Основы судовой энергетики

Размещено на http://www.allbest.ru/

Основы судовой энергетики

1. Основные теоретические сведения

1.1 Судовая дизельная энергетическая установка

Судовая энергетическая установка (СЭУ) предназначена:

во-первых, для обеспечения движения судна;

во-вторых, для снабжения всеми необходимыми видами энергии (электроэнергия, водяной пар и горячая вода, сжатый воздух и др.) всех судовых потребителей.

СЭУ подразделяется на:

- главную энергетическую установку (ГЭУ);

- вспомогательную энергетическую установку (ВЭУ);

- электроэнергетическую установку (ЭЭУ), применяется также термин судовая электростанция (СЭС).

ГЭУ включает в себя механизмы, системы и оборудование СЭУ, предназначенные для обеспечения движения судна, и решает задачи выработки, преобразования и подвода необходимой мощности к движителю (гребному винту). ГЭУ также называют пропульсивной установкой.

ЭЭУ включает в себя механизмы, системы и оборудование СЭУ, предназначенное для выработки, преобразования и подвода необходимой электроэнергии ко всем судовым потребителям.

ВЭУ включает в себя технические комплексы, обеспечивающие различные судовые нужды: пар и горячая вода, сжатый воздух, опреснение воды и т.д., кроме электроэнергии. ВЭУ обеспечивает также и потребности самой СЭУ: подогрев топлива при топливоподготовке, выработка сжатого воздуха для запуска дизелей и потребностей систем автоматики и др.

Состав и структурная схема СЭУ с дизельной установкой в качестве главных двигателей приведена на рис. 1.

Как правило, ГЭУ, ВЭУ и ЭЭУ работают независимо друг от друга, в целях повышения экономичности СЭУ может быть предусмотрено их объединение. Например, валогенератор, вырабатывающий электрический ток, приводится в действие главным двигателем; снабжение потребителей паром может осуществляться от утилизационного котла, использующего тепло уходящих газов главного или вспомогательного двигателя и т.д.

1.2 Общее уравнение теплового баланса

Тепловой баланс - это распределение располагаемой (возможной к использованию) теплоты между полезной работой и различными потерями.

Общее уравнение теплового баланса имеет вид:

где,

- располагаемая теплота, выделившаяся при сгорании топлива или подведенная от стороннего источника энергии;

- теплота, эквивалентная эффективной работе;

- потери теплоты.

Тепловую эффективность работы оборудования принято оценивать коэффициентом полезного действия (КПД):

? =

1.3 Уравнение теплового баланса для судовой энергетической установки

Потоки энергии в СЭУ имеют сложный ха-рактер, обусловленный на-личием нескольких видов энергии: химической энер-гии топлива, механической, электрической, тепловой -- в виде энергии пара, горя-чей воды, выпускных газов, нагретого масла, потенци-альной сжатого воздуха или пара.

Для судовой энергетической установки с дизельной установкой, уравнение теплового баланса можно записать в виде:



где,

- сумма химической теплоты, выделившаяся при сгорании топлива в главных и вспомогательных двигателях, парогенераторах, другом оборудовании;

- сумма эффективных мощностей главных двигателей, дизельгенераторов, котлов, другого оборудования, выраженная в мощностях потоков энергии;

- сумма потерь теплоты, раздельно для каждого их вида.

При расчете теплового баланса необходимо учесть использование вторичных источников энергии: теплоту и давление отработавших (выхлопных) газов, теплоту, отводимую от охлаждающего контура пресной воды самого дизеля и от охладителя наддувочного воздуха и т.д. Например, сокращение паропроизводительности вспомогательных котлов за счет установки утилизационных котлов, или использование охлаждающей воды ДВС в водоопреснительных установках и т.д.

Судно в процессе эксплуатации имеет несколько режимов работы. Для промысловых судов основными режимами работы являются:

- ходовой режим перехода к месту промысла;

- работа на промысле;

- ходовой режим перехода от места промысла с продукцией;

- стоянка в порту;

- стоянка на рейде;

- аварийный режим;

- другие режимы.

