基于节能理念的船舶电气设备技术研究 钟锋敏

发表时间:2019/6/13   来源:《防护工程》2019年第5期   作者:钟锋敏 谭奔
[导读] 当前,随着人们对于船舶运行环境的深入了解,逐渐意识到船舶运行环境的特殊性,船舶电气设备使用的电网为独立电网。
澳龙船艇科技有限公司  广东珠海  519000
  随着经济发展的不断加快,资源和能源的消耗也在日益增加,为了能够实现长久的发展,减少环境污染,节能降耗已成为大势所趋,船舶辅机电设备节能也是当前的必然需求。推进了国内船舶业对于电气设备的应用.节能环保逐渐成为时代的主题,船舶在应用电气设备时需要注重节能技术的应用,用以确保船舶发挥绿色环保的实用效能。
  关键词:节能理念;船舶电气;设备技术
  
  
  引言
  当前,随着人们对于船舶运行环境的深入了解,逐渐意识到船舶运行环境的特殊性,船舶电气设备使用的电网为独立电网。由于船舶电气设备作为船舶电网的重要构成要素,且船舶电气设备能耗较高,从而引发船舶能源的巨大消耗,为船舶能源的及时供给带来较大压力。因此,远行船舶一旦出现能源供给有限的现象,其电气设备便可能出现运行迟缓,直接影响船舶的正常航行,在节能环保时代背景下,对船舶电气设备节能技术的研究日益成为研究重点。
  1.船舶电气设备技术节能理念遵循原则
  (1)功能性原则。在船舶电气设备运行中,应该按照节能设备
  运行原则,进行电力设备的功能性分析,通过功能性节能设计理念的运用,进行船舶电气照明、通风以及设备控制方案的完善,有效提高船舶电气运行的安全性。
  (2)经济性原则。船舶电气设备作为工程项目的重点,应该积极构建节能性的设计原则,逐渐增加工程项目设计内容,通过科学选材、设备材料科学运用等,进行投资项目的完善,以便提高设备运行的安全性,为传播行业的发展提供参考。
  (3)技术性原则。船舶电气设备使用中,应该按照节能理念构建先进技术方案,通过技术运用,充分发挥工程项目的设计价值,实现船舶电气设备使用有效性。
  (4)节能性原则。通过对节能理念的分析,在船舶电力设备使用的过程中,应该遵循节能性的设备使用理念,通过节能措施的构建,避免无谓资源的损耗,节能管理部门应该考虑到设备利用的价值,例如,根据电气设备能量消耗状况,进行新能源的开发,将电气损耗降到最低状态。
  2.船舶电气设备的节能方案
  2.1采用性能优越的电动机
  船舶电气设备依托电动机进行运行,且电动机属于船舶电网主要用电负荷,故电动机运行效率成为节能的要点。由于船舶电网性质的差别,我国船舶电气设备使用的电动机有交流异步与直流异步两种类型。然而,在船舶航行发生海况变化时,会引发电气设备负载变化,导致电气设备电动机输出功率与额定功率存在较大差异,严重降低电动机的运行效率。另外,对于交流异步电动机而言,其在船舶电气设备负载降低较大时,容易损害船舶电网。关于直流异步电动机,其电刷的更换及清理较为繁琐,故该类电动机的维护费时费力。因此,选择具有节能技术的电动机尤为重要。
  目前,永磁同步电动机发展极为迅猛,为船舶电气设备电动机存在的弊端提供了有效地解决途径。永磁同步电动机的构成材料为永磁体材料,由于永磁材料无电流感应,电动机转子无感应电流与运行损耗,极大提升了电动机的工作效率。

