Проектування енергетичної установки судна - Физика и энергетика дипломная работа

Главная

Физика и энергетика
Проектування енергетичної установки судна

Аналіз умов експлуатації судна і режимів роботи суднової енергетичної установки. Конструкція головного двигуна. Комплектування систем двигуна. Обґрунтування суднової електростанції. Розрахунок навантаження суднової електростанції в ходовому режимі.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

1. Опис судна та його енергетичної установки
Архітектурно-конструктивний тип судна: судно водногвинтове, двопалубне з баком, з нахиленим носом і крейсерською кормою. Машинне відділення і житлова надбудова розташована в кормі.
Призначення судна: універсальне судно.
Судно побудовано на клас Регістру КМ Л31А2.
Район плавання необмежений, включаючи тропічні зони і періодичне плавання у битому льоді.
Система набору - змішана. Непотоплюваність забезпечується при затоплені одного відсіку.
судно двигун електростанція установка
швидкість судна з повним вантажем V 19 вуз;
швидкість судна баласті V 6 20,5 вуз;
виробник марка БМЗ - Бурейстер і Вайн;
ефективна потужність N e 9288 кВт;
частота обертання валу двигуна п 111 об/хв;
питома витрата пального g e 208 г./кВт-ч;
матеріал дейдвудного підшипника бабіт;
тип дейдвудних ущілень симплекс - компакт.
кількість, продуктивність 1 . 10 т/добу.
швидкість піднімання якорю 10 м/хв.;
категорія міцності друга підвищена;
кількість, тягове засилля 2 . 78 кН;
основний привід стернові машини електричний;
аварійний привід стернової машини електричний.
2. Обґрунтування вибору головної енергетичної установки
2.1 Аналіз умов експлуатації судна і режимів роботи суднової енергетичної установки
Тому, що судно - прототип - універсальне, до нього і ГД ставиться перелік специфічних вимог: воно повинне мати достатню міцність корпусу, зберігати швидкохідність і остійність, непотоплюваність, що досягається поперечним набором і водонепроникними перегородками; зберігати необмежений район плавання і приймати необхідний запас пального.
Тому, що судно не має обмежень щодо району плавання - це визначає для СЕУ наступні вимоги: забезпечувати безпеку і рух судна, зберігати працездатність при таких умовах: тривалому крені до 15°, тривалому диференті до 5°, до 5°, бортові хитавиці ± 22° з періодом 7-9 секунд, кільової хитавиці ± 7,5°, а також при сумісній дії бортової та кільової хитавиці. Аварійні джерела електроенергії додатково повинні зберігати тривалу працездатність за одночасної дії крену 22,5° і диференту 10°. Конструкція і управління пускових та реверсивних пристроїв повинна забезпечувати можливість запуску і реверсування однієї людини. Напрямок переміщення важелів, маховиків і кнопок управління повинен визначатися стрілками і підписами на самих пристроях. Використання головного та допоміжних дизелів за призначенням - частина загальних завдань технічної експлуатації судна, полягає в забезпеченні ходових і маневрових режимів судна. Від обраного режиму залежить економічність, ресурс і безаварійність роботи двигуна.
Під режимом розуміють умови роботи дизеля, які характеризуються сукупністю показників, що відображають його техніко - економічні властивості та стан.
Для швидкісного режиму умови робота дизеля, за сукупністю показників визначаються заданою характерною частотою обертання. Якщо характерною за умовами роботи дизеля є подача пального при постійній частоті обертання, то режим називається навантажувальним.
Для головних суднових дизелів назва режимів визначається швидкістю судна в діапазоні ефективних потужностей.
режим повного ходу 100% ? N e ? 50%;
режим середнього ходу 50% ? N e ? 25%;
режим самого малого ходу - при мінімальній стійкій частоті обертання.
Сукупність однойменних усталених режимів називається характеристикою дизеля. Характеристика являє собою визначену зміну показників дизеля в залежності від основного режимного параметру. Якщо за незалежну змінну береться частота обертання, то така характеристика має назву швидкісної. Аналізувати характеристики доцільно шляхом спільної оцінки енергетичних, економічних показників, механічних та теплових навантажень.