На каждом из режимов двигатели и другое оборудование имеет разную загрузку. Так, для промысловых судов, если судно находится в ходовом режиме перехода к месту промысла, то главные двигатели работают в номинальном режиме, электростанция загружена на 20…30%, в случае установки утилизационных котлов - вспомогательные котлы практически без нагрузки, рефрижераторная установка загружена также мало. Если судно находится в ходовом режиме перехода от места промысла (с продукцией), то главные двигатели работают в номинальном или максимальном режиме, электростанция загружена на 30…40%, вспомогательные котлы загружены на 50…100 %, рефрижераторная установка загружена на 90…100%. То есть, в соответствии с загрузкой оборудования, для каждого режима работы судна существует свой тепловой баланс СЭУ.

Общий порядок расчета баланса и выбор расчетного режима работы судна изложен в разделе 2.

1.4 Тепловой баланс ДВС

Тепловой баланс ДВС имеет вид:

или

где:

- теплота, выделившаяся при сгорании топлива, кВт;

- расход топлива, кг/час;

- низшая теплота сгорания топлива, кДж/час;

- эффективная мощность двигателя - это мощность, измеряемая на выходном фланце коленчатого вала, для дизельредукторных агрегатов (ДРА) эффективная мощность измеряется на выходном фланце редуктора, кВт;

- сумма потерь теплоты, раздельно для каждого вида потерь, кВт.

Двигатели внутреннего сгорания относятся к числу наиболее экономичных двигателей. КПД лучших образцов ДВС достигает 50--51 %, однако и в них теряется значительное количество теп-лоты: около 30--40 % с выпускными газами, 10--20 % с охлаждающими средами (вода, масло).

На рис. 2 представлена типовая диаграмма теплового ба-ланса судовых ДВС. Все потоки энергии выражены в процентах, причем за 100 % принята химическая энергия сжигаемого топлива q_т.

Рис. 2. Типовая диаграмма теплового баланса судовых ДВС

Полезная работа -- q_пол характеризуется эффективным КПД двигателя - з_е.

К потерям энергии относятся: q_н -- теплота, рас-сеиваемая двигателем в окружающую среду и неучтенные потери; q_M -- теплота, отводимая с охлаждающим маслом; q_вод -- теплота, отводимая от двигателя с охлаждающей водой; q_в -- теп-лота, отбираемая от воздуха в воздухоохладителе турбонагнетателя, данный вид потерь имеет существенное значение и учитывается при высоких степенях наддува; q_вг -- теплота, отводимая с выпускными газами двигателя.

Большие значения КПД - для ДВС большей мощности, меньшие для ДВС небольшой мощности. При мощности ДВС менее 200 кВт, нижнее значение КПД может уменьшиться на 5%.

Анализируя диаграмму можно сделать несколько выводов:

1. Наибольшие потери - это потери с выхлопными газами, далее, по степени убывания, идут потери с охлаждающей водой, потери теплоты, отбираемые от воздуха в воздухоохладителе турбонагнетателя, потери теплоты, отводимые с охлаждающим маслом, потери теплоты, рас-сеиваемые двигателем в окружающую среду и прочие неучтенные потери.

2. Наибольшие потери - это потери с выхлопными газами, далее, по степени убывания, идут потери с охлаждающей водой, потери теплоты, отбираемые от воздуха в воздухоохладителе турбонагнетателя, потери теплоты, отводимые с охлаждающим маслом, потери теплоты, рас-сеиваемые двигателем в окружающую среду и прочие неучтенные потери.

3. Тепловой баланс дизеля зависит от его типа. При этом принята следующая классификация дизелей по частоте вращения n об/мин:

Малооборотные дизеля (МОД) n = 90…300 об/мин;

среднеоборотные дизеля (СОД) n = 300…1000 об/мин;

высокооборотные дизеля (ВОД) n? 1000 об/мин.

