Marine ja offshore - sähkökäytöt
 

Merellä tai sen äärellä käytettävien laitteiden täytyy toimia sekä helteellä että pakkasessa, kosteissa ja suolaisissa olosuhteissa. Keskellä merta on ikävä olla ilman moottoria. Kalliit satamamaksut, tiukat ajoaikataulut ja huoltopalvelujen saatavuus eri puolilla maailmaan asettavat tiukat toimivuusvaatimukset myös satamissa käytettäville laitteille, mm. vinsseille ja ankkurointijärjestelmille.
 
Laitteiden turvallisuus ja toimivuus taataan luokitusten avulla. Alan määräyksiä ja standardeja valvovat laivaluokituslaitokset, jotka myöntävät esim. moottoreille todistuksia moottoreiden laadusta. Näiden todistusten avulla asiakas voi olla varma, että tuote vastaa laivakäytön erikoisvaatimuksia. 

 

1. Moottorit laivakäytöissä

Laivamoottori suunnitellaan ja toteutetaan joko kansikäyttöön ja käyttöön kannen alle, esimerkiksi konehuoneeseen.
 
Moottorit eri käyttökohteissa
 
Kansikäytön moottoreiden suojausluokka on yleensä IP 56. Koska moottoreiden jäähdytys tapahtuu ilman kierrolla, teho on jatkuvassa käytössä huomattavasti pienempi kuin perussarjan moottoreissa. Sisätiloihin sijoitettavat moottorit suunnitellaan käytön mukaan. Käytön asennuspaikka ja käyttötarkoitus määrittelevät esim. seuraavia:
 
Kansikäytöt

• tuulettamaton IEC 410 / tuulettimen jäätyminen estettävä
• laitteiden kestettävä jäätä, kuumuutta ja kosteutta
• seisontalämmitys
• IP 56

 

Konehuone

• usein vierastuuletettu IEC 416
• tilakysymys tärkeä (nestejäähdytteiset tai kestomagneettimoottorit)
• tärinä
• IP 44 on riittävä
• nestejäähdytys

Yleismoottorit

• ei erityisvaatimuksia

Luokituslaitoksia 

• ABS American Bureau of Shipping, USA
• BV Bureau Veritas, Ranska
• CCS China Classification Society, Kiina
• DNV Det Norske Veritas, Norja
• GL Germanischer Lloyd, Saksa
• LRS Lloyds Register of Shipping, Iso-Britannia
• PRS Polski Rejestr Statkow, Puola
• RINA REGISTRO ITALIANO NAVALE, Italia
• RS Register of Shipping, Venäjä

Moottoreiden jaottelu määrittelee mm. tarvittavat varaosat ja hyväksynnät. Raja-arvot ja hyväksyntävaatimukset vaihtelevat eri luokituslaitoksilla ja tapauskohtaisesti.
 
”Non-essential services” –käytössä moottorit toteutetaan luokituslaitoksen ohjeiden mukaan, mutta yksittäistä testausta ei tarvita. Tällöin laivamoottori-kelpoisuuteen riittää siis tehtaan antama todistus yhdistettynä VEMin tyyppihyväksyntöihin. 
 
Non-essential service 

• tehtaantodistus EWN 8270
• luokituslaitoksen (DNV, GL, BV....) mukaan

Important service (DNV) / second essential service (GL) 

• tyyppitesti jokaiselle moottorille
• ei määritelty kaikilla luokituslaitoksilla 

Essential service 

• laitteen vikaantuminen saattaa aiheuttaa välitöntä vaaraa laivan turvallisuudelle
• laivan ohjailtavuuteen ja turvallisuuteen liittyvät laitteet
• moottorit on pääsääntöisesti luokitettava
• poikkeuksia on valmistajan niin sopiessa luokituslaitoksen kanssa

Määriteltäviä asioita ovat mm. ympäristön lämpötila, lämpötilaluokka (F), lämpenemä ja sallittu ylikuormitus. 

Moottorin mitoitus laivakäyttöön

Laivamoottorin mitoitus on taitolaji. Ensinnäkin tiedämme, että oikein mitoitettu moottori säästää energiaa, painoa, tilaa, muita laitteita ja loppujen lopuksi rahaa. Toisaalta laivoissa sähköverkon jännite ja taajuus eivät ole yhtä stabiileja kuin teollisuuskäytöissä. Lisäksi useat laivakäytöt vaativat ylikuormituskestävyyttä, esim. 1,5 x nimellinen momentti 1,5 minuutin ajan. Osittaiskäytöt tyyliin  S2 25 %, S3 30 min ovat myös yleisiä. Kokonaisuuden optimoinnissa oikea mitoitus on monisyinen, mutta erittäin tärkeä seikka.

Millainen on VEM-laivamoottori?

• mukana aina vähintään tehtaantodistus
• ruuvit, mutterit jne. suojattu galvaanisesti
• roottorissa on erikoispintakäsittely
• tuuletin tehty muovista aina runkokokoon 315 asti
• liitinalustan pultit ja levyt messinkiä
• tyyppikilpi ruostumatonta terästä
• pintakäsittely (02) 90 μm
  • valurautaosat hiekkapuhalletaan
  • peltiosat peitataan
  • pohjamaali 30 μm
  • toinen kerros 2K-PUR 30 μm
  • pintamaali 2K-PUR-DL 30 μm
• mahdollisuus käyttää apuliittimillä jousikuormitteisia huolto- ja käyttöystävällisiä riviliittimiä

2. Laivakäyttöjen erityisvaatimuksia vaihteille 

• • optimoidut mitoituslaskelmat osittaiskäytöille
  • raaka-aineiden luokitukset (esim. pinionit)
  • suolaveden ja lämpötilavaihtelut kestävä pintakäsittely
  • tasopintojen liimaus käytöstä johtuvan tärinän takia
• ruuviliitosten kiristäminen ja lukitus erikseen spesifioidulla momentilla
• kiertovoitelun huomioiminen, vaihteen toimitus ilman öljyä

3. Taajuusmuuttajakäyttöjen etuja laivoissa 

• energiansäästö, esim. korvattaessa hydrauliikkakäytöt sähkökäytöillä
• vinssikäytöt; 
  • nopeus jopa kolminkertainen verrattuna hydrauliikkakäyttöön
• melutaso alhainen, jolloin käyttöjen sijoittelu on vapaampaa
• mekaaniset rasitukset pienenevät
• useisiin sovelluksiin valmiita ohjelmia
• liikkeen hallinta ja säätötarkkuus paranevat
• generaattorit voidaan mitoittaa pienemmiksi
• ei tarvita ylimitoitusta käynnistysvirtaa varten
• tehokerroin ~1

Huomioitavaa taajuusmuuttajissa 

• Maakäytöistä poikkeavat jännitteet ja taajuudet
• Active Front-End (AFE) ratkaisulla
  • yliaaltojen minimointi, kokonaissärö THD < 4 %
  • teholuokka > 110 kW
  • jarrutusenergian takaisin verkkoon syöttö
• Yleensä maasta erotettu verkko
  • EMC-suojaustaso T
• Aggressiivisessa asennusympäristössä erikoislakatut piirikortit
• Ilmajäähdytyksen järjestäminen vaikeaa
  • nestejäähdytetyt ratkaisut (taajuusmuuttaja/moottori)
• Useat käytöt vaativat takaisinkytkennän esim. pulssianturin

Kysy lisää:

Mika Koli
Projektipäällikkö, marine
Puh. 0207 613 717