Кількість теплоти, потрібної для отримання 1 кг дистиляту:

,

де =4,0 кДж/(кг .К) - теплоємність забортної води;

=32 - температура забортної води, що входить в опріснювач:

кДж/кг.

Кількість теплоти, що передана від гарячої прісної води для кипіння морської води і утворення вторинної пари:

,

де= 0,98 - коефіцієнт втрат у навколишнє середовище;

DОУ = 883 кг/год - продуктивність ВОУ типу Д-5У:

кВт.

Коефіцієнт використання тепла в ОУ Д-5У:

.

4.5 Розрахунок перетворення отриманої потужності ГД в упор

Потужність, що передається від головного двигуна на гвинт:

= NR + QD + QВП + QР .

Потужність, що утворюється на упор NR є тим самим корисним ефектом пропульсивного комплексу, що має місце в результаті спалювання палива в головному двигуні.

,

де= 1 - ККД редуктора;

= 0,98 - ККД валопроводу;

= 0,63 - пропульсивний ККД (з розрахунку ходовості):

кВт.

Теплота, що втрачається в редукторі:

.

При прямій передачі потужності = 0.

Теплота, що втрачається в підшипниках валопроводу:

кВт.

Витрата енергії на рушій визначається величиною пропульсивного ККД, який враховує ККД гвинта у вільній воді і вплив корпуса судна:

кВт.

кВт.

4.6 Розрахунок коефіцієнтів корисної дії та використання теплоти СЕУ

Використовуючи результати розрахунків потоків енергії в окремих елементах СЕУ, розробляють теплову діаграму розподілу теплової енергії, що виділилася при спалюванні його у названих вище елементах, під час роботи СЕУ на ходовому режимі.

Коефіцієнт корисної дії СЕУ на ходовому режимі:

,

.

Коефіцієнт використання теплоти в СЕУ на ходовому режимі:

,

.

Примітка.

У зв'язку з об'ємом розрахункової частини проекту, деякі розрахунки в цьому розділі опущені, а результати приведені на листі №8 графічної частини.

5. Розташування механізмів і устаткування в МВ судна

5.1 Загальні принципи розташування механізмів і устаткування

Загальні правила, що стосуються механізмів, полягають у тому, що їх слід розташовувати у таких місцях, де вони будуть найбільш ефективно виконувати свої функції. Розташування окремих комплексів механізмів пов'язано з місцем розташування МКВ по довжині судна, яке визначається призначенням судна та його особливостями. Ці питання вирішуються під час проектування судна замовником та проектантом корпусу [19].

Оскільки призначення судна - перевезення корисних вантажів, об'єм корпусу, що виділяється на розміщення механізмів, повинний бути мінімальним.

У морській практиці зустрічаються чотири варіанти розташування приміщень СЕУ по довжині судна: кормове, середнє, проміжне (зсунуте до корми від мідель-шпангоута) та носове. Кожний з варіантів має свої переваги і недоліки. На сучасних суднах загального призначення (танкери, суховантажники, контейнеровози та ін.) здебільшого приймається кормове місцеположення МКВ. Воно дозволяє збільшити вантажомісткість, дещо зменшити масу СЕУ за рахунок скорочення довжини валопроводу та коридору гребного валу. При кормовому розташуванні МКВ покращуються умови розміщення вантажу та його обробки під час вантажних операцій.

Кількість відсіків для розміщення СЕУ повинна бути мінімальною при найменшій їх довжині. На транспортних суднах СЕУ звичайно розташовують у одному відсіку. На спеціальних суднах, де необхідна підвищена живучість, установку поділяють на автономні групи, які розміщують у різних відсіках.

Розташування на судні СЕУ та її устаткування повинно відповідати вимогам Правил класифікаційних товариств (наприклад, Правил Регістру судноплавства України тощо).

Енергетична установка повинна надійно працювати за усіх можливих режимів експлуатації, навіть за тривалого крену судна до 15 та диференту до 5, а аварійні джерела енергії та механізми - за тривалого крену до 22,5 та диференту до 10.

