船用轴带发电机

船用轴带发电机

第２５卷　　第３期　２００２年６月　

世界海运　

Ｗｏｒｌｄ　Ｓｈｉｐｐｉｎｇ　

　　　Ｖｏｌ．　２５　Ｎｏ．３　　　　　　　Ｊｕｎｅ　２００２　

=现代轮机工程系列讲座（三）=　

船用主机轴带发电机

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　○尹志斌 ○孙培廷 ○黄连中

［中图分类号］U664 　［文献标识码］A ［文章编号］1006-7728(2002)03-0053-02

１　主机轴带发电机的应用　

船舶在选用主柴油机时，要考虑海况、船况、柴油机安全等功率储备。该储备须达到额定功率的10％～15％。如果船舶航行于平静的海面，并且船舶出厂不久或坞修之后，这时海况及船况良好，主柴油机就有较大的功率储备没有得到充分利用。另外，主柴油机大都在部分负荷下运行，而在低于75％～85％额定功率的低负荷下运行时，其经济性将下降。如果利用轴带发电机，可以使主机长时间在较高负荷下运行，从而具有良好的经济性。对于货船，一般来说其电站功率为主机额定功率的5％左右，轴带发电机完全能满足船舶正常航行的电力需要。主机轴带发电机因其良好的经济性而得到广泛应用。

定，因此可以采用一般的船用交流发电机组。但是在轴带发电机和主轴之间需采用中间传动机构，以提高轴带发电机的转速，使发电机体积不致太大。

3.2 定螺距螺旋桨（FPP）船舶的轴带发电机

当主机驱动定距桨时，随着主机工况变化、转速变化，轴带发电机的转速随之变化，其电压和频率不能保持稳定。为使轴带发电机的频率稳定在允许的范围内就必须配备自动调节装置。当前，经常采用的是转速补偿装置和频率补偿装置。

采用转速补偿装置是将轴带发电机发出的频率可变的交流电，经可控硅整流后向直流电动机供电，由直流电动机拖动另一台三相交流同步发电机发电，经自动电压调节器调节后，向电网提供电压、频率恒定的交流电。控制系统根据三相同步发电机的转速与给定转速的偏差来调节可控硅整流装置的控制角，从而调节直流电动机的输入电压，保证其转速的恒定。

采用频率补偿装置（又称变频器）的交流轴带发电机系统，在现代船舶上应用最为广泛。轴带发电机的有效转速范围可根据船舶运行控制的具体情况进行设定。变频器中设有三相逆变器，通过调节轴带发电机的励磁来实现调频。若主机负载增加和转速下降致使电网频率过低，则发电机的励磁增加，从而能在恒定电压下输出更大的有功电流。向电网输出的有功功率的增加会使频率上升，直至功率输出和消耗平衡，该平衡点取决于系统整定值；相反，若电网频率过高，励磁下降，发电机在恒定电压下输出的有功电流减少，电网频率亦会随之下降。

２　采用主机轴带发电机的优越性　

2.1 降低主机燃油消耗，提高综合经济性

主机配备轴带发电机后，可以长期在较高负荷下运行，油耗率得以降低。另外，主机效率一般比辅助柴油机的中速柴油机要高，且主柴油机一般燃用劣质燃油，从而进一步降低了燃料费用，提高了综合经济性。 2.2 利于能量综合利用

主机配备轴带发电机，船舶正常航行时由轴带发电机供电，不必使用辅助柴油机，因此可以省去副机动力系统的功耗，而主机辅助系统功耗基本不变。目前，船舶副机的排烟余热一般没有得到利用，而四冲程的辅助柴油机较二冲程的主柴油机排烟温度高，因此浪费了大量排气余热。如果设置主机轴带发电机，辅助柴油机因运行时间少，其排气余热浪费减少，而主机的排气余热可以得到更为有效的利用。 2.3 减少润滑油消耗及副机维护保养费用

船舶正常航行时，由主机轴带发电机供电，于是辅助柴油机运行时间大大缩短，其滑油耗量减少，磨损减少，运行维护费用因此降低。 2.4 改善工作条件

机舱噪声可以减轻，从而改善工作条件。

４　轴带发电机的布置形式　

轴带发电机可以布置在柴油机自由端或是齿轮端，采用传动齿轮进行传动。轴带发电机除了作为发电机外，有的船舶紧急情况下还可作为电动机。由于油船泄漏引起的后果十分严重，为防止船舶因主推进机失效而引起油品泄漏的严重污染，现代船舶采用动力装置冗余配置。其中最常见的方式是利用轴带发电机，在主推进装置失效时，将主机与齿轮箱脱开，轴带发电机作为电动机，以柴油发电机的电力带动螺旋桨实现船舶应急推进（Take Home System）。

３　主机轴带发电机的型式　

根据螺旋桨的型式，主机轴带发电机有两大类型。 3.1 变螺距螺旋桨（CPP）船舶的轴带发电机

主机驱动变距桨，无论船舶是机动航行还是正常航行，主机的转速和转向可保持不变，轴带发电机转速也保持恒

５　轴带发电机运行中存在的问题　

[收稿日期]2002-04-22

[作者简介]尹志斌(1977-)，男，辽宁大连人，在读硕士研究生，从事轮机管理研究。

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