4. Наибольший КПД и соответственно наименьший удельный расход топлива, у МОД, наибольший - у ВОД.

1.5 Тепловой баланс котлов

Котлы (парогенераторы) относятся к наиболее совершенным преобразователям энергии. Их КПД составляет в среднем 80… 95%.

Котлы подразделяются:

по назначению - главные, вырабатывающие пар для главных двигателей и других потребителей; вспомогательные, обеспечивающие всех судовых потребителей (кроме главных двигателей) паром или горячей водой. В отдельных случаях, как например, на супертанкерах типа «Крым», вспомогательные котлы могут обеспечивать паром и главные турбины при внештатных режимах работы судна;

по роду производимого теплоносителя - производящие пар (перегретый, охлажденный, насыщенный); производящие горячую воду (водогрейные котлы);

по роду используемого топлива - использующие жидкое топливо (мазут или дизельное); газообразное топливо (метан); твердое топливо (каменный уголь); - и т.д.

К отдельной группе относят вспомогательные утилизационные котлы, не имеющие топки и использующие теплоту уходящих газов ДВС или газовых турбин средней и большой мощности.

Тепловой баланс котлов имеет вид:

для водогрейных котлов:

где:

- химическая теплота, выделившаяся при сгорании топлива, кВт;

- полезная работа, определяемая количеством и качеством вырабатываемого теплоносителя (пара или воды), кВт;

- расход топлива, кг/час;

- низшая теплота сгорания топлива, кДж/час;

паропроизводительность котла по перегретому, охлажденному и насыщенному пару, кг/час;

энтальпия перегретого, охлажденного, насыщенного пара, питательной, горячей, продувочной воды соответственно, кДж/кг;

- потери с продувочной водой, кг/час. Для водогрейных котлов и котлов, производящих только насыщенный пар в данных расчетах не учитываются;

- сумма потерь теплоты, раздельно для каждого вида потерь, кВт.

На рис. 3 показана диаграмма теплового ба-ланса для котлов различного назначения.

Все потоки энергии выражены в процентах, причем за 100 % принята химическая энергия сжигаемого топлива q_т.

Полезная работа -- q_пол, характеризуется КПД котла - з_к.

К потерям энергии относятся: q₅ -- потери тепла в окружающую среду и неучтенные потери; q₄ -- потери тепла от механической неполноты сгорания топлива, для котлов на жидком топливе принимаются равным нулю; q₃ -- потери тепла от химической неполноты сгорания топлива; q₂ -- потери тепла с уходящими газами.

Анализируя диаграмму можно сделать несколько выводов:

1. Наибольшие потери - это потери с уходящими газами.

2. Тепловой баланс котла зависит от его типа. Главные котлы имеют большой КПД, т.к. на них установлено предельно развитое хвостовое хозяйство - многосекционные экономайзеры и воздухоподогреватели, а также применены другие конструктивные усовершенствования.

Тепловой баланс пароперегревателей, имеющих собственную топку, имеет вид аналогичный рис. 2 и рассчитывается аналогично.

Тепловой баланс утилизационных котлов (УК) рассчитывается аналогично расчету теплообменных аппаратов, что изложено далее.

Рис. 3. Диаграмма теплового баланса для котлов различного назначения

1.6 Тепловой баланс теплообменных аппаратов

судовой энергетический котел

Тепловой баланс, рассматриваемый в данном разделе, относится к теплообменным аппаратам (ТА) и оборудованию применяемых в СЭУ: подогреватели питательной воды котлов, охладители воды, масла, подогреватели топлива, утилизационные котлы и т.п.