Устаткування СЕУ розташовують таким чином, щоб до нього був вільний та зручний підхід для обслуговування та аварійного ремонту. Між устаткуванням передбачаються проходи шириною не менше 0,6 м.

Механізми та апарати встановлюють та закріплюють на міцних та жорстких фундаментах. Фундаменти повинні бути легкими, для чого слід розташовувати устаткування над флорами, стрингерами та у районі шпангоутів. На палубах та платформах передбачається спеціальне підкріплення набору, якщо фундамент не установлюється безпосередньо на жорстких зв'язках перекриття корпусу. Допускається установлення механізмів та іншого обладнання на зовнішній обшивці корпусу, водонепроникних перебірках, стінках тунелю валопроводу або на стінках паливних та масляних цистерн за умови кріплення їх до ребер жорсткості або на кронштейнах, приварених до обшивки біля ребер жорсткості.

Окрім приміщення МКВ для розміщення обладнання СЕУ використовуються додаткові об'єми: коридори валопроводу, машинні шахти та кожухи димарів.

5.1.1 Розташування головних і допоміжних механізмів та іншого устаткування

Розташування обладнання СЕУ може бути одно- і багатоярусним. На великих морських суднах зі значною висотою борту застосовують багатоярусне розташування, що дозволяє зменшити довжину МКВ та габарити установки.

Головні двигуни та передачі розташовують у нижній частині МКВ на фундаментах, зв'язаних з днищевим набором корпусу. Для зручності обслуговування двигуна необхідно звільнювати навколо нього достатні площі, на які можна покласти великі деталі, вийняті (від'єднані) з двигуна для ремонту. Над двигуном повинний залишитися достатній простір для витягування поршнів зі штоком або шатунів за допомогою спеціальних підйомних пристроїв.

Дизель-редукторний агрегат розміщується у трюмі МКВ.

В установках з електрорухом ГЕД розташовують у трюмі по можливості ближче до корми. Дизель-генератори можуть розташовуватися у трюмі або на платформі, а іноді й на верхній палубі у надбудові, що істотно зменшує розміри МКВ.

Допоміжні парові котли розміщують на платформі. У МКВ їх треба огороджувати металевою загородкою, щоб захистити устаткування від дії полум'я у випадку його викиду з топки.

Утилізаційні парові котли, як правило, розміщують у верхній частині машинних шахт на спеціальному фундаменті. Газовідвідний трубопровід між двигуном та УК повинний мати компенсатор.

Агрегати СЕС розташовують у МКВ разом з ГД або у спеціальних приміщеннях (у випадку розвиненої електростанції, наприклад в СЕУ з електрорухом).

Дизель-генератори найчастіше розташовують у трюмі або на платформі, а турбогенератори - на платформі поблизу допоміжного та утилізаційного котлів, від яких вони живляться.

Розподільчі щити встановлюють у місцях найменшої ймовірності концентрації газів, пари, пилу та вологи - найчастіше на платформі. Головний розподільчий щит (ГРЩ) розташовують на платформі або у приміщенні ЦПК СЕУ. Відповідно до Правил Регістру прохід перед ГРЩ повинен бути не меншим як 0,8-1,0 м залежно від довжини щита, а з задньої сторони - не менше 0,6-0,8 м.

Аварійний дизель-генератор разом з розподільчим щитом, паливною цистерною та іншим устаткуванням, що забезпечує роботу АДГ, установлюють в одному приміщенні, яке знаходиться вище палуби перебірок і має вихід на відкриту палубу.

Кабелі прокладаються у верхній частині приміщень по можливості прямими та доступними трасами. Забороняється прокладання кабелів у цистернах та відсіках, призначених для перевезення займистих рідин.

Трубопроводи повинні прокладатися найбільш коротким шляхом. При цьому треба додержуватися вимог трасування - прокладання у трьох взаємно перпендикулярних напрямках паралельно діаметральній площині судна, перпендикулярно їй та перпендикулярно основній площині. Забороняється прокладати траси через житлові та службові приміщення. Паливні трубопроводи не повинні проходити над двигунами, паровими котлами та газоходами.

