Выбор схемы обеспечения судна энергией и теплом в ходовом режиме

Вспомогательные котельные установки являются наиболее распространёнными источниками теплоты на речных судах. Для удовлетворения потребности в теплоте в ходовом режиме на судах, как правило, устанавливаются водогрейные или паровые утилизационные котлы, использующие теплоту выпускных газов главных двигателей. Потребность судна в теплоте на стоянках удовлетворяется автономными котлами. Сорт топлива, используемого автономными котлами и главными двигателями, должен быть одинаковым.

Общее количество теплоты на судовые складывается из расходов теплоты на отопление помещений, санитарно-бытовые нужды, подогрев топлива и масла в системах ЭУ, а также на подогрев перевозимого груза и воды для мытья танков на танкерах.

Расход теплоты на подогрев топлива, масла и другие технические нужды Q_пт в кДж/ч составляет:

Q_пт=(0,14÷0,15)( Q_от+ Q_сб)=0,14∙(306400+48000)=49616 кДж/ч;

где и - число членов экипажа и пассажиров, .

Q_от - расход теплоты на отопление помещений Q_от=306400 кДж/ч.

Q_от=83800+42G=83800+42∙5300=306400кДж/ч

Q_сб – расход теплоты на санитарно-бытовые службы;

Q_сб=20(2000+400)=48000кДж/чел∙ч

Расход общего количества потребления теплоты для различных режимов движения судна производится в табличной форме .

Коэффициент загрузки потребителей в ходовом и стояночном режимах следует принимать 0,9-0,6, а коэффициент одновременности принимают равным для ходового режима 0,8-0,9, для стояночного режима 0,7-0,8.

Расчёт количества потребления теплоты на судне.

Потреби- тели теплоты	Расчётный расход теплоты,	Режим работы судна
Ходовой	Стояночный
Коэффициент загрузки	Потребное количество теплоты,	Коэффициент загрузки	Потребное количество теплоты,
Отопление Санитарно- бытовые нужды Техничес- кие нужды
	0,7		0,6
Итого
Количество фактически потребляемой теплоты

Выводы по разделу: Производительность автономных котлов должна быть достаточной для обеспечения потребности судна в любом режиме без работы утилизационных котлов. Поэтому вспомогательные автономные котлы выбираются по максимальному количеству потребной теплоты или .В данном случае автономный котел марки КОАВ - 68, теплопроизводительностью 285000 ,обеспечивает потребности судна на всех режимах.

Обоснование и выбор схемы обеспечения судна энергией и теплом

Для выбора схемы обеспечения судна электроэнергией и теплом на ходу необходимо рассчитать значение эффективного КПД энергетической установки η_эу при возможных вариантах снабжения судна этими видами энергии.

Таблица

Эффективность установки при различных схемах

Обеспечения энергией

Схема тепло- и электро обеспечения судна	Значения	Эффективный КПД на режиме
хв	хb	хк	ху
УК+ВГ УК+ДГ УК+АК+ВГ УК+АК+ДГ ВГ+АК+ДГ АК+ДГ АК+ВГ	+ + + +	+ + +	+ + + + +	+ + + +	0,388 0,373 0,353 0,365 0,345 0,355 0,366

Примечание: УК – утилизационные котлы; ВГ – валогенераторы; ДГ – дизель-генераторы; АК – автономные котлы.

Определим эффективный КПД на режимах.

;

Где:

- количество дизель-генераторов, автономных котлов, утилизационных котлов;

Р_е, Р_в, Р_еь – мощность главного двигателя, валогенератора, дизельгенератора на ходовом режиме. Принимаем Р_е из табл. - 736 кВт. Принимаем Р_в из табл. -50 кВт. Принимаем Р_еь из табл. для ходового режима – 110 кВт.

b_е, b_еь – удельный расход топлива главного двигателя и дезель-генератора на ходовом режиме. Принимаем b_е из табл. 5 – 0,218 кг/кВт·ч. Принимаем b_еь = 0,210 кг/кВт·ч

- теплопроизводительность вспомогательного автономного котла на ходовом режиме. Принимаем из табл. для ходового режима

-теплопроизводительность утилизационного котла.

