Установки судна проекта № 570 б

Введение.

Судовая энергетическая установка (СЭУ) состоит из комплекса оборудования, предназначенного для преобразования энергии топлива в механическую, электрическую и тепловую энергий и транспортировки их к потребителям. Указанные виды энергии обеспечивают: движение судна с заданной скоростью; безопасность и надёжность плавания; работу механизмов машинного помещения, палубных механизмов и устройств; электрическое освещение; действие средств судовождения, управления механизмами, сигнализации и автоматики; общесудовые и бытовые нужды экипажа и пассажиров; выполнение различных производственных операций на транспортных судах, судах технического флота и специального назначения.

Современное развитие транспортного флота характеризуется созданием высокопроизводительных грузовых, буксирных и пассажирских судов, повышением их мощности, скорости хода; оборудованием, высокоэффективными и экономичными механизмами, устройствами, системами, средствами механизации и автоматизации, стандартизацией и унификацией отдельных механизмов и судовых энергетических установок в целом.

Краткая характеристика судна и его энергетической установки.

Таблица

Характеристика судна проекта № 507 б.

№ п/п	Параметры, единицы измерения	Численные значения
	Класс судна	“О”
	Размерения корпуса, м длина ширина	16,5
	Водоизмещение, т: в полном грузу
	Грузоподъемность, т
	Мощность СЭУ, кВт
	Осадка, м: в полном грузу порожнем	3,5
	Скорость, км/ч: в полном грузу
	Число мест для экипажа
	Автономность, сут.
	Движитель тип количество диаметр винта, м	ГВН 1,8
	Сухая масса СЭУ, т
	Габариты машинного отделения, м: длина ширина	14.4 16,5

Таблица 2

Характеристики основных элементов энергетической

установки судна проекта № 570 б.

Элементы энергетической установки и их параметры, единицы измерения	Численные значения
ГЛАВНЫЕ ДВИГАТЕЛИ: количество марка номинальная эффективная мощность, кВт номинальная частота вращения коленчатого вала, среднее эффективное давление на номинальном режиме, МПа рекомендуемое топливо рекомендуемое масло удельный эффективный расход, : топлива масла	6НВД48А       Мот., Диз. М-10Г2ЦС   0,218 0,00195

Окончание табл.

Элементы энергетической установки и их параметры, единицы измерения	Численные значения
ГЛАВНАЯ ПЕРЕДАЧА МОЩНОСТИ: тип передаточное отношение	Прямая 0,99
СУДОВАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ: род тока напряжение количество вспомогательных дизель-генераторов марка ДГ марка дизеля номинальная эффективная мощность, кВт номинальная частота вращения коленчатоговала, среднее эффективное давление на номинальном режиме, МПА рекомендуемое топливо рекомендуемое масло удельный эффективный расход, топлива масла количество валогенераторов марка валогенераторов мощность	Переменный ДГР-100 6Ч 18/22   Диз. М-10Г2ЦС   0,210 0,00176 СДГ102-88
КОТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА: марка автономного котла количество теплопроизводительность, расход топлива, марка утилизационного котла количество теплопроизводительность,	КОАВ-68 285 000 21,0 КУВ-100 420 000

На основе данных табл. 1 и 2 выполняется расчёт показателей установки судна (в виде табл.3):

1. Эффективная мощность главной ЭУ (кВт) :

P_y=x ∙P_e=2∙736= 1472 ,

где - количество ГД;

- номинальная эффективная мощность ГД, .

2. Энергооснащённость судна:

,

где - водоизмещение судна в полном грузу, т.

3. Энергонасыщенность по отношению к:

- длине машинного отделения (МО)

I_p=( P_y +x_b∙P_eb)/L_MO=(1472+3∙110)/14.4=125

- площади МО

,

где - мощность вспомогательных двигателей СЭУ, ;

и - длина в м и площадь МО в .

4. Энергоёмкость работы судна:

,

где M_п=G для сухогрузных судов и танкеров,

где G – грузоподъемность,т;

- скорость судна в полном грузу, .

