Проектирование системы охлаждения судовой дизельной установки

= (1.01.2) МПа - минимальное давление воздуха в баллоне, при котором ещё возможен пуск двигателя;

принимаем = 1.1 МПа;

Производительность каждого компрессора должна обеспечивать заполнение баллонов за 1 час:



Система газоотвода

Система служит для отвода в атмосферу отработавших газов от главных и вспомогательных двигателей, а также от вспомогательных парогенераторов. В её состав входят газовыпускные трубопроводы, глушители шума, искрогасители, компенсаторы температурных расширений и др. элементы. Эта система предназначена для транспортировки газов, имеющих высокую температуру (150 - 500), обладающих токсичностью и несущих несгоревшие частички топлива в виде искр, которые могут вызвать пожар. Это заставляет предъявлять ряд специальных требований к газовыпускным системам.

Согласно Правилам Регистра, каждый из перечисленных агрегатов имеет отдельные газоотводные трубопроводы, выведенные в общую дымовую трубу. Газовыхлопные трубопроводы будут обеспечивать отвод выхлопных газов в атмосферу автономно для каждого двигателя.

Необходимое сечение газовыпускного трубопровода определяется в зависимости от секундного расхода газа и скорости его течения:

где, - скорость течения газов, принимаем = 45 м/с;

- секундный расход газа, :

где, = 2.3 - суммарный коэффициент избытка воздуха для четырёхтактного дизеля;

= 14.3 кг/кг - теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива;

- часовой расход топлива ГД;

- плотность газов в газовыпускном трубопроводе, кг/:

где, - допустимое давление газов в трубопроводе;

- газовая постоянная;

- температура газов;

Необходимое сечение газовыпускного трубопровода:

Диаметр газовыпускного трубопровода:

Выбор вспомогательного оборудования

Судовая электростанция.

Судовая электростанция (СЭС) генерирует электроэнергию, необходимую для потребителей, требуемых параметров, и распределяет её между этими потребителями в соответствии с режимами работы судна.

На судне имеется много потребителей электроэнергии. Основным элементами судовой электростанции являются: источники электроэнергии, распределительные устройства и электрическая сеть.

Правилами Регистра допускается применение на судах переменного и постоянного однофазного и трёхфазного тока. Двигатели постоянного тока обладают плавной регулировкой частоты вращения, надёжным электроторможением, высокой перегрузочной способностью, но у них низкий К.П.Д, высокая стоимость, большие масса и габариты. Двигатели переменного тока, вследствие менее сложного устройства, имеют более низкую стоимость и габариты при более высоком К.П.Д.

Применяем общую судовую сеть переменного трёхфазного тока напряжением 380 В и частотой 50 Гц. Сеть хозяйственных потребителей, отопления, основного и аварийного освещения, радиосвязи, навигации переменного тока напряжением 220 В и частотой 50 Гц. Сеть переносного освещения переменного тока напряжением 12 В, получаемого в понижающих трансформаторах, и частотой 50 Гц.

При выборе количества и мощности генераторов надо руководствоваться следующим:

- при отказе любого из генераторов оставшиеся должны обеспечивать питание всех потребителей, необходимых для движения и безопасности судна;

- загрузка генераторов должна обеспечивать питание потребителей в каждом из режимов;

- общее количество генераторов и количество их типоразмеров в составе судовой электростанции должно быть по возможности минимальным.

Режимы работы судовой электростанции:

1) Переход в районы промысла (ходовой в балласте):

Во время перехода в район промысла нагрузка СЭС определяется работой постоянных потребителей электроэнергии, к которым относятся: механизмы и аппараты, обслуживающие СЭУ, системы ВРШ; рулевая машина; вентиляция и освещение жилых и служебных помещений; навигационное оборудование и средства связи; К потребителям работающих периодически относятся: топливо-перекачивающие насосы; компрессоры для получения сжатого воздуха; электрооборудование камбуза; осушительные устройства. В конце перехода нагрузка СЭС несколько раз возрастает в связи с работой грузовых устройств при подготовке промыслового снаряжения и холодильных компрессоров на охлаждение трюмов - эпизодически работающие потребители. Также сюда входят: пожарные и водоотливные насосы, стиральные машины.

2) Промысел (траление):

Постоянно действующими потребителями электроэнергии являются: механизмы МО, обслуживающие главный и вспомогательные двигатели, установку и системы ВРШ, рулевую машину, а также часть оборудования рефрижераторного отделения, электродвигатели систем вентиляции и освещение. Переменная продолжительная нагрузка электростанции определяется работой рыбофабрики, рыбомучной установки, гидравлических насосных станций, привода промысловых и палубных механизмов и камбуза.

3) Переход с промысла в порт (ходовой с грузом):

Характер постоянных и переменных нагрузок на СЭС такой же, как при переходе в район промысла (ходовой в балласте).

Однако общая нагрузка при переходе в порт несколько выше вследствие работы холодильной машины на поддержание температуры в трюмах.

4) Стоянка у плавбазы при сдаче продукции (стоянка с грузовыми операциями):

Отличие этого режима работы СЭС от других режимов в том, что СЭУ находится в постоянной готовности. Часть требуемых для движения судна электромеханизмов не работает или работает в режиме холостого хода.

Источниками переменной нагрузки на СЭС являются кратковременная работа компрессоров на охлаждение трюмов и работа гидравлической насосной станции на грузовые лебедки. Эпизодически работают грузоподъёмные палубные механизмы.

5) Стоянка в порту (стоянка без грузовых операций):

Минимальная нагрузка СЭС - при стоянке в порту. Кратковременное колебание нагрузок обусловлено периодическими включениями маломощных потребителей. Основную постоянную нагрузку электростанции составляют сеть освещения, бытовые приборы, камбузное оборудование, механизмы обеспечивающие работу котла.

6) Аварийный режим:

Аварийный дизель-генератор будет снабжать электроэнергией сеть аварийного освещения, радиосвязь, средства навигации, гирокомпас, аварийный привод рулевого устройства, сигнальные огни, пожарную и аварийную сигнализацию, щит механизмов первичного запуска основных ДГ.

Аварийный дизель-генератор запускается автоматически при исчезновении напряжения на клеммах ГРЩ. Также предусмотрена резервная система запуска сжатым воздухом вручную.

