Практична робота "Порівняльна оцінка і вибір методу випробування суднової електростанції"

Практична робота № 1

Тема: Порівняльна оцінка і вибір методу випробування суднової електростанції.

Мета: Навчитися виконувати порівняльну оцінку та на її основі робити вибір методу випробування суднової електростанції.

Матеріально-технічне та навчально-методичне забезпечення:

1.          Аркуш А4.
2.          Креслярські прилади.
3.          Калькулятор.

Теоретичні відомості:

Для оцінки працездатності та перевірки відповідності СЕС вимогам Регістру генераторні агрегати випробовують в статичних і динамічних режимах при одиночній і паралельній роботі, перевіряють дію всіх видів захистів і сигналізації.

Залежно від потужності генераторних агрегатів і складності СЕС налагодження і випробування можуть тривати від 10-12 год до декількох тижнів, а іноді і місяців. У цей час необхідно задіяти навантажувальні пристрої для визначення статичних та динамічних характеристик генераторних агрегатів і СЕС в цілому. Значне підвищення потужності СЕС на судах останніх років збільшує масогабаритні характеристики навантажувальних пристроїв (НУ), що ускладнює проведення випробувань. Навантажувальні пристрої повинні забезпечувати точність підтримки cosφ = 0,8 до 5%, дозволяти змінювати навантаження від 25 до 110% номінального не тільки на генераторні агрегати, але і на всю СЕС в цілому. При цьому треба враховувати, що швартовні випробування проводяться для перевірок якості монтажу, надійності дії, безпеки і зручності обслуговування окремих механізмів, а також всієї ЕЕУ в цілому, порівняння характеристик і параметрів елементів СЕС зі специфікаційними вимогами і перевірки відповідності їх Правилами Регістру і паспортним даним.

Швартовні випробування в даний час необхідні для перевірки суднових систем, сигналізації, захисту, які обслуговують ЕЕУ судна (системи охолодження, живлення, змащення і ін.), виключення помилок при монтажі, можливих змін характеристик елементів СЕС, викликаних транспортуванням, зберіганням та ремонтом, виявлення внутрішніх дефектів в елементах СЕС, помилок і неточностей в документації.

Методи проведення швартових випробувань СЕС. Швартовні випробування СЕС можуть проводитися різними методами. Збільшення ступеня автоматизації і потужності СЕС, які досягають 15-20 МВт, веде до зростання питомої ваги швартових випробувань суднового електрообладнання до 20% всіх електромонтажних робіт на судні, що становить понад 15% всіх витрат на будівництво судна. Тривалість швартових випробувань залежить від типу і призначення судна і може бути від декількох тижнів до декількох місяців.

Методи проведення швартових випробувань СЕС повинні дозволяти:

• об’єктивно оцінювати якість електроенергії, що генерується в статичних і динамічних режимах;
• робити настроювання пристроїв захисту;
• зводити по можливості до мінімуму втручання в інші суднові системи, що функціонують в експлуатаційних режимах (суднові підстанції, фідери, електроприводи, розподільні щити та системи охолодження);
• робити настроювання систем автоматичного регулювання при виявленні відхилень окремих параметрів від норми, а також вказувати шляхи усунення несправностей.

Додаткові пристрої для перевірки і випробувань електрообладнання повинні бути прості в експлуатації і мати прийнятні масу і габарити. Крім того, при оцінці пристроїв слід враховувати трудомісткість їх виготовлення і ступінь втручання в контрольовану схему. Методи випробувань повинні бути по можливості економічними.

Швартовні випробування СЕС можуть проводитися такими методами: на штатні споживачі; на навантажувальні пристрої, що імітують з певним ступенем точності суднове навантаження; на берегову електричну мережу з віддачею електроенергії в енергосистему.

Традиційні методи настройки і випробування СЕС за допомогою навантажувальних пристроїв або власних споживачів енергоємні, що особливо позначається при проведенні швартових випробувань СЕС великих потужностей. Методи настройки і випробування СЕС з віддачею електроенергії в мережу за допомогою тиристорних і електромашинних перетворювачів або безпосередньо в мережу вважаються енергозберігаючими, так як вся вироблена електроенергія СЕС під час настройки і випробувань передається в берегову електричну мережу для живлення заводських споживачів.

На будь-якому суднобудівному підприємстві з урахуванням техніко-економічної доцільності способи випробувань СЕС можуть бути різними. При виборі способу випробування СЕС слід враховувати: склад і потужність СЕС, рід і частоту струму; серійність і метод побудови судна; обладнання та вільні площі добудовчої набережної, віддаленість її від основних цехів і берегових підстанцій; можливість придбання або виготовлення технологічного оснащення; прийняту технологію здачі замовлення на заводі (проведення ходових випробувань головного двигуна в море або добудовного причалу з наступним контрольним виходом).

