Тепловые балансы агрегатированного вспомогательного оборудования

Агрегатированное вспомогательное оборудование СЭУ, в дальнейшем агрегаты, - это дизель- и турбогенераторы, дизель- и турбонасосы, дизелькомпрессоры и т.п. Они состоят из двух единиц оборудования – привода и преобразователя механической энергии, установленных на общей переходной раме или на общем судовом фундаменте и функционально связанных. Приводы бывают двух типов: дизельный и турбинный. Дизельный привод превращает в механическую энергию вращения выходного вала (N_e) химическую энергию сгорания топлива, турбинный - превращает в механическую энергию внутреннюю энергию рабочего тела (пара или масла). Преобразователи механической энергии (генераторы, насосы, компрессоры и т.п.) превращают механическую энергию вращения входного вала в другой вид энергии (электрическую, сжатый воздух, давление перекачиваемой жидкости и т.п.).

Рассмотрим тепловой баланс агрегата на примере дизельгенератора.

Химическая энергия сгорания топлива

Ne

П о т е р и

Генератор электричес-кого тока

П о т е р и

Рe

Рисунок 4 – Схема основных потоков энергии дизельгенератора:

N_e – мощность дизеля; Р_e – мощность генератора электрического тока (генератора)

Тепловой баланс для дизельгенераторов имеет вид:

или

где

- теплота, выделившаяся при сгорании топлива, кВт;

В_e - расход топлива ВД, кг/час;

- низшая теплота сгорания топлива, кДж/час.

- потери теплоты в ВД, кВт;

-потери теплоты в генераторе, кВт;

Р_e – мощность генератора;

где

- эффективная мощность ВД, кВт;

- КПД генератора.

Для турбогенераторов, работающих на паре, вырабатываемом утилизационными котлами (УК), тепловой баланс имеет вид:

где

- количество выхлопных газов, выходящих из ДВС или газовой турбины, кг/ч;

- энтальпия выхлопных газов на входе и выходе в УК соответственно, кг/час;

- эффективная мощность турбины, кВт;

- КПД генератора;

- потери теплоты в турбине и УК, кВт;

-потери теплоты в генераторе, кВт.

Энергетический баланс СЭУ

Энергетический баланс СЭУ состоит из трех составных частей, в соответствии с составом СЭУ.

В этом случае рассматриваются:

- баланс пропульсивной установки, в которой основным источником энергии является главный двигатель, потребителем - корпус судна, движущийся с определенной скоростью;

- баланс судовой электростанции, в которой основным источником энергии является генератор, получающий привод от вспомогательного двигателя. Промежуточным потребителем является главный распределительный щит (ГРЩ);

- баланс вспомогательной энергетической установки, которая вырабатывает несколько видов энергии, имеет соответствующее количество источников энергии. Это: котлы, водоопреснительные установки, компрессоры и т.п.

ПОРЯДОК РАСЧЕТА

Общий порядок расчета

Расчет энергетического баланса СЭУ проводится в два этапа:

- определение расчетного режима и коэффициентов загрузки оборудования;

- расчет баланса и выполнение графической части.