Основы судовой энергетики РГР

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«КЕРЧЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОРСКОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
(ФГБОУ ВО «КГМТУ»)

МОРСКОЙ ФАКУЛЬТЕТ

КАФЕДРА СУДОВЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК







ОСНОВЫ СУДОВОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

Методические указания
по выполнению расчетно-графической работы для студентов очной формы обучения и контрольной работы для студентов заочной формы обучения специальности «Эксплуатация судовых энергетических установок»






Керчь, 2016
Автор: Попов В.В. , преподаватель кафедры СЭУ КГМТУ
Хачиков С.В., преподаватель кафедры СЭУ КГМТУ

Рецензент: Попов В.В., ст. преподаватель кафедры СЭУ КГМТУ

Рассмотрено и одобрено на заседании кафедры СЭУ КГМТУ,
протокол № от г.

Методические указания утверждены и рекомендованы к публикации заседанием методической комиссии МФ КГМТУ,
протокол № ____ от __________


























© Керченский государственный морской технологический университет
Содержание

1. Основные теоретические сведения_____________________________
4


1.1. Судовая дизельная энергетическая установка______________
4


1.2 Общее уравнение теплового баланса______________________
6


1.3 Уравнение теплового баланса для судовой энергетической установки________________________________________________

6


1.4 Тепловой баланс ДВС________________________________
7


1.5 Тепловой баланс котлов_________________________________
9


1.6 Тепловой баланс теплообменных аппаратов________________
11


1.7 Тепловые балансы агрегатированного вспомогательного оборудования_____________________________________________

13


1.8 Понятие энергетического баланса_________________________
14


1.9 Энергетический баланс СЭУ_____________________________
18

2. Порядок расчета энергетического баланса СЭУ__________________
19





Литература___________________________________________________
54



1 Основные теоретические сведения
1.1 Судовая дизельная энергетическая установка
Судовая энергетическая установка (СЭУ) предназначена:
во-первых, для обеспечения движения судна;
во-вторых, для снабжения всеми необходимыми видами энергии (электроэнергия, водяной пар и горячая вода, сжатый воздух и др.) всех судовых потребителей.
СЭУ подразделяется на:
- главную энергетическую установку (ГЭУ);
- вспомогательную энергетическую установку (ВЭУ);
- электроэнергетическую установку (ЭЭУ), применяется также термин судовая электростанция (СЭС).
ГЭУ включает в себя механизмы, системы и оборудование СЭУ, предназначенные для обеспечения движения судна, и решает задачи выработки, преобразования и подвода необходимой мощности к движителю (гребному винту). ГЭУ также называют пропульсивной установкой.
ЭЭУ включает в себя механизмы, системы и оборудование СЭУ, предназначенное для выработки, преобразования и подвода необходимой электроэнергии ко всем судовым потребителям.
ВЭУ включает в себя технические комплексы, обеспечивающие различные судовые нужды: пар и горячая вода, сжатый воздух, опреснение воды и т.д., кроме электроэнергии. ВЭУ обеспечивает также и потребности самой СЭУ: подогрев топлива при топливоподготовке, выработка сжатого воздуха для запуска дизелей и потребностей систем автоматики и др.
Состав и структурная схема СЭУ с дизельной установкой в качестве главных двигателей приведена на рис. 1.
Как правило, ГЭУ, ВЭУ и ЭЭУ работают независимо друг от друга, в целях повышения экономичности СЭУ может быть предусмотрено их объединение. Например, валогенератор, вырабатывающий электрический ток, приводится в действие главным двигателем; снабжение потребителей паром может осуществляться от утилизационного котла, использующего тепло уходящих газов главного или вспомогательного двигателя и т.д.










