Размещено на http://www.allbest.ru/

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине: Техническая эксплуатация судовых энергетических установок

Содержание

Введение

1. Комплектация СЭУ

1.1 Исходные данные

1.2 Обоснование выбора типа главного двигателя (ГД), передачи и количества гребных винтов

1.3 Определение мощности ГД

1.4 Комплектация систем ГД с точки зрения надежности, безопасности мореплавания и требований классификационных обществ

1.5 Расчёт потребностей судна в электроэнергии, паре и пресной воде

2. Расчёт и построение режимной карты судового пропульсивного комплекса

2.1 Исходные данные

2.2 Принимаем за базовый номинальный режим работы пропульсивного комплекса по исходным данным

2.3 Построение режимной карты

2.4 Расчёт и построение номограмм для определения пропульсивного КПД и шкалы часового расхода топлива на главный двигатель

3. Анализ эффективности теплоиспользования в судовой дизельной

3.1 Исходные данные

3.2 Расчет частичных и обобщенных показателей тепловой эффективности

3.3 Расчёт экономии от утилизации теплоты

3.4 Выводы и предложения по повышению экономичности СЭУ

Заключение

Список литературы

Введение

Главной энергетической установкой называют ту часть СЭУ, которая обеспечивает движение судна. Эту часть называют пропульсивной установкой.

В качестве главных двигателей на современных судах используются двигатели внутреннего сгорания (ДВС), паро- или газотурбинные установки (ПТУ или ГТУ), а также ядерные установки (ЯУ). Согласно с требованиями, которые предъявляются к СЭУ, тип судна определяет число ГД, винтов, место расположения СЭУ и другие технические характеристики. В настоящее время большинство судов оборудованы дизельными энергетическими установками, а лишь небольшая часть судов - ПТУ и ГТУ. Сегодня дизеля - более экономичные тепловые двигатели, что позволяет, кроме того, сравнительно просто механизировать и автоматизировать основные производственные процессы на судне.

В сравнении с другими машинами тепловые двигатели, ДВС, имеют существенные преимущества: горячий источник теплоты находится как бы внутри самого двигателя, что приводит к его компактности - нет необходимости в больших теплообменных поверхностях, через которые теплота подводится от горящего источника к рабочему телу, как это происходит в циклах ПТУ.

1. Комплектация СЕУ

1.1 Исходные данные

Тип судна: морской двухпалубный паром с надстройкой, смещенной к носу, с МО в корме, с бульбообразным носом и транцевой кормой.

Назначение судна: перевозка железнодорожных вагонов, трейлеров, ролл - трейлеров, автомашин и рефрижераторных станций. На верхней палубе возможна перевозка нефтепродуктов в железнодорожных цистернах

Район плавания ограниченный 1

Уровень автоматизации А2

Объемное водоизмещение судна V= 75862 т

Скорость хода V_s = 15,5 уз

КПД валопровода

1.2 Обоснование выбора типа главного двигателя (ГД), передачи и количества гребных винтов

Основное преимущество СДУ - высокая экономичность, что определяется эффективным КПД (_е).КПД достигает 50…54 % в МОД и 40…48 % в СОД. Подобный КПД для ПТУ, который достигается при высоких параметрах пара, не превышает 35…37 %. Такая разница КПД свидетельствует о том, что при одинаковой мощности ГЭУ затраты топлива в СОД будут значительно меньше в сравнении с ПТУ.

Длительное время ДУ с МОД и СОД работали на более дорогом топливе, чем ПТУ. Поэтому затраты на топливо в ПТУ отличались от затрат на топливо в ДУ существенно. Сегодня в МОД и СОД используются низкосортные топлива, что значительно повышает экономичность СЭУ. Судовые ГТУ имеют КПД 30…32 %, то есть существенно ниже КПД дизелей. По экономичности ГТУ могут сравниться с ДУ только при условии увеличения температуры газов, поступающих в турбину до 1300 С и выше. Но на сегодняшний день материалы, используемые при постройке газовых турбин, не могут обеспечить надёжной работы при таких параметрах. Эффективный КПД ГЭУ с ГТУ, при допустимых значениях температуры газов перед турбиной 800…850 С, можно повысить путём установки дополнительной паровой утилизационной турбины. Но даже и в этом случае эффективный КПД не превысит 35…36 %.