Розташування насосів повинно забезпечувати надійне всмоктування за найбільш несприятливих експлуатаційних умов. У зв'язку з цим, насоси розташовують у нижній частині трюму, однак таким чином, щоб їх привідні електродвигуни розташовувались над рівнем підлоги біля насосів.

Перекачувальні, відкачувальні, підкачувальні (циркуляційні) та інші насоси аналогічного призначення мають приймальні патрубки мінімальної довжини і достатньо великого прохідного перерізу та встановлюються поблизу місць забору рідини, що перекачується.

Насоси, сепаратори, фільтри та інше устаткування паливної системи необхідно розташовувати у трюмі МКВ компактно, бажано в агрегаті та поблизу витратних цистерн очищеного палива. Для перекачування палива встановлюють не менше двох насосів, один з яких резервний.

Насоси циркуляційної системи охолодження розміщують у найнижчій частині контуру. Краще ставити насос так, щоб він приймав рідину від охолоджувача та нагнітав у порожнину охолодження.

Конденсатні насоси найчастіше розташовують у спеціальних кільцях подвійного дна під головним конденсатором, щоб забезпечити природний напір не менше 600-800 мм.

Паропроводи прокладають у верхній частині МКВ у місцях, доступних для огляду та обслуговування.

Забортна вода надходить до насосів системи охолодження через приймальну арматуру (кінгстон, клінкетна засувка, поворотна заслінка), яку розміщено на кінгстонних ящиках або у кінгстонно-розподільних каналах. Забортні отвори для приймання охолоджуючої води у зовнішній обшивці судна повинні бути захищені гратами. Розташування забортних отворів повинно бути таким, щоб забезпечити нормальне надходження води за різних умов плавання. Приймання забортної води передбачається переважно у носовій частині МКВ, а відлив - у кормовій з лівого борту.

Системи охолодження обладнують двома насосами з однаковою продуктивністю - основним та резервним. Розташовують їх нижче ватерлінії.

На криголамах та суднах льодового плавання приймання забортної води здійснюється через льодові ящики.

Циркуляційні мастильні насоси встановлюють поблизу стічно-циркуляційних цистерн. Над насосами на платформі розміщують охолоджувачі мастила та води.

Паливні цистерни у МКВ розміщують з урахуванням пожежної безпеки, їх заборонено розташовувати над трапами, головними механізмами, котлами, газовідвідними трубами та газоходами, над електрообладнанням та постами управління головними механізмами.

Механізми та апарати суднових систем (насоси трюмних систем, сепаратори трюмних вод, пожежні насоси, насоси та апарати систем водозабезпечення, інсинератори тощо) розміщують у трюмі МКВ, групуючи їх за функціональними ознаками.

Рефрижераторне устаткування звичайно розміщують на платформі.

Для зручності обслуговування механізмів та апаратів при великій висоті приміщення СЕУ споруджують спеціальні площадки у декілька ярусів. Ширина проходів між виступаючими частинами повинна бути не меншою 600 мм, висота проходів у світлі - не менше 1850-1900 мм.

Настил підлоги виготовляють із зйомних металевих рифлених листів на металевому риштуванні.

Трапи для переміщення у вертикальному напрямку та виходу з приміщень СЕУ повинні бути металевими, шириною не менше 600 мм, з кутом нахилу до горизонтальної площини 60. Довжина маршу трапа не повинна перевищувати 6 м.

Вихідні шляхи з приміщень СЕУ повинні забезпечувати можливість швидкої евакуації обслуговуючого персоналу за аварійних ситуацій (пожежа, затоплення приміщень). Кожне приміщення СЕУ повинно мати не менше двох вихідних шляхів, розташованих як можна далі один від одного у протилежних кінцях приміщення.

