停泊發(fā)電機(jī)在船舶電站中的運(yùn)用研究

(河北省船舶檢驗(yàn)局，天津 300132)

1 停泊發(fā)電機(jī)的工作狀態(tài)和特點(diǎn)

國(guó)內(nèi)沿海航行船舶，由于航程短，靠港頻繁，許多船舶在建造時(shí)安裝了專(zhuān)門(mén)用于港內(nèi)停泊時(shí)使用的發(fā)電機(jī)組，即停泊發(fā)電機(jī)。相對(duì)于主發(fā)電機(jī)來(lái)說(shuō)容量較小，在用電負(fù)荷較小、較平穩(wěn)的停泊期間，發(fā)電機(jī)的負(fù)荷量處于較經(jīng)濟(jì)的范圍，就象工作間歇中的值班狀態(tài)；當(dāng)船舶需要轉(zhuǎn)入正常航行或應(yīng)急工況時(shí)，能夠迅速和簡(jiǎn)便地轉(zhuǎn)由相應(yīng)的發(fā)電機(jī)組供電。這在保證船舶停泊期間電力供應(yīng)的同時(shí)，還能減少船舶的燃油消耗，節(jié)約成本；能降低噪聲，改善船上人員的生活條件；甚至還能減少機(jī)艙值班人員，有利于船員休息。

因此，對(duì)于船舶經(jīng)營(yíng)者來(lái)說(shuō)，設(shè)置停泊發(fā)電機(jī)組的目的不是要滿足船舶正常操作狀態(tài)的需要，更不可能用于船舶的各種應(yīng)急狀態(tài)，而只是為了滿足船舶停泊期間的正常生活，以及維持船舶在停泊狀態(tài)下的部分日常設(shè)備供電。從這個(gè)意義上看，停泊發(fā)電機(jī)的概念只是表示了船舶供電系統(tǒng)的一種工作狀態(tài)，而不是某種特殊要求。

為便于對(duì)停泊發(fā)電機(jī)組的設(shè)置進(jìn)行討論，以國(guó)內(nèi)航行海船檢驗(yàn)技術(shù)法規(guī)和規(guī)范中對(duì)船舶電源的配備要求作為相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。

2 技術(shù)要求

設(shè)置停泊發(fā)電機(jī)組，除了應(yīng)該符合船舶電站的通用設(shè)計(jì)要求外，還應(yīng)該考慮到一些特殊的要求。如在發(fā)電機(jī)組容量的選擇和控制上，應(yīng)該負(fù)荷率適當(dāng)，同時(shí)又不能因出現(xiàn)意外的負(fù)荷增加而造成發(fā)電機(jī)過(guò)載；在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和安裝布置上，應(yīng)便于船員對(duì)機(jī)組的日常監(jiān)控和維護(hù)管理；在與其它發(fā)電機(jī)組的配合上，應(yīng)考慮到在需要時(shí)能方便而有效地進(jìn)行切換，并且不能影響電網(wǎng)的供電質(zhì)量和船舶安全。

目前，停泊發(fā)電機(jī)組的設(shè)置存在兩方面的難題。一方面技術(shù)法規(guī)和規(guī)范在設(shè)置停泊發(fā)電機(jī)組方面沒(méi)有提出相應(yīng)的概念和具體要求；另一方面，由于各種船舶在設(shè)計(jì)時(shí)有不同的需求，使人們對(duì)設(shè)置停泊發(fā)電機(jī)、使用停泊發(fā)電機(jī)的問(wèn)題常常有不同的理解。有些船舶在停泊發(fā)電機(jī)接入配電板時(shí)沒(méi)有采取合理的安全保護(hù)措施，有些甚至還在非機(jī)器處所隨意安裝停泊發(fā)電機(jī)組，影響了船舶的供電質(zhì)量和安全。

在停泊發(fā)電機(jī)組的設(shè)計(jì)中，有幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題應(yīng)該考慮。①停泊用的發(fā)電機(jī)組與主發(fā)電機(jī)的關(guān)系，應(yīng)考慮可否作為主電源的一部分，或成為主發(fā)電機(jī)的備用機(jī)組;②停泊發(fā)電機(jī)與應(yīng)急發(fā)電機(jī)組的關(guān)系，以及能否相互兼用，兼用的條件應(yīng)該包括哪些等。