Создание судового ГД любого типа сопровождается большими трудозатратами и затратами времени на разработку его технического проекта, постройку и доводку главного образца двигателя. В этом дизеля имеют большое преимущество перед другими главными силовыми установками.

Среди позитивных особенностей дизелей - также постоянная их готовность к работе, благодаря небольшому времени подготовки к пуску, быстрому выводу двигателя на эксплуатационный режим.

Сравнение ГЭУ с МОД и СОД показывает, что СОД имеют меньшую массу габариты, габариты и стоимость. Мощность на винт передаётся через редуктор, что даёт возможность выбора элементов винта, обеспечивающих высокое значение пропульсивного КПД.

Перечисленные особенности, а также высокая надёжность, достаточно большой ресурс и возможность использования тяжёлых сортов топлива обусловили широкое распространение МОД и СОД на судах.

На основании всего вышеперечисленного устанавливаем на прототипе судна малооборотный двигатель с прямой передачей на винт.

1.3 Определение мощности ГД

На практике обычно мощность ГД определяют по эмпирическим формулам, из которых наиболее приемлемой и удобной является формула адмиралтейских коэффициентов:

 кВт

где з_пер = 1 - КПД передачи;

С_а = 405 - адмиралтейский коэффициент.

Выбираем двигатель 7RT-flex60C фирмы W?RTSIL?; N_e=16940 кВт; n =114 .

1.4 Комплектация систем ГД с точки зрения надежности, безопасности мореплавания и требований классификационных обществ

Топливная система

Современные СДУ с МОД и СОД используют тяжёлые сорта топлива, что пагубно влияет на детали ДВЗ. С целью снижения этого воздействия современные суда оборудуются системой топливоподготовки, которая включает в себя сепараторы тяжёлого и дизельного топлива, паровые подогреватели, отстойно - расходные цистерны, фильтры тонкой и грубой очистки. Каждый сепаратор имеет два сепараторных топливных насоса - нагнетательный и откачивающий, которые могут брать топливо по общему трубопроводу из любого топливного танка, которые должны быть оборудованы системой парового подогрева. По правилам Регистра максимальная температура подогретого топлива в цистерне должна быть не менее чем на 10 - 15°С ниже температуры вспышки его паров, но не выше 95°С.

Для перекачки топлива должно быть предусмотрено не менее двух насосов (объёмного типа) с механическим приводом, один из которых служит резервным.

Объём каждой отстойно - расходной цистерны определяется из расчёта обеспечения работы ГД в течении 24 ч.

 м³

где с_т = 960 кг/м³ - плотность топлива;

в_е = 0,170 кг/(кВт·ч) - удельный расход топлива ГД.

Объём отстойно - расходной цистерны дизельного топлива меньше либо равен 70 - 75 % объёма цистерны тяжёлого топлива.

Производительность сепараторов определяется из условия сепарации суточного расхода топлива за время ф_сп = 8 - 12 часов.

м³/ч.

На прототипе установлено два взаимозаменяемых сепаратора тяжёлого топлива ALFA-LAVAL PX 110 производительностью по 7,5 м³/ч. В целях унификации сепаратор дизельного топлива выбирается таким же, как и сепараторы тяжёлого топлива.

Производительность топливоперекачивающего насоса обеспечивает выкачку топлива из наибольшего отсека-хранилища за 4-6 ч:

м³/ч

Суммарный расход топлива на ГД за рейс:

кг/рейс;

где ф_х = 120 часов;

ф_ст = 48 часов.

Суммарный расход дизельного топлива на ДГ за рейс:

кг/рейс.

Масляная система

Масляная система обеспечивает подачу смазки на трущиеся поверхности деталей двигателя, а также охлаждения поршней. Она состоит из цистерн для хранения запасов масла, масляных циркуляционных насосов, фильтров, сепараторов, маслоохладителей.

