Снижение затрат на ремонт и эксплуатацию теплохода проекта 1741А путем модернизации судовой энергетической установки и буксирного устройства

5.2 Требования к судам по охране окружающей среды

Перечень документов, касающихся предотвращения загрязнения водной среды, которые должны быть на судах внутреннего плавания:

- «Наставление по предотвращению загрязнения внутренних водных путей при эксплуатации судов» РД 152-011-00;

- СанПиН 2.5.2-703-98 «Суда внутреннего и смешанного (река-море) плавания»;

- «Свидетельство о предотвращении загрязнения нефтью, сточными водами и мусором» Российского Речного Регистра - форма РР-1.8 или РР-1.9;

- Расчеты автономности плавания по нефтесодержащим водам, сточным водам и мусору;

- Инструкция по бункеровке судна, утвержденная капитаном;

- Журнал СД-36 по учету операций с нефтесодержащими водами, сточными водами, мусором и пищевыми отходами;

- Судовой план чрезвычайных мер по предупреждению загрязнений водной среды нефтью;

- Руководство по контролю и управлению балластными операциями.

Органы государственной власти РФ принимают совместимые с принципом устойчивого развития меры по сохранению водных объектов, предотвращению их загрязнения, засорения и истощения, а также по ликвидации последствий указанных явлений.

На речном транспорте проводятся работы по оборудованию флота, причалов нефтебаз различными техническими средствами, предназначенными для предотвращения возможности загрязнения водной среды.

Самоходные наливные суда оснащаются системами сбора и очистки подсланевых вод, устройствами, предупреждающими утечку нефтепродуктов при производстве бункеровки.

Очистка судов от остатков нефтепродуктов осуществляется с регенерацией моющей воды во время промывки судов, без попадания в водоем.

Для сбора, очистки загрязненных вод и мусора используют самоходные сборщики типа ОС, несамоходные станции сбора и очистки подсланевых вод типа СПВ.

5.2.1 Предотвращение загрязнения нефтью

Самоходные суда, а также несамоходные суда, имеющие на борту двигатели внутреннего сгорания, должны быть оснащены:

- сборной цистерной нефтесодержащих вод;

- системой перекачки и сдачи нефтесодержащих вод;

- стандартными сливными соединениями для сдачи нефтесодержащих вод в приемные устройства.

Если перечисленное выше оборудование не обеспечивает необходимой автономности плавания по условиям экологической безопасности, суда дополнительно должны быть оснащены:

- фильтрующим оборудованием;

- сигнализатором;

- системой сброса очищенных нефтесодержащих вод;

- автоматическим устройством, прекращающим сброс нефтесодержащих вод при превышении нормативного значения содержания нефти в сбрасываемых водах;

- сборной цистерной для нефтяных остатков.

Использование грузовых танков и топливных цистерн в качестве балластных не допускается.

Использование по другому назначению сборных цистерн, емкостей, систем сбора, перекачки, обработки и сдачи нефтесодержащих вод с входящими в их состав оборудованием и трубопроводами и объединение их с другими системами не допускается.

Устройство систем и расположение трубопроводов перекачки, сдачи и сброса нефтесодержащих вод должны удовлетворять требованиям разделов I и 4 ч. VII «Системы и трубопроводы» Правил Российского Речного Регистра.

Трубопроводы системы сдачи нефтесодержащих вод в приемные устройства должны быть выведены на оба борта. Трубопроводы системы сдачи нефтесодержащих вод не должны соединяться с трубопроводами, входящими в другие системы выдачи.

Выходные патрубки трубопроводов системы сдачи нефтесодержащих вод должны размешаться в удобных для подсоединения шлангов местах и должны быть оснащены стандартными сливными соединениями с отличительной надписью.

5.2.2 Предотвращение загрязнения сточными водами

Основным требованием к судам с экипажами является наличие:

- сточно-фановой системы;

- сборной цистерны для сточных вод;

- стандартных сливных соединений для сдачи сточных вод в приемные устройства;

- установок для обработки сточных вод.

Использование по другому назначению сборных цистерн, емкостей, систем сбора, перекачки, обработки и сдачи сточных вод с входящими в их состав оборудованием и трубопроводами и объединение их с другими системами не допускается.