5.1.2 Розташування постів керування

Центральні пости керування зазвичай виконують закритими та розміщують у спеціально виділених захищених від шуму приміщеннях, розташованих на платформі МКВ. У ЦПК передбачається вікно для візуального спостереження за МКВ. ЦПК обладнують пристроями індикації та аварійно-попереджувальної сигналізації, органами керування та зупинки механізмів, засобами зв'язку.

ЦПК зв'язані органами управління та зв'язку з головним постом керування та місцевими постами керування. Місцеві пости керування є домінуючими у відношенні до ЦПК. Перемикання управління з місцевого посту керування на ЦПК та назад повинно відбуватися на місцевому посту управління з автоматичною подачею до ЦПК сигналу про перемикання.

ЦПК, у свою чергу, є домінуючим перед постом керування у ходовій рубці (головним постом керування).

5.2 Вимоги Правил Регістру до розміщення устаткування

Головні та допоміжні механізми повинні розташовуватися в МКВ таким чином, щоб з їхніх постів керування і місць обслуговування були забезпечені вільні проходи до шляхів евакуації.

Ширина проходів по всій довжині повинна бути не менше 600 мм. Двері, кришки східних і світлових люків, через які можливий вихід із МКВ, повинні закриватися і відкриватися у обидві сторони.

Допоміжні парогенератори, встановлені в одному приміщенні з двигунами внутрішнього згоряння (ДВЗ), повинні бути обгороджені в районі топкового пристрою металевою загородкою. Допоміжні парогенератори, розташовані на платформах, повинні відгороджуватися нафтонепроникними комінгсами висотою не менше 200 мм. Відстані від зовнішньої поверхні ізоляції котлів до стінок цистерн палива й мастила повинні бути не менше 600 мм.

Паливні цистерни, як правило, повинні складати частину корпусних конструкцій судна і повинні розташовуватися за межами машинних приміщень категорії А. Якщо паливні цистерни подвійного дна, у силу необхідності, розташовуються поруч внутрішньомашинних приміщень категорії А, їхні поверхні в машинних приміщеннях повинні бути мінімальними і переважно повинні мати загальну границю з цистернами подвійного дна.

Як правило, необхідно уникати застосування вкладних паливних цистерн.

Цистерни з нафтопродуктами не повинні розташовуватись під механізмами й устаткуванням з температурою поверхонь під ізоляцією більше 200С, під котлами, ДВЗ, електроустаткуванням і повинні бути винесені від зазначених механізмів і устаткування наскільки це практично можливо.

Вкладні паливні і мастильні цистерни не повинні розташовуватись над паровими котлами, газовипускними трубами й іншими нагрітими поверхнями.

Поверхні механізмів, устаткування і трубопроводів, що нагріваються повинні бути ізольовані. Ізоляція повинна бути виконана з негорючих матеріалів. Повинні бути вжиті заходи для запобігання руйнування ізоляції від вібрації і механічних ушкоджень.

Механізми, що є приводами вантажних насосів, вентиляторів насосних приміщень на нафтоналивних суднах, за винятком парових, робоча температура яких не перевищує 250С, і гідравлічних двигунів, не допускається встановлювати у вантажних насосних приміщеннях. Ці механізми повинні встановлюватися в приміщеннях, суміжних з насосними, але не сполучених з ними безпосередньо.

Приводні вали, в місцях проходу їх через перебірки, повинні забезпечуватися ущільнювальними сальниками.

Механізми з горизонтальним розташуванням валів варто встановлювати паралельно діаметральної площині судна.

До розподільних щитів передбачаються наступні умови доступу:

- попереду розподільного щита повинний бути прохід шириною не менш 800 мм при довжині щита до трьох метрів, і не менш 1000 мм при довжині щита більш трьох метрів;

- простір, поза вільно стоячих розподільних щитів, що коштують, з відкритими частинами, що знаходяться під напругою, повинен бути відгороджений і обладнаний дверима;

- позаду, уздовж вільно стоячих розподільних щитів повинен бути забезпечений прохід не менше 600 мм для щитів довжиною до трьох метрів і не менше 800 мм - для щитів довжиною більш трьох метрів.