3 技術(shù)規(guī)范要求

《國(guó)內(nèi)航行海船法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則》[1](以下簡(jiǎn)稱(chēng)《規(guī)則》)對(duì)船舶電源的配備提出了基本要求。①確保為保持船舶處于正常操作狀態(tài)和滿足正常生活條件所必需的所有電力輔助設(shè)備供電,又不需求助于應(yīng)急電源；②確保在各種緊急狀態(tài)下向船舶安全所必需的電氣設(shè)備供電。按照這一原則，《規(guī)則》對(duì)電站的組成做出了具體規(guī)定。

3.1 主電源

為滿足船舶正常操作和正常生活條件狀態(tài)的要求，《規(guī)則》提出了對(duì)主電源的設(shè)置要求。①除特殊規(guī)定外,主電源至少應(yīng)由2臺(tái)發(fā)電機(jī)組組成；②發(fā)電機(jī)組的臺(tái)數(shù)和容量, 應(yīng)能在任一發(fā)電機(jī)組停止工作時(shí)仍能繼續(xù)對(duì)正常推進(jìn)運(yùn)行、船舶安全所必需的設(shè)備供電。

3.2 應(yīng)急電源

對(duì)于應(yīng)急發(fā)電機(jī)組的配備，《規(guī)則》要求在遮蔽航區(qū)以外航區(qū)航行的客船和總噸位1 600 t及以上的貨船均要求設(shè)有獨(dú)立的應(yīng)急電源，并規(guī)定：①安裝位置,應(yīng)布置在最高一層連續(xù)甲板以上易于從露天甲板到達(dá)之處；②在供電時(shí)間和供電范圍方面，均應(yīng)滿足技術(shù)法規(guī)要求的應(yīng)急供電范圍和相應(yīng)時(shí)間；③供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)還應(yīng)滿足當(dāng)主電源供電失效時(shí)，能立即自動(dòng)向用電設(shè)備供電。

從以上的規(guī)范要求可以看出，主發(fā)電機(jī)組和應(yīng)急發(fā)電機(jī)組都是作為相互獨(dú)立的供電電源而設(shè)置的，而對(duì)是否需要設(shè)置停泊發(fā)電機(jī)組，法規(guī)規(guī)范中并沒(méi)有涉及。很明顯，停泊發(fā)電機(jī)組并不是船舶電源配備的法定要求。當(dāng)然，這給停泊發(fā)電機(jī)的設(shè)置帶來(lái)了一定的靈活性，也就是說(shuō)，只要具備合適的容量和功能，船舶在港內(nèi)停泊狀態(tài)下使用的發(fā)電機(jī)組可以是指定的某一專(zhuān)用發(fā)電機(jī)組，也可以由其它發(fā)電機(jī)組來(lái)兼用[2]。

4 停泊發(fā)電機(jī)與其它發(fā)電機(jī)間的關(guān)系

4.1 停泊發(fā)電機(jī)與主電站之間的關(guān)系

某船設(shè)有2臺(tái)300 kW主發(fā)電機(jī)組，每臺(tái)均能滿足船舶正常操作狀態(tài)的需要；另有160 kW停泊發(fā)電機(jī)組一臺(tái)，可在船舶停泊期間使用；1臺(tái)應(yīng)急發(fā)電機(jī)組160 kW，供應(yīng)急狀態(tài)使用。主發(fā)電機(jī)與停泊發(fā)電機(jī)均經(jīng)由主配電板供電，應(yīng)急發(fā)電機(jī)經(jīng)由應(yīng)急配電板供電。

由于船舶在進(jìn)出港狀態(tài)時(shí)(假設(shè)負(fù)荷約為250 kW)，船上常常是兩臺(tái)300 kW主發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行，那么160 kW的停泊發(fā)電機(jī)組是否也應(yīng)設(shè)計(jì)成可以與主發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行，以確保當(dāng)1臺(tái)主發(fā)電機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，仍可在進(jìn)出港時(shí)有兩臺(tái)發(fā)電機(jī)組并聯(lián)供電呢。

從主發(fā)電機(jī)的容量和數(shù)量配備看，電站設(shè)計(jì)時(shí)的每1臺(tái)300 kW主發(fā)電機(jī)均能滿足船舶正常操作狀態(tài)的需要，其中也包括船舶進(jìn)出港狀態(tài)，因此，配備2臺(tái)300 kW發(fā)電機(jī)組符合技術(shù)規(guī)范的要求。在實(shí)際使用中，進(jìn)出港時(shí)2臺(tái)300 kW的主發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行，僅僅是為防止意外發(fā)生的一種操作方式，而非必須措施。在此期間，160 kW的停泊發(fā)電機(jī)組無(wú)法承擔(dān)主電源的職責(zé)，是否與主電源并聯(lián)運(yùn)行也不是必要條件。無(wú)論怎樣，在本船的情況下，當(dāng)1臺(tái)主發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)故障不能工作時(shí)，即使備有1臺(tái)160 kW的停泊發(fā)電機(jī)組，該船的主電源仍然不符合規(guī)范要求。