Потребная мощность судовой электростанции Таблица 5

№	Наименование потребителей	Ходовой в балласте	Промысел (траление)	Ходовой с грузом	Стоянка с грузовыми операциями	Стоянка без грузовых операций	Аварийный
1	Механизмы, аппараты и устройства ЭУ	160	140	160	100	75	20
2	Средства судовождения и связи	10	15	10	5	5	5
3	Механизмы судовых устройств (палубные мех.)	50	100	50	70	20	10
4	Механизмы судовых систем	52	90	52	60	32	5
5	Промысловое оборудование	20	180	20	-	-	-
6	Бытовые потребители и освещение	48	45	48	28	48	20
7	Специальные потребители	10	30	120	17	-	-
8	Суммарная потребляемая мощность	350	600	450	280	180	60
9	Количество и мощность работающих генераторов	ВГ 500 кВт	2 ДГ 302 кВт	ВГ 500 кВт	ДГ 302 кВт	ДГ 302 кВт	ДГ 76 кВт

Принимаем дизель-генераторы фирмы MAN из типоразмерного ряда:

Генератор №1 и №2:

Марка D 2840 LE

Мощность 302 кВт

Удельный расход топлива 195 г/кВт ч

Генератор № 3 (аварийный):

Марка D 0226 MTE

Мощность 76 кВт

Удельный расход топлива 215 г/кВт ч

Валогенератор:

Мощность 500 кВт

Частота вращения 1500 об/мин

Частота генерируемого тока 50 Гц

Достоинства дизель-генераторов, перед другими типами генераторов:

- высокая готовность к пуску и приёму нагрузки;

- высокий К.П.Д двигателя - дизеля;

- высокая степень автоматизации;

- способность работы на средневязких и высоковязких сортах топлива;

- широкая номенклатура выпускаемых промышленностью дизель-генераторов;

- хорошая ремонтопригодность.

Из-за специфических режимов работы главного двигателя с недогрузкой для данного типа судна целесообразно использовать валогенератор. На рыболовных траулерах применение валогенераторов позволяет стабилизировать нагрузку главного двигателя на различных ходовых режимах (при переменной нагрузке электросети) и облегчает питание такого крупного потребителя, как траловая лебёдка. Также использование валогенератора даёт ряд преимуществ:

- уменьшается число автономных дизель-генераторов;

- снижаются стоимость вырабатываемой электроэнергии, затраты на ремонт и обслуживание;

- снижение уровня шума в МО.



Рис. 8. Схема судовой электростанции:

АГ - аварийный генератор;

АРЩ - аварийный распределительный щит;

АЭ - аварийная электростанция;

ВГ - валогенератор (500 кВт);

Г - генераторы (2302 кВт);

ГД - главный двигатель (2200 кВт);

ГРЩ - главный распределительный щит;

МП - механическая передача;

ОЭ - основная электростанция;

ПД - приводные двигатели;

ПЕ - перемычка;

Р - редуктор;

ЩПБ - щит питания берега;

Вспомогательная котельная установка

Вспомогательные котлы предназначены в основном для выработки пара, потребляемого вспомогательными механизмами, аппаратами и устройствами дизельной установки.

В качестве вспомогательных котлов при производительности более

1 т/ч применяют преимущественно автоматизированные вертикальные водотрубные котлы с естественной циркуляцией, работающие на мазуте.

Применять экономайзеры во вспомогательных котлах нецелесообразно из-за низкого давления пара и высокой температуры конденсата основных потребителей теплоты. Использование газового воздухоподогревателя позволяет существенно повысить К.П.Д вспомогательных котлов. При наличии парового воздухоподогревателя температура отработавших газов за котлом изменяется в пределах 170 - 215 , без воздухоподогревателя она значительно выше 360 - 460 .

Основные потребители пара:

- система отопления жилых и служебных помещений;

- подогреватели пресной мытьевой воды;

- камбуз;

- прачечная;

- рыбомучная установка;

- испарительная установка;

- жиротопная установка;

- подогреватели танков воды, топлива и масла;

- подогреватель пресной воды рыбофабрики;

- механизмы, обслуживающие котёл (питательные насосы);

Расход пара только на судовые нужды (без учёта расхода на технологическое оборудование):



На технологическое оборудование необходимо 1300 кг/ч;

Суммарный расход пара:

D = 1198 + 1300 = 2498 кг/ч = 2.49 т/ч;

По рассчитанному расходу пара из каталога выбираем вспомогательный котёл.

В качестве вспомогательного котла применяем автоматизированный вертикальный водотрубный котёл с естественной циркуляцией:

Марка КВВА 2.5/5

Производительность 2.5 т/ч

Давление 0.5 МПа

К.П.Д 0.82

Масса рабочая 6.70 т

Расход топлива 195 кг/ч

Утилизационный котёл, предназначенный для выработки пара за счёт утилизации теплоты выпускных газов ДВС, не нашёл применения на траулерах, поскольку использование теплоты отработавших газов для получения пара нужных параметров сопряжено с трудностями из-за постоянно меняющихся режимов работы ГД на промысле. Такие режимы как: буксировка трала, спуск и подъём трала, переходы по району промысла, дрейф в штормовую погоду и прочие режимы. Для получения механической энергии необходимо использовать источники теплоты с температурой не ниже 100 , таким образом, в дизельных установках утилизировать теплоту можно лишь путём использования теплоты выпускных газов.

Поэтому на данном судне утилизационный котёл не применяется.

Опреснительная установка

Опреснительная установка входит в состав энергетической установки судна и служит для приготовления питательной (технической) пресной воды, мытьевой (бытовой) и питьевой воды. Питьевая вода используется для питья и приготовления пищи; мытьевая - для подачи к умывальникам, посудомоечным и стиральным машинам, в бани; питательная - для питания всех потребителей СЭУ, а также для технологических и специальных потребителей.

Согласно рекомендациям Всемирной организации здравоохранения солёность питьевой воды не должна превышать 500 мг/л, должна быть прозрачной, насыщенной воздухом и в ней не должно быть болезнетворных бактерий. Требования к мытьевой пресной воде менее жёсткие - солёность 5 - 10 мг/л.

Потребление пресной воды для бытовых нужд на судах составляет в среднем около 200 л в сутки на одного человека. Особенно велико потребление пресной воды на пассажирских и рыбопромысловых судах, где суточные потребности в пресной воде достигают до 200 т.

Расход воды:

т/сут;

где, - коэффициент запаса, принимаем ;

- нормированный расход пресной воды на одного члена экипажа (по существующим санитарным нормам), принимаем

т/();

= 102 чел - число членов экипажа;

= 4.6 т/сут - суточный расход воды на технические и технологические нужды, который определяется в соответствии с мощностью ГД и производительностью технологического оборудования;

На каждые 1000 кВт мощности ГД требуется 0.27 т/сут пресной воды. Мощность ГД составляет 2200 кВт, тем самым расход воды на технические нужды получается 0.6 т/сут.