Для теплообменных аппаратов, то есть оборудования, не использующего энергию сгорания топлива непосредственно, а получающего располагаемую теплоту в виде теплоносителей с определенной энергией (пар, горячая вода ит.д.) уравнение теплового баланса в общем виде имеет вид:

где:

- энтальпия теплоносителя, на входе в ТА, для УК- энтальпия выхлопных газов ДВС;

- теплота, преобразованная в полезную энергию, для УК - определяется количеством и качеством производимого пара или горячей воды аналогично вспомогательным котлам;

- энтальпия теплоносителя, на выходе из ТА, для УК - энтальпия продуктов сгорания выходящих из УК;

- потери в окружающую среду от ТА.

На рис. 4 показана диаграмма теплового ба-ланса основных потоков энергии для теплообменных аппаратов (утилизационного котла).

Все потоки энергии выражены в процентах, причем за 100 % принята энтальпия теплоносителя на входе вТА - i_под.i_под=100%



Рис. 4. Диаграмма теплового баланса для теплообменных аппаратов: КИТ - коэффициент использования тепла; УК - утилизационные котлы; ТО - теплообменные аппараты в целом

Полезная работа -- q_пол, определяется количеством и качеством воспринятой энергии (количеством, энтальпией, температурой и давлением произведенного пара, количеством и разностью температур охлажденной воды и т.п.), косвенно характеризуется коэффициентом использования теплоты - з_т. В свою очередь коэффициент использования теплоты определяется по формуле:

з_т= ц*q_пол/q_под

где:

ц - коэффициент сохранения теплоты, который зависит от потерь в окружающую среду.

К потерям энергии относятся:

q₅ -- потери тепла в окружающую среду;

i_ух -- энтальпия теплоносителя на выходе из ТА.

Анализируя диаграмму можно сделать вывод - коэффициент использования теплоты, з_т, изменяется в широких пределах.

1.7 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 во 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.).

Рис. 5. 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.

1.8 Понятие энергетического баланса

Тепловой баланс по определению рассматривает распределение затраченной (вновь привнесенной) теплоты на полезную работу и различные потери, в соответствии с основными потоками энергии.

В объектах также имеются дополнительные потоки энергии, которые движутся по замкнутым и открытым контурам.



Рис. 6. Замкнутый циркуляционный пароводяной контур утилизационного котла, производящего перегретый и насыщенный пар

Дополнительные замкнутые контуры потоков энергии основного оборудования:

- для ДВС:

1 - контур охлаждающей пресной воды (двигатель-ТА-насос-двигатель), теплоноситель - вода;

2 - контур смазочной системы (двигатель-ТА - насос - фильтрующий элемент - двигатель), теплоноситель - смазочное масло;

3 - воздушный контур, для ДВС с наддувом (двигатель - турбина нагнетателя - компрессор - охладитель наддувочного воздуха - двигатель), теплоноситель - до турбины - выхлопные газы, после компрессора - воздух;

- для вспомогательных котлов - пароводяной контур (выход из котла - потребитель - теплый ящик - питательный насос - котел), теплоноситель - пар на выходе из котла, постепенно переходящий при движении по контуру в питательную воду на входе в котел, а затем постепенно переходящий в пар при движении по поверхностям нагрева котла;

- для утилизационных котлов, производящих перегретый и насыщенный пар - пароводяной контур по рис. 6;

- для утилизационных котлов, производящих только насыщенный пар - в пароводяном контуре будет отсутствовать пароперегреватель и потребители перегретого пара см. рис. 6;

-для водогрейных котлов - контур движения воды (выход из котла - потребитель - теплый ящик - питательный насос - котел), теплоноситель-вода.

Рассмотрим работу контура охлаждающей пресной воды ДВС на установившемся режиме см. рис. 7. Пресная вода выходит из двигателя с теплотой Q_вых и температурой 70 ⁰С, далее, проходя ТА, вода охлаждается на 12 ⁰С и теряет соответственно теплоту, отводимую с забортной водой Q_пот. Затем вода возвращается в двигатель с температурой 58⁰С и соответствующей теплотой Q_вх. Далее, проходя через двигатель, вода, забирая теплоту Q_дв от двигателя, вновь возвращается к исходному состоянию с температурой 70 ⁰С и теплотой Q_вых на выходе из двигателя.