1.2 Общее уравнение теплового баланса
Тепловой баланс – это распределение располагаемой (возможной к использованию) теплоты между полезной работой и различными потерями.
Общее уравнение теплового баланса имеет вид:
13 EMBED Equation.3 1415
где,
13 EMBED Equation.3 1415- располагаемая теплота, выделившаяся при сгорании топлива или подведенная от стороннего источника энергии;
13 EMBED Equation.3 1415- теплота, эквивалентная эффективной работе;
13 EMBED Equation.3 1415- потери теплоты.
Тепловую эффективность работы оборудования принято оценивать коэффициентом полезного действия (КПД):

· = 13 EMBED Equation.3 1415

1.3 Уравнение теплового баланса
для судовой энергетической установки
Потоки энергии в СЭУ имеют сложный характер, обусловленный наличием нескольких видов энергии: химической энергии топлива, механической, электрической, тепловой в виде энергии пара, горячей воды, выпускных газов, нагретого масла, потенциальной сжатого воздуха или пара.
Для судовой энергетической установки с дизельной установкой, уравнение теплового баланса можно записать в виде:
13 EMBED Equation.3 1415
где,
13 EMBED Equation.3 1415 - сумма химической теплоты, выделившаяся при сгорании топлива в главных и вспомогательных двигателях, парогенераторах, другом оборудовании;
13 EMBED Equation.3 1415 - сумма эффективных мощностей главных двигателей, дизельгенераторов, котлов, другого оборудования, выраженная в мощностях потоков энергии;
13 EMBED Equation.3 1415- сумма потерь теплоты, раздельно для каждого их вида.

При расчете теплового баланса необходимо учесть использование вторичных источников энергии: теплоту и давление отработавших (выхлопных) газов, теплоту, отводимую от охлаждающего контура пресной воды самого дизеля и от охладителя наддувочного воздуха и т.д. Например, сокращение паропроизводительности вспомогательных котлов за счет установки утилизационных котлов, или использование охлаждающей воды ДВС в водоопреснительных установках и т.д.
Судно в процессе эксплуатации имеет несколько режимов работы. Для промысловых судов основными режимами работы являются:
- ходовой режим перехода к месту промысла;
- работа на промысле;
- ходовой режим перехода от места промысла с продукцией;
- стоянка в порту;
- стоянка на рейде;
- аварийный режим;
- другие режимы.
На каждом из режимов двигатели и другое оборудование имеет разную загрузку. Так, для промысловых судов, если судно находится в ходовом режиме перехода к месту промысла, то главные двигатели работают в номинальном режиме, электростанция загружена на 2030%, в случае установки утилизационных котлов – вспомогательные котлы практически без нагрузки, рефрижераторная установка загружена также мало. Если судно находится в ходовом режиме перехода от места промысла (с продукцией), то главные двигатели работают в номинальном или максимальном режиме, электростанция загружена на 3040%, вспомогательные котлы загружены на 50100 %, рефрижераторная установка загружена на 90100%. То есть, в соответствии с загрузкой оборудования, для каждого режима работы судна существует свой тепловой баланс СЭУ.
Общий порядок расчета баланса и выбор расчетного режима работы судна изложен в разделе 2.

1.4 Тепловой баланс ДВС
Тепловой баланс ДВС имеет вид:
13 EMBED Equation.3 1415
или
13 EMBED Equation.3 1415
где:
13 EMBED Equation.3 1415 - теплота, выделившаяся при сгорании топлива, кВт;
13 EMBED Equation.3 1415- расход топлива, кг/час;
13 EMBED Equation.3 1415- низшая теплота сгорания топлива, кДж/час;
13 EMBED Equation.3 1415- эффективная мощность двигателя – это мощность, измеряемая на выходном фланце коленчатого вала, для дизельредукторных агрегатов (ДРА) эффективная мощность измеряется на выходном фланце редуктора, кВт;
13 EMBED Equation.3 1415- сумма потерь теплоты, раздельно для каждого вида потерь, кВт.

Двигатели внутреннего сгорания относятся к числу наиболее экономичных двигателей. КПД лучших образцов ДВС достигает 5051 %, однако и в них теряется значительное количество теплоты: около 3040 % с выпускными газами, 1020 % с охлаждающими средами (вода, масло).
На рис. 2 представлена типовая диаграмма теплового баланса судовых ДВС. Все потоки энергии выражены в процентах, причем за 100 % принята химическая энергия сжигаемого топлива qт.