На каждую тонну мороженой рыбы расходуется до 100 кг пресной воды.

Производительность технологического оборудования по производству мороженой продукции составляет 50 т/сут. Принимаем, что на каждую тонну мороженой продукции расходуется 80 кг пресной воды и получаем расход воды на технологические нужды 4 т/сут.

По рассчитанному расходу воды выбираем из каталога опреснительную установку фирмы ATLAS:

Марка AFGU1-S36

Производительность 36 т/сут

Расход электроэнергии на

работу установки 8.5 кВт

Длина 2.13 м

Ширина 1.45 м

Высота 1.97 м

Рабочая масса установки 3000 кг

Размещено на http://www.allbest.ru/

Конструктивный узел. Проектирование системы охлаждения судовой дизельной установки

Система охлаждения.

Система охлаждения предназначена для отвода теплоты от различных механизмов, устройств, приборов и рабочих сред (воды, масла, топлива, воздуха) в теплообменных аппаратах.

Вода по сравнению с другими охлаждающими средами имеет большую теплоёмкость и при скорости 0.5 - 2.5 м/с высокие коэффициенты теплоотдачи.

Это легкодоступная охлаждающая среда, однако, в воде содержаться растворимые соли, микроорганизмы и другие примеси, которые при нагревании выпадают в осадок.

Особенно много солей и примесей в морской забортной воде, поэтому её подогрев в теплообменных аппаратах выше 45 нежелателен.

Пресная вода допускает нагрев в системах охлаждения при атмосферном давлении до 80 - 90, а при повышенном и более.

Охлаждающая дизель пресная вода подводится в нижнюю часть зарубашечного пространства, находящегося между втулками цилиндров и стенкой блок-картера.

Двигаясь вверх, вода охлаждает втулки и затем перетекает в крышки цилиндров. Горячая вода, отводимая из крышек цилиндров, охлаждается в водо-водяном охладителе и циркуляционным насосом внутреннего контура подается в зарубашечное пространство дизеля.

Чтобы температура воды на выходе из дизеля была примерно постоянной, терморегулятор изменяет поток воды, проходящий через теплообменный аппарат.

Для того чтобы не нарушилась герметичность трубопровода при расширении нагревающейся воды, во внутренний контур включена расширительная цистерна, создающая подпор перед насосом.

Исходные данные:

ГД: Мощность

Удельный расход топлива

ВД: Мощность

Удельный расход топлива

Тепловой расчёт

Определение количества теплоты, отводимого водой.

Общее количество теплоты, затраченное на работу ДВС:

ГД:

где, = 42700 кДж/кг - низшая теплота сгорания топлива;

ВД 302 кВт:

где, - низшая теплота сгорания лёгкого дизельного топлива;

Количество теплоты, отводимое с пресной водой от двигателя:

ГД: или кВт;

где, = 0.120.17 - относительная потеря тепла водой, принимаем = 0.14;

ВД 302 кВт:

Количество теплоты, отводимое от двигателя маслом через маслоохладитель:

ГД:

где, = 0.030.09 - относительная потеря тепла маслом, принимаем = 0.07;

ВД 302 кВт:

где, = 0.030.09 - относительная потеря тепла маслом, принимаем = 0.035;

Количество теплоты, отводимое от надувочного воздуха в воздухоохладители:

ГД:

где, - теплоёмкость воздуха;

- разность температуры воздуха после нагнетателя и на входе в двигатель, принимаем

- расход воздуха на двигатель:

где, = 2 - суммарный коэффициент избытка воздуха для ГД;

- теоретически необходимое количество воздуха для сжигания 1 кг топлива;

Количество теплоты, отводимое пресной водой от форсунок ГД:

где, = 0.005 - доля тепла отводимого от форсунок;

Количество тепла, отводимое забортной водой от цилиндров компрессоров системы сжатого воздуха, а также от опорных и упорного подшипников валопровода:

Определение расхода охлаждающей воды через потребители.

Расход пресной воды на охлаждение двигателя:

ГД:

где, - плотность пресной воды ();

ВД:

где, - плотность пресной воды ();

= 604 кВт - суммарная мощность ВД;

Расход забортной воды через охладитель пресной воды:

ГД:

где, = 1.2 - коэффициент запаса;

- плотность забортной воды ;

- теплоёмкость забортной воды;

- разность температур забортной воды на входе и выходе из водоохладителя, принимаем ;

ВД:

где, принимаем - разность температур;

- суммарное количество теплоты, отведенное пресной водой от ВД;

Расход забортной воды через маслоохладитель:

ГД:

где, - плотность забортной воды ;

- разность температур забортной воды на входе и выходе из маслоохладителя, принимаем ;

ВД 302 кВт:

Расход забортной воды через воздухоохладитель надувочного воздуха:

ГД:

где, - плотность забортной воды ;

- разность температур забортной воды на входе и выходе из воздухоохладителя, принимаем ;

Расход забортной воды через охладитель пресной воды системы охлаждения форсунок ГД:

где, - разность температур забортной воды на входе и выходе из охладителя форсунок;

Расход забортной воды на охладители подшипников линии вала и воздушные компрессора:

где, - разность температур, принимаем ;

Определение площади теплопередающей поверхности теплообменных аппаратов.

Площадь поверхности водоохладителя:

ГД: Охладитель пресной воды - кожухотрубный:

где, - коэффициент теплопередачи от пресной воды к забортной (в кожухотрубных теплообменных аппаратов), принимаем ;

- температурный напор,

где, - температура забортной воды перед охладителем, принимаем ;

- температура забортной воды после охладителя, принимаем ;

- температура пресной воды пред охладителем;

- температура пресной воды за охладителем;

- максимальная разность температур пресной и забортной воды;

- меньшая разность температур пресной и забортной воды;

ВД: Охладитель пресной воды- кожухотрубный:

где, или кВт - суммарное количество теплоты, отведенное пресной водой от ВД;

принимаем

;

;

;

;

Площадь поверхности маслоохладителя:

ГД: маслоохладитель - кожухотрубный:

где, - коэффициент теплопередачи от масла к забортной воде (в кожухотрубных теплообменных аппаратах), принимаем ;

- температурный напор (среднелогарифмическая разность температур):

где, - температура масла при выходе из маслоохладителя, принимаем ;

- температура масла при входе в маслоохладитель;

- температура забортной воды перед охладителем, принимаем

;

- температура забортной воды после охладителя, принимаем

;

ВД 302 кВт: маслоохладитель - кожухотрубный:

где, принимаем

где, ;

;

;

;

Площадь поверхности воздухоохладителя надувочного воздуха:

ГД: Охладитель надувочного воздуха - кожухотрубный:

где, - коэффициент теплопередачи от воздуха к забортной воде, принимаем ;

- температурный напор,:

где, - температура воздуха поступающего в воздухоохладитель, принимаем ;

- температура воздуха на выходе из воздухоохладителя, принимаем ;

;

;

- максимальная разность температур воздуха и забортной воды;

- меньшая разность температур воздуха и забортной воды;

Определение объёма расширительной цистерны.

