Повышение энергетической эффективности судовой энергетической установки
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
°ть" значительный теплоперепад и достигать существенного экономического эффекта. Расчёты и опыт показывают целесообразность приготовления пресной воды в рейсе из забортной для увеличения грузоподъёмности судна и повышения КПД установки. Расход тепла на водоопреснительные установки для сухогрузного теплохода составляет 1.7-2.8 % расхода тепла на главный двигатель и возрастает до 2-3.4 % для танкера в связи с большими расходами пресной воды на питание котлов.
Наиболее экономичными являются вакуумные водоопреснительные установки поверхностного типа. Расход электроэнергии на ВОУ такого типа составляет 4-6 кВт/ч на тонну дистиллята (для безповерхностных 12-15 кВт/ч). В качестве греющей среды используется охлаждающая вода главных дизелей с температурой 60 - 65С. Испарение забортной воды происходит при низкой температуре 30 - 40С и соответствующем давлении 0.0043-0.0075 МПа, что обеспечивает высокую надёжность и малое накипеобразование. Испаритель подключён параллельно к водоохладителю главного дизеля. Это даёт возможность поддержать оптимальные температуры воды в системе охлаждения независимо от режима работы испарителя и использовать его как резервное средство охлаждения пресной воды в случае выхода из строя основного водоохладителя. Возможна и последовательная схема включения. По выходе из испарителя температура пресной воды понижается на 5-15С и возвращается в систему охлаждения дизеля за водоохладителем. Забортная вода подаётся в конденсатор испарителя из напорной магистрали забортной воды. Температура её по выходе из конденсатора повышается на 4 - 8С. Испаритель питается забортной водой от эжекторного насоса через измерительное устройство (ротаметр). Расход забортной воды, подаваемой в камеру испарения в 3 - 4 раза больше производительности испарителя. При нормальной работе испарителя содержание хлоридов не превышает 6 мг/л. Допускаемая температура забортной воды 28 - 30С.
На режиме полного хода в испаритель направляется часть охлаждающей пресной воды, так что используемое тепло составляет примерно 1/4 располагаемого. Повышение КПД дизельной энергетической установки при использовании тепла охлаждающей воды в вакуумном испарителе оценивается условно исходя из предложения, что при его отключении такое же количество дистиллята получается в обычном испарителе, работающем на паре от вспомогательного котла.
К числу потерь энергии в ДЭУ относятся и потери в приводе вспомогательных механизмов (ВМ). В ДЭУ транспортных теплоходов подавляющее число ВМ, в том числе и обслуживающих главные дизели, имеют автономный привод от электродвигателей. В ДЭУ малой мощности часто применяют дизели с навешенными механизмами. Несмотря на ряд конструктивных и эксплуатационных достоинств, для автономного электрического привода характерны сравнительно низкий КПД. Потери в передаче, состоящие из потерь в генераторах, в сети и электродвигателях, составляют 20 - 35 % от передаваемой мощности. Учитывая, что КПД вспомогательных дизелей ниже КПД главных, поэтому становится ясным проявление практического интереса к схемам привода механизмов от валогенераторов. Чаще всего использование валогенераторов отмечается в многомашинных ДЭУ с винтом регулируемого шага. Через муфту сцепления и повышающий редуктор они связываются с главной редукторной передачей и на режимах n=const полностью обеспечивают установку электроэнергией (коэффициент замещения вспомогательных дизелей Кп=1). Использование валогенератора даёт экономию топлива, соизмеримую с экономией, получаемой от утилизации тепла выпускных газов.
1.4 Постановка задач дипломного проекта
В современных условиях совершенствование СЭУ осуществляется по следующим основным направлениям:
повышение надежности и безопасности установок;
улучшением энергетической эффективности и экологической чистоты.
Предметом рассмотрения дипломного проекта является главным образом энергетическая эффективность СЭУ.
Для достижения поставленной цели предусматривается:
.Замена ГД на более совершенные с более низкими удельными расходами топлива;
2.Разработка систем, обеспечивающих работу ГД;
.Разработка судового валопровода и его элементов;
.Разработка вспомогательной энергетической установки;
.Выполнение обоснования эксплуатационных режимов работы СЭУ;
.Разработка комплексных мероприятий по повышению энергетической эффективности СЭУ;
.Разработать технологический процесс монтажа ГД;
.Разработать мероприятия по охране труда и безопасности жизнедеятельности;
.Выполнить технико-экономическое обоснование проекта.
2. Модернизация судовой главной энергетической установки
2.1 Обоснование и выбор главных двигателей
Целью данного раздела является обоснование и выбор главных двигателей и выбор типа главной передачи.
Исходными данными при выборе главных двигателей являются: мощность главной энергетической установки (ЭУ) судна Ру; количество и частота вращения движителей nд.
Поскольку заданием предусмотрено повышение энергетической эффективности СЭУ, то мощность главной энергетической установки остается прежней, однако главные двигатели должны быть заменены на более совершенные. Количество главных двигателей следует принимать равным числу их судна, указанного в задании.
Развитие мирового дизелестроения выделило основные пути совершенствования дизелей: стабильный рост среднего эффек?/p>