Повышение энергетической эффективности судовой энергетической установки
Дипломная работа - Физика
? двигателей, кг/ (кВтч), из табл.4 и 2, соответственно, be = 0, 204 и beb = 0,234 кг/ (кВтч);
Вк - расход топлива автономного котла, кг/ч, из предыдущей главы Вк = 21 кг/ч;
1,1 - коэффициент, учитывающий "мертвый" запас топлива;
8, 12, 4 и 24 - регламентируемая продолжительность потребления топлива и соответствующих цистерн, ч;
ах - коэффициент ходового времени, принимаем равным для буксиров 0,65;
ак - коэффициент использования автономного котла, принимаем равным 0,25;
?а - продолжительность автономного плавания, ч, из табл.1, ?а = 24 10 = 240 ч;
?т - плотность топлива, принимаемая равной для дизельного топлива - 860 кг/м3, моторного - 930 кг/м3.
В случае, если для главных двигателей и автономных котлов используется высоковязкое (моторное) топливо, то запас можно принять равным 85% запаса топлива для главных двигателей и 100% запаса топлива для автономных котлов.
Остальное (15% запаса топлива для главных двигателей и 100% - для вспомогательных двигателей) - дизельное топливо.
В соответствии с требованиями Правил Российского Речного Регистра [5, 6] подача Qнт насоса для перекачивания топлива из запасных цистерн в расходные определяется:
Qнт = Vрт / ? = 2,81/0,5 = 5,63, м3/ч
где Vрт - вместимость расходной цистерны (расходно-отстойной) цистерны, м3;
? = 0,51,0 ч - время ее заполнения, принимаем ? = 0,5 ч.
Выбираем шестеренный насос ШФ 8-25-5,8/4Б-13 обеспечивающий подачу 5,8 м3/ч при давлении нагнетания 0,6 МПа, частоте вращения 1450 об/мин, мощности приводного электродвигателя 4,0 кВт, имеющего габариты 848х486х355 мм и сухую массу 83 кг.
Производительность сепаратора Qст в м3/ч определяется из условия очистки суточной потребности топлива за 812 ч:
главных двигателей (тяжелого топлива)
Qстг = 24 (х be Pe) / (812) ?т =
= 24 (2 0, 204 442) / (10 930) = 0,43 м3/ч;
вспомогательных двигателей (легкого топлива)
Qств = 24 (xb beb Peb) / (812) ?т =
= 24 (2 0,234 110) / (10 860) = 0,144 м3/ч;
Для главных и вспомогательных двигателей подойдет сепаратор марки НСМ-2 производительностью 0,5 м3/ч, мощностью электропривода 2,2 кВт, габаритами 1050х500х1190 мм и массой нетто 265 кг.
Поверхность теплопередачи подогревателя топлива в м2 определяется:
Fтп = 1,1 (х be Pe + хк Вк) Ст ?tтп / (3600kтп ?tтпср) =
= 1,1 (2 0, 204 442 + 1 21) 2 50 / (36000,5 16,4) = 0,82 м2;
где хк - количество автономных котлов, из табл.1.2, хк = 1;
?tт - требуемое повышение температуры топлива, С, принимаем ?tт = 50С;
kтп - общий коэффициент теплопередачи от воды к топливу, кВт/ (м2К), принимаем kтп = 0,5 кВт/ (м2К);
?tтпср = [ (?tвт` - ?tвт)] / (2,3 lg (?tвт` / ?tвт)) =
= [ (10 - 25)] / (2,3lg (10 / 25)) = 16,4 С
среднелогарифмическая разность температур для противоточных топливоподогревателей, С;
?tвт` и ?tвт - разность температур горячей воды и топлива на входе и выходе из подогревателя, принимаем ?tвт` = 10С и ?tвт = 25С;
Ст - теплоемкость топлива (1,82 кДж/ (кгК)), принимаем Ст = 2,0 кДж/ (кгК).
В топливных системах СЭУ широко применяются секционные подогреватели с трубными пучками и подогреватели типа "труба в трубе".
4.2 Расчет и модернизация системы смазки
Масляная система предназначена для приема, хранения, очистки и подачи масла к потребителям. В ее состав входят: цистерны, маслоперекачивающие насосы, оборудование для очистки (фильтры, сепараторы), подогреватели и система трубопроводов с арматурой и КИП. Масло используется для смазки трущихся деталей главных и вспомогательных механизмов, а также для отвода тепла, выделяющегося при трении, для охлаждения поршней двигателей, для питания систем автоматического регулирования.
Давление масла в маслоохладителях должно быть больше давления охлаждающей воды.
Принципиальная схема масляной установки показана на рис.4.2 Масло в запасную цистерну 11 принимается с главной палубы (с двух бортов), где размещаются наливные палубные втулки 10. К трубопроводу, выходящему из запасной цистерны, подключены всасывающие магистрали резервного масляного насоса 12 и насоса 13 с ручным приводом. Всасывающие магистрали насосов 12 и 13 через систему трубопроводов и вентилей могут подключаться к трубопроводам цистерны сепарированного масла 14, сточной 20, маслосборников 2 циркуляционной смазочной системы главных дизелей, картеров главных 1 и вспомогательных 8 дизелей.
Нагнетательные магистрали насосов 12, 13 через систему трубопроводов и вентилей позволяют раздельно подавать масло в маслосборники 2, в картеры вспомогательных дизелей 8, в нагнетательную магистраль циркуляционного насоса 4, отстойную 15 и сточную 20 цистерны, к упорным подшипникам 22 и при необходимости через палубные втулки 9 на главную палубу для выдачи на берег или другим судам.
Главные дизели 1 имеют циркуляционную смазочную систему с "сухим" картером. Масло из картера дизеля 1 отсасывается насосом 3 и подается в маслосборник 2, откуда циркуляционным насосом 4 направляется в фильтр грубой очистки 5 и далее через терморегулятор 6, холодильник 7 или в обход него в главную распределительную магистраль дизеля на смазку и охлаждение узлов последнего.
- Рис.4.2 Принципиальная схема масляной системы
- В случае выхода из строя одного из насосов 3 или 4 включается резервный насос 12. Прокачка масла перед пуском может осуществляется насосом 12 или насосом 13 с ручным приводом. Свежим