Объём расширительной цистерны обычно принимают равным

10 - 20 % количества пресной вод, циркулирующей в контуре охлаждения ДВС.

Приближённо его можно рассчитать по эмпирической формуле:

где, - мощность ГД, кВт;

Определение размеров Машиного отделения судна

Длина МО: L = 13.4 м;

Площадь МО:

где, - удельная величина, выражающая отношение мощности ДУ к площади МО, принимаем ;

Объём МО:

где, - удельный объём помещений СЭУ, принимаем

Ширина МО:

Высота МО:

После определения основных размеров строится схема трассировки трубопроводов, по которой определяется длина труб, количество фасонных частей, число погибов.

Гидравлический расчёт

Гидравлический расчёт системы охлаждения производится с целью выбора насоса.

Системы охлаждения дизельных СЭУ являются разветвленными. С целью упрощения гидравлического расчёта весь трубопровод с его элементами разбивается на отдельные участки. Точки перехода одного участка в другой или другие называются узлами трубопровода и являются местами либо разветвления трубопровода, либо изменения внутреннего диаметра. После разбиения трубопровода на участки расчётные узлы и участки нумеруются. Затем производится расчёт гидравлической характеристики каждого участка. По полученным характеристикам участков путём суммирования получают характеристику всей системы.

Гидравлический расчёт приведён в таблице 6.

Таблица 6

№	Показатель	Обозначение	Размерность	№ участков
				1-2	2-3	3-а-4	3-б-4	4-5	2-6	6-с-7	6-д-7	7-8
1	Расход воды по участкам			273	235	148	87	235	38	19	19	38
				0.076	0.065	0.041	0.024	0.065	0.011	0.005	0.005	0.011
2	Предварительная скорость воды			1.8	1.8	1.8	1.8	1.8	1.8	1.8	1.8	1.8
3	Условный диаметр (1)		мм	232	215	170	130	215	88	60	60	88
4	Наружный диаметр		мм	245	215	170	130	215	90	60	60	90
5	Толщина стенки (2)		мм	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5
6	Внутренний диаметр (3)	d	мм	242	212	167	127	212	87	57	57	87
7	Уточнённая скорость (4)	W		1.7	1.84	1.79	1.93	1.84	2	2.2	2.2	2
8	Число Рейнольдса (5)		-	494017	476190	373626	296703	476190	202686	145055	145055	202686
9	Коэффициент Трения (6)		-	0.0180	0.0188	0.0198	0.0213	0.0188	0.0236	0.0262	0.0262	0.0236
10	Число погибов		-	9	0	8	6	2	3	8	8	2
11	Длина погибов (7)		м	4.3	0	2.8	1.6	0.86	0.52	0.94	0.94	0.35
12	Длина общих участков		м	12.5	0.57	9.7	5.6	4.3	13	6.8	6.8	3
13	Длина прямых участков (8)		м	8.2	0.57	6.9	4	3.44	12.48	5.86	5.86	2.65
14	Потери на трение (9)			0.896	0.085	1.28	1.26	0.516	7.09	6.88	6.88	1.507
15	Местные потери (10)			57.4	3.27	100.4	83.1	18.5	3.86	154.3	154.3	21.86
16	Общие потери на участке (11)			58.3	3.35	101.7	84.4	19.02	10.95	161.2	161.2	23.4
17	Коэффициент потери дроссельной шайбы (12)			-	4.5	-	9.3	-	-	-	-	-
18	Суммарные потери (13)			58.3	7.85	101.7	93.7	19.02	10.95	161.2	161.2	23.4

Рис. 10. Схема трассировки трубопровода



Рис. 11. Схема системы охлаждения забортной водой: 1 - Кингстонные ящики; 2 - Фильтры забортной воды; 3 - Насосы забортной воды; 4 - Дроссельные шайбы; 5 - Охладитель пресной воды ГД: 6 - Маслоохладитель ГД; 7 - Воздухоохладитель ГД; 8 - Охладители пресной; Воды ВД; 9 - Маслоохладители ВД; 10 - Кингстоны сбора (КСБ)

Расход воды по участкам принимается в соответствии с результатами теплового расчёта, .

Предварительная скорость потока воды принимается в пределах 1.22.5 м/с - для забортной воды. Принимаем м/с.

Условный диаметр:

, [мм]; (1)

По предварительно оценённой величине , выбирается из сортамента труб из медно-никелевого сплава марки МНЖ 5-1, соответствующий наружный диаметр по ГОСТ 17217-79.

Толщина стенки:

, [мм]; (2)

где, - расчётное давление рабочей среды, принимаем ;

- коэффициент прочности шва трубы;

- допускаемое напряжение для материала трубопровода МНЖ 5-1;

- прибавка к расчётной толщине стенки, учитывающая коррозию трубопровода в процессе эксплуатации, для трубопроводов из медно-никелевых сплавов ;

- прибавка к расчётной толщине стенки трубы, учитывающая фактическое утонение стенки труб при гибке:

, [мм];

где, R - средний радиус погиба трубы, мм.

Внутренний диаметр:

, [мм]

Уточнённая (действительная) скорость потока:

, [м/с]

Число Рейнольдса:

где, - кинематическая вязкость жидкости;

Коэффициент трения:

(6)

Где = 0.15 мм - приведённая (эквивалентная) шероховатость.

Число погибов на каждом участке определяется из схемы трассировки.

Длина погибов:

, [м];

где, = 2.5 м - относительный радиус погиба;

Длина общих участков определяется из схемы трассировки.

Длина прямых участков:

, [м];

Потери на трение:

, [Дж/кг];

Местные потери вычисляются по формуле Вейсбаха:

, [Дж/кг]

где, - коэффициент местных потерь, который зависит, главным образом, от геометрических параметров элемента сети. Принимается в соответствии с опытом проектирования.

Общие потери на участке:

, [Дж/кг];

Коэффициент потерь дроссельной шайбы:

, [Дж/кг]

где, - максимальные потери из рассматриваемой группы параллельных участков, Дж/кг;

- потери напора на участке, где устанавливается данная дроссельная шайба, Дж/кг;

- скорость воды на участке, где устанавливается шайба, м/с;

Суммарные потери:

, [Дж/кг]

Построение характеристики сети

Нахождение характеристики сети сводится к построению кривой, выражающей зависимости напора от суммарного расхода через сеть (трубопровод), который равен подаче насоса. Суммирование характеристик параллельных участков идёт с учётом дроссельных шайб.