同时,电动机转子不需要励磁,其功率因数近似于理想因数,从更大程度上提升了电动机工作效率,并有效提高了船舶电网的品质,降低了船舶电网的损坏。永磁电动机在船舶电气设备负载降低较大时,其工作效率仍然很高,其受到负载下降的影响较小。此外,永磁电动机体积较小、材质轻巧、温升较低、无电刷、易维护,故成为船舶电气设备适宜采用的电动机,且永磁电动机节能技术也成为船舶电气设备重要的节能技术。
  2.2应用运行控制节能技术
  在空调设备运行控制节能技术应用方面,可选择变频式调速通风机与压缩机,根据船舶舱内人员分布情况、船舱内外温度与湿度、航域水温等信息,在顺应舱内人员的整体需求与环境要求的情况下,自动调节制冷或制热量,完成空调设备运行的经济性节能目标。
  由于空调属于船舶的主要能耗电气设备,其使用目的是满足人员的需要,故需要根据船舱区域人员的变化以及舱内温度情况,及时依托空调变频性能调节运行功率,进而降低空调设备的能耗。对于通风机组运行控制节能技术的应用,需要结合航行情况、船舱大气的温湿度、船舱大气含量与气压等信息,选用变频调速节能技术调节通风机的供风量,即根据大气环境与航况等具体情况,运用通风机转速的自动调节供风量,从而实现节能的效果。
  2.3关注利用新能源节能技术
  由于风能、太阳能、水能等新能源具有绿色环保及节能减排等优势,船舶电气设备可以利用新能源节能技术,将太阳能、风能、水能等天然能源的供热、发电与制冷等技术应用于船舶航行中。船舶航域中新能源丰富充沛,可以选择具备综合性能的船舶电气设备,在天然能源充足的环境下,开启电气设备新能源运行模式,遇到天然能源不足的情况,则切换为电气设备传统能源运行模式,进而实现船舶电气设备节能减排的效能。如船舶空调设备,在阳光充沛的情况下,可以开启空调太阳能运转模式;当阳光不足时,可以切换为空调供电运行模式。同时,可以借助风能、太阳能、水能等天然能源进行小规模发电,以缓解能源的紧张状况。可见,利用新能源节能技术,能够有效地实现能源的节约,且有利于环保。
  2.4重视能耗使用的管理
  目前,船舶电气设备的使用管理较为粗放,导致电气设备运行中突显出能量浪费的现象,所以急需采取电气设备节能综合管理技术,来从根本上实现电气设备的节能效果。节能综合管理,即借助信息化技术手段,获取系统运行状况与相关数字参数,依托系统实际情况需求应用变频调速等技术方式调节设备的能量输出,实现设备能量的按需供给与细致管理。节能综合管理属于典型的节能技术,其管理的主要对象为航行期处于长期连续工作制的电气设备,如冷却水泵等,该类设备工作持续时间较长,采用节能综合管理能够收到较好的节能效果。对冷却水泵实施节能综合管理,能够结合航域环境温度、冷却水泵的温度、船舶热负荷情况等方面的信息,依托冷却水泵数量调控与变频调速进行综合使用,有针对性地调控冷却水的供给量,进而实现最大限度的节能效果。
  3.结束语
  总而言之,在现阶段船舶电气设备使用的过程中,存在着电力设备能耗过大的问题,若这种问题不能得到及时性的解决,会影响电力系统运行的稳定性。因此,在船舶行业发展中,应该结合节能理念进行技术创新,通过高性能电机、能耗管理理念以及新节等技术的综合运用,进行电气设备管理方案的完善,以便提高电气设备运行的价值性,降低电气设备的能耗损伤,为现代船舶电气行业的运行及发展提供支持。
  参考文献:
  [1] 陈孟峰 . 船舶辅机电节能技术分析 [J]. 现代制造技术与装备 ,2017(11):101-102.
  [2] 张明颖 , 张威 , 朱雪峰 . 船舶辅机电气设备的节能技术 [J]. 城市建设理论研究 : 电子版 ,2014(34).
  [3] 王晓冬 . 电气设备改造及光电技术应用与节能浅析 [J]. 城市建设
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