现代LNG船电力推进系统

现代LNG船电力推进系统
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由于发达国家和发展中国家都在考虑使用更清洁的燃料,对液化天然气的需求在过去五年中呈指数级增长。因此,越来越多的船东对液化天然气贸易感兴趣,并开始寻找更高效的推进选择。

为什么强调LNG船推进

液化天然气在大气压下的沸点为零下161.5摄氏度,极易挥发,因此需要一个能够保持其沸点附近或以下温度的密封系统。无论安全壳系统有多完整,一定比例的蒸汽(称为“蒸发”)的积累往往会增加储罐压力。如果不减轻这种增加,将对保温墙体和保温膜产生巨大的影响。为了解决这个问题,通过管道将蒸发装置送入发动机室。液化天然气运输船在使用蒸发气体推进方面具有天然优势。

蒸发的推进

  1. 进入机舱的蒸发管用作锅炉的燃料,产生的高压蒸汽用于汽轮机的推进。
  2. 最近的方法是在柴油发动机中使用蒸馏法。
  • 使用蒸发气体发电(发电机发动机)并有电动机推进。DFDE和TFDE船:DFDE是双燃料柴油电力推进船,TFDE是三燃料柴油电力推进船。
  • 使用蒸发气体作为主推进引擎。这些是正常的二冲程,十字头推进引擎。

众所周知,汽轮机的热效率很低,正因为如此,海洋世界开始青睐柴油发动机。通过瓦锡兰和MAN B&W的新技术,目前可以在发动机中燃烧天然气。

上图显示了一艘tfde -电推进船的典型平台布局。

当主推进柴油发动机被两个电机取代时,机舱内节省了如此巨大的空间,以至于整个底部平台看起来都是空的。电动机的重量比柴油机轻,因此可以运载更多的货物。由于主推进柴油机的运行需要更多的辅助设备,整个装置必须庞大而复杂。在电力推进系统中,辅助设备只是一些晶闸管和励磁器控制面板,占用的空间小得多,几乎不需要任何维护。

TFDE推进布局

TFDE的命名主要是由于发电发动机能够使用三种不同类型的燃料,因此命名为“三燃料柴油电力推进”。

关于推进装置,最现代的趋势是用电动机代替柴油发动机。交流发电机产生的电力范围在10到20兆瓦,然后为主推进电机提供动力。

同样,我们可以选择同步电动机或感应电动机来推进。图片指定各种推进电机与固定和可控螺距螺旋桨的选择。

电力驱动选项

电力推进具有布局灵活、运行成本低、维护成本低、效率高、机动性好等优点。一个典型的电力推进系统有4个发电机,每个发电机在6600或11000伏特,60赫兹下产生8到12兆瓦的电力。这是馈送到主母线,从那里推进电机被馈送。推进电机是两个,并与一个减速齿轮,驱动螺旋桨。

配电图

每个推进电机由母线通过推进变压器连接。由于冗余原因,电机有两个定子绕组。当一个定子绕组失效时,电机仍能以50%冗余运行。

汽车供应

即使产生的电压是6.6 kV,电机运行在3000 V或更低。这是由于可控硅点火电路的限制。电动机甚至可以运行低至1或2转,这为机动提供了更好的控制。连接到母线上的发电机的数量取决于电机的负载。

主推进电动机的启动方式有很多种。最常见的两种类型是

  1. 作为感应电动机正常启动,然后使之成为同步电动机,然后
  2. 小马电机驱动电机,使之成为同步电机。

在这些采用电机推进的船舶上,kVAr负荷比传统的kW负荷更为重要。当推进电机启动时,kVAr负载大于kW负载。随着电机加速,kW负荷逐渐增大,kVAr开始稳定。

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ST学院电力推进参考书

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