4.2 停泊發(fā)電機(jī)與應(yīng)急發(fā)電機(jī)的關(guān)系

從應(yīng)急發(fā)電機(jī)與停泊發(fā)電機(jī)的用途上看，兩者并不存在直接的關(guān)系。在規(guī)范要求中，應(yīng)急發(fā)電機(jī)供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和安裝布置都有嚴(yán)格的要求，而停泊發(fā)電機(jī)則沒(méi)有明確。所以，從理論上看，應(yīng)急發(fā)電機(jī)組有可能兼做停泊發(fā)電機(jī)組，而通常的停泊發(fā)電機(jī)組不能用作應(yīng)急發(fā)電機(jī)組。

考慮到應(yīng)急發(fā)電機(jī)的特殊用途，如果兼做港內(nèi)停泊供電使用，必然會(huì)涉及到應(yīng)急設(shè)備以外的供電系統(tǒng)，如設(shè)計(jì)不當(dāng)，則會(huì)破壞應(yīng)急電源供電的完整性和可靠性，導(dǎo)致應(yīng)急電源不符合要求。所以，在設(shè)計(jì)、布置和使用上，都必須以確保應(yīng)急電源供電的完整性為首要條件，才能滿足技術(shù)法規(guī)和規(guī)范的要求。對(duì)此，《國(guó)內(nèi)航行海船建造規(guī)范》[3]中對(duì)應(yīng)急發(fā)電機(jī)用于船舶在港停泊期間向主電網(wǎng)供電做出了具體規(guī)定，主要包括以下幾方面：①防止發(fā)電機(jī)及其原動(dòng)機(jī)過(guò)載，確保發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)行；②配有符合主發(fā)電機(jī)原動(dòng)機(jī)和無(wú)人看管要求的燃油濾器、潤(rùn)滑油濾器、監(jiān)視設(shè)備和保護(hù)設(shè)備；③原動(dòng)機(jī)的燃油供應(yīng)柜具有適當(dāng)?shù)娜萘坎⒃O(shè)有低位報(bào)警；④原動(dòng)機(jī)應(yīng)按連續(xù)工作定額設(shè)計(jì)和制造，并應(yīng)確保隨時(shí)可用；⑤設(shè)有能迅速地轉(zhuǎn)換至應(yīng)急運(yùn)行的轉(zhuǎn)換裝置；⑥應(yīng)使其任何電氣故障都不會(huì)對(duì)主設(shè)備和應(yīng)急設(shè)備的運(yùn)行產(chǎn)生影響。

從以上規(guī)定可以看出，為使應(yīng)急發(fā)電機(jī)組兼做港內(nèi)停泊發(fā)電機(jī)使用，重要的原則就是要考慮到發(fā)電機(jī)組的容量、保持運(yùn)行的連續(xù)性，以及在任何情況下不能影響主電源系統(tǒng)和應(yīng)急電源系統(tǒng)供電。

5 結(jié)論

停泊發(fā)電機(jī)是為船舶在港內(nèi)錨泊期間，從提高船舶的經(jīng)濟(jì)性、船員工作的舒適性角度考慮而設(shè)置的。停泊發(fā)電機(jī)組的配備有利于船舶在航行與停泊這種不同的工作狀態(tài)下更合理的分配船舶電站資源，達(dá)到節(jié)能與改善船上居住條件的目的。盡管船舶技術(shù)法規(guī)規(guī)范中，對(duì)停泊發(fā)電機(jī)組的配備并沒(méi)有具體要求，但設(shè)置港內(nèi)停泊用發(fā)電機(jī)組，也同樣應(yīng)該遵守和符合基本的安全技術(shù)條件。

[1] 中華人民共和國(guó)海事局.國(guó)內(nèi)航行海船法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則(2004)[S].北京：人民交通出版社，2003.

[2] 中國(guó)船級(jí)社.鋼質(zhì)海船入級(jí)與建造規(guī)范(2001)[S].北京：人民交通出版社，2001.

[3] 中國(guó)船級(jí)社.國(guó)內(nèi)航行海船建造規(guī)范(2006)[S].北京：人民交通出版社，2006.