2.2 Обґрунтування вибору швидкості судна, потужності, типу головного двигуна і передач
На судах морського флоту за головні двигуни застосовують в основному двигуни внутрішнього згорання і парові турбіни. У 60-х роках питома витрата пального турбінних установок майже в півтора рази була вища, ніж у дизельних, але вартість пального дизельних установок була значно вищою. І тільки та обставина, що для дизельних суден пального в рейс такої ж потужності треба було значно менше, спонукала для того, що 10000 - 12000 кВт надавалася перевага дизельним установкам, а вища - паровим турбінам. На той час виготовлення дизелів потужністю вище 12000 кВт було ускладнено.
З переводом дизелів на важкі сорти пального вони стали конкурентоспроможними з турбінами потужністю 12000 кВт, а засвоєння будівництва дизелів великих потужностей з турбінами будь - яких потужностей. Не дивлячись на те, що турбінні установки удосконалювались швидше ніж дизельні (зараз співвідношення g em / g ед = 1,1-1,2, все ж різниця залишилася).
Особливо ця різниця позначилася з різким підвищенням цін на пальне на мировому ринку в сімдесятих роках. Необхідно також зважити на маневреність енергетичних установок - дизелі більш маневрені.
Враховуючи вище зазначене, робимо висновки, що для цього судна належить віддати перевагу дизельній установці.
Визначення потужності головного двигуна
Для кожного судна в залежності від його призначення визначається швидкість ходу, одержана на підставі техніко - економічних розрахунків. В процесі роботи в складі пропульсивного комплексу головний двигун знаходиться в гідродинамічній залежності з останніми елементами комплексу. Орієнтовно потужність для буксирування судна можна визначити за адміралтейськими формулами, але це призводить до великих хиб в розрахунках, тому, що необхідно визначити коефіцієнт опору судна і ККД гребного гвинта для визначення ефективної потужності.
Простіше за прототипом цього судна, за елементами установленого гвинта і заданої частоти обертання визначити необхідну потужність за формулою
де с = 1025 кг/м 3 - щільність морської води;
Д = 6 м - діаметр гребного гвинта;
n s = 1,85с -1 - частота обертання гребного гвинта;
k 2 - безрозмірний коефіцієнт моменту.
Для визначення k 2 необхідно скористуватися діаграмою модельних випробувань гвинтів k 2 - л р . Коефіцієнт залежить від відносного кроку Н/ Д = 0,9, від відносної ходи гребного гвинта л р , дискового співвідношення и, а також від кількості лопатей Z.
де коефіцієнт повноти водотоннажності.
Підставляємо у формулу значення величин і одержуємо
Це практично, співпадає з потужністю двигуна, установленого на судні, тобто двигуна БМЗ 6ДКРН60/195, N e = 9288 кВт. Але даний двигун морально застарів. Для подальших розрахунків приймаємо новий економічний дизель фірми MAN B&W марки 7S50MC (7ДКРН50/191).
1.3 Опис конструкції головного двигуна
Судновий дизель фірми «МАН - Бурмейстер і Вайн» (MAN B&W Diesel А/S), марки 7S50MC - двотактний простої дії, реверсивний крейцкопфний з газотурбінним наддуванням (з постійним тиском газів перед турбіною) з убудованим упорним підшипником, розташування циліндрів рядне, вертикальне.
Охолоджуюча рідина - прісна вода (по замкнутій системі). Температура прісної води на виході з дизеля на сталому режимі роботи 80 - 82°С. Перепад температур на вході й виході з дизеля - не більш 8 - 12°С.
Температура мастила на вході в дизель 40 - 50°С, на виході з дизеля 50 -60°С. Призначений ресурс до капітального ремонту - не менш 120000 часів. Термін служби дизеля - 25 років (не менш).
Циліндрова кришка виготовляється зі сталі. У центральному отворі за допомогою чотирьох шпильок кріпиться випускний клапан.
Крім того, кришка постачена свердлінням під форсунки. Інші свердлення призначені для індикаторного, запобіжного і пускового клапанів.
Поршень складається з двох основних частин: голівки і юбки. Голівка поршня кріпиться до верхнього кільця поршневого штоку болтами. Юбка поршню кріпиться до голівки 18 болтами.