5.2.3 Предотвращение загрязнения мусором

Суда, имеющие на борту людей, должны быть оборудованы устройствами для сбора мусора. По усмотрению судовладельца суда могут быть оборудованы устройствами для обработки мусора или установками для сжигания мусора (инсинераторами).

Устройства для сбора мусора могут быть съемными или встроенными, должны иметь плотно закрывающиеся крышки.

Съемные устройства для сбора мусора должны быть с гладкими внутренними поверхностями и иметь приспособления для их крепления на судне.

Устройства для сбора мусора должны устанавливаться на открытой палубе или в помещениях, имеющих эффективную вентиляцию и изолированных от жилых и служебных помещений.

5.3 Экологическая безопасность при проектировании судовых дизелей

При проектировании и модернизации техники в настоящее время определяющими критериями являются не только экономичность, долговечность и компактность, но и экологическая безопасность. В настоящее время все более ужесточаются требования по содержанию в отработавших газах двигателей и котлов оксидов азота и углерода, сернистого ангидрида, бензапирена и сажи. Все более строго регламентируется содержание нефтепродуктов в воде, сбрасываемой в море, и особенно - во внутренние пресноводные водоемы.

Модернизация СЭУ теплохода обычно заключается в увеличении мощности главных двигателей. Это ведет к увеличению расхода топлива и, соответственно, к увеличению нагрузки на окружающую среду. СЭУ теплохода загрязняет природную среду следующим образом:

- атмосфера - выбросы газообразных продуктов сгорания главными и вспомогательными дизелями и котельной установкой;

- гидросфера и литосфера - выбросы твердых продуктов сгорания дизелями и котельной установкой и слив нефтесодержащей воды за борт (аварийный сброс).

5.3.1 Расчет выбросов оксидов азота

Величина выбросов оксидов азота определяется по выражению

где = 0,14- базовая величина выбросов оксидов азота, %;

=0,65 - коэффициент угла опережения подачи топлива;

= 0,9 - коэффициент угла раскрытия отверстий распылителя форсунки;

=1,0- коэффициент наддува.

Рисунок 5.1 - Зависимость базовой величины выбросов оксидов азота от среднего эффективного давления

Рисунок 5.2 - Зависимость коэффициента учитывающий угол опережения подачи топлива от угла опережения подачи топлива

Рисунок 5.3 - Зависимость коэффициента учитывающий угол раскрытия отверстий распылителя форсунки от выбросов оксида азота

При среднем эффективном давлении свыше 0,3МПа допускаемую величину выбросов следует определять по графику в зависимости от удельного расхода топлива.

Рисунок 5.4 - Зависимость допускаемой величины выбросов оксидов азота от удельного эффективного расхода топлива и коэффициента избытка воздуха

Условие соответствия дизеля природоохранным требованиям по оксидам азота

где = 0,095 - для дизельного топлива, %.

5.3.2 Расчет выбросов оксида углерода

Величина выбросов оксида углерода рассчитывается по выражению

где = 0,01 - базовая величина выбросов оксида углерода;

= 0,63 - коэффициент угла опережения подачи топлива;

= 0,65 - коэффициент угла раскрытия отверстий распылителя форсунки;

= 0,8 - коэффициент наддува.



Рисунок 5.5 - Зависимость базовой величины выбросов оксида углерода от коэффициента избытка воздуха

Рисунок 5.6 - Зависимость коэффициента угла опережения подачи топлива от угла опережения подачи топлива

Рисунок 5.7 - Зависимость коэффициента угла раскрытия отверстий распылителя форсунки от угла раскрытия отверстий распылителя форсунки

При среднем эффективном давлении свыше 0,3 МПа допускаемую величину выбросов следует определять по графику в зависимости от удельного расхода топлива.



Рисунок 5.8 - Зависимость допускаемой величины выбросов оксида углерода от удельного эффективного расхода топлива

Условие соответствия дизеля природоохранным требованиям по оксиду углерода

где = 0,0033 - для дизельного топлива, %.

5.3.3 Расчет выбросов сажи

Величину выбросов сажи (дымность) определяют по выражению

где = 20 - базовая величина дымности;

= 1,08- коэффициент угла опережения подачи топлива;

= 1,07- коэффициент угла раскрытия отверстий распылителя форсунки;

= 1,0- коэффициент учета наддува.