Из рис. 7 можно сделать вывод, что пресная вода с теплотой (энергией) Q_вх является постоянной составляющей потоков энергии, движущейся на всех участках контура, и ее можно считать теплоносителем, забирающим (принимающим) у двигателя теплоту Q_дв и отдающим эту теплоту в эквиваленте Q_пот забортной воде, без учета потерь в холодильнике и при перемещениях в других элементах трубопровода. Затем теплоноситель возвращается в двигатель за новой долей энергии, совершая непрерывную циркуляцию.

Для вспомогательной котельной установки можно рассмотреть замкнутый контур потока энергии по рис. 6, приняв питательную воду с теплотой Q_п.в. как теплоноситель, принимающий (получающий) энергию в котле, переходя в пар, и затем отдающий эту энергию потребителям пара ,при этом вновь превращаясь в воду, которая возвращается в котел через теплый ящик за новой долей энергии. Таким образом, обеспечивается циркуляция по замкнутому контуру.



Рис. 7. Движение энергетических потоков в контуре пресной воды системы охлаждения ДВС

Рассмотрим также движение потоков энергии по воздушному контуру ДВС с наддувом см. рис. 8.

Наддувочный воздух с энергией _. поступает в двигатель и участвует в процессе горения топлива.

Из двигателя в выпускной коллектор выходят выхлопные газы с энергией, энергия наддувочного воздуха _. находится в составе этой энергии.

Далее выхлопные газы поступают в турбонагнетатель, где совершают полезную работу по сжатию воздуха, при этом их энергия распределяется по уравнению:



где:

- энергия выхлопных газов, поступивших в турбонагнетатель, кВт.;

- энергия отводимая от наддувочного воздуха в турбонагнетателе, кВт;

- энергия выхлопных газов, выходящих из турбины турбонагнетателя в газоотводной трубопровод, кВт;

- потери в турбонагнетателе;

- энергия, полученная наддувочным воздухом в турбонагнетателе, и возвращаемая в двигатель, кВт.

Тепловой баланс рассматривает только распределение энергии, полученной от сгорания топлива, а энергия вносимая наддувочным воздухом рассматривается как циркулирующий поток энергии.

Поэтому формула (1) имеет вид:

где:

- энергия выхлопных газов, поступивших в турбонагнетатель, без учета циркуляционного потока наддувочного воздуха кВт.;



Рис. 8 Энергетические потоки выхлопных газов и надувочного воздуха в ДВС с наддувом

Движение потоков энергии по открытым контурам в анализе энергетического (теплового) баланса СЭУ непосредственно учитывается только при составлении баланса котельных установок, когда рассматриваются потери с уходящими газами как разности энтальпий уходящих газов и подводимого воздуха. Другие подобные потоки не рассматриваются в связи с их незначительностью до 0,5%.

Энергетический баланс рассматривает полные фактические потоки энергии в объектах. В энергетическом балансе необходимо, кроме потоков энергии теплового баланса, указать также дополнительные потоки энергии замкнутых и открытых контуров.

1.9 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, дизелькомпрессоры, дизельнасосы и т.п.

2.Порядок расчета энергетического баланса СЭУ

2.1 Цель расчета - составление балансов ГД, ВД, ВК и СЭУ в целом

Согласно варианту, который определяется 2-мя последними цифрами зачетной книжки по табл.8 выбирается марка и количество главных и вспомогательных двигателей (ГД и ВД), вспомогательного котла (ВК) затем по табл.9 выбирается загрузка оборудования.

Заполняются табл.1 «Параметры главного двигателя», табл.2 «Параметры вспомогательного двигателя» и табл.3 «Параметры вспомогательного котла» в части исходных данных.