Поршневий шток має наскрізне свердлення під трубу для охолоджуючого мастила. Остання кріпиться у верхній частині поршневого штока. Далі мастило надходить по телескопічній трубці до крейцкопфа, проходить по свердлінню в підставі поршневого штоку до голівки поршня. Потім воно надходить по свердлінню до опорної частини голівки поршня до випускної труби поршневого штока і далі на злив. Шток кріпиться до крейцкопфа чотирма болтами, що проходять через підставу поршневого штока.
Секція циліндрів двигуна складається з декількох блоків циліндрів, що кріпляться до фундаментної рами і коробки картера анкерними зв'язками. Між собою блоки з'єднуються по вертикальних площинах. У блоці розташовуються циліндрові втулки.
Верхня частина циліндрової втулки оточена охолодною сорочкою, установлюваної між циліндровою кришкою і блоком циліндра.
Циліндрова втулка кріпиться до верхньої частини блоку кришкою і центрується в нижнім свердлінні усередині блоку. Щільність від витоків охолодної води і продувного повітря, забезпечується чотирма гумовими кільцями, вкладеними в канавках циліндрової втулки. На нижній частині циліндрової втули між порожнинами охолодної води і продувного повітря розташовано 8 отворів для штуцерів подачі мастила в циліндр.
Центральна частина крейцкопфа з'єднана із шийкою головного підшипника. У поперечній балці мається отвір для поршневого штока. Головний підшипник обладнаний вкладишами, що заливаються бабітом.
Крейцкопф постачений свердлінням для подачі мастила, що надходить по телескопічній трубці частково на охолодження поршня, частково на змащення головного підшипника і направляючих башмаків, а також через отвір у шатуні на змащення мотильового підшипника. Центральний отвір і дві ковзні поверхні башмаків крейцкопфа заливаються бабітом.
Колінчатий вал виконується напівскладеним. Мастило до рамових підшипників надходить з головного трубопроводу мастила. Упорний підшипник служить для передачі максимального упора гвинта за допомогою вала гвинта і проміжних валів. Упорний підшипник встановлюється в кормовій секції фундаментної рами.
Мастило для змащення упорного підшипника надходить із системи змащення під тиском.
Розподільний вал складається з декількох секцій. Секції з'єднуються за допомогою фланцевих з'єднань.
Кожен циліндр двигуна оснащений окремим паливним насосом високого тиску (ПНВТ). Робота паливного насоса здійснюється від кулачної шайби на розподільному валу. Тиск передається через штовхальник плунжеру паливного насосу, що за допомогою трубки високого тиску і розподільної коробки з'єднаний з форсунками, установленими на циліндровій кришці. Паливні насоси золотникового типу і форсунки - з центральним підведенням палива.
Паливна система високого тиску розгалуженого типа, у якій ПНВТ кожного циліндру подає паливо до трьох форсунок, установленим на цьому циліндрі. ПНВТ золотникового типу з VIT (variable injection timing) системою автоматичного регулювання кута випередження уприскування палива. Система встановлює кут випередження в залежності від режиму роботи двигуна і забезпечує оптимальну питому ефективну витрату палива.
Повітря в двигун надходить від двох турбокомпресорів. Колесо турбіни турбокомпресора приводиться в рух від випускних газів. На одному валу з колесом турбіни встановлене колесо компресора, що забирає повітря з машинного відділення і подає повітря в охолоджувач. На корпусі охолоджувача установлюється влаговідділювач.
З охолоджувача повітря надходить у ресивер через відкриті безповоротні клапани, розташовані у середині ресивера наддувочного повітря.
Допоміжні повітродувки включаються автоматично, при запуску ГД і маневрах. Через випускні клапана відпрацьовані гази надходять у колектор впускних газів, у якому вирівнюється пульсуючий тиск газів, що надходить з окремих випускних клапанів, а відтіля гази вже при постійному тиску надходять у ГТН.
Фундаментна рама складається з двох з варених подовжніх і декількох поперечних балок, у яких установлюються рамові підшипники. Останні мають сталеві вкладиші, залиті бабітом. Кришки рамових підшипників обжимаються гідравлічним способом. На кормовому кінці фундаментної рами встановлюється упорний підшипник і ланцюговий привод.
Фундаментна рама і коробки картера разом утворять картер двигуна. Фундаментна рама, кістяк і блоки циліндрів, що спираються на коробку картера, затягуються анкерними болтами у тверду єдину систему. Фундаментна рама двигуна встановлюється на фундамент корпусу судна та кріпиться до нього фундаментними болтами.
