Повышение энергетической эффективности судовой энергетической установки
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
?ный расход, кг/ (кВтч): топлива масла 0,224 0,001682ГЛАВНАЯ ПЕРЕДАЧА МОЩНОСТИТипПрямая3СУДОВАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯКоличество дизель-генераторов2 Марка дизель-генераторовДГ-100-3Марка дизеля6Ч18/22Номинальная эффективная мощность, кВт110Номинальная частота вращения коленчатого вала, мин-1750Удельный эффективный расход топлива, кг/ (кВтч): 0,234Удельный эффективный расход масла, кг/ (кВтч): 0,001364КОТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКАМарка автономного котла (тип) КОАВ-200Количество1Теплопроизводительность, кДж/ч840000Расход топлива, кг/ч21Марка утилизационного котла (котел-глушитель) КАУ-6Количество2Теплопроизводительность, кДж/ч302400
1.2 Анализ технического уровня оборудования СЭУ
На основе данных табл.1.1 и 1.2 выполняется расчет показателей установки судна (табл.1.3):
эффективной мощности главной ЭУ, судна проекта Р18А
,
где х и Ре - количество и номинальная эффективная мощность главного двигателя СЭУ судна в кВт;
энергооснащенности судна проекта Р18А
,
где Q - водоизмещение судна в полном грузу, т;
энергонасыщенности по отношению к:
длине машинного отделения (МО) судна проекта Р18А
где Рв - мощность вспомогательных двигателей СЭУ, кВт; Lмо - длина МО в м;
площади МО судна проекта Р18А
где Sмо - площадь МО в м2;
энергоемкости работы судна проекта Р18А
,
где Мп = 10 Rt = 10 149 = 1490 (Rt - тяговое усилие, кН); V - скорость судна с составом, км/ч;
удельной массы ЭУ судна проекта Р18А
,
где Gмо - сухая масса энергетической установки судна проекта Р18А (см. табл.1.1), т;
КПД судового (пропульсивного) комплекса судна проекта Р18А
где be - удельные эффективные расходы главных двигателей судна проекта; hп - КПД главной передачи судна проекта Р18А - прямой передачи hп = 1,0; hв - КПД валопровода, принимаем hв = 0,98; hпр - пропульсивный КПД, принимаем hпр = 0,5;
Таблица 1.3
Показатели энергетической установки судна проекта Р18А
№ п. пНаименование показателя, единицы измеренияЧисленные значения1Эффективная мощность главной ЭУ, кВт8832Энергооснащенность, кВт/т1,6343Энергонасыщенность по отношению к: длине МО, кВт/м; площади МО, кВт/м2 110,4 12,34Энергоемкость работы судна, кДж/ (ткм) 427,25Удельная масса ЭУ, кг/кВт54,36КПД судового комплекса0,1853
Поскольку заданием предусмотрено повышение энергетической эффективности ЭУ, то решать ее целесообразно в первую очередь за счет установки более совершенных главных двигателей, которые в первую очередь определяют эффективность СЭУ.
1.3 Анализ мероприятий, направленных на повышение энергетической эффективности СЭУ
Доля расходов на топливо в общих эксплуатационных затратах на судно составляет 25-30% и возрастает с увеличением грузоподъемности и скорости хода судна, агрегатной мощности главных и вспомогательных дизелей. Поэтому снижение расхода топлива является одной из главных задач, решаемых на этапах проектирования и эксплуатации теплоходов.
Экономичность каждого из элементов дизельной энергетической установки (ДЭУ) оценивается его КПД и в различной степени отражается на экономичности ДЭУ в целом.
Для транспортного судна, энергия, используемая по прямому назначению на перевозку, сохранение грузов и обслуживание пассажиров, относится к полезной, а энергия, затрачиваемая на обслуживание главных и вспомогательных дизелей, экипажа и судна в целом, - к потерям.
Современные ДЭУ оборудуются турбогенераторами, работающими на паре от утилизационного котла (УК), вакуумными водоопреснительными установками (ВОУ), использующими тепло воды, охлаждающей дизели, валогенераторами, гидроприводом вспомогательных механизмов (ВМ). При этом не только уменьшаются расходы топлива, масла, но повышается ресурс вспомогательных дизелей, котлов.
Экономичность ДЭУ во многом зависит от согласования режимов работы механизмов, их технического состояния, использования средств утилизации, рационального распределения расходов топлива на главные и вспомогательные потребители. Всё это отражается на КПД установки. Исходя из этого под КПД установки понимается отношение полезной энергии, потребляемой на транспортные расходы (перевозка, подготовка и сохранение груза, и обслуживание пассажиров), ко всей энергии, затрачиваемой на установку.
К возможным путям увеличения КПД установки относят повышение КПД главных двигателей и снижение потерь энергии в передаче. Однако экономичность главных дизелей оказывает решающее влияние на КПД установки, так как доля расхода топлива на этот потребитель является наибольшей. В то же время режим работы с максимальным КПД главных дизелей не обязательно соответствует максимуму КПД установки. При увеличении частоты вращения КПД установки растёт до тех пор, пока приращение доли расхода топлива на главные дизели преобладает над уменьшением эффективного КПД главного дизеля. Максимум КПД установки достигается при больших частотах вращения, чем максимум эффективного КПД главных дизелей.
При уменьшении частоты вращения КПД установки снижается быстрее эффективного КПД главных дизелей из-за уменьшения доли расхода топлива на главные дизели.
Решающим фактором повышения эффективного КПД главных дизелей являются:
дальнейшее форсирование дизелей на основе совершенствования систем газообмена и наддува и повышение КПД турбокомпрессоров;
использование конструкций, допускающих организацию рабочего ци?/p>