При одном главном двигателе должно быть не менее двух масляных насосов циркуляционной смазки - основной и резервный, один из которых может иметь привод от двигателя. Производительность резервного насоса должна быть не менее производительности основного. При наличии двух главных двигателей достаточно предусмотреть по одному масляному насосу для каждого двигателя и один резервный насос с независимым приводом.

Каждый вспомогательный двигатель должен иметь независимую систему смазки.

Системы циркуляционной смазки СДУ должны оборудоваться аварийно-предупредительной сигнализацией, устройствами автоматического регулирования температуры и защитой двигателей по минимальному давлению масла.

Объём цистерны цилиндрового масла для ГД:

м³

где г/кВт - удельный расход цилиндрового масла для ГД;

часов - время работы ГД;

кг/м³ - плотность масла.

Производительность масляного циркуляционного насоса:

м³/ч;

где - коэффициент запаса;

кДж/(кг К) - теплоёмкость циркуляционного масла;

⁰С; ⁰С - температура масла на входе и выходе ГД соответственно;

- коэффициент трения;

кВт - индикаторная мощность ГД;

- механический КПД.

Количество масла в циркуляционной системе:

м³;

где - кратность циркуляции.

Вместимость сточной масляной цистерны должна быть на 40 - 50% больше объёма циркуляционного масла:

м³;

где - коэффициент вспенивания.

Производительность масляного сепаратора:

 м³/ч

где ч - время сепарации всего масла, находящегося в системе.

На прототипе установлено два взаимозаменяемых сепаратора масла ALFA-LAVAL S827производительностью по 5 м³/ч.

Поверхность охлаждения холодильника масла:

м²;

где Вт/м² - коэффициент теплопередачи от масла к охлаждающей воде;

єС;

⁰С; ⁰С - температура масла перед и за маслоохладителем соответственно;

⁰С; ⁰С - температура забортной воды перед и за маслоохладителем соответственно.

Производительность маслоперекачивающего насоса должна быть достаточной для подачи масла из цистерны основного запаса в циркуляционные в течении 1,4 часа при напоре 0,25 МПа. Насосы масляной системы обычно винтовые или шестерённые.

Системы охлаждения

Современные СДУ имеют двухконтурную систему охлаждения, состоящую из насосов забортной и пресной воды, а также теплообменных аппаратов.

Система охлаждения забортной водой ГД должна оборудоваться двумя насосами - основным и резервным, один из которых по крайней мере должен иметь независимый привод. Производительность резервного насоса должна быть не менее производительности основного насоса. Для двух или более ГД допускается один резервный насос.

В системе охлаждения пресной воды ГД допускается иметь один резервный насос с независимым приводом для пресной и забортной воды; при этом должны быть предусмотрены меры, не допускающие смешения забортной и пресной воды.

В системе охлаждения пресной воды должна быть предусмотрена расширительная цистерна ёмкостью 10 - 20% объёма контура охлаждения, уровень воды в которой должен быть выше максимального уровня воды в двигателе.

Производительность насоса пресной воды:

м³/ч,

где k = 1,5-2,5 - коэффициент запаса производительности, который учитывает износ насоса, принимаем k =1, 5;

кДж/(кг · К) - теплоёмкость пресной воды;

кДж/ч - относительное количество теплоты, отводимой от цилиндров пресной водой;

0,08 - доля теплоты подведённой с топливом, уносимая охлаждающей водой;

кДж/кг - количество теплоты выделяемое при сжигании 1 кг топлива;

1000 кг/м³ - плотность воды;

10 єС - перепад температур на входе и выходе ГД.

Производительность насоса забортной воды:

м³/ч,

где С - температурный перепад забортной воды;

кДж/(кг · К) - теплоёмкость забортной воды;

кДж/ч - количество тепла, отводимое насосом.

Поверхность водоохладителя (на один ГД):

м²,

где Вт/м² - общий коэффициент теплопередачи от пресной воды к забортной;

С;

С; С - температура пресной воды перед и за холодильником соответственно; С; С - температура забортной воды перед и за холодильником соответственно.