1.4 Тепловий розрахунок робочого процесу головного двигуна і основних його показників
ефективна потужність N e =10010 кВт;
частота обертання валу п =127 об/хв.;
прототип двигуна - MAN B&W 7S50MC (7ДКРН50/191);
2 Середній ефективний тиск, що необхідний для забезпечення за результатами розрахунку
2 Тиск і температура навколишнього середовища, відносна вологість
повітря, перепад температур в повітроохолоджувачі:
P 0 = 100 kПа; T 0 = 223K; ц 0 = 75; ДT = 150K.
4 Тиск стиснення повітря в компресорі (абсолютний) Р к = 340 кПа.
5 Показник політропи стиснення повітря в компресорі п к = 1,7.
6 Коефіцієнт надлишку повітря на згорання а = 2,5.
7 Утрачена доля ходу поршня Ш а = 0,1.
Ефективна ступінь стиснення е = 13.
Максимальний тиск згорання P z = 14МПа.
Коефіцієнт залишкових газів г г = 0,05.
11 Температура залишкових газів Т г = 750К.
Коефіцієнт використання тепла в точці Z індикаторної діаграми
нижча теплота згорання Q H = 42700кДж/кг.
Р z = Р k - ДP охл = 340 - 2 = 338кПа.
16 Тиск в циліндрі на початку процесу стиснення
17 Температура повітря на виході з компресора
Т s = Т k - ДТ охл =458-150 = 308 K.
19 Температура заряду в циліндрі в кінці процесу наповнення
20 Коефіцієнт наповнення, віднесений до корисного робочого об'єму
22 Тиск в циліндрі в кінці процесу стиснення
24 Теоретично необхідна кількість повітря для згорання 1 кг пального
25 Дійсна кількість повітря для згорання 1 кг пального
26 Коефіцієнт збільшення маси заряду
27 Середня питома ізобарна теплоємність суміші повітря і залишкових газів
28 Ступінь підвищення тиску при згоранні
29 Температура робочого тіла в кінці процесу згорання
Рішаючи спільно рівняння пунктів (29) і (ЗО) відносно T z методом послідовних наближень, отримуємо T z = 1766K.
30 Середня питома ізобарна теплоємність продуктів згорання
33 Показник політропи розширення газів в циліндрі
34 Тиск в циліндрі в кінці розширення
35 Температура газів в кінці розширення
36 Середній індикаторний тиск, віднесений до корисного ходу поршня
39 Питома індикаторна витрата пального
42 Розходження заданого за прототипом і одержаного в результаті розрахунку значення ефективного тиску
46 Розходження розрахункової і заданої ефективної потужності
Тому що значення індикаторних і ефективних показників не перевищують значень заводу-виготовлювача, відносні процентні відхилення розрахункових і заданих параметрів входять у встановлені межі, а також економічні показники відповідають значенням заводу-виробника, вважаємо, що розрахунок індикаторного процесу у циліндрі двигуна зроблено вірно.
Розрахунок і побудова індикаторної діаграми
Об'єми циліндра в характерних точках індикаторної діаграми (у точках а, с, z), а також у нижній мертвій точці (точка m)
Розрахунок точок зміни тиску по політропі стиску (результат розрахунку заносимо в таблицю 2.1)
Розрахунок точок зміни тиску по політропі розширення (результат розрахунку заносимо в таблицю 2.1)
Таблиця 2.1 - Розрахунок проміжних тисків
2.5 Вибір елементів гребного гвинта. Розрахунок і побудова ходової характеристики судна
В експлуатаційних умовах СЕУ їх елементи працюють в самих різноманітних Режимах.
В установленому режимі дії двигуна сповна підкоряються закону гребного гвинта і розвивають тільки тау потужність, яку поглинає гвинт. В свою чергу, потужність, що поглинається гвинтом, залежить від швидкості і опору води руху судна.
Для вичерпного аналізу ходових якостей судна необхідно знати його швидкість і потужність, яка поглинається через опір судна (за рахунок зміни осадки, обростання, хвилювання, напрямку течій, глибини під судном).
