停泊發(fā)電機在船舶電站中的運用研究

(河北省船舶檢驗局，天津 300132)

1 停泊發(fā)電機的工作狀態(tài)和特點

國內(nèi)沿海航行船舶，由于航程短，靠港頻繁，許多船舶在建造時安裝了專門用于港內(nèi)停泊時使用的發(fā)電機組，即停泊發(fā)電機。相對于主發(fā)電機來說容量較小，在用電負荷較小、較平穩(wěn)的停泊期間，發(fā)電機的負荷量處于較經(jīng)濟的范圍，就象工作間歇中的值班狀態(tài)；當船舶需要轉(zhuǎn)入正常航行或應(yīng)急工況時，能夠迅速和簡便地轉(zhuǎn)由相應(yīng)的發(fā)電機組供電。這在保證船舶停泊期間電力供應(yīng)的同時，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；甚至還能減少機艙值班人員，有利于船員休息。

因此，對于船舶經(jīng)營者來說，設(shè)置停泊發(fā)電機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。從這個意義上看，停泊發(fā)電機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。

為便于對停泊發(fā)電機組的設(shè)置進行討論，以國內(nèi)航行海船檢驗技術(shù)法規(guī)和規(guī)范中對船舶電源的配備要求作為相應(yīng)的標準。

2 技術(shù)要求

設(shè)置停泊發(fā)電機組，除了應(yīng)該符合船舶電站的通用設(shè)計要求外，還應(yīng)該考慮到一些特殊的要求。如在發(fā)電機組容量的選擇和控制上，應(yīng)該負荷率適當，同時又不能因出現(xiàn)意外的負荷增加而造成發(fā)電機過載；在系統(tǒng)設(shè)計和安裝布置上，應(yīng)便于船員對機組的日常監(jiān)控和維護管理；在與其它發(fā)電機組的配合上，應(yīng)考慮到在需要時能方便而有效地進行切換，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)電機組方面沒有提出相應(yīng)的概念和具體要求；另一方面，由于各種船舶在設(shè)計時有不同的需求，使人們對設(shè)置停泊發(fā)電機、使用停泊發(fā)電機的問題常常有不同的理解。有些船舶在停泊發(fā)電機接入配電板時沒有采取合理的安全保護措施，有些甚至還在非機器處所隨意安裝停泊發(fā)電機組，影響了船舶的供電質(zhì)量和安全。

在停泊發(fā)電機組的設(shè)計中，有幾個關(guān)鍵問題應(yīng)該考慮。①停泊用的發(fā)電機組與主發(fā)電機的關(guān)系，應(yīng)考慮可否作為主電源的一部分，或成為主發(fā)電機的備用機組;②停泊發(fā)電機與應(yīng)急發(fā)電機組的關(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

《國內(nèi)航行海船法定檢驗技術(shù)規(guī)則》[1](以下簡稱《規(guī)則》)對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臺發(fā)電機組組成；②發(fā)電機組的臺數(shù)和容量, 應(yīng)能在任一發(fā)電機組停止工作時仍能繼續(xù)對正常推進運行、船舶安全所必需的設(shè)備供電。

3.2 應(yīng)急電源

對于應(yīng)急發(fā)電機組的配備，《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之處；②在供電時間和供電范圍方面，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)時間；③供電系統(tǒng)的設(shè)計還應(yīng)滿足當主電源供電失效時，能立即自動向用電設(shè)備供電。

從以上的規(guī)范要求可以看出，主發(fā)電機組和應(yīng)急發(fā)電機組都是作為相互獨立的供電電源而設(shè)置的，而對是否需要設(shè)置停泊發(fā)電機組，法規(guī)規(guī)范中并沒有涉及。很明顯，停泊發(fā)電機組并不是船舶電源配備的法定要求。當然，這給停泊發(fā)電機的設(shè)置帶來了一定的靈活性，也就是說，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)電機組可以是指定的某一專用發(fā)電機組，也可以由其它發(fā)電機組來兼用[2]。

4 停泊發(fā)電機與其它發(fā)電機間的關(guān)系

4.1 停泊發(fā)電機與主電站之間的關(guān)系

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

由于船舶在進出港狀態(tài)時(假設(shè)負荷約為250 kW)，船上常常是兩臺300 kW主發(fā)電機組并聯(lián)運行，那么160 kW的停泊發(fā)電機組是否也應(yīng)設(shè)計成可以與主發(fā)電機并聯(lián)運行，以確保當1臺主發(fā)電機出現(xiàn)故障時，仍可在進出港時有兩臺發(fā)電機組并聯(lián)供電呢。

從主發(fā)電機的容量和數(shù)量配備看，電站設(shè)計時的每1臺300 kW主發(fā)電機均能滿足船舶正常操作狀態(tài)的需要，其中也包括船舶進出港狀態(tài)，因此，配備2臺300 kW發(fā)電機組符合技術(shù)規(guī)范的要求。在實際使用中，進出港時2臺300 kW的主發(fā)電機并聯(lián)運行，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)電機組無法承擔主電源的職責，是否與主電源并聯(lián)運行也不是必要條件。無論怎樣，在本船的情況下，當1臺主發(fā)電機組出現(xiàn)故障不能工作時，即使備有1臺160 kW的停泊發(fā)電機組，該船的主電源仍然不符合規(guī)范要求。

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

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

考慮到應(yīng)急發(fā)電機的特殊用途，如果兼做港內(nèi)停泊供電使用，必然會涉及到應(yīng)急設(shè)備以外的供電系統(tǒng)，如設(shè)計不當，則會破壞應(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、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。對此，《國內(nèi)航行海船建造規(guī)范》[3]中對應(yīng)急發(fā)電機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)電機及其原動機過載，確保發(fā)電機組的安全運行；②配有符合主發(fā)電機原動機和無人看管要求的燃油濾器、潤滑油濾器、監(jiān)視設(shè)備和保護設(shè)備；③原動機的燃油供應(yīng)柜具有適當?shù)娜萘坎⒃O(shè)有低位報警；④原動機應(yīng)按連續(xù)工作定額設(shè)計和制造，并應(yīng)確保隨時可用；⑤設(shè)有能迅速地轉(zhuǎn)換至應(yīng)急運行的轉(zhuǎn)換裝置；⑥應(yīng)使其任何電氣故障都不會對主設(shè)備和應(yīng)急設(shè)備的運行產(chǎn)生影響。

從以上規(guī)定可以看出，為使應(yīng)急發(fā)電機組兼做港內(nèi)停泊發(fā)電機使用，重要的原則就是要考慮到發(fā)電機組的容量、保持運行的連續(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)電機是為船舶在港內(nèi)錨泊期間，從提高船舶的經(jīng)濟性、船員工作的舒適性角度考慮而設(shè)置的。停泊發(fā)電機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，對停泊發(fā)電機組的配備并沒有具體要求，但設(shè)置港內(nèi)停泊用發(fā)電機組，也同樣應(yīng)該遵守和符合基本的安全技術(shù)條件。

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

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

[3] 中國船級社.國內(nèi)航行海船建造規(guī)范(2006)[S].北京：人民交通出版社，2006.