瓦锡兰轴带发电机

在海上发电

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瓦锡兰轴带发电机系统  

能源效率改变了当今航运业的游戏规则。除降低运营成本外,效率提高往往意味着排放减少,也意味着更好地遵守环境立法。在过去的几十年里,越来越多的船东及运营商选择了轴带发电机系统来帮助他们在激烈竞争的海洋中实现盈利并给子孙后代留下一片更洁净的水域。我们将点点滴滴连在一起,帮助您提升竞争力。  

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瓦锡兰已成功交付超过650套轴带发电机系统,进一步彰显了我们作为全球行业领导者的地位。

船上的轴带发电机由主机驱动,向电网供电。当主机转速发生变化时,即当船以不同的速度航行或者在波涛汹涌的海面上螺旋桨转速发生剧烈变化时,轴带发电机必须还能以恒定的电压和频率向电网供电。  

配置定距桨的船舶的航速是通过改变螺旋桨转速来设定的。若使用可调桨,则可同时改变轴转速和螺旋桨螺距,称之为联控模式,以达到最佳螺旋桨效率。即便配备了可调桨,使用带变频装置的轴发系统可以实现变转速航行,从而允许在低航速情况下使用联控模式以提高经济效益。  

50多年的成功经验

由于瓦锡兰轴带发电机系统具有众多优点,越来越多的船只都选择了它。

主要优点:

  • 降低燃料消耗和成本
  • 降低碳排放 
  • 降低维护成本  
  • 降低与船载发电有关的噪音水平 
  • 根据系统功率的不同,投资回报时间只有2 - 4年
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    满足要求

    使用轴带发电机供电时,必须严格满足船级社对船舶电网的所有要求:

    • 恶劣海况或机动运行所引起主机转速变化时轴发供电不受影响
    • 轴发与轴发长期并联运行(若提供2套轴带发电机系统的话),与柴油发电机组也能长期并联运行
    • 满足有功和无功功率需求
    • 选择性短路保护关断,避免发生全船失电
    • 启停大功率电机时电网电压和频率波动满足规范要求。
    • 以与柴油发电机组相同的方式和操作控制进行操作(包括同步)
    • 轻松与自动化电力系统集成

    配置

    瓦锡兰轴带发电机系统配套采用现代IGBT技术的PWM变频器。它不再需要使用附加的同步补偿器去产生无功功率或短路电流,也不需要电压控制,以及为了将谐波降至容许水平的滤波电路。这种配置具有下列特点和优势:

    • PWM变频系统的效率较高,发电更为经济
    • 电网质量高,因为IGBT脉冲频率高,谐波含量较低
    • 只需安装两个组件——即轴带发电机和变频器控制屏—体积重量减少,并降低了基座、电缆及电缆敷设成本
    • 变频器电子设备水冷,冷却水可以从船上的淡水系统提供
    • 齿轮驱动的轴带发电机为标准无刷励磁同步发电机
    • 400V、450V、690V和6.6kV解决方案不需要升压变压器

    测试与模拟

    轴带发电机控制屏自带的监控、测试和模拟显示器可以在正常运行过程中监控系统。即使在主机不工作的时候,它仍然可以对系统进行测试,且几乎可以模拟所有的系统功能。彩色触摸屏显示器可以显示多个不同的监控和系统模拟页面,如概览、运行模式、变量值值、报警、测试和设置。

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    改善可用性 

    轴带发电机系统配备基于微处理器的中央计算机来进行全数字化闭环和开环控制以及测试和模拟。与早期版本相比,不再需要使用许多带有逻辑功能的继电器的PC板。这大幅度地减少了组件数量,并由此显著地改善可靠性和可用性。

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    更好的电源质量

    根据船级社要求,必须有效地将轴带发电机系统输出谐波含量降至容许的水平。瓦锡兰轴带发电机系统配备高IGBT脉冲频率的PWM变频器,因此可以在不需要采取任何措施(例如滤波电路或并联电抗器)的情况下,电网质量超越规范要求。在所有操作状态下,电源电压THD都低于5%。

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    对于希望在出海航行过程中实现经济、洁净发电的船东而言,轴带发电机系统是一项有效的技术解决方案。

    工作原理 

      PTO

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      主机变转速运行时,带变频器的轴带发电机系统能够向电网提供恒频恒压的三相交流电。轴带发电机的有效转速范围可以根据船舶的运行要求来确定。例如,可以选择相当于60%至100%主机转速的轴带发电机恒频输出系统。

      所有轴带发电机系统都有一个共同点:电网需要的有功功率是由主机提供的。但是,轴带发电机可以通过不同的方式由主机驱动。

      • 轴带发电机可以安装在低速主机与螺旋桨之间的轴系中。这种形式在定子和转子之间的气隙较大,不需要电机轴承。这种方式已被证明是非常成功的、且是最常用的配置。它特别简单、坚固,几乎不需要维护。与其他布置方式不同,这种配置预计不会出现与设计和操作有关的扭转振动问题。
      • 轴带发电机由布置在中速主柴油机和螺旋桨之间的减速齿轮箱通过动力输出轴来驱动。这是中速柴油机做主机时的常用配置。
      • 轴带发电机通过安装在连接低速主机和螺旋桨的轴系中的隧道式齿轮箱驱动。

      PTO/PTI/PTH

      ShaftGen-PTO-PTI-PTH

      如需要轴发作为电机运行,则要用PWM整流器(与PWM逆变器类似)替换二极管整流器,并相应调整系统控制。采用这种配置时,电机可以下列模式运行:

      • 与主机并联运行,增加推进功率,提高航速
      • 在主机发生故障的情况下,作为应急推进动力,以达到安全返港或移泊的目的。在这种模式下,主机必须与螺旋桨轴脱开
      • PTI模式所需要的动力电源可由辅助发电机通过主配电板提供,也可以来自独立的废热回收系统(WHRS)。总而言之,只需要一个轴带发电机变频系统就可以实现不同装置之间功率分配的自由度最大化。

      PTO/PTI/PTH + 混合动力

      ShaftGen-PTO-PTI-PTH-Hybrid

      轴带发动机的变频系统可以用来连接50/60Hz的岸电。为此,断开轴带发电机与变频器之间的连接,并(通过电缆绞车、断路器和变压器)用变频器连接岸电。这种配置让船舶可以在全世界范围内根据需要连接岸电。

      PTO/PTI/PTH + 推进器

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      系统的一项最新功能是整合轴带发电机变频器与推进器。我们与合作伙伴共同努力,利用轴带发电机系统帮助客户进一步提高整体运行效率并节省成本。 

      轴带发电机能降低燃料成本,并减少维护和润滑油成本——提高利润且环保。

      瓦锡兰海洋业务,共同交流