По варианту, исходя табл. 8, выбирается вариант утилизации тепла ГД: выхлопных газов - утилизационный котел (УК) или охлаждающей воды -водоопреснительная установка (ВОУ).

Проводится расчет теплового баланса главных двигателей -- заполняется табл.1 в части расчетные данные.

Проводится расчет теплового баланса вспомогательных двигателей -- заполняется табл.2 в части расчетные данные.

Проводится расчет теплового баланса вспомогательных котлов -- заполняется табл.3 в части расчетные данные.

Проводится расчет теплового баланса СЭУ в целом.

Производится построение диаграмм рассчитанных тепловых балансов оборудования и теплового баланса СЭУ в целом. При этом для главных двигателей диаграмма строится с учетом утилизации тепла.

Отчет выполняется на стандартных листах формата А4, рамка обязательна. Балансы изображаются на отдельных листах.

Отчет должен содержать, и листы должны быть разложены в следующем порядке:

1. Титульный лист, № зачетной книжки обязателен.

2. Таблица «Диаграмма теплового баланса ГД».

3. Диаграмма теплового баланса ГД см. рисунок 8. На диаграмме указывается только оборудование, которое установлено согласно варианту утилизации тепла ГД. Например, если утилизируется тепло системы охлаждения, то показывается только водоопреснительная установка ВОУ, а УК не показывается. Если двигатель без наддува, то турбонагнетатель не показывается. На диаграммах проставляется только обозначение и % значение показателей. Их величину (в кВт) допускается не показывать.

4. Таблица «Диаграмма теплового баланса ВД».

5. Диаграмма теплового баланса ВД см. рисунок 8. На диаграмме указывается только турбонагнетатель, если он установлен. Согласно заданию оборудование для утилизации тепла ВД не устанавливается и на диаграмме не показывается.

6. Таблица «Диаграмма теплового баланса ВК».

7. Диаграмма теплового баланса ВК см. рисунок 2.

8. Таблица «Диаграмма теплового баланса СЭУ».

9. Диаграмма теплового баланса СЭУ см. рисунок 9.

10. Таблица 5. Расчеты тепловых балансов оборудования в порядке их выполнения.

Таблица 1. Параметры главного двигателя

№	Параметр, размерность	Обозначение	Численное значение
Исходные данные
1	Заводская маркировка		-
2	Маркировка по ГОСТ		-
3	Расшифровка маркировки по ГОСТ
4	Тип ДВС
5	Номинальная эффективная мощность, кВт
6	Номинальная частота вращения, об/мин	nном
7	Номинальный удельный расход топлива, кг/кВт•ч
8	Загрузка на расчетном режиме, %	kреж
Расчетные данные
9	Теплота, полученная от сгорания топлива, кВт/%
10	Полезно используемое тепло, кВт/%
	Потери:
11	- теплота, отводимая с выпускными газами, кВт/%	qвг
12	- теплота, отводимая с охлаждающей водой, кВт/%	qвод
13	- теплота, отводимая с охлаждающим маслом, кВт/%	qM
14	- теп-лота, отбираемая от воздуха в воздухоохладителе, в случае установки турбонагнетателя, кВт/%	qв
15	- теплота, рас-сеиваемая в окружающую среду и неучтенные потери, кВт/%	qн

Таблица 2. Параметры вспомогательного двигателя

№	Параметр, размерность	Обозначение	Численное значение
Исходные данные
1	Заводская маркировка		-
2	Маркировка по ГОСТ		-
3	Расшифровка маркировки по ГОСТ
4	Тип ДВС
5	Номинальная эффективная мощность, кВт
6	Номинальная частота вращения, об/мин	nном
7	Номинальный удельный расход топлива, кг/кВт•ч
8	Загрузка на расчетном режиме, %	kреж
Расчетные данные
9	Теплота, полученная от сгорания топлива, кВт/%
10	Полезно используемое тепло, кВт/%
	Потери:
11	- теплота, отводимая с выпускными газами, кВт/%	вг
12	- теплота, отводимая с охлаждающей водой, кВт/%	вод
13	- теплота, отводимая с охлаждающим маслом, кВт/%	M
14	- теп-лота, отбираемая от воздуха в воздухоохладителе, в случае установки турбонагнетателя, кВт/%	в
15	- теплота, рассеиваемая в окружающую среду и неучтенные потери, кВт/%	н