По полученным данным выбираем насосы забортной и пресной воды фирмы KSB марки Etabloc производительностью до 660 м³/ч и давлением 1,6 МПа.

Поддержание постоянной температуры пресной воды на выходе из двигателя осуществляется автоматически посредством терморегуляторов, установленных перед холодильником.

Система сжатого воздуха

В систему сжатого воздуха входят компрессоры и баллоны пускового воздуха, а также баллоны для тифона и хозяйственных нужд. Сжатый воздух для пуска ГД должен храниться не менее чем в двух воздухохранителях. Суммарный объём которых равен (на один ГД):

м³;

м³.

Запас сжатого воздуха во всех воздухохранилищах предназначенных для пуска и реверсирования ГД должен обеспечить не менее 12 пусков попеременно на задний и передний ход.

Для пуска вспомогательных двигателей должен быть предусмотрен как минимум один воздухохранитель емкостью, достаточной для выполнения шести пусков подготовленного к действию одного двигателя наибольшей мощности.

Необходимая подача главных компрессоров оценивается формулой:

м³/ч

Температура воздуха или сжатых газов, поступающих в воздухохранители, не должен превышать 40С. В противном случае должны быть предусмотрены соответствующие охладители.

Газо-выпускные системы

Газо-выпускная система предназначена для отвода в атмосферу газообразных продуктов сгорания топлива и включает: газоходы, компенсаторы, активные и реактивные глушители, искрогасители.

Температура газо-выпускных коллекторов, охлаждаемых и не охлаждаемых, не должна превышать 55С. На судах, перевозящих легковоспламеняющиеся грузы, газо-выпускные трубы должны быть оборудованы искрогасителями.

При проектировании газо-выпускных систем особое внимание обращается на их сопротивление, которое не должно превышать 300 - 400 мм вод. ст., включая утилизационный котел, глушитель и искрогаситель.

Объёмный расход выпускных газов:

м³/ч;

где кмоль/кг - количество теоретически необходимого воздуха на 1 кг топлива;

кг/ч - коэффициент молекулярного изменения продуктов сгорания;

- суммарный коэффициент избытка воздуха;

2880 кг/ч - расход топлива ГД;

К - температура выпускных газов;

КПа - давление выпускных газов.

Сечение газо-выпускной трубы:

м²,

где м/с - скорость газов;

1.5 Расчёт потребностей судна в электроэнергии, паре и пресной воде

Среднестатическая нагрузка судовой электростанции на ходовом режиме:

 кВт

Максимальная нагрузка судовой электростанции для летнего режима:

кВт

Относительная мощность судовой электростанции:

,

где Р_уэс - суммарная мощность электростанции.

Анализируя результаты расчёта устанавливаем на судне-прототипе три генератора IP44 мощностью 880 кВт и напряжением 380 В с приводными двигателями 6L20/28 фирмы Зульцер мощностью 1200 кВт, кг/(кВтч) и частотой вращения 900 об/мин и один турбогенератор ТГУ-900,мощностью 900 кВт и частотой вращения 500 об/мин.

Определение паропроизводительности котельной установки

Для бытовых нужд и теплообменных аппаратов используется насыщенный пар давлением 0,8 МПа. Для его производства на судне установлены вспомогательный огнетрубный котел K&N/G и утилизационный водотрубный Кипфос. Паропроизводительность каждого котла составляет 7500 кг/ч, а потребность судна в паре вполне удовлетворяет реальным условиям прототипа.

Потребность судна в паре:

т/ч

Потребность судна в воде, складывается из расходов на собственные нужды экипажа, санитарные нужды судна и на компенсацию утечек из циркуляционных систем пресной воды. Для создания комфортных условий экипажу (250 л/сут) с учётом работы испарительной установки, только на установившемся режиме, максимальная производительность испарительной установки должна быть:

т/сутки

Выбираем испаритель ALFA - LAVAL типа ORCA 60, производительность 60 т/сут.