Щоб уникнути розрахунків швидкохідності судна для усієї різноманітності експлуатаційних режимів, будують паспортну діаграму, або ходові характеристики судна, які є сукупністю узгоджених між собою характеристик корпусу, рушію і ГД, побудовані в залежності від його швидкості.
У зв'язку з тим, що був встановлений новий двигун з іншою частотою обертання, для забезпечення необхідної швидкості судна вибираємо новий гвинт.
Гідродинамічні характеристики гребного гвинта
Коефіцієнт повноти корпуса судна визначається по формулі
де V =Д д=220401,025=21502 м 3 - об'ємна водотоннажність судна у вантажу;
L = 155,9 м - довжина судна по міделю;
B= 21,78 м - ширина судна по міделю;
T г = 9,94 м - осадка судна по вантажу марку;
с = 1025т/м г - щільність морської води.
Приймаємо за базовий - номінальний режим роботи пропульсивного комплексу по вихідним паспортним даним.
Визначаємо коефіцієнт обіжного потоку w і засмоктування t по формулах
Обчислюємо величину відносного ходу гребного гвинта на прийнятому номінальному режимі
Вибираємо кілька значень р при цьому одне значення р беремо більше визначеного, а два значення р менше його, з обліком того, щоб о хопити весь можливий діапазон режимів роботи пропульсивного комплексу
р1 = 0,46; р2 = 0,51; р3 = 0,56; р4 = 0,61 .
По кривих дії гребного гвинта визначаємо безрозмірні коефіцієнти упору К 1 і моменту К 2 для кожної обраної величини р .
Задаємося поруч значень частоти обертання гребного гвинта п с ,
починаючи з величини п с - 0,7…0,8n с н до повного ходу п сп .. х = n с н , з охопленням усього поля можливих навантажених режимів роботи ГД, п сн - частота обертання гребного гвинта на номінальному режимі ГД.
Для всіх обраних значень відносної ходи й частоти обертання гребного гвинта (головного двигуна) розраховуємо швидкість судна V в вузлах по формулі
А також величину корисної тяги гвинта, користуючись рівнянням теорії руху
І ефективну потужність головного двигуна, з огляду на втрати потужності у валопроводі через з вл
Допустимий номінальній крутний момент
Для побудови обмежувальної характеристики, визначимо два значення N e
Точка В: N е = 2р. n c 3 . M ен = 2. 3.14. 1.48.753.047 = 6999кВт;
За результатами розрахунку будуємо графіки зміни ефективної потужності ГД N e = f 3 (v, n c ) і корисної тяги гребного гвинта Р е = f 2 (v, n c ) у залежності від швидкості судна при обраних постійних частотах обертання гребного гвинта.
3. Комплектування систем головного двигуна. обґрунтування суднової електростанції
3.1 Комплектування систем ГД і нормативний розрахунок їх основних елементів
Сучасні дизельні судна обладнуються спеціальною системою паливо підготовки, яка включає сепаратори важкого і дизельного пального, парові підігрівачі, відстійно-витратні цистерни, фільтри і таке інше.
Відстійно-витратні цистерни обладнуються системою парового підігрівання. За правилами Регістру, максимальна температура підігрітого пального у цистернах повинна бути на 10 - 15°С нижче температури спалаху його парів, але не вищою ніж 95°С.
Для перекачування пального повинні бути передбачені не мене двох перекачуючих насосів з механічним приводом, один з яких - резервний.
Кількість відстійно - витратних цистерн зазвичай - дві, об'єм кожної з якихвибирається із розрахунку забезпечення добового витрачання пального на ГД
де g e = 0,173 кг / кВт . год - витрачення пального на ГД;
с п = 950 кг / м 3 - щільність пального.
Тому що приймальний пристрій не припускає попадання відстою в приймальний паливо провід, ємкість відстійної цистерни збільшують на 5 м 3
Приймаємо установку на судні двох відстійних цистерн важкого пального.
Витратні цистерни важкого пального повинні бути ємністю не менше половини ємкості відстійних. Приймаємо витратну цистерну важкого пального ємністю
V вит = V від . (0,5…0,7)= 48,75. 0,66 =32 м 3 .
Ємність відстійно - витратної цистерни дизельного пального приймається або рівною ємності цистерни важкого пального, або менше на 25 - 30%
V вв.дп = V вит . (0,7…1) =32. 0,75 =24 м 3 .