5. Абсолютный КПД судовой установки:

;

где P_eb- мощность вспомогательного двигателя, кВт;

х_b,х_k - количество вспомогательных двигателей и автономных (вспомогательных) котлов;

Q_т=k∙q_тт∙G – теплота, затрачиваемая на технологические нужды танкером, которые определяются условиями транспортировки груза, кДж/ч;

к=1÷1,25 – коэффициент, учитывающий увеличение теплопотерь при подогреве груза;

q_тт- удельные тепловые потери при остывании тонны груза, равные для танкеров:

с двойными бортами и двойным дном 420÷630 кДж/(ч∙т);

Q_т=0 кДж/ч;

Q_п=Q_от+Q_сб – расход теплоты на бытовые нужды пассажиров.

Q_п=306400+48000=354400 кДж/ч;

Расход теплоты на отопление помещений Q_от в кДж/ч различных типов судов производится по следующим зависимостям:

Для сухогрузных судов и танкеров: Q_от=83800+42G=83800+42∙5300=306400кДж/ч

Расход теплоты на санитарно-бытовые нужды Q_сб в кДж/ч находится по выражению: Q_сб=(n_эк +n_пас)(q_вм+q_вп),

Где q_вм – удельный расход теплоты на приготовление горячей мытьевой воды, принимаем равным для грузовых судов и буксиров-толкачей 1880÷2720 кДж/чел∙ч.

q_вп- удельный расход теплоты на приготовление кипяченой питьевой воды, принимаем равным для грузовых судов и буксиров-толкачей 400÷420 кДж/чел∙ч.

Q_сб=20(2000+400)=48000 кДж/чел∙ч

В,В_b,В_к- расход топлива в кг/ч главного и вспомогательного двигателей, автономного котла.

Q_н,Q_нb,Q_нк – низшая удельная теплота сгорания топлива в кДж/кг главного и вспомогательного двигателей, автономного котла;

Q_н=42500 кДж/кг – для дизельного топлива;

Q_н=42000 кДж/кг –для моторного топлива;

В =b_e ∙P_e, где b_e- удельный эффективный расход топлива главного двигателя,кг/кВт∙ч;

В=0,218∙736=160,448 кг/кВт∙ч

В_b= b_eb∙ P_eb, где b_eb – удельный эффективный расход топлива вспомогательного двигателя ,кг/кВт∙ч;

В_b=0,210∙110=23,1 кг/кВт∙ч;

В_к= Q_k/(η_k∙ Q_нк), где η_k = 0,7÷0,85 – КПД вспомогательного автономного котла, Q_k – теплопроизводительность вспомогательного котла;

В_к= 285000/(0,8∙42500)=8.3кг/кВт∙ч;

6. Эффективный КПД установки:

,

η_эу = 3600(2∙736-2·50)/2∙0,218∙736∙42500+3∙0,210∙110∙42500+1∙285000/0,8-

-2∙420000=0,30

где - мощность дизель-генератора, кВт;

и - удельные эффективные расходы топлива главного и вспомогательного двигателей, ;

и - низшая удельная теплота сгорания топлива, применяемого главным и вспомогательным двигателями, ;

- КПД вспомогательного автономного котла.

Принимаем .

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

- теплопроизводительность вспомогательного автономного котлов.

- теплопроизводительность утилизационного котла.

7. КПД судового ( пропульсивного ) комплекса:

,

где - эффективный КПД главного двигателя;

η_е=3600/(Q_н ∙ b_е),

- КПД главной передачи установки, принимаемый равным для прямой передачи 0,98÷0,99 ; принимаем ;

и - КПД валопровода ( ) и пропульсивный КПД движителя ( для гребных винтов речных судов ).

Принимаем ,

.

8. КПД энергетического комплекса:

где - эффективный КПД вспомогательного двигателя;

η_еb=3600/(Q_н∙b_e)=3600/0,210∙42500=0,40

η_е – эффективный КПД главного двигателя;

η_е=3600/(Q_н∙b_e)=3600/0,218∙42500=0,38

- КПД электрогенератора: ;

- расход топлива автономным котлом, .

Таблица 3