Рис. 2. Типовая диаграмма теплового баланса судовых ДВС

Полезная работа qпол характеризуется эффективным КПД двигателя –
·е.
К потерям энергии относятся: qн теплота, рассеиваемая двигателем в окружающую среду и неучтенные потери; qM теплота, отводимая с охлаждающим маслом; qвод теплота, отводимая от двигателя с охлаждающей водой; qв теплота, отбираемая от воздуха в воздухоохладителе турбонагнетателя, данный вид потерь имеет существенное значение и учитывается при высоких степенях наддува; qвг теплота, отводимая с выпускными газами двигателя.
Большие значения КПД – для ДВС большей мощности, меньшие для ДВС небольшой мощности. При мощности ДВС менее 200 кВт, нижнее значение КПД может уменьшиться на 5%.
Анализируя диаграмму можно сделать несколько выводов:
Наибольшие потери – это потери с выхлопными газами, далее, по степени убывания, идут потери с охлаждающей водой, потери теплоты, отбираемые от воздуха в воздухоохладителе турбонагнетателя, потери теплоты, отводимые с охлаждающим маслом, потери теплоты, рассеиваемые двигателем в окружающую среду и прочие неучтенные потери.
Наибольшие потери – это потери с выхлопными газами, далее, по степени убывания, идут потери с охлаждающей водой, потери теплоты, отбираемые от воздуха в воздухоохладителе турбонагнетателя, потери теплоты, отводимые с охлаждающим маслом, потери теплоты, рассеиваемые двигателем в окружающую среду и прочие неучтенные потери.
Тепловой баланс дизеля зависит от его типа. При этом принята следующая классификация дизелей по частоте вращения n об/мин:
Малооборотные дизеля (МОД) n = 90300 об/мин;
среднеоборотные дизеля (СОД) n = 3001000 об/мин;
высокооборотные дизеля (ВОД) n
· 1000 об/мин.
Наибольший КПД и соответственно наименьший удельный расход топлива, у МОД, наибольший – у ВОД.

1.5 Тепловой баланс котлов
Котлы (парогенераторы) относятся к наиболее совершенным преобразователям энергии. Их КПД составляет в среднем 80 95%.
Котлы подразделяются:
по назначению - главные, вырабатывающие пар для главных двигателей и других потребителей; вспомогательные, обеспечивающие всех судовых потребителей (кроме главных двигателей) паром или горячей водой. В отдельных случаях, как например, на супертанкерах типа «Крым», вспомогательные котлы могут обеспечивать паром и главные турбины при внештатных режимах работы судна;
по роду производимого теплоносителя - производящие пар (перегретый, охлажденный, насыщенный); производящие горячую воду (водогрейные котлы);
по роду используемого топлива - использующие жидкое топливо (мазут или дизельное); газообразное топливо (метан); твердое топливо (каменный уголь);
- и т.д.
К отдельной группе относят вспомогательные утилизационные котлы, не имеющие топки и использующие теплоту уходящих газов ДВС или газовых турбин средней и большой мощности.
Тепловой баланс котлов имеет вид:
13 EMBED Equation.3 1415
или для парогенераторов :13 EMBED Equation.3 1415
для водогрейных котлов:
13 EMBED Equation.3 1415

где:
13 EMBED Equation.3 1415 - химическая теплота, выделившаяся при сгорании топлива, кВт;
13 EMBED Equation.3 1415 - полезная работа, определяемая количеством и качеством вырабатываемого теплоносителя (пара или воды), кВт;
13 EMBED Equation.3 1415- расход топлива, кг/час;
13 EMBED Equation.3 1415- низшая теплота сгорания топлива, кДж/час;
13 EMBED Equation.3 1415паропроизводительность котла по перегретому, охлажденному и насыщенному пару, кг/час;
13 EMBED Equation.3 1415энтальпия перегретого, охлажденного, насыщенного пара, питательной, горячей, продувочной воды соответственно, кДж/кг;
13 EMBED Equation.3 1415- потери с продувочной водой, кг/час. Для водогрейных котлов и котлов, производящих только насыщенный пар в данных расчетах не учитываются;
13 EMBED Equation.3 1415- сумма потерь теплоты, раздельно для каждого вида потерь, кВт.

На рис. 3 показана диаграмма теплового баланса для котлов различного назначения.
Все потоки энергии выражены в процентах, причем за 100 % принята химическая энергия сжигаемого топлива qт.
Полезная работа qпол, характеризуется КПД котла –
·к.
К потерям энергии относятся: q5 потери тепла в окружающую среду и неучтенные потери; q4 потери тепла от механической неполноты сгорания топлива, для котлов на жидком топливе принимаются равным нулю; q3 потери тепла от химической неполноты сгорания топлива; q2 потери тепла с уходящими газами.
Анализируя диаграмму можно сделать несколько выводов:
Наибольшие потери – это потери с уходящими газами.
Тепловой баланс котла зависит от его типа. Главные котлы имеют большой КПД, т.к. на них установлено предельно развитое хвостовое хозяйство – многосекционные экономайзеры и воздухоподогреватели, а также применены другие конструктивные усовершенствования.
Тепловой баланс пароперегревателей, имеющих собственную топку, имеет вид аналогичный рис. 2 и рассчитывается аналогично.
Тепловой баланс утилизационных котлов (УК) рассчитывается аналогично расчету теплообменных аппаратов, что изложено далее.