Рисунок 5.9 - Зависимость базовой величины выбросов сажи от скорости вращения коленвала

Рисунок 5.10 - Зависимость коэффициента учета опережения подачи топлива от угла опережения подачи топлива

Рисунок 5.11 - Зависимость коэффициента учета угла раскрытия отверстий распылителя от угла раскрытия отверстий распылителя форсунки

Допускаемая величина дымности согласно требованиям ГОСТ 24028-80 определяется по графику в зависимости от расхода отработавших газов

где = 7,27 - объем цилиндра, л;

= 6 - число цилиндров;

=913 - частота вращения вала дизеля, об/мин;

= 2 - коэффициент тактности.

Рисунок 5.12 - Зависимость допустимойдымности от расхода отработавших газов

Условие соответствия дизеля природоохранным требованиям по дымности

где = 35 - для дизельного топлива, %.

5.4 Расчет автономности плавания судна

Методика расчета автономности плавания судов по условиям экологической безопасности распространяется на суда и другие плавучие средства, которые находятся постоянно или периодически на внутренних водных путях Российской Федерации, в том числе на иностранные суда, заходящие на внутренние водные пути России.

Расчет автономности плавания допускается производить на серию судов одного проекта при условии идентичности установленного на них оборудования, влияющую на экологическую безопасность судна.

Автономность плавания теплохода проекта 1741 до модернизации составляла 20 суток.

Автономность плавания определяется по следующим видам загрязнений:

- нефтесодержащие воды;

- сточные воды и мусор.

Автономность плавания по нефтесодержащим водам

где = 5 - объем сборной цистерны для нефтесодержащих вод, м³;

При отсутствии специальной цистерны для нефтесодержащих вод значение определяется как объем пространства под сланями машинного отделения или объем переносных емкостей.

= 0,02 - расчетное суточное накопление нефтесодержащих вод, зависящее от типа судна и мощности главных двигателей, принимается в соответствии с нормами, м³/сут.

Автономность плавания по сточным водам

где = 6,5 - объем сборной цистерны для сточных вод, м³;

= 0,03 - удельное значение накопления сточных вод для различных типов судов,м³/чел·сут;

n= 9- количество людей на судне, чел.

Автономность плавания по мусору

где = 0,4 - объем устройств сбора сухого мусора и пищевых отходов,м³;

= 0,002 - расчетное значение суточного накопления сухого мусора и пищевых отходов, м³/чел·сут.

Вывод: Автономность плавания модернизированного теплохода проекта 1741 составляет примерно 20 суток, что равно значению его проектных данных.

Таким образом, можно сделать заключение о том, что, автономность плавания удовлетворяет условию экологической безопасности. Также дизель 6ЧН 21/21 отвечает требованиям природоохраны по выбросам оксида азота, оксида углерода ипо дымности.

6. Технико-экономическое обоснование

Основной задачей технико-экономического обоснования выбора типа энергетической установки судна, является определение экономических показателей вариантов судовых двигателей для проектируемого судна, сравнение и выбор наилучшего из вариантов.

В качестве базового варианта рассматривается двигатель 8ЧНСП 18/22, а в качестве проектируемого двигатель 6ЧН 21/21.

Для определения экономического эффекта необходимо определить приведенные затраты базового и проектированного вариантов и вычислить их разницу.

Экономический эффект будет положительным в случае, если приведенные затраты на проектируемый вариант будет меньше затрат на базовый вариант.

где - приведенные затраты проектируемого варианта, тыс. руб;

- приведенные затраты базового варианта, тыс. руб.

где -суммарные текущие расходы, связанные с содержанием двигателя за навигационный период, тыс. руб;

-нормативный коэффициент сравнительной эффективности капитальных вложений;

-стоимость двигателя, тыс. руб.

6.1 Капитальные вложения в СЭУ

По данным ООО «ДальРемДизель» (http://www.dalremdiesel.ru/) стоимость двигателя 8ЧНСП 18/22 с муфтой дополнительного отбора мощности на главном валу, с реверс-редукторной передачей 27РРП-300, с дистанционным автоматизированным управлением ДАУ-1 составляет: = 2900 тыс. руб.

Стоимость судовой буксирной лебедки марки ЛБЯШ 30/150 и вспомогательного оборудования в сумме составляет около 655 тыс. руб.

По данным ОАО «Волжский дизель им.Маминых» (www.vdm-plant.ru) стоимость двигателя 6ЧН 21/21 в комплекте с редуктором РРП-34в полной комплектации cЗИПом составляет:= 2150 тыс.руб.