Суммирование участков:

(1-2)+(2-3)+(3-а-4)+(4-5) = 58.3 + 7.85 + 101.7 + 19.02 = 187 Дж/кг;

(1-2)+(2-3)+(3-б-4)+(4-5) = 58.3 + 7.85 + 93.7 + 19.02 = 179 Дж/кг;

(1-2)+(2-6)+(6-с-7)+(7-8) = 58.3 + 10.95 + 161.2 + 23.4 = 254 Дж/кг;

(1-2)+(2-6)+(6-д-7)+(7-8) = 58.3 + 10.95 + 161.2 + 23.4 = 254 Дж/кг;

Расчёт характеристики сети Таблица 7

	0.4	0.6	0.8	1.0 (номинал)	1.2	1.4	1.6
, Дж/кг	40.4	91.4	161.6	254	365.8	496.1	649.3
,	109	164	218	273	328	382	437
,	11881	26896	47524	74529	107584	145924	190969

, [Дж/кг];

- задаваемый относительный расход рабочей среды через участок;

Рис. 12. Характеристика сети

Выбор насоса

Выбор насоса производится из каталога, главным образом, по трём основным параметрам: производительности, напору (подаче) и кавитационному запасу энергии на входе в насос.

Подачу насоса выбирают всегда больше, чем это требуется по расчёту, поскольку необходим запас расхода для регулирования температур охлаждаемых рабочих тел в теплообменных аппаратах, а также снижения коэффициентов теплоотдачи охлаждающих поверхностей в ГД.

Спецификационная подача, гарантируемая поставщиком и приводимая в справочниках:

где, - коэффициент запаса для насоса забортной воды, принимаем

Напор насоса, как и его производительность, должен быть больше расчётного значения потери напора в сети, поскольку имеется погрешность расчёта потерь, особенно местных, и увеличение потерь напора вследствие коррозионного и эрозионного износа элементов сети, в том числе и охлаждающих каналов двигателя.

Напор насоса:

где,

По полученным результатам выбираем насос из каталога:

Марка насоса НЦВ 400/30

Подача 400

Напор 300 Дж/кг

Кавитационный запас 60 Дж/кг

Мощность 50 кВт

Частота вращения 1450 об/мин

Кроме обеспечения с достаточным запасом требуемых величин напора и производительности насоса, для надёжной работы системы охлаждения необходимо также обеспечить и бескавитационную работу насоса. Это условие достигается путём создания на входе в насос определенной величины кавитационного запаса энергии.

Располагаемый кавитационный запас на входе в насос:

где, - статическое давление в приёмном патрубке насоса;

- плотность воды на входе в насос;

- внутренний диаметр входного патрубка насоса;

- давление насыщения паров воды при температуре на входе в насос;

Определённый по данному выражению должен быть больше допускаемой величины кавитационного запаса энергии.

74.5 Дж/кг > 60 Дж/кг

Расчёт трубопровода на прочность

Прочность трубопровода системы охлаждения зависит от действующих внешних нагрузок (кручение, изгибы), внутреннего давления рабочей среды, а так же формы и размеров элементов трубопровода и обусловливается толщиной стенки трубопровода.

В качестве материала трубопровода принимаем медно - никелевый сплав МНЖ 5-1.

Допускаемое напряжение для материала трубопровода:

В соответствии с правилами Регистра РФ толщина стенки трубы рассчитывается из выражения:

где, - наружный диаметр трубы;

- расчётное давление рабочей среды, принимаем ;

- коэффициент прочности шва трубы;

- допускаемое напряжение для материала трубопровода

МНЖ 5-1;

- прибавка к расчётной толщине стенки, учитывающая коррозию трубопровода в процессе эксплуатации, для трубопроводов из медно-никелевых сплавов ;

- прибавка к расчётной толщине стенки трубы, учитывающая фактическое утонение стенки труб при гибке:

где, R - средний радиус погиба трубы,

Принимаем значение толщины стенки .

Этот расчёт учитывает только нагрузку от внутреннего давления. Но в реальных условиях, кроме указанной нагрузки, на трубопровод действуют также крутящий и изгибающий моменты и силы сжатия, вызванные температурным расширением трубопровода, и изгибающий момент от сил веса элементов трубопровода.

Расчётная модель будет выглядеть следующим образом: короткая труба находится между двумя жёстко закреплёнными элементами системы и установлена на штатное место без монтажных напряжений при температуре . При работе системы эта труба нагружена максимально возможным давлением воды с максимально возможной температурой.

В этом случае элемент трубы будет испытывать следующие напряжения:

в осевом направлении сжатие от тепловой деформации:

где, - коэффициент линейного расширения (для МНЖ);

- модуль упругости материала трубы (для МНЖ);

- для забортной воды;

в радиальном направлении сжатие от сил давления:

где, - максимальное давление:

где, - давление над уровнем моря;

- абсолютное давление в машинном отделении;

- высота уровня моря;

- высота самого низкого сечения трубопровода, расположенного за насосом;

- максимальный напор, который может создать насос;

в тангенциальном направление растяжение от сил давления:

Имея значения , и по энергетической гипотезе прочности определяется эквивалентное напряжение:

Так как эквивалентное напряжение больше допускаемого напряжения материала трубы, то можно сделать вывод о необходимости в данном случае компенсаторов тепловых деформаций. Для компенсации обычно используют сильфонные компенсаторы.

Расчёт судовых энергетических запасов

Судовые энергетические запасы (СЭЗ) - это запасы топлива, смазочного масла и пресной воды, необходимые для обеспечения работы СЭУ. Топливо составляет основную часть массы СЭЗ. Режимы работы СЭУ могут быть разделены на ходовые и стояночные. Расходы топлива для ходовых режимов, как правило, значительно больше, чем для стояночных. Количество рассматриваемых расчётных режимов работы СЭУ обычно ограничивают, принимая во внимание только наиболее характерные длительные режимы. Так как в составе ЭУ имеется валогенератор, то время работы ДГ или вспомогательного котла может быть сокращено, а на ходовых режимах полностью исключено.

Определение запаса топлива

Количество принимаемого на судно топлива зависит от заданной дальности плавания, скорости судна и расхода топлива в единицу времени главной и вспомогательной энергетическими установками.