Таблица 1.1. Взаимозаменяемости энергетического оборудования СЭУ

	Основное оборудование систем
	Топливо перекачивающий насос	Топливный сепаратор	Масляный насос	Масляный сепаратор	ГЦН пресной воды	ГЦН забортной воды	Компрессор пускового воздуха	Санитарный насос
Топливоперекачивающий насос
Топливный сепаратор
Масляный насос
Масляный сепаратор
ГЦН пресной воды
ГЦН забортной воды
Компрессор пускового воздуха
Санитарный насос
Пожарный насос
Балластный насос
Осушительный насос

- Основные функции;

- Несвойственные функции.

2. Расчёт и построение режимной карты судового пропульсивного комплекса

2.1 Исходные данные

Размерения судна:

длина судна между перпендикулярами L = 227,8 м

ширина судна по миделю B = 32,2 м

осадка по грузовую марку Т_г = 13,62 м

Гидродинамические характеристики гребного винта:

диаметр винта Д_в = 6,05 м

шаг винта Н = 4,100 м

число лопастей z=4

дисковое отношение и=0,4

водоизмещение судна в грузу V_г = 75862 м³

скорость полного хода в грузу V_s = 15,5 узлы

эффективная мощность ГД на полном ходу N_e = 16940 кВт

частота вращения вала n_c = 114 мин^-1

Передача мощности от главного двигателя к гребному винту - прямая, КПД линии валопровода принимаем равным звл= 0,98.

Объёмное водоизмещение судна в грузу:

V = D/с = 75862 / 1,025 = 74012 м³,

где с = 1,025 - плотность морской воды.

Коэффициент полноты корпуса судна определяем по формуле:

д = =0,641

2.2 Принимаем за базовый номинальный режим работы пропульсивного комплекса по исходным данным

Определяем коэффициенты попутного потока w и засасывания t:

щ = 0,5д - 0,05 = 0,50,641 - 0,05 = 0,27

t = 0,7 щ = 0,70,27 = 0,19

Вычисляем величину относительной поступи гребного винта на принятом номинальном режиме:

.

Задаёмся несколькими значениями л_р, при этом одно значение л_р берём больше л_рн, а два значения л_р меньше л_рн:

л _p = 0,3 ;л _p = 0,4 ; л _pн = 0,507 ; л _p = 0,6.

По кривым действия гребного винта определяем безразмерные коэффициенты упора К₁ и момента К₂ для каждой величины л_р.

Затем задаёмся четырьмя значениями частоты вращения вала n_с, начиная с n_с1 = 0,7n_с до величины n_с4 = n_сн.

Все вычисления сводим в таблицу 2.1.

По результатам расчёта строим графики изменения эффективной мощности главного двигателя Nе=f3(Vs,nс) и полезной тяги гребного винта Ре=f2(Vs,nс) в зависимости от скорости судна Vs при выбранных постоянных частотах вращения гребного винта nс=const.

Таблица 2.1.

Определяемая величина, её значение и размерность	Способ определения	Размерность	Задаёмся 4-мя значениями
			nс,	Относительная поступь лр
				0,300	0,400	0,507	0,600
К1=f(H/D,лр)	По кривым действия гребного винта	-	-	0,350	0,320	0,280	0,250
К2=f(H/D,лр)	По кривым действия гребного винта	-	-	0,052	0,049	0,046	0,042
Скорость судна Vs		Eуз.	1,33	6,42	8,56	10,85	12,84
			1,52	7,34	9,78	12,40	14,68
			1,71	8,26	11,01	13,95	16,51
			1,90	9,17	12,23	15,50	18,35
Полезная тяга гребного винта Ре		кН	1,33	688,66	629,63	550,92	491,90
			1,52	899,47	822,37	719,57	642,48
			1,71	1138,39	1040,81	910,71	813,13
			1,90	1405,42	1284,95	1124,33	1003,87
Ne		кВт	1,33	6513,17	6137,41	5761,65	5260,64
			1,52	9722	9161	8601	7853
			1,71	13843	13044	12246	11181
			1,90	18989	17893	16798	15337

2.3 Построение режимной карты

На режимной карте (N_е=f₃(V_s,n_с)) наносим положение ограничительных характеристик для работы главного двигателя по механической напряжённости, а на графике (Р_е=f₂(V_s,n_с)) строим границу предельной тяги, достижимой при данных гребного винта и главного двигателя для соответствующей скорости хода судна.