Крім того, при виборі того чи іншого способу випробувань необхідно враховувати традиції суднобудівного підприємства, досвід настройщиків і регулювальників і інші фактори.

Для прикладу порівняємо два способи випробувань СЕС потужністю 1500 кВт:

1) за допомогою спеціальних навантажувальних пристроїв (базовий);

2) за допомогою берегової електричної мережі (новий метод).

Впровадження нового методу має дати економію капітальних і поточних витрат, а також додатковий економічний ефект від дострокового вводу судна в експлуатацію. У зв’язку з цим необхідно розрахувати річні витрати на застосування обох способів, порівняти їх і зробити вибір.

Хід роботи:

1. Розрахувати річні витрати на застосування обох способів випробувань СЕС потужністю 1500 кВт:

1) за допомогою спеціальних навантажувальних пристроїв (базовий);

2) за допомогою берегової електричної мережі (новий метод).

Розрахунок.

Економічний ефект від використання нового методу визначиться за формулою

Е = [(С1-С2) - Ен(К2-К1)],

де С1 і С2 - собівартості базового і нового методів відповідно; Ен - нормативний коефіцієнт ефективності капітальних вкладень; К1, К2 - капітальні вкладення при базовому і новому методах відповідно.

Розрахунок показників собівартості базового методу. Собівартість базового методу розраховується за формулою

С1=(Тр1+Ам1+Зо1+Ев+Ее+Ем+Ет.р+Ед.і+Ед.в)*Кз.

Для випробувань СЕС, що складається з трьох генераторних агрегатів по 500 кВт, потрібні три навантажувальні пристрої ТНУ 500x50-400 вартістю 17615 грн кожний, з яких комплектується навантажувальний стенд.

Вартість НУ

Кн.у=3*17615 = 52845 грн

Витрати на поточний ремонт обладнання

Тр1=Тр.н.у+Тр.ст+Тр.к1,

де Тр.н.у=0,075*Кн.у - витрати на ремонт НУ; Тр.ст=0,05*Кст - витрати на ремонт стенда; Тр.к1=0,05*Кк1 витрати на ремонт комутаційної апаратури і обладнання, що використовується при монтажі навантажувального стенду. Витрати на обладнання та комутаційну апаратуру Кк1 - 3600 грн, витрати на виготовлення і монтаж навантажувального стенду Кст=1,75*Кн.у, тобто

Кст=1,75*52845=92478,7 грн

Таким чином,

Тр1=0,75*52845+0,05*92478,7+0,05*3600=8767,3 грн

Сума капітальних витрат з урахуванням неврахованих вкладень

К1=(Кст+Кк1)*Кз,

де Кз=1,2 - коефіцієнт неврахованих витрат, тобто

К1=(92478,7+3600)*1,2=115294,4 грн

Амортизаційні відрахування на обладнання

Ам1=Ам.н.у+Ам.ст,

де Ам.н.у=(Кн.у+Км.н)/Тн.у - відрахування за рахунок НУ (Км.н=0.4Кн.у - витрати на ремонт НУ в період їх терміну служби; Тн.у=7 років - термін служби НУ); Ам.ст = (Кст+Кк1)/Тст - відрахування за рахунок стенду (Тст=10 років - термін служби стенда).

Тоді

Ам1=(52845+0,4*528450)/7+(92478,7+3600)/10=20705,3 грн

Норма часу на настройку трьох генераторних агрегатів

Тсн=3Т1*К*К1*К2,

де Т1=57 нормо-год; К=1,1 - коефіцієнт, що враховує регулювання на ДГ-агрегатах; К1=1,3 - коефіцієнт, що враховує паралельну роботу трьох ДГ; К2=1,2 - коефіцієнт, що враховує кількість постів управління агрегатами.

Отже,

Тсн=3*57*1,1*1,3*1,2 = 290 нормо-год

При двозмінному графіку (16 год)

Тсн=290:16=18 днів

Планове вироблення моторесурсу агрегатами СЕС

Тсн.м=Тсн*Кіс=290*0,65=188,5 год

де Кіс=0,1-0,9 - коефіцієнт використання ДГ за період швартових випробувань, що залежить від серійності замовлення, рівня організації робіт і т. п. З урахуванням коефіцієнта переробки (Кпер=1,5) Кіс=0,65.

