期限之前,大修一组件或更新一部件。它必须是技术可行的。适用于可造成较大经济性后果的故障,或者实施大修或换新费用比排除故障费用要低得多时。

4、预定报废

预定报废工作是三种预防工作中经济效益最低的一种,适用于低值和非重要设备。因为降低安全寿命极限可以防止临界故障的发生,从而降低有较大经济性后果的功能故障的频度。

5、三种预防性工作的组合

对于少数具有安全性和环境性后果的故障模式,若无法找到一种本身能把故障风险降低到一个可接受的低水平上的预防工作,而且对设备进行适当的改进也无济于事,可以把几种预防工作组合起来使用(通常是两种不同类别的工作组合)。

结束语

总之，通过有效的方法实现电气设备的节能对于促进船舶事业的深化发展具有积极的促进作用。随着研究的不断深入，电气设备节能技术也将取得更大的发展。

参考文献

[1]崔源发，严正斌电气节能设备效能最大化的思考［J］，设备运行与管理，2012,13（45）：78

[2]李敏芝，谈船舶电气设备节能的方法与应用[J]航海家，2013,12（15）：45