S = 20000 миль - дальность плавания;

А = 70 суток - автономность плавания;

= 13.5 уз - скорость судна;

Ходовое время судна:

Эксплуатационное время судна:

Время стоянки судна:

Продолжительность траления составляет 0.5 - 3 ч в зависимости от концентраций рыбы и характера грунта, принимаем время траления

Расход топлива на ходовом режиме:

Расход топлива во время стоянки:

Расход топлива во время траления:

Запас тяжёлого топлива:

Запас лёгкого топлива принимают равным 15 % от запаса тяжёлого топлива:

Определение запаса смазочного масла

Расход смазочного масла механизмами СЭУ вызывается следующими причинами:

- угаром и утечками в циркуляционных системах смазки;

- старением циркуляционного масла и необходимостью его периодической замены;

Общая формула для определения количества масла, принимаемого в запас на период автономного плавания:

где, - число смен масла за период плавания. Запас масла должен обеспечивать восполнение угара и минимум одну смену масла в системе.

- необходимое количество масла в системе;

- плотность масла;

- расход масла на угар для ГД;

- время работы ГД;

- расход масла на угар для ВД;

- время работы ВД;

Определение запаса пресной воды

Потребление пресной воды для бытовых нужд на судах в настоящее время составляет в среднем около 200 л в сутки на одного человека. Наибольший расход технической пресной воды имеет место в циклах пар-конденсат. Для вспомогательных котлов расход воды может составлять

5 - 10 % производительности. Утечки пресной воды в системах охлаждения сравнительно невелики, их можно восполнить из общесудовой системы водоснабжения и отдельно не учитывать.

Современные суда оборудованы опреснительными установками, производительность которых достаточна для обеспечения потребностей экипажа и механизмов судна в пресной воде. Поэтому на судно принимается только аварийный запас пресной воды, составляющий 4-8% от запасов топлива.

Запас пресной воды:

Технология монтажа вспомогательного котла

Механизмы делятся на агрегатированные и неагрегатированные. К агрегатированным относятся механизмы, конструкция и габариты которых позволяют выполнять транспортно-погрузочные и монтажные операции без их разборки. К неагрегатированным принадлежат механизмы, монтаж которых выполняют отдельными узлами. Это - вспомогательные механизмы, которые конструктивно связаны с корпусом судна или имеют большие габариты.

Агрегатированные механизмы более технологичны, так как для неагрегатированного оборудования требуется дополнительная общая сборка на судне, что увеличивает трудоёмкость монтажа.

Вспомогательные котлы изготавливают в виде котлоагрегатов, в состав которых входят все обслуживающие котёл вспомогательные механизмы, теплообменные аппараты, приборы автоматического управления горением и питанием, арматура и др.

Монтаж вспомогательных котлов на судне стремятся выполнять после достижения наибольшей степени их готовности в цехе при отсутствии точных пригонных операций на судне. Монтаж осуществляется на переходных частях фундамента. Переходные части фундамента присоединяют к вспомогательному котлу в цехе завода изготовителя, на судне производится приварка переходных частей к фундаменту.

Технические требования к монтажу

При установке вспомогательного котла необходимо выполнить следующие требования:

- располагать вспомогательный котёл на судне в соответствии с координатами монтажного чертежа;

- выдерживать крен и дифферент согласно допускаемым техническим условиям;

- обеспечивать монтажные и тепловые зазоры в скользящих опорах.

Метод переходных частей фундамента предусматривает введение между опорами вспомогательного котла и судовым фундаментом сварной переходной части, которая имеет технологический припуск 3040 мм. Переходная часть представляет металлическую конструкцию, которая должна быть достаточно жёсткой и иметь минимальные деформации после газовой резки и приварки к фундаменту.

Шероховатость опорных поверхностей переходных частей должна быть не более Rz = 40 мкм. На опорах вспомогательного котла должны быть нанесены и закреплены риски, соответствующие продольной и поперечной осям опоры. После присоединения к опорам переходных частей, риски переносятся на внешние поверхности вертикальных листов переходной части. Положение вспомогательного котла относительно диаметральной плоскости судна и поперечной переборки определяется по этим рискам. Допускается несовпадение до 5мм рисок продольной и поперечной осей неподвижной опоры и рисок продольной оси подвижной опоры, расположенной на одной оси с неподвижной. Совпадение рисок остальных опор не проверяется. Отклонение положения вспомогательного котла по высоте не должно превышать 15мм. Отклонение котла по крену 5 мм/м, по дифференту - 2 мм/м. Крен и дифферент вспомогательного котла измеряют по паровому коллектору, на котором нанесены соответствующие риски, с учётом существующих крена и дифферента судна. После опускания вспомогательного котла на фундамент зазоры между кромками переходной части и плитой фундамента не должны превышать 2 мм. На каждой стороне переходной части должно быть не менее двух пунктов касания кромки с опорной плитой фундамента. Расположение рисок на паровом коллекторе для изменения крена и дифферента котла устанавливаются чертежом. При необходимости должны быть предусмотрены приварные планки, на которые выносятся риски при установке изоляции.

На фундаменте должны быть нанесены и закреплены осевые риски, используемые при установке фундамента на судне и вспомогательного котла на фундамент. Перед погрузкой вспомогательного котла опорные поверхности должны быть расконсервированы. Установка вспомогательного котла на фундамент может выполняться независимо от готовности корпуса судна. Расстояние вертикальных стенок переходных частей от кромок опорных плит фундамента должно быть не менее 5 мм. Разметка под обрезку припусков вертикальных стенок переходных частей должна производиться с учетом обеспечения заданного положения вспомогательного котла по высоте, крену и дифференту. При разметке и последующей подрезке переходных частей вспомогательный котёл должен быть установлен на домкратах или отжимных болтах. Район установки кронштейнов под домкраты указывается в рабочей документации вспомогательного котла. Если после опускания вспомогательного котла на фундамент с какой-либо стороны переходной части нет пунктов касания кромки с опорной плитой фундамента, то допускается установка временных прокладок на расстоянии 40 - 60 мм от углов переходной части. После наложения электроприхваток прокладки удаляются. Приварка переходных частей должна производиться по технологическому процессу, разработанному на заводе-строителе судна. Технологический процесс сварки должен обеспечивать минимальные сварочные деформации опорных листов переходных частей. После подрезки переходных частей их кромки должны быть зачищены. Отклонение расстояния от поверхности опорной плиты фундамента до кромки переходной части не должно превышать 2 мм. При опускании котла все домкраты должны отниматься постепенно. В процессе опускания разновысотность домкратов не должна превышать 5 мм.