Таблица 3. Параметры вспомогательного котла (ВК)

№	Параметр, размерность	Обозначение	Численное значение
Исходные данные
1	Заводская маркировка
2	Тип ВК
3	Номинальная паропроизводительность, кг/ч
4	Номинальный КПД
5	Номинальный расход топлива, кг/ч
6	Загрузка на расчетном режиме, %	kреж
Расчетные данные
7	Теплота, полученная от сгорания топлива, кВт/%
8	Полезно используемое тепло, кВт/%
	Потери:
9	- с выпускными газами, кВт/%	2
10	- от химической неполноты сгорания топлива, кВт/%	4
11	- теплота, рас-сеиваемая в окружающую среду и неучтенные потери, кВт/%



Рис. 9. Энергетический баланс ГД после изменения СЭУ в части утилизации тепла охлаждающей воды и выхлопных газов



Рис. 10. Энергетический баланс СЭУ

Таблица 4. Расчет тепловых балансов

Таблица 5. Расчеты энергетических балансов

Таблица 6. Энергетический баланс СЭУ

Таблица 7. Замкнутые потоки циркуляции энергии

Замкнутые потоки циркуляции энергии
Оборудование	Наименование контура	Обозначение	Чис. значение, кВт
ГД	наддувочного воздуха
	охлаждающей пресной воды
	смазочного масла
ВД	наддувочного воздуха
	охлаждающей пресной воды
	смазочного масла
ВК	питательной воды
УК	питательной воды

Таблица 8. Выбор исходных данных

Таблица 9. Дополнительные исходные данные

Таблица 10. Данные по ГД и ВД

Таблица 11. Данные по вспомогательным котлам

Таблица 12. Данные по УК

Таблица 13. Данные по ВОУ

Таблица 14. Область применения топлив

Топливо	Область применения	Низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг	Примечание
Дизельное для быстроходных дизелей (ДЛ, ДЗ, ДА, ДС) ГОСТ 4749-73	ВОД	42700
Дизельное (Л, З, А, С) ГОСТ 305-82	ВОД	42500
Моторное ДТ дизельное топливо ГОСТ 1667-68	СОД, МОД, ПК	41700	Дополнительно используется дизельное топливо ГОСТ 305-82 в кол-ве 10…15 % для ДВС (запуск и маневры) и кол-ве 5 % для котлов (растопка и др,)
Моторное ДМ дизельный мазут ГОСТ 1667-68	МОД, ПК	41400
Флотский мазут Ф5, Ф12 ГОСТ 10585-75	МОД, ПК	40900
Котельный мазут М40, М100 ГОСТ 10585-75	ПК	39200…39400

Рис. 10. Характеристика ГД с ВФШ



Рис. 11. Характеристика ГД с ВРШ



Рис. 12. Характеристика ВД



Рис. 13. Характеристика ВК

Таблица 15 Технические параметры утилизационных котлов

Таблица 16. Технические параметры водоопреснительных установок тип «Д»