К_м = 380 тыс.руб. - стоимость монтажа - демонтажа оборудования.

С учетом двух двигателей на судне:

6.2 Текущие расходы

Текущие расходы по содержанию СЭУ для базового и проектируемого варианта состоят из следующих статей расходов:

- расходы на топливо и смазочные материалы, тыс. руб;

- расходы на амортизационные отчисления, тыс. руб;

- расходы на текущий ремонт, тыс. руб;

- прочие расходы, тыс. руб.

Для базового варианта:

где = 135сут. - общее ходовое время за год;

= 45 сут. - общее стояночное время;

= 20сут. - общее маневренное время.

Расходы на топливо и смазочные материалы на ходу:

где - эффективная мощность главного двигателя, кВт;

- удельный эффективный расход топлива, г/(кВт·час);

- удельный эффективный расход масла, г/(кВт·час);

Ц_т = 27800 руб/т - цена топлива (http://omsk.tiu.ru/brands/Gazpromneft-omskij-npz, ООО "ТЕХКОМ", Омск);

Ц_см = 32500 руб/т - цена дизельного смазочного масла марки М-14В2 (http://www.propartner.ru/товары/транспорт/автозапчасти/масла/2924/36288, ООО Новосибирская Топливная Компания);

- коэффициент, учитывающий увеличение расхода на вспомогательные двигатели и котлы;

Для базового варианта 8ЧНСП 18/22:

- расходы на топливо и смазку на стоянке.

- расходы на топливо и смазку на маневрах.



Расходы на амортизационные отчисления:

где А_б= 4,6% - норма амортизации для буксиров-толкачей, мощностью главной судовой силовой установки до 221 кВт.

Расходы на текущий ремонт:

где - норматив отчислений на ремонт энергетической установки.

Прочие расходы:

Для проектируемого двигателя марки 6ЧН 21/21:

Расходы на топливо и смазочные материалы:

Корректировка нормы амортизации для проектируемого двигателя:

где - моторесурс базового двигателя;

- моторесурс проектируемого двигателя.

6.3 Приведенные затраты

Приведенные затраты по базовому варианту:

Приведенные затраты по проектируемому варианту:

Экономический эффект:

Срок окупаемости модернизации:



Результаты расчетов по проектируемому варианту с двигателем 6ЧН 21/21 в сопоставлении с двигателем 8ЧНСП 18/22 при эксплуатации в качестве главной силовой установки на теплоходе проекта 1741 представлены в таблице 6.1.

Таблица 6.1 - Технико-экономические показатели

Показатель	Значение показателя
	Базовый	Проектируемый
Тип судна	Толкач-буксир	Толкач-буксир
Номер проекта	1741А	1741А
Марка двигателя	8ЧНСП 18/22	6ЧН 21/21
Мощность главного двигателя, кВт	220,0	220,0
Количество главных двигателей	2	2
Род топлива	дизельное	дизельное
Род смазки	М-14В2	М-14В2
Удельный расход топлива, г/кВт·ч	218,0	209,0
Удельный расход смазки, г/кВт·ч	3,4	1,3
Цена топлива, тыс. руб.	27,8	27,8
Цена масла, тыс. руб.	32,5	32,5
Капитальные вложения, тыс.руб.	5800,0	4680,0
Эксплуатационные расходы, тыс.руб.	12238,1	11469,7
Расходы на топливо и смазку, тыс.руб.	10626,7	10078,3
Амортизационные отчисления, тыс.руб.	266,8	161,5
Расходы на текущий ремонт, тыс.руб.	232,0	187,2
Прочие расходы, тыс.руб.	1112,6	1041,7
Приведенные затраты, тыс.руб.	12818,1	11937,7
Экономический эффект, тыс.руб.	-	880,4
Срок окупаемости, год.	-	4,5



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполненный дипломный проект на тему «Модернизация теплохода проекта 1741А путём замены главных двигателей и буксирной лебёдки» показывает, что это мероприятие ведет к увеличению сроков эксплуатации судна данного проекта.

Выполнен необходимый объем расчетов и графических работ, что позволяет сделать следующие выводы: после проведения модернизационных работ на данном проекте судна снижаются затраты на текущий ремонт двигателя, увеличивается период безотказной работы и повышается безопасность плавания. Уменьшается уровень вибрации, что благоприятно сказывается на здоровье экипажа судна. После установки буксирной лебедки улучшается маневренность теплохода.