В процессе эксплуатации происходят значительные тепловые деформации вспомогательного котла от разности температуры деталей в рабочем и холодном состоянии. С целью компенсации деформаций предусмотрены, кроме неподвижной, скользящие опоры, установку которых выполняют с зазорами, обеспечивающими свободное перемещение вспомогательного котла. В креплении скользящих опор с ограничительными планками проверяют монтажные и тепловые зазоры, а также плотность прилегания латунной подкладки опоры к переходной части фундамента.

Применение переходных частей снижает трудоёмкость крепления вспомогательного котла в 3 - 4 раза по сравнению с использованием монтажных плит. Кроме того, не требуются повторные перемещения вспомогательного котла домкратами, что повышает качество монтажа и позволяет выполнить его с полным насыщением.

Технологический процесс монтажа вспомогательного котла Таблица 8

№	Содержание операции	Требования	Инструмент
1	Погрузка фундамента на судно	Погрузку выполнить согласно схемы строповки	Кран
2	Установка фундамента, совмещение контрольных рисок носовой и кормовой переборок с осевыми рисками опор	Несовпадение рисок ±5 мм	Измерительный инструмент
3	Погрузка вспомогательного котла на судно. Установка домкратов.	Погрузку выполнить согласно монтажному чертежу	Кран, домкраты
4	Совмещение рисок переходных частей и опор фундамента. Обеспечение вертикального положения вспомогательного котла.	Несовпадение рисок ±5 мм; отклонение по вертикали ±15 мм	Измерительный инструмент, отжимные болты
5	Разметка переходных частей для подрезки	Не параллельность относительно опор фундамента ± 2 мм	Измерительный инструмент
6	Подрезка переходных частей в размер	Режим резки	Газовый резак
7	Зачистка кромок переходных частей	Шероховатость Rz = 40 мкм	Шлифовальная машина
8	Окончательная установка вспомогательного котла	8 точек касания на каждой опоре.	Кран, домкраты, щуп
9	Прихватка переходных частей к фундаменту	Контроль зазоров	Сварочный аппарат, щуп
10	Приварка переходных частей к фундаменту	Технологический процесс сварки, минимальные сварочные деформации	Сварочный аппарат
11	Контроль качества шва	-	-
12	Контроль качества монтажа согласно технологическим требованиям	-	-

Методы монтажа вспомогательного котла на судне

Монтаж вспомогательного котла на судне может быть произведён тремя способами:

1) На переходных частях фундамента

2) На компенсирующих прокладках

3) На общей раме

При монтаже на компенсирующих прокладках вспомогательный котёл устанавливают на фундамент на металлических выравнивающих прокладках. При установке котла данным способом требуется точная обработка фундамента, шероховатость опорной поверхности должна быть не ниже Rz=40 мкм. В процессе монтажа котёл приходится неоднократно перемещать для того, чтобы отклонения расположения соответствовали требованиям и для разметки и для сверления отверстий.

При монтаже вспомогательного котла посредством рамы, крепления рамы к фундаменту производится с помощью болтового соединения или сварки после установки вспомогательного котла. При болтовом соединении под раму устанавливают выравнивающие шайбы или прокладки. Для того чтобы отклонения котла относительно диаметральной плоскости и поперечной переборки не превышали допустимых, к раме предъявляются жесткие требования по параллельности и плоскостности. Должны быть рассверлены точно отверстия в полках рамы для крепления к фундаменту.

Применение рамы увеличивает вес котла.

Применение монтажа на переходных частях позволяет избавиться от многих недостатков изложенных выше. Не требуется обработка больших поверхностей, за исключением опорных поверхностей переходных частей, поверхность которых сравнительно мала. Так же не требуется точная разметка и сверление отверстий под крепежные болты. Не требуется установка и подгонка компенсирующих прокладок. Благодаря этому применение переходных частей позволяет значительно снизить трудоемкость установки вспомогательного котла.

Технико-экономическое обоснование проекта

Технико-экономический анализ включает в себя анализ технической, организационной и экономической целесообразности применения проектируемых машин и оборудования. Основной целью проведения расчётов экономической эффективности проектируемых машин является, с одной стороны, их количественная и качественная оценка по сравнению с современными действующими машинами аналогичного эксплуатационного назначения, а с другой стороны - отбор наилучших конструктивных вариантов при проектировании.

Оптимальной является СЭУ, обеспечивающая получение наилучшего значения критерия эффективности судна. Для морских транспортных судов критерием оптимальности является критерий экономической эффективности.

Расходы, связанные с эксплуатацией судна разделяют на первоначальные или единовременные и текущие и постоянные. Первые выступают в виде капитальных вложений - стоимости постройки или приобретения судна. Годовые текущие расходы - расходы на топливо, смазочные и обтирочные материалы, амортизацию, текущий ремонт, снабжение и косвенные.

Эксплуатационные расходы являются основными в общей сумме затрат на создание и эксплуатацию СЭУ.

Эксплуатационные расходы морских судов включают в себя:

- расходы на топливо и масло;

- техническое обслуживание и ремонт;

- содержание экипажа.

В данном технико-экономическом анализе будут рассмотрены только затраты на топливо, так как они являются определяющими в оценке затрат эксплуатации СЭУ. Затраты на топливо зависят от типа и особенностей установки, сорта и цены топлива, эксплуатационных факторов, типа судна и др. Себестоимость топлива определяется главным образом исходной ценой нефти и способом получения её из нефтепродукта. Поэтому наиболее дорогими являются дистиллятные сорта топлива, а более дешевыми - тяжелые сорта топлива. Вполне естественно стремление фирм-производителей энергетического оборудования переводить изготовляемые ими машины на тяжелые сорта топлива, повышая тем самым эффективные показатели эксплуатации судов.

Относительные затраты на топливо возросли с начала 80-х годов и эта тенденция продолжает сохраняться. Это обусловлено, с одной стороны, постоянным повышением цен на топливо, а с другой, - совершенствованием судового оборудования не только в связи с улучшением технических параметров, но и снижением относительной стоимости этого оборудования по сравнению с ценами на топливо.

Для снижения эксплуатационных затрат в главном двигателе

MAN - B&W L32/40, представленном в дипломном проекте, используется в качестве основного - топливо тяжёлых сортов, флотский мазут ГОСТ 10585-99.