Рис. 14. Зависимость относительных потерь тепла от относительной частоты вращения двигателя

k_вод - относительные потери с охлаждающей водой,

k_н.в.- относительные потери от охлаждения наддувочного воздуха

Таблица 17. КПД основного оборудования пропульсивного комплекс

Наименовании оборуд. (комплекса)	Обозначение	Типы оборудования (судна)	Численное значение КПД
Муфты	?М	Гидравлическая	0,94…0,96
		Электромагнитная	0,98
Передачи	?П	Одноступенчатый редуктор	0,97…0,98
		Двухступенчатый редуктор	0,96…0,97
		Реверс-редуктор	0,94…0,95
		Гидротрансформатор переднего хода	0,85…0,92
		Гидротрансф. заднего хода	0,65…0,7
		Электропередача на пер. токе	0,88…0,93
		Электропередача на пост. токе	0,84…0,88
Валопровод	?ВП		0,97…0,98
Винт-корпус (пропульсивный КПД)	?	Буксиры, траулеры	0,3…0,55
		Транспортные	0,6…0,78
		Быстроходные лайнеры	0,55…0,7
		Быстроходные катера	0,55…0,7

Таблица 18. КПД генераторов и гребных электродвигателей

Литература

судовой энергетический котел

1. Александров М. Н. Судовые устройства / М. Н. Александров. - Л.: Судостроение, 1968. - 372 с.

2. Алексеев Г. Д. Энергетические установки промысловых судов / Г. Д. Алексеев, В. А. Карпович. - Львов : Судостроение, 1972. - 296 с.

3. Артемов Г. А. Судовые энергетические установки / Г. А. Артемов, Д. П. Волошин. - Львов : Судостроение, 1987. - 480 с.

4. Гогин А. Ф. Судовые двигатели внутреннего сгорания / А. Ф. Гогин, А. А. Богданов. - М. : Транспорт, 1983. - 280 с.

5. Захаров Ю. В. Судовые холодильные установки / Ю. В. Захаров - М.: Транспорт, 1967. - 272 с.

6. Коршунов Л. П. Энергетические установки промысловых судов / Л. П. Коршунов - Л. : Судостроение, 1991. - 360 с.

7. Лысенко В. К. Судовые атомные установки / В. К. Лысенко - М. : Морской транспорт, 1963. - 278 с.

8. Лубянко В. Н. , Методические указания по выполнению расчетно-графической работы «Анализ теплового баланса дизельной судовой энергетической установки» / В. Н. Лубянко, К. И. Петренко. - Керчь. : КМТИ, 1997.

9. Овчинников И. Н. Судовые системы и трубопроводы / И. Н. Овчинников, Е. И. Овчинников. - Л. : Судостроение, 1983. - 344 с.

10. Шиняев Е. Н. и др. Судовые вспомогательные механизмы / Е. Н. Шиняев. - М. : Транспорт, 1984. - 309 с.

Дополнительная

11. Акимов Н. П. Судовые силовые установки / Н. П. Акимов. - М. : Транспорт, 1987. - 436 с.

12. Аксельбанд A. M. Судовые энергетические установки / A. M. Аксельбанд. - Л. : Судостроение, 1970. - 472 с.

13. Добровольский А. П. Судовые холодильные машины и установки / А. П. Добровольский - Л. : Судостроение, 1969. - 255 с.

14. Кацман Ф. М. Эксплуатация пропульсивного комплекса морского судна / Ф. М. Кацман. - М. : Транспорт, 1987. - 223 с.

15. Козлов В. И. и др. Судовые энергетические установки / В. И. Козлов. - Л. : Судостроение, 1969. - 496 с.

16. Кулагин В. Д. Теория и устройство морских промысловых судов / В. Д. Кулагин. - Л. :

Судостроение, 1974. - 440 с.

17. Миклос А. Г. Судовые двигатели внутреннего сгорания / А. Г. Миклос, Н. Г. Чернявская. - Л. : Судостроение, 1971. - 400 с.

18. Соловьев Е.М. Судовые энергетические установки, вспомогательные и промысловые механизмы / Е. М. Соловьев. - М. : Агропромиздат, 1986. - 184 с.19. Хряпченков А. С. Судовые вспомогательные и утилизационные котлы / А. С. Хряпченков. - Л. : Судостроение, 1988. - 296 с.

20. Морской регистр судоходства Правила классификации и постройки морских судов. 2 тома. - М.: Транспорт, 1990.

Размещено на Allbest.ru

...