Продуктивність паливних сепараторів визначається виходячи з умови сепарації добового витрачання пального на протязі 12 годин
Виходячи з умови продуктивності вибираємо сепаратор Alfa - Laval типу МАРХ 309, Q = . У Цілях уніфікації сепаратор дизельного пального вибираємо таким же, як і сепаратор важкого пального.
Продуктивність паливоперекачуючих насосів вибираємо за умови заповнення відстійної цистерни за 1 - 2 години
Приймаємо для установки на судні два паливоперекачуючих насосів марки ЭВ 63/25 - 150/4Б - З, Н = 0,4 мПа. Насоси здатні перекачувати і дизельне пальне.
Потужність, що споживається кожним насосом
Мастильна система забезпечує подавання до поверхонь тертя двигунів,
на охолодження поршнів. Вона складається з цистерн для зберігання запасів мастил, мастильних циркуляційних насосів, фільтрів, сепараторів, масло охолоджувачів та інше.
При одному двигуні на судні повинно бути не менше двох насосів циркуляційного мащення - основний і резервний, один з яких може мати привід від двигуна.
Продуктивність резервного насосу повинна рівнятися продуктивності основного.
Ємність цистерни циліндрового мастила для ГД розраховується за формулою
де g м = 0,0012 кг / кВт . годину - питоме витрачення мастила;
с м = 960 кг / м 3 - густина мастила;
ф гд = 800 годин - час роботи ГД при виборі дальності плавання.
Тепло тертя, що відводиться з мастилом
де N е =10010 кВт - потужність головного двигуна;
з м ех =з м. з п з в =0,92. 1,0. 0,98 - механічний ККД установки;
з м = 0,92 - механічний ККД двигуна;
з п = 1,0 - ККД редукторної передачі;
б тр =0,4…0,5 - доля тертя, що сприймається мастилом.
Кількість тепла, що відводиться мастилом від головок поршнів двигуна
де = 0,04…0,06 - доля тепла, що відводиться мастилом;
кг / кВт . годину - питома витрата пального;
Годинна витрата мастила у системі мащення
де = кДж/кг - теплоємність мастила;
= 8…12°С - підвищення температури мастила, що допускається у системі мащення.
Годинна витрата мастила у системі охолодження
де = 5…12°С - підвищення температури мастила, що допускається у системі охолоджування поршнів.
Пропускна здібність фільтра тонкої відчистки
=(0,1…0,15) G 1 =0,1 -65707 = 657 кг/годину.
Продуктивність циркуляційного насосу
де k = 1,2…1,5 - коефіцієнт запасу продуктивності насосу;
Приймаємо для установки на судні два (один резервний) циркуляційні мастильні насоси типу ЗВХ2 355/4,5Б - Q = 355м 3 / годину, Н = 0,45МПа, потужність споживання насосу Р =72,6кВт.
Поверхня охолодження мастило охолоджувача
де k м = 1080кДж/(м 2 * годину * град) - коефіцієнт теплопередачі від
t м l , t м2 - температура мастила до і після охолодження;
t в l , t в2 - температура забортної води до і після охолоджувача.
З розрахунку приймаємо пластинковий охолоджувач мастила фірми
Кількість мастила у циркуляційній системі
де k ц = 8… 12 - кратність циркуляції.
Місткість сточної мастильної цистерни повинна бути на 40 - 50% більша, ніж об'єм мастила у циркуляційній системі
де k всп =1,05…1,07 - коефіцієнт спінювання.
Продуктивність мастильного сепаратору
Приймаємо для установки на судні сепаратор фірми Alfa - Laval типу МАРХ 210, Q = 6,7м 3 1 годину для мастила при температурі сепарації - 65° С . Для перекачен мастила використовуємо насос сепаратора.
Система охолоджування головного двигуна
Сучасні СДУ мають двох контурну систему охолодження, до якої входять насоси забортної води, насоси і охолоджувачі прісної води.
Система охолодження забортної в оди ГД повинна обладнуватися двома насосами - основним і резервним, один з яких повинен мати незалежний привід. Система прісної води повинна мати також два насоси.
В системі охолодження прісної води повинна бути передбачена розширювальна цистерна ємністю 10 - 20% об'єму контуру охолодження, рівень води у якої повинен бути вище максимального рівня води в двигуні.