Зазначені проходи виміряються від найбільш виступаючих частин апаратури і конструкції щита до виступаючих частин чи устаткування конструкцій корпуса.

Установлені на судні механізми, устаткування і системи повинні зберігати працездатність у наступних умовах, град.:

- тривалий крен 15;

- бортова хитавиця 22,5;

- тривалий диферент 5;

- кільова хитавиця 7,5.

Усі вищевказані положення представлені на трьох кресленнях загального розташування механізмів і устаткування в МКВ судна графічної частини дипломного проекту.

Список літератури

Основна

Артемов Г.А., Горбов В.М. Суднові енергетичні установки: Навч. посібник. - Миколаїв: УДМТУ, 2002. - 356 с

Артемов Г.А., Горбов В.М., Романовский Г.Ф. Судовые установки с газотурбинными двигателями: Учеб. пособие. - Николаев: УГМТУ, 1997. -233 с

Горбов В.М., Шаповалов Ю.А., Кирчев Г.Г. Выбор показателей энергетической установки, характеристик СЭУ и судна на начальных стадиях проектирования судов транспортного флота: Учеб. пособие - Николаев: УГМТУ, 1997. - 140 с.

Горбов В.М., Шаповалов Ю.О., Ратушняк 1.0. Головні двигуни сучасних транспортних суден: Навч. посібник. - Миколаїв : УДМТУ, 1998. -72 с

Збірник тестів з суднових енергетичних установок: Навч. посібник / В.М. Горбов, Т.Г. Слаутіна, В.Ф. Івачов, О.В. Січкарюк. - Миколаїв: УДМТУ, 2004. - 56 с

Кузнецов В.А. Судовые ядерные энергетические установки. Конструкции, особенности эксплуатации: Учебник. - Л.: Судостроение, 1989. -252 с.

Курзон А.Г., Юдовин В. С. Судовые комбинированные энергетические установки. - Л.: Судостроение, 1981. - 213 с.

Лебедь Н.Г., Слау тина Т. Г. Анализ системных связей СЭУ: Учеб. пособие. - Николаев: НКИ, 1992. - 48 с.

Романовский Г.Ф., Горбов В.М., Шаповалов Ю.А. Эколого-экономи-ческая эффективность судовых энергетических установок: Учеб. пособие. -Николаев: НКИ, 1992. - 51 с.

10. Судовые энергетические установки / Г.А. Артемов, В.П. Волошин, А.Я. Шквар и др. - Л.: Судостроение, 1986. - 476 с.

Допоміжна

11. Горбов В.М. Применение водотопливных эмульсий в судовой энергетике: Учеб. пособие. - Николаев: НКИ, 1991. - 54 с.

12. Курзон А.Г., МасловА.А. Судовые турбинные установки. - Л.: Судостроение, 1991. - 192 с.

13. Овсянников М.К, Петухов В.А. Судовые автоматизированные установки: Учебник. - М.: Транспорт, 1989. - 256 с.

14. Овсянников М.К., Петухов В.А. Судовые дизельные установки: Справочник. - Л.: Судостроение, 1986. - 424 с.

15. Правила класифікації та побудови морських суден: Регістр судноплавства України. - К., 2002. - Т. 3 - 359 с.

16. Ракицкий Б.В. Судовые ядерные энергетические установки. - Л.: Судостроение, 1976. - 382 с.

17. Ривкин С.Л., Александров А.А. Термодинамические свойства воды и водяного пара. - М.: Энергия, 1975. - 78 с.

18. Системы судовых энергетических установок: Учеб. пособие / ГА. Артемов, В.П. Волошин, А.Я. Шквар, В.П. Шостак. - Л.: Судостоое-ние, 1990. - 376 с.

19. Судовое вспомогательное энергетическое оборудование: Учебник / Р.С. Андрющенко, В.Д. Шилов, Б.Г. Дементьев и др. - Л.: Судостроение 1991.-392с.

Размещено на Allbest.ru