Повышение энергетической эффективности судовой энергетической установки
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
?узки выбирается количество и мощность электрогенераторов.
В соответствии с Правилами Регистра в качестве основного тока принимаем переменный ток, со следующими характеристиками: напряжением 230 В и частотой 50 Гц.
При расчете нагрузки судовой электростанции вначале считаем номинальную мощность потребителя, Pn, кВт, которая выражается из формулы коэффициента использования мощности электродвигателей потребителей:
и = Pn / Pd,
где Pn и Pd - номинальные мощности потребителя и его электродвигателя, кВт, задаваясь коэффициентом использования kи = 0,85 1, и зная мощность электродвигателя потребителя Pd, можем найти номинальную мощность потребителя, Pn, кВт, по следующей формуле:
n = kи Pd
Далее считаем потребляемую мощность, кВт:
Активную
?P = kи Pd ny / ?d
Реактивную
?Q = Pd ny tg? / ?d
Выбирая коэффициент загрузки kз считаем потребную мощность на режиме, квар:
активную
реж = kо kз kи Pd ny / ?d,
где kо - коэффициент одновременности работы потребителей, считается по формуле:
о = nyр / ny,
где nyр и ny - количество одноименных потребителей, работающих на режиме и установленных на судне.
реактивную
реж = kо Pd ny tg? / ?d
Коэффициент общей одновременности можно принимать равным:
для постоянно работающих потребителей Кос = 0,9;
для периодически работающих потребителей Коп = 0,6;
для эпизодически работающих потребителей Коэ = 0,3.
Суммарная мощность потребителей на режиме:
постоянно работающих:
активная мощность
?Pрс = 0,9 ?P режс, кВт;
реактивная мощность
?Q рс = 0,9 ?Q режс, квар;
где ?P режс и ?Q режс, ?P режп и ?Q режп, ?P режэ и ?Q режэ - суммы активной и реактивной мощности постоянно, периодически, эпизодически работающих групп потребителей на режиме, соответственно в кВт и квар.
периодически работающих
активная мощность
?Pрп = 0,6 ?P режп, кВт;
реактивная мощность
?Q рп = 0,6 ?Q режп, квар;
эпизодически работающих
активная мощность
?Pрэ = 0,3 ?P режэ, кВт;
реактивная мощность
?Q рэ = 0,3 ?Q режэ, квар;
с учетом всех потерь в сети
активная мощность
Робщ = 1,05 (?Pрс + ?Pрп + ?Pрэ), кВт;
реактивная мощность
общ = 1,05 (?Q рс + ?Q рп + ?Q рэ), квар,
Полная мощность на режиме
общ = (Робщ2 + Q общ2) 1/2, кВ А.
Мощность электростанции может быть рассчитана приближенными методами по эмпирическим формулам, полученным в результате обработки статистических данных. Более точно ее определяют по таблицам загрузки потребителей на основных режимах [1].
3.2 Выбор и обоснование режимов работы электрогенерирующих устройств
На основании данных табл.3.1 для обеспечения судовых потребителей электроэнергией нужна судовая электростанция состоящая из двух дизель-генераторов ДГ-100-3 электрической мощностью по 88 кВт. Она питает сеть напряжением 220 В переменного тока. На ходу и на стоянке потребности судна в электроэнергии удовлетворяет один дизель-генератор (второй - резервный).
Дизель-генератор ДГ-100-3 состоит из двигателя 6Ч18/22 и генератора переменного тока, соединенных эластичной муфтой и смонтированных на общей фундаментной раме. Фундаментные рамы дизель-генераторов устанавливаются на судовых фундаментах с помощью резиновых амортизаторов.
Двигатель 6Ч18/22 - четырехтактный, нереверсивный, тронковый, вертикальный, без наддува. Мощность двигателя номинальная - 110 кВт. Частота вращения коленчатого вала - 750 об/мин. Диаметр цилиндра - 180 мм. Ход поршня - 220 мм. Число цилиндров - 6. Удельный расход топлива - 234 г/ (кВтч). Род топлива - дизельное по ГОСТ 305-82. Удельный расход масла - 1,36 г/ (кВтч). Масло дизельное М-10Г2ЦС ГОСТ 12337-84.
Система пуска - сжатым воздухом. Один двигатель правого вращения и другой - левого.
Генератор - синхронный. Трехфазного переменного тока, морского исполнения со статической системой возбуждения.
Мощность номинальная - 88 кВт.
Частота вращения коленчатого вала - 750 об/мин.
Напряжение номинальное - 230 вольт.
Дистанционный пульт и блок автоматики обеспечивают дистанционный пуск, дистанционную и аварийную остановку дизель-генератора, а также контроль и сигнализацию приближения или наступления аварийного режима в работе дизеля.
Время необслуживаемой работы дизель-электрического агрегата 16 часов.
Для выбора рационального режима работы вспомогательных двигателей выполняем расчет изменения их параметров при работе дизель-генераторов по нагрузочной характеристике (табл.3.1).
Показатели вспомогательных двигателей на долевых режимах определяем с помощью зависимостей:
долевая эффективная мощность
эффективный КПД на долевом режиме
удельный расход топлива на режиме
часовой расход топлива
Таблица 3.1. Расчет параметров вспомогательных двигателей по нагрузочной характеристике
Наименование параметра, единица измеренияЧисленное значениеИСХОДНЫЕ ДАННЫЕМарка дизеля6Ч18/22Номинальная эффективная мощность Рен, кВт110Ном. частота вращения коленчатого вала nе, мин-1750Удельный эф. расход топлива be, кг/ (кВтч) 0,234Низшая уд. теплота сгорания топлива Qн, кДж/кг42500Механический КПД на номинальном режиме h0,82Внутренний диаметр цилиндра D, м0,18Ход поршня S, м0,22Число цилиндров z6Тактность tт2Р