Кількість тепла, що відводиться прісною водою від циліндрів головного двигуна
де g ц = 0,11…0,13 - доля тепла, що відводиться від циліндрів двигуна.
Продуктивність насосу прісної води охолодження циліндрів головного двигуна
де k = 1,15…1,2 - коефіцієнт запасу продуктивності;
С = 4,19 кДж/кг - град - теплоємність охолоджуючої води;
Дt 1 = 8…12°С - перепад температури води, на вході і виході у двигун.
Приймаємо для установки два насоси охолодження циліндрів ГД типу НЦВ250/30А-1-П, Q = 250м 3 / годину, Н = 0,3МПа, потужність споживання насосу Р = 26,7кВт.
Продуктивність насосу охолодження забортної води
де k = 1,2… 1,4 - коефіцієнт запасу продуктивності
Q м - кількість тепла, що відводиться від двигуна з мастилом;
С, = 4,15 кДж /кг * град - теплоємність забортної води;
Дt 2 = 10… 15°С - температурний перепад забортної води в охолоджувачі.
Приймаємо два насоси (один резервний) забортної води типу НЦВ400/30
А-1-П, Q = 400м 3 /годину, Н = 0,3 МПа, потужність споживання насосу Р = 41кВт.
Поверхня охолодження головного водо-водяного охолоджувача
де t пв1 i t пв2 , t зв1 i t зв2 - температура прісної і забортної води на вході в охолоджувач і виході з нього;
k в = 2000…3500кДж:/(м 2 . годину. град) - коефіцієнт теплопередачі в охолоджувачі від прісної води до забортної.
Приймаємо пластинковий водо-водяний охолоджувач фірми Alfa-Laval, F = 100 м 2 .
де б р = 0,15…0,4 л/кВт - питома ємність.
До системи стисненого повітря входять компресори і балони пускового повітря, а також балон для пуску допоміжних двигунів. Система повинна забезпечувати одночасний запуск і реверсування усіх ГД. Стиснене повітря для запуску ГД повинне зберігатися не менш ніж в двох повітря сховищах і забезпечувати не менш 12 запусків без підкачування, в сторону переднього і заднього ходу одночасно. На судах з ВРШ допустимі 6 запусків. Кількість компресорів на судах необмеженого району плавання повинна бути не менше двох, при цьому один з них може бути підвісним.
Температура повітря, що знаходиться у повітря сховищах не повинна перевищувати 55°С .
Об'єм вільного повітря, що витрачається на один пуск головного двигуна
де q = 4…6 - витрата в літрах вільного пускового повітря на літр об'єму циліндрів двигуна;
D = 0,5 м - діаметр циліндра двигуна;
z = 7 - кількість циліндрів двигуна.
Об'єм вільного повітря, що витрачається на пуск ДГ, найбільшої потужності
де q 2 = 1,5…2 л/кВт - питома витрата вільного повітря на пуск ДГ;
N e = 480кВт - найбільша потужність ДГ.
де n 1 ?12 т - кількість пусків ГД згідно правил Регістру;
P 1 = 3МПа - максимальний тиск стисненого повітря в балоні;
P 2 =1,0… 1,2 - мінімальний тиск повітря, при якому є можливий пуск двигуна.
Приймаємо два балони ємністю 5,5м 3 кожний.
Ємність балонів допоміжних двигунів
де n 1 ? 6 - кількість пусків ГД згідно правил Регістру.
Продуктивність кожного головного компресора
де t = 1 година - час заповнення балона.
Приймаємо для установки на судні два компресори (один резервний) фірми Hamworthy, типу 2TF5 Q = 233м 3 і годину, Н = 3 МПа. Потужність, що необхідна для приводу компресора P = 41кВт .
Газовипускна система призначена для відводу в атмосферу газоподібних продуктів згорання палива і включає до себе: газоходи, компенсатори, активні або реактивні глушники, іскрогасники.
Температура газовипускних охолоджуваних і не охолоджуваних колекторів не повинна перевищувати 55°С. Розташування газовипускних труб на судні відносно паливних цистерн повинно відповідати вимогам правил Регістру.