Рис. 3. Диаграмма теплового баланса для котлов различного назначения


1.6 Тепловой баланс теплообменных аппаратов
Тепловой баланс, рассматриваемый в данном разделе, относится к теплообменным аппаратам (ТА) и оборудованию применяемых в СЭУ: подогреватели питательной воды котлов, охладители воды, масла, подогреватели топлива, утилизационные котлы и т.п.
Для теплообменных аппаратов, то есть оборудования, не использующего энергию сгорания топлива непосредственно, а получающего располагаемую теплоту в виде теплоносителей с определенной энергией (пар, горячая вода ит.д.) уравнение теплового баланса в общем виде имеет вид:
13 EMBED Equation.3 1415
где:
13 EMBED Equation.3 1415- энтальпия теплоносителя, на входе в ТА, для УК- энтальпия выхлопных газов ДВС;
13 EMBED Equation.3 1415- теплота, преобразованная в полезную энергию, для УК – определяется количеством и качеством производимого пара или горячей воды аналогично вспомогательным котлам;
13 EMBED Equation.3 1415- энтальпия теплоносителя, на выходе из ТА, для УК - 13 EMBED Equation.3 1415энтальпия продуктов сгорания выходящих из УК;
13 EMBED Equation.3 1415- потери в окружающую среду от ТА.
На рис. 4 показана диаграмма теплового баланса основных потоков энергии для теплообменных аппаратов (утилизационного котла).
Все потоки энергии выражены в процентах, причем за 100 % принята энтальпия теплоносителя на входе вТА - iпод.

iпод=100%

Рис. 4. Диаграмма теплового баланса для теплообменных аппаратов: КИТ – коэффициент использования тепла; УК – утилизационные котлы;
ТО – теплообменные аппараты в целом

Полезная работа qпол, определяется количеством и качеством воспринятой энергии (количеством, энтальпией, температурой и давлением произведенного пара, количеством и разностью температур охлажденной воды и т.п.), косвенно характеризуется коэффициентом использования теплоты –
·т. В свою очередь коэффициент использования теплоты определяется по формуле:

·т=
·qпол/qпод
где:

· – коэффициент сохранения теплоты, который зависит от потерь в окружающую среду.
К потерям энергии относятся:
q5 потери тепла в окружающую среду;
iух энтальпия теплоносителя на выходе из ТА.

Анализируя диаграмму можно сделать вывод - коэффициент использования теплоты,
·т, изменяется в широких пределах.

1.7 Тепловые балансы агрегатированного вспомогательного оборудования
Агрегатированное вспомогательное оборудование СЭУ, в дальнейшем агрегаты, - это дизель- и турбогенераторы, дизель- и турбонасосы, дизелькомпрессоры и т.п. Они состоят из двух единиц оборудования – привода и преобразователя механической энергии, установленных на общей переходной раме или на общем судовом фундаменте и функционально связанных. Приводы бывают двух типов: дизельный и турбинный. Дизельный привод превращает в механическую энергию вращения выходного вала (Ne) химическую энергию сгорания топлива, турбинный - превращает в механическую энергию во внутреннюю энергию рабочего тела (пара или масла). Преобразователи механической энергии (генераторы, насосы, компрессоры и т.п.) превращают механическую энергию вращения входного вала в другой вид энергии (электрическую, сжатый воздух, давление перекачиваемой жидкости и т.п.).
Рассмотрим тепловой баланс агрегата на примере дизельгенератора.