Двигатель считается перегруженным, если он работает на режиме, превышающем номинальную эффективную мощность N_ен, когда крутящий момент М_е или частота вращения вала n_с выходит за пределы номинальных значений.

Определяем допустимый номинальный крутящий момент:

М_ен== 16940/(23,141,9) = 1419 кНм

Для построения ограничительной характеристики на режимной карте берём первую точку А для номинального режима N_e= 16940 кВт и n_с= 1,9 с^-1.

Находим вторую точку В при n_с3 = 1,71 с^-1, для чего вычисляем N_ев при М_е=const:

N_eв = 2рn_с3М_ен = 23.141,711419 = 15246 кВт

Затем наносим ограничительную характеристику на режимную карту.

При работе двигателя в режиме так называемого “лёгкого” винта (например, при меньших осадках судна), когда л_рл_рн = 0,51 , ограничительной характеристикой служит зависимость изменения N_е при постоянной номинальной частоте вращения n_сн=const (на диаграмме линия n_сн = 1,9 с^-1 правее точки А).

С графика N_е=f₃(V_s,n_с) положение ограничительных характеристик (точки А и В) переносим на карту Р_е=f₂(V_s,n_с), получаем точки А^' и В' соответственно, через которые проходит граница достижимой полезной тяги, а также границей служит линия изменения Р_е при достижении n_сн.

2.4 Расчёт и построение номограмм для определения пропульсивного КПД и шкалы часового расхода топлива на главный двигатель

На оси абсцисс в левой части диаграммы наносим шкалу для определения буксировочной мощности N_б в пределах возможной работы СДУ, для чего определяем при V= 12,85 уз и Р_е= 490 кН;

Nб = 0,515 ? Р_е ? V



при V = 18,35 уз и Р_е= 1405 кН;

Производим расчёт для заполнения таблицы 2.2, взяв два значения: Р_е1= 490 кН и Р_е2 = 1405 кН

Расчёт N_б=f(P_e) при v=const

Таблица 2.2. Построение диаграммы буксировочной мощности

Vs ,узл	Pe1 = 490 кН	Pe2 = 1405 кН
	Nб = 0,515 ? Pe1 ? V	Nб = 0,515 ? Pe2 ? V
12,85	3243	9298
14,7	3710	10637
16,5	4164	11939
18,35	4631	13278

По данным таблицы строим в III квадранте карты график изменения N_б в зависимости от Р_е при разных значениях V.

Взяв два значения N_е1 = 5260 кВт и N_е2 = 16800 кВт и учитывая прямую передачу мощности от ГД на винт без редуктора, заполняем таблицу 2.3.

Расчёт N_б=f(N_e) при з=const

Таблица 2.3. Построение диаграммы пропульсивного КПД

з	Ne = 5260 кВт	Ne = 16800 кВт
	Nб = Ne ? з ? з в	Nб = Ne ? з ? з в
0,5	2577	8232
0,6	3093	9878
0,7	3608	11525
0,8	4124	13171

По данным таблицы строим график изменения буксировочной мощности N_б от N_e при разных значениях з.

Для построения диаграммы часового расхода топлива В на ГД при различных значениях эффективного КПД двигателя з_е в зависимости от величины развиваемой ГД эффективной мощности берём величину удельного расхода топлива b_е=0,170 кг/(кВтч), принимаем значение теплоты сгорания топлива Определяем эффективный КПД двигателя по формуле

Взяв два значения N_е1 = 5260 кВт и N_е2 = 16800 кВт заполняем таблицу

Таблица 2.4. Построение диаграммы часового расхода топлива

з е	Ne = 5260 кВт	Ne = 16800 кВт
0,50	902	2880
0,45	1002	3200
0,40	1127	3600

3. Анализ эффективности теплоиспользования в судовой дизельной установке

3.1 Исходные данные

эффективная мощность ГД на полном ходу N_e = 16940 кВт;

удельный расход топлива на ГД в_гд = 0,170 кг/(кВтч);

удельный расход топлива на ВД в_вд = 0,205 кг/(кВтч);

паропроизводительность вспомогательного котла D_вк = 7,5 т/ч.