де в = 1,02 - коефіцієнт молекулярного змінення продуктів згорання;
б - 2,5 - коефіцієнт надлишку повітря;
В = 1732 кг/годину - годинна витрата палива ГД;
t 2 = 573А: - температура випускних газів;
Р 2 = 0,2 МПа - тиск випускних газів.
Компенсація основного обладнання, що обслуговує ГД показана вище. Вона здійснюється на підставі вимог Регістру Судноплавства з забезпечення живучості судна. Це досягається дублюванням окремого обладнання. Таблиця дублювання приведена нижче.
3.2 Розрахунок навантаження суднової е лектростанції в ходовому режимі
Потреба транспортних суден в електроенергії істотно залежить від типу і призначення судна, потужності ГД, району плавання та інших факторів. Середньостатистичне навантаження СЕС в ходовому режимі можна визначити за наближеною формулою
Р ec х = 120 + 0,028-N e = 120 + 0,028-10010 = 400кВт.
Максимальне навантаження для літнього періоду (за одночасної роботи системи кондиціювання повітря, вентиляції камбузу, СХУ, радіонавігаційних приладів, майстерень та деяких споживачів) можна розрахувати за формулою
=120 + 0,031-N e =120 + 0,031 . 10010= 430кВт
При виборі кількості й потужності ДГ варто прагнути, щоб у ходовому режимі працював лише один ДГ, тому що це значно спрощує керування СЭУ й підвищує її економічність. Для забезпечення досить високого завантаження ДГ на всіх режимах часто обмежують індивідуальну потужність ДГ. На транспортних судах із ВФШ установлюють 2-3 ДГ.
Для виробітку електроенергії на судні встановлені три дизель - генератори змінного струму напругою 3 х 400 В і частотою 50 Гц. Кожний дизель-генератор складається із двигуна внутрішнього згоряння й генератора, установлених соосно на загальній рамі.
Тип двигуна - «Зульцер» 5А25 - 4-х тактний, однобічної дії, дизельний, нереверсивний з наддуванням і безпосереднім вприском палива.
Охолодження циліндрів - прісною водою.
Надув - імпульсний турбонагнітачем.
Устаткування двигуна - насос змащувального мастила, повітроохолоджувач, фільтр палива, паливо-підкачувальий насос, регулятор обертів «Вудвард UG-8», насос прісної води.
Суднова електростанція складається із трьох дизель-генераторів напругою 400 В, 50 Гц сумарною потужністю 1440 кВт (3 х 480 кВт). Всі генератори типу GO, синхронні, самозбудженні з автоматичним регулюванням напруги. Кожний генератор пристосований як до індивідуального, так і до паралельної роботи.
Корпус генераторів типу JR22 захищений від крапель під кутом 45°, засмоктування охолодного повітря з висоти близько 1 м від настилу через фільтр.
На судні передбачений аварійний дизель-генератор потужністю 90 кВт, напругою 400V. Застосовано синхронний генератор із самозбудженням, автоматичним регулюванням
Проектування енергетичної установки судна дипломная работа. Физика и энергетика.
Контрольная работа по теме Основы водоподготовки
Геометрия Контрольная Работа 5 8 Класс
Курсовая работа: Проектирование и исследование механизмов плунжерного насоса простого действия
Доклад по теме Идеальное - реально
Курсовая работа: Товароведная характеристика икры и икорных продуктов
Хорошо Учиться Это Значит Небольшое Сочинение
Реферат по теме Дезинфекция
Помощь Детям С Ограниченными Возможностями Здоровья Реферат
Бесплатные Лабораторные Работы
Реферат по теме Философия права в России во второй половине XIX - начала XX века
Лабораторная Работа Определения Остроты Зрения
Реферат: Античное искусство Рима. Скачать бесплатно и без регистрации
Диссертация Нравственное Воспитание Дошкольников
Сочинение Про Державина 9 Класс
Современный Менеджмент Курсовая
Реферат по теме Йохан Хейзинга
Сочинение На Тему Осенняя Миниатюра
Реферат: Характеристика источников Конституционного права
Реферат: Legalization Of Marijuana Essay Research Paper
Рефераты По Прокурорскому Надзору Скачать Бесплатно
Русское искусство первой половины XIX века - Культура и искусство реферат
Ювелирные работы - Производство и технологии реферат
Еврейский общинный центр в СПб - Социология и обществознание реферат