Фактична тривалість робіт з використанням берегової мережі Тс.б=15 днів. При цьому фактичне вироблення моторесурсу ДГ за період швартових випробувань становить: для ДГ1 - 54,7 год, ДГ2 - 78,3 год, ДГЗ - 68,5 год, тобто

Тс.б.м=54,7+28,3+68,5=151,5 год

Скорочення витрат часу на регулювання і здачу обладнання СЕС судна (замовлення) з використанням берегової мережі

Тс.з=Тсі.м-Тс.б.м=188,5-151,5=37 год

Розрахунковий час скорочення термінів добудови

Дд.в.р=Тс.з/(А*Кіс*Р),

де А=24 год при двозмінній роботі і Кпер=1,5; Кіс=0,65; Р=0,66 - коефіцієнт, що враховує співвідношення кількісного складу бригади і порядку організації робіт (2 людини в 3 зміни), тобто

Дд.в.р=37/(24*0,65*0,66)=4 дня

Коефіцієнт скорочення термінів, тобто дострокового проведення швартових випробувань

Кд.в=Дд.в.р/Тсн=4,0/18=0,22,

що узгоджується з Кд.в.р=0,01÷0,25. Приймаємо Дд.в=1,5 дня.

Витрати на підготовку НУ і обслуговування навантажувального стенду двома електриками IV розряду

Зо1=2(А*Д*Кнр1),

де Д=Д1+Д2 - час підготовки і використання системи навантаження (Д1=Тсн=18 днів, Д2=3 дні - час підготовки НУ і системи каналізації енергії від ГРЩ до навантажувального стенду, розшифровки і збір шин ГРЩ); Кнр1=1,13 грн/год - погодинні витрати на електрика.

Тоді

Зо1=24(18+3)*2*1,13=113,9 грн

Економія від виключення витрат на прісну воду для охолодження НУ

Ев=А*Д1*Кіс*В*Цв,

де А=24 год; Д1=18 днів; Кіс=0,65; В=24 м³/год - витрата прісної води, що охолоджує НУ; Цв=0,32 грн/м³ - вартість прісної води.

Звідси

Ев=24*18*0,65*24*0,32 = 2073 грн

Економія за рахунок електроенергії, що віддається в берегову мережу

Ее=Q*Це.б,

де Q=3500 кВт год електроенергія, вироблена агрегатами СЕС; Це.б=0,04 грн/кВт*год - вартість електроенергії берегової мережі заводу.

Отже

Ее=35000*0,04=1400 грн

Економія від скорочення вироблення моторесурсу ДГ за рахунок використання енергозберігаючої технології

Ем=Тс.з*Р*Цес,

де Цес=0,05÷0,25 грн/(кВт*год) - вартість електроенергії, вироблюваної СЕС, що залежить від класу судна, рівня автоматизації і складу електроенергетичної установки (ЕЕУ). Приймаємо Цес=0,07.

Звідси

Ем=7*1500*0,07=3885 грн

Економія від скорочення витрати палива і мастильних масел за рахунок зменшення вироблення моторесурсу ДГ

Ет.р=Qт*Цт+Qм*Цм.

де Qт=Тс.з*Р*Qт1, - економія палива [Qт1=240 г/(кВт*год) - витрата палива агрегатами], тобто Qт=37*1500*240*10^-6=13,3 т; Цт=68 грн/т - ціна палива Л-02-61; Цм=310 грн/т - ціна масла М-10В2; Qм=Тс.з*Р*Qм1 - економія масла [Qм1=2,6 г/(кВт*год)], тобто Qм=37*1500*2,6*10^-6= 0,14 т.

Таким чином,

Ет.р = 13,3*68+0,14*310 = 930 грн

Економія від скорочення термінів РСР обладнання ЕЕУ за рахунок використання берегової мережі для навантаження ГА і електропостачання енергоємних споживачів (кранового, швартовного обладнання, компресорів та ін.)

Ед.і=А1*Дд.в*Ср,

де А1=24 год - календарна доба; Дд.в=1,5 дня - скорочений час добудови судна; Ср = 270грн/год - одноденні (часові) спеціальні витрати на утримання судна в період швартових випробувань.

Звідси

Ед.і=24*1,5*270=9720 грн

Економія від дострокового вводу судна в експлуатацію за рахунок скорочення тривалості швартових випробувань

Ед.в=А1*Дд.в*Ксч,

де Ксч=180 грн - орієнтовна собівартість судночаса експлуатації судна, тобто

Ед.в=24*1,5*180=6480 грн

Таким чином, собівартість базового методу використання НУ становить

С1=1,2*(8767,3+20705,3+139+2073+1400+3885+930+9720+6480)=66119,5 грн

Розрахунок показників собівартості нового методу. Показники собівартості використання в якості навантаження ГА берегової мережі розраховуються за формулою

С2=Тр2+Ам2+Зо2+Зе.

