Повышение энергетической эффективности судовой энергетической установки
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
?асчет ограничительных характеристик главных двигателей (табл.2.2).
Таблица 2.2
Расчет координат ограничительных характеристик судовых дизелей
Наименование параметра, единица измеренияЧисленное значениеИСХОДНЫЕ ДАННЫЕМарка дизеля6ЧНР30/38Номинальная эффективная мощность Рен, кВт486Ном. частота вращения коленчатого вала nе, мин-1330Механический КПД на номинальном режиме h0,92РАСЧЕТНЫЕ ДАННЫЕДоля ном. частоты вращения коленчатого вала1,00,90,80,60,40,3Дол. частота вращения коленчатого вала n, мин-133029726419813299Адаптивная поправка к КПД Dh00,050,060,070,150,2КООРДИНАТЫ ОГРАНИЧИТЕЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК: Внешней номинальной мощности Рв486463419323235186По тепловой напряженности (a = const) Pa4864213562279732По механической напряженности (Мкр = const) Pм486437389292194146КООРДИНАТЫ ВИНТОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК: Облегченной Ро389283199842510Нормальной Рн4863542491053113Швартовой Рш148510837603219540
Координаты характеристик определяем с помощью следующих зависимостей:
внешней номинальной мощности
ограничительной по тепловой напряженности
ограничительной по механической напряженности
винтовой облегченной
винтовой нормальной и винтовой швартовой
где Р0,6 - значение координаты внешней характеристики номинальной мощности при n = 0,6ne.
Для обоснования возможных режимов работы главных двигателей в эксплуатации по рассчитанным координатам строим ограничительные и винтовые характеристики, рис.2.2.
Рис.2.2 Обобщенные характеристики главного двигателя 6ЧНР30/38
Совмещение характеристик позволяет установить область эксплуатационных режимов работы главных двигателей, которая для двигателя 6ЧНР30/38, как двигателя с наддувом, ограничивается: сверху: часть линий швартовой характеристики и ограничительной по тепловой напряженности (a = const); справа: линией номинальной частоты вращения коленчатого вала;
снизу: линией облегченной винтовой характеристики; слева: линией минимально-устойчивой частоты вращения коленчатого вала (обычно 0,3 nе).
Для выбора рационального режима работы главных двигателей выполняем расчет изменения их параметров при работе главных двигателей СЭУ по винтовой характеристике (табл.2.3).
Таблица 2.3
Расчет параметров главных двигателей по винтовой характеристике
Наименование параметра, единица измеренияЧисленное значениеИСХОДНЫЕ ДАННЫЕМарка дизеля6ЧНР30/38Номинальная эффективная мощность Рен, кВт486Ном. частота вращения коленчатого вала nе, мин-1330Удельный эф. расход топлива be, кг/ (кВтч) 0, 204Низшая уд. теплота сгорания топлива Qн, кДж/кг42500Механический КПД на номинальном режиме h0,92Внутренний диаметр цилиндра D, м0,30Ход поршня S, м0,38Число цилиндров z6Тактность tт2РАСЧЕТНЫЕ ДАННЫЕДоля ном. Частоты вращения коленчатого вала1,00,90,80,60,40,3Дол. частота вращения коленчатого вала n, мин-133029726419813299Адаптивная поправка к КПД Dh00,050,060,070,160,2Мощность двигателя на режиме Рд, кВт4863542491053113Эффективный КПД на режиме hд0,4150,4320,4320,4220,4260,420Удельный эф. расход топлива beд, кг/ (кВтч) 0, 2040, 1960, 1960, 1990, 2020, 202Часовой расход топлива Вд, кг/ч99,169,448,821,16,22,6Среднее эффективное давление Рм, МПа1,6451,3321,0530,5920,2630,148
Показатели главных двигателей на долевых режимах определяем с помощью зависимостей:
долевая мощность
эффективный КПД на режиме
удельный расход топлива на режиме
часовой расход топлива
среднее эффективное давление на режиме
По результатам расчетов строим графики изменения показателей главных двигателей при их работе по винтовой характеристике, рис.2.3.
Рис.2.3 Изменение параметров главного двигателя при работе по винтовой характеристике
По графику на рис.2.3 находим наиболее экономичный режим работы двигателей (bед = bедmin = 0, 196 кг/ (кВтч)) и графически определяем значения параметров на этом режиме: Рм = 1,33 МПа; Вд = 69,4 кг/ч; hд = 0,437; Рд = 354 кВт.
3. Модернизация судовой вспомогательной энергетической установки
3.1 Расчет судовой электростанции
Судовая электростанция генерирует электроэнергию необходимых параметров и распределяет ее между судовыми потребителями в соответствии с режимами работы судна. Она должна обеспечивать бесперебойное снабжение электроэнергией высокого качества всех ответственных потребителей на всех режимах работы судна и удовлетворять требованиям простоты, удобства обслуживания, высокой надежности при минимально возможных начальной стоимости, массе, габаритах и эксплуатационных затратах.
Расчет мощности судовой электростанции производят в следующей последовательности:
Выбирают в соответствии с Правилами Регистра [6] род тока и напряжение.
Они могут быть с одной стороны едиными для всей электростанции, но с другой различными для отдельных групп потребителей.
Делят всех потребителей электроэнергии по назначению: палубные механизмы (рулевая машина, брашпиль, шпиль и др.), механизмы обслуживающие машинное отделение (компрессоры, масляный насос, насос топливный, вентиляторы и др.), а так же общесудовые механизмы (насос осушительный, пожарный, насос заборной воды, сигнализация и связь и др.).
Составляют таблицу загрузки электростанции, в которой указываются все потребители. Согласно Правилам Регистра основными режимами работы судна являются: ходовой, стоянка в порту, маневровый режим (снятие с якоря), аварийный (возникновение пожара, получение судном пробоины). Кроме того, для отдельных судов могут быть введены дополнительные режимы.
На основании таблицы заг?/p>