Важно отметить, что на модернизированном судне будет установлен двигатель отечественного производства, что позволит дешевле его эксплуатировать, а также производить ремонт.



Список используемых источников

1. Басин А.М. Ходкость и управляемость судов / А.М. Басина. - М.: Транспорт, 1977. - 455с.

2. Ваганов Г.И. Тяга судов / Г.И. Ваганов, В.Ф. Воронин, В.К. Шанчурова. - М.: Транспорт, 1986.-199с.

3. Возницкий, И.В. Современные судовые среднеоборотные двигатели / И.В. Возницкий. - С-П.: КСИ, 2003. - 141 с.

4. Грибиниченко М.В. Судовые энергетические установки: учеб.пособие / М.В. Грибиниченко. - Владивосток: ДВГТУ, 2010. - 110 с.

5. Гурович А.Н. Справочник по судовым устройствам. В 2-х т. Т. 2 / А.Н. Гурович, Б.Н. Лозгачев, Д.А. Гринберг. - Л.: Судостроение, 1975. - 328 с.

6. Конаков Г.А.Судовые энергетические установки и техническая эксплуатация флота / Г.А. Конаков, Б.В. Васильев. -М.: Транспорт, 1980. - 356 с.

7. Краковский И.И. Судовые вспомогательные механизмы / И.И. Краковский. - М.: Транспорт, 1972. - 384 с.

8. Мельничук В.А.Методические указания по выполнению экономического обоснования дипломных проектов / В.А. Мельничук. -Омск: НГАВТ, 2002. - 26 с.

9. Охрана окружающей среды на речном транспорте. Сборник нормативных документов. ЛИВТ. Л.: 1985. - 248с.

10. Панов А.А. Обработка металлов резанием: Справочник технолога / А.А. Панов, В.В. Аникин, Н.Г. Бойм. - М.: Машиностроение, 1988. - 736 с.

11. Попов Г.А. Машиностроительное черчение / Г.А. Попов, С.Ю. Алексеев. - С-П.: Политехника,1999. - 453 с.

12. Правила безопасности труда на судах РФ / Минречфлот. - М.: Транспорт, 1987. - 191 с.

13. Правила предотвращения загрязнения с судов / РРР. - М.: Марин Инжиниринг Сервис, 2008. - 19 с.

14. Правила экологической безопасности судов внутреннего и смешанного плавания / РРР. - М.: Марин Инжиниринг Сервис, 2008. - 52 с.

15. Правила Российского Речного Регистра. Том 3. - М.: Марин Инжиниринг Сервис, 2008. - 433 с.

16. СанПиН 2.5.2-703 - 98 «Суда внутреннего и смешанного (река-море) плавания»

17. Справочник по серийным транспортным судам. Т 3/ ЦБНТИ МРФ. - М.: Транспорт, 1987. - 244 с.

18. Трудовой кодекс Российской Федерации - М.: ООО «Витрем», 2002. -192с.

19. Харин В.М. Судовые вспомогательные механизмы и системы / В.М. Харин, Б.Г. Декин, О.Н. Занько. - М.: Транспорт, 1992. - 195 с.

20. Чиняев И.А. Судовые вспомогательные механизмы / И. А. Чиняев. - М.: Транспорт, 1989. - 293 с.

21. Шмаков М.Г. Судовые устройства/ М.Г. Шмаков. - М.: Транспорт, 1977. - 279 с.

22. Юхнин Е.И. Якорное, швартовное и буксирное устройства судов / Е.И. Юхнин. - СПб: Судостроение, 1992. - 128 с.

23. Судовое оборудование - «Белогородская судоверфь»: [сайт]. URL: http://www.sudozavod.ru/sudovoe_oborudovanie/ (дата обращения: 08.12.2016).

24. Дельремдизель - дизельные двигатели и генераторы: [сайт]. URL: http://www.dalremdiesel.ru/ (дата обращения: 22.11.2016).

25. Буксирная лебедка типа 227HSB: [сайт]. URL: http://www.drackar.ru/2010-10-08-04-58-28/buksirnaya-lebedka-tipa-227hsb.html (дата обращения: 13.11.2016).

Размещено на Allbest.ru