Принимаем

Для УК+ВГ:

Для УК+ДГ:

Для УК+АК+ВГ:

Для УК+АК+ДГ:

Для ВГ+АК+ДГ:

Для АК+ДГ:

Для АК+ВГ:

Для УК:

Для АК:

Для ДГ:

Для ВГ:

Вывод: Проанализировав таблицу эффективности установки при различных схемах обеспечения энергией можно принять решение о применении в данном проекте судна схему тепло- и электропотребления судна УК+ВГ, так как у него наиболее высокий эффективный КПД (η_еу=0,388). При обеспечении только тепловой энергией на ходовом режиме в данном проекте судна целесообразно применять УК-утиль котел η_еу=0,389. При обеспечении только электроэнергией на ходовом режиме в данном проекте судна целесообразно применять ВГ- валогенератор η_еу=0,375.

Выбор марки масла ГД И ДГ

Общими тенденциями развития двигателестроения являются: увеличение литровой мощности, повышение экономичности и надежности, улучшение пусковых свойств, уменьшение массогабаритных показателей. Для обеспечения надежной работы двигателей, применяемые в них масла должны обладать определенными эксплуатационными свойствами.

Надежность работы двигателя во многом определяется выбором масла с оптимальной вязкостью. В широком диапазоне условий эксплуатации, наиболее эффективны масла с пологой вязкостно-температурной характеристиками (т.е. те масла, вязкость которых в наименьшей степени меняется при изменении температуры масла).

Для обеспечения минимального износа деталей двигателя лучше использовать масла большей вязкости. Снижение исходной вязкости улучшает низкотемпературные свойства масел - прокачиваемость, которые характеризует способность масла своевременно поступать к местам смазки при пуске двигателя. Повышение литровой мощности в современных и перспективных двигателях достигается, в основном, за счет увеличения среднего эффективного давления (повышение степени сжатия (компрессии) в цилиндрах двигатели, прямого впрыска топлива под высоким давлением и введение наддува воздуха, что приводит к росту тепловых и механических нагрузок на детали двигателей. Интенсивный контакт масла с прорывающимися в картер газами увеличивает скорость его окисления. Воздействие горячих газов и нагретых поверхностей на пленку масла на деталях цилиндро-поршневой группы приводите образованию высокотемпературных углеродистых отложений. Закоксовывание канавок в поршнях приводит к потере подвижности поршневых колец, к задиру поверхности цилиндра и поломке поршневых колец и потере компрессии двигателя.

Эффективное снижение скорости образований нагаров и лаков в системе смазки двигателя возможно только в том случае, когда масло обладает достаточно высокими моюще-диспергирующими и антиокислительными свойствами.

Для увеличения надежности и обеспечения высокого ресурса работы двигателя необходимо, чтобы моторные масла имели высокий уровень противоизносных и противозадирных свойств.

Для снижения коррозионного износа деталей цилиндро-поршневой группы и вкладышей коленчатого вале, вызываемого кислыми продуктами сгорания топлива, моторные масла должны обладать нейтрализующий действием.

Смазывание узлов трения, проверка заполнения и замена масел, гидравлических и охлаждающих жидкостей должны осуществляться обслуживающим персоналом по карте смазки, которая разрабатывается в форме табл.

	Тип двигателя	Марки масел
		отечественные	зарубежные
ГД		М-10В2С,М-16В2,М-12Б М-10Г2ЦС, М-14Г2ЦС	Энергол ДСЗ-З0,ДСЗ-40 Энергол IC-НФЗО, IС-НФ40 Кастрол 215М, 215МХД20МХ, 215МХД 220МХД Мобилгард 312,412,324,424 Мелина 30,40 Гадиниа 30,40
ДГ		М-12Б2, М-10В2, М-10В2С, М-10Г2ЦС	Мелина 30; Гадиниа 30; Мобилгард 312; Кастрол 215МХД