СЭУ прототипа:

Мощность главного двигателя

Удельный расход топлива

Модернизированная СЭУ:

Мощность главного двигателя

Удельный расход топлива

Экономия удельного расхода топлива ГД:

Расход топлива ГД:

СЭУ прототипа:

Модернизированная СЭУ:

Экономия расхода топлива:

Экономия стоимости израсходованного топлива ГД за год (эксплуатационный расход):

где, - стоимость флотского мазута ГОСТ 10585-99;

Сопоставим эффективные показатели СЭУ прототипа с показателями модернизированной СЭУ Таблица 9

Параметр	Размерность	Величина
		СЭУ прототипа	Модернизированная СЭУ
Мощность ГД	кВт	3990	2200
Удельный расход топлива		182	179
Скорость судна	уз	15	13.5
Эффективный К.П.Д	-	0.46	0.47
Удельная масса	кг/кВт	18.4	19
Расход топлива	кг/ч	726	394

Скорость судна с модернизированной СЭУ была уменьшена на 1.5 узла, от чего уменьшилось сопротивление движению судна, следовательно, потребовался ГД меньшей мощности. Удельная масса и эффективный К.П.Д почти не различаются. Удельный расход у модернизированной СЭУ немного меньше чем у СЭУ прототипа, а вот расход топлива отличается значительно, что даёт большую экономию стоимости израсходованного топлива за год.

В модернизированной СЭУ используется 2 одинаковых вспомогательных двигателя, а в СЭУ прототипа 3 вспомогательных, из которых только 2 одинаковых. Что является нецелесообразно, т.к не соблюдена унификация, количество типоразмеров должно быть минимальным . Расход топлива ВД прототипа также превышает расход топлива модернизированных ВД.

В настоящее время экономическая ситуация еще далека от стабильной и прогнозирование цен на суда и судовое оборудование, равно как и издержек эксплуатации, оказывается довольно затруднительным.

Экологическая часть проекта: “ Мероприятия по снижению выбросов в атмосферу токсичных веществ судовыми дизелями ”

При работе СЭУ в атмосферу выбрасываются выпускные газы главных двигателей и котлов, токсичность которых определяется сортом топлива и условиями его сгорания. Так, применение тяжёлых сернистых топлив способствует уменьшению эксплуатационных затрат на топливо, но при этом повышается загрязнение окружающей среды сернистым и серным ангидридом, увеличиваются износ и число отказов СЭУ.

Вследствие несовершенства процессов сгорания топлива, судовых систем и ЭУ, конструкций механизмов, нарушений правил технического обслуживания, а иногда в результате аварий или гибели судов сильно загрязняется биосфера. Качественная и количественная стороны загрязнения составляющих биосферы определяются типом и назначением судна, видом перевозимого груза, типом и мощностью ЭУ, сортом топлива, степенью автоматизации СЭУ и пр.

В результате исследований в выпускных газах было обнаружено около 200 различных составляющих.

Выпускные газы способствуют задымлению атмосферы, чёрный цвет им придают сажа и зола. Дымление, кроме загрязнения биосферы, также ухудшает видимость.

При эксплуатации СЭУ углеводороды поступают в атмосферу в составе выпускных газов. Так как большая часть углеводородов вместе с осадками попадает в морскую среду, то этот источник загрязнений следует считать наиболее распространённым опасным.

В результате неисправности и аварии установок систем кондиционирования воздуха и рефрижерации имеют место утечки хладагентов в атмосферу. Также они применяются в судовых системах пожаротушения.

Токсичные вещества в выпускных газах

В продуктах неполного сгорания топлива -- выпускных газах -- основными вредными (токсичными) веществами являются окислы азота, окись углерода, сажа, углеводороды и альдегиды. Содержание примесей в выпускных газах ДВС зависит от максимального давления сгорания топлива, частоты вращения ДВС и коэффициента избытка воздуха. Их образование обусловлено различными химическими реакциями окисления топлива в предпламенный период, при его сгорании и расширении газов. Так, сажа появляется при горении вследствие термического распада углеводородных молекул при большом недостатке кислорода. На ее образование влияют температура, давление, характер горения и свойства топлива. Окись углерода выделяется в ходе хладнопламенных реакций, при сгорании топливно-воздушных смесей с некоторым недостатком кислорода. Образование альдегидов сопровождается выделением тепла, и они появляются уже на первых этапах предпламенных реакций. Наличие их свидетельствует о том, что часть топлива сгорает при низких температурах. Возможны и другие причины образования альдегидов.

Практика показала, что наиболее токсичными компонентами являются окислы азота. В выпускных газах судовых ДВС по объему первое место занимают окислы азота (49%), затем сажа (20,5%), альдегиды (19,5%), окись углерода (10,5%), углеводороды (0,5%). Для автомобильных двигателей эта последовательность другая: окись углерода (75%), окислы азота (16,5%), альдегиды (8%), углеводороды (0,5 %). Количество, состав и свойства выпускных газов зависят в основном от конструкции ДВС и качества применяемого топлива. Известно, что концентрация окислов азота в отработавших газах дизеля зависит от конструкции камеры сгорания: низкооборотные двигатели вырабатывают больше, чем среднеоборотные или высокооборотные двигатели. Поэтому допустимое количество для малооборотных дизелей составляет 20 г/кВт·ч, а для среднеоборотных - 10 г/кВт·ч.

Появление окислов азота не связано непосредственно с реакциями окисления, их выделение в основном зависит от максимальных местных температур, концентрации свободного кислорода в продуктах сгорания и от времени протекания реакции.

Так как имеются принципиальные различия в механизмах образования различных токсичных веществ, не представляется возможным снизить вредность выпускных газов одним каким-нибудь универсальным средством. На практике решение этой проблемы идёт по двум направлениям -- уменьшение вредности газов в процессе их образования и снижение вредности выпускных газов.

Мероприятия, направленные на снижение выбросов в атмосферу токсичных веществ судовыми дизелями:

1) Эффективным способом уменьшения концентрации окислов азота является впрыск воды во впускной трубопровод. Однако это способствует увеличению окиси углерода и углеводородных соединений. Применение термофорсирования, т. е. предварительной обработки топлива, обогащение кислородом воздушного заряда, использование водотопливных эмульсий значительно улучшают экологические показатели ДВС (увеличивается полнота сгорания, снижается дымность и т. д.). Эффективным средством снижения дымности является также введение антидымных присадок к топливу. Своевременные техническое обслуживание и ремонт топливной аппаратуры также значительно способствуют снижению дымности.

2) Процессы смесеобразования и сгорания улучшают с помощью разделенных и полуразделенных камер сгорания (КС). Применение разделенной КС позволяет снизить выделение окислов азота. Это происходит по причине расслоения топливной смеси, а также уменьшения температуры в процессе сгорания из-за большей поверхности охлаждения камер. Полуразделенные КС тоже снижают выделение окислов азота, но в несколько меньшей степени, чем разделенные КС.

3) Снижение максимальной цикловой подачи топлива уменьшает выбросы сажи, окиси углерода и углеводородных соединений, но увеличивает выбросы альдегидов. Этот способ приводит к снижению мощности дизеля.