Параметры пара:

давление P_п = 0,6 МПа;

температура t_п = 159С;

степень сухости ;

температура питательной воды С.

Часть первичной теплоты ГД, что уносится:

с выхлопными газами ;

с охлаждающей водой .

КПД утилизационного контура:

газового ;

водяного .

3.2 Расчет частичных и обобщенных показателей тепловой эффективности

Буксировочная мощность:

Эффективный КПД главного двигателя:

Общее количество теплоты, потребляемое на судне в ходовом режиме:

где - КПД вспомогательного двигателя;

- КПД вспомогательного котла;

- КПД электрогенератора;

- КПД дизель-генератора.

Расход топлива на главный двигатель:

кг/ч.

Расход топлива на вспомогательный двигатель:

кг/ч.

Расход топлива на вспомогательный котёл:

 кг/ч.

Относительные расходы топлива:

- на вспомогательный двигатель

;

- на вспомогательный котёл

;

Частный КПД установки:

з_с^нт=

Общий КПД без утилизации:

=

,

где - пропульсивный КПД.

При замещении на ходовом режиме вспомогательного котла на утилизационный общий КПД судна с утилизацией:



, - доли теплоты, подведенной с топливом к ГД, уносимые с водой и выпускными газами соответственно;

, - коэффициенты использования теплоты в газовом (ГУК) и водяном (ВУК) утилизационных контурах.

Удельный расход топлива и теплоты на установку по судну:

- без утилизации

кг/кВт·ч;

кДж/кВт·ч;

- с утилизацией

кг/кВт·ч;

кДж/кВт·ч.

3.3 Расчёт экономии от утилизации теплоты

Экономия в удельном расходе топлива от утилизации отходящей теплоты:

кг/кВт·ч

Годовой экономический эффект от утилизации:

ч/год - ходовое время;

$ - стоимость топлива.

$/год.

3.4 Выводы и предложения по повышению экономичности СЭУ

Удельный расход топлива при эффективной мощности q_e=0,170 кг/кВтч

При мощности, подведенной к винту:

q_p=,

где N_p=6,28К₂сn_s³D⁵10^-3=6,280,04610251,9³6,05⁵10^-3 =16462 кВт

q_p= 1539 /16462 =0,093кг/кВтч

При буксировочной мощности:

q_б= = 1539/8975 =0,171 кг/кВтч

Приращение расхода топлива по элементам СПК:

Заключение

Существуют следующие организационно-технические мероприятия по совершенствованию энергопотребления СЭУ:

1. Снижение буксировочного сопротивления за счёт рациональной формы корпуса, уменьшения шероховатости и др.

2. Повышение пропульсивного КПД за счёт увеличения числа лопастей и понижения частоты вращения вала двигателя.

3. Повышение КПД главных, вспомогательных двигателей и котлов.

4. Применение дешёвых топлив, улучшение качества внешней и внутренней топливоподготовки.

5. Утилизация вторичных энергоресурсов главных и вспомогательных двигателей (УКДГ).

6. Снижение затрат энергоресурсов на вспомогательные механизмы и аппараты.

7. Выбор рациональных скоростей судна с учётом условий эксплуатации.

двигатель судно теплоиспользование электроэнергия

Список литературы

1. А.А. Завьялов. Методическое пособие: “Расчёт и построение паспортной диаграммы судна”. Одесса - 2010.

2. Методические рекомендации по курсовому и дипломному проектированию по дисциплине “Эксплуатация судовых энергетических установок”. Одесса - 2007.

3. В.П. Мануилов “Эксплуатация судовых энергетических установок”. Москва “Транспорт” 2009.

4. В.П. Мануилов, Л.П. Данилов, В.Ю. Котелко “ Эффективность теплоиспользования в судовых дизельных энергетических установках “. Москва - ЦРИА “МОРФЛОТ “ 2011.

Размещено на Allbest.ru