Випробування новим методом вимагають розробки і виготовлення системи електропостачання судна, вартість якої

К2= Кст2+Кні,

де Кст2=26000 грн - витрати на кабель, технологічне погоджувальне обладнання та монтаж; Кн.і=24000 грн- одноразові витрати на НІР щодо впровадження нового методу, тобто

К2=26000+24000=50000 грн

Витрати на поточний ремонт обладнання

Тр2=0,175*26000=4550 грн

Амортизаційні відрахування

Ам2=Кст2/Тст2=26000/10=2600 грн

Витрати на підготовку і використання системи електропостачання для навантаження ГА

Зo2=А*(Дсч*Псч+Де2хПе2),

де А=24 год; Дсч=15 днів - тривалість робіт по навантаженню ГА; Псч=2,34 грн/ год - погодинні витрати на обслуговування режиму навантаження ГА бригадою із двох робочих - електриків IV і V розрядів; Де2=18 днів - тривалість робіт з підготовки і використання системи електропостачання; Пе2=1,21 грн/год - погодинні витрати на обслуговування режимів електропостачання робітникам електриком V розряду.

Звідси

Зо2=24*(15*2,34+18*1,21)=1367 грн

Витрати на електроенергію, яка споживається з берегової мережі для електропостачання судна

З =А*Де*К1*Р*Це.б,

де Де=Де2-Д2=18-3=15 днів; К1=0,1 - наведений коефіцієнт завантаження ГА за весь період PCP електрообладнання.

Отже,

Зе=24*15*0,1*1500*0,04 = 2160 грн

Таким чином,

С2=4550+2600+1368+2160=10678 грн

Економічна ефективність використання берегової мережі становить

Е=(66119,5-10678)-0,15(50000-115294,4)=65235 грн

Оцінка економічної ефективності використання берегової мережі для забезпечення випробувань СЕС виконується по «Методиці визначення економічної ефективності створення і використання нової техніки, винаходів і раціоналізаторських пропозицій», затвердженої постановою Державного комітету з науки і техніки, Держпланом, АН і Державним комітетом у справах винаходів і відкриттів.

Результати, отримані при розрахунку економічної ефективності, наведені в таблиці (цифрові дані слід вважати умовними).

Найменування статей витрат і показників собівартості	Базовий варіант, грн	Новий варіант, грн
Капітальні витрати
Вартість навантажувальних пристроїв Кн.у	52845	-
Витрати на кабель і комутаційну апаратуру Кк	3600	-
Вартість навантажувального стенду Кст	92478,7
Одноразові витрати на НІР Кн.і	-
Капітальні витрати з урахуванням неврахованих вкладень К	115294,4	-

 

 

 

Показники собівартості
Витрати ка поточний ремонт Тр	8767,3	4550
Амортизаційні відрахування Ам	20705,3	2600
Витрати на обслуговування Зо	1139	1368
Витрати на електроенергію Зе		2160
Економія електроенергії Ее	1 400	-
Економія моторесурсу Ем	3 885	-
Економія від скорочення витрат палива і мастильних масел Ет.р	930	-
Економія від скорочення термінів виконання РСР Ед.і	9720	-
Економія від дострокового вводу судна в експлуатацію Ед.в	6480	-
Собівартість С	66119,5	10678

 

Економічний ефект
Економічна ефективність Е, грн	62235
Економія: електроенергії Q, кВт*год прісної води Qв, м3 палива Qт, т масла Qм, кг	35000 6500 13,3 140

 

2. Порівняти їх і зробити вибір (щоб виконати це завдання скористайтеся наведеними таблицями, в які зведені розрахунки та літературою – Ю.І. Максимов Налагодження і випробовування суднових електростанцій стор. 24-25, 29-37).

 

Література

1. Максимов Ю.І., Попов А.В., Серебряков Л.М., Унивалов Ю.В. Налагодження і випробування суднових електростанцій. Л.: Суднобудування, 1987. 88 с.

2. Іцкович Ю.Л. Технологія суднових електроремонтних робіт. М: Морський транспорт, 2004.

3. Вогнерубов А.М., Зеленецький  В.А. Монтаж і ремонт суднового електрообладнання. Вид-во «Транспорт», 1973. 232 с.