13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
Рис. 5. Схема основных потоков энергии дизельгенератора:
Ne- мощность дизеля; Рe – мощность генератора электрического тока (генератора)

Тепловой баланс для дизельгенераторов имеет вид:
13 EMBED Equation.3 1415
или
13 EMBED Equation.3 1415
где:
13 EMBED Equation.3 1415 - теплота, выделившаяся при сгорании топлива, кВт;
Вe - расход топлива ВД, кг/час;
13 EMBED Equation.3 1415 - низшая теплота сгорания топлива, кДж/час.
13 EMBED Equation.3 1415 - потери теплоты в ВД, кВт;
13 EMBED Equation.3 1415 -потери теплоты в генераторе, кВт;
Рe – мощность генератора;
13 EMBED Equation.3 1415
где:
13 EMBED Equation.3 1415- эффективная мощность ВД, кВт;
13 EMBED Equation.3 1415- КПД генератора.

Для турбогенераторов, работающих на паре, вырабатываемом утилизационными котлами (УК), тепловой баланс имеет вид:
13 EMBED Equation.3 1415
где:
13 EMBED Equation.3 1415 - количество выхлопных газов, выходящих из ДВС или газовой турбины, кг/ч;
13 EMBED Equation.3 1415- энтальпия выхлопных газов на входе и выходе в УК соответственно, кг/час;
13 EMBED Equation.3 1415- эффективная мощность турбины, кВт;
13 EMBED Equation.3 1415- КПД генератора;
13 EMBED Equation.3 1415- потери теплоты в турбине и УК, кВт;
13 EMBED Equation.3 1415-потери теплоты в генераторе, кВт.

1.8 Понятие энергетического баланса
Тепловой баланс по определению рассматривает распределение затраченной (вновь привнесенной) теплоты на полезную работу и различные потери, в соответствии с основными потоками энергии.
В объектах также имеются дополнительные потоки энергии, которые движутся по замкнутым и открытым контурам.














Рис. 6. Замкнутый циркуляционный пароводяной контур утилизационного котла, производящего перегретый и насыщенный пар
Дополнительные замкнутые контуры потоков энергии основного оборудования:
- для ДВС:
1 - контур охлаждающей пресной воды (двигатель–ТА-насос-двигатель), теплоноситель - вода;
2 - контур смазочной системы (двигатель–ТА – насос – фильтрующий элемент - двигатель), теплоноситель – смазочное масло;
3 – воздушный контур, для ДВС с наддувом (двигатель - турбина нагнетателя – компрессор – охладитель наддувочного воздуха - двигатель), теплоноситель - до турбины – выхлопные газы, после компрессора – воздух;
- для вспомогательных котлов – пароводяной контур (выход из котла - потребитель - теплый ящик - питательный насос - котел), теплоноситель – пар на выходе из котла, постепенно переходящий при движении по контуру в питательную воду на входе в котел, а затем постепенно переходящий в пар при движении по поверхностям нагрева котла;
- для утилизационных котлов, производящих перегретый и насыщенный пар – пароводяной контур по рис. 6;
- для утилизационных котлов, производящих только насыщенный пар – в пароводяном контуре будет отсутствовать пароперегреватель и потребители перегретого пара см. рис. 6;
-для водогрейных котлов - контур движения воды (выход из котла - потребитель - теплый ящик - питательный насос - котел), теплоноситель-вода.
Рассмотрим работу контура охлаждающей пресной воды ДВС на установившемся режиме см. рис. 7. Пресная вода выходит из двигателя с теплотой Qвых и температурой 70 0С, далее, проходя ТА, вода охлаждается на 12 0С и теряет соответственно теплоту, отводимую с забортной водой Qпот. Затем вода возвращается в двигатель с температурой 580С и соответствующей теплотой Qвх. Далее, проходя через двигатель, вода, забирая теплоту Qдв от двигателя, вновь возвращается к исходному состоянию с температурой 70 0С и теплотой Qвых на выходе из двигателя.
Из рис. 7 можно сделать вывод, что пресная вода с теплотой (энергией) Qвх является постоянной составляющей потоков энергии, движущейся на всех участках контура, и ее можно считать теплоносителем, забирающим (принимающим) у двигателя теплоту Qдв и отдающим эту теплоту в эквиваленте Qпот забортной воде, без учета потерь в холодильнике и при перемещениях в других элементах трубопровода. Затем теплоноситель возвращается в двигатель за новой долей энергии, совершая непрерывную циркуляцию.
Для вспомогательной котельной установки можно рассмотреть замкнутый контур потока энергии по рис. 6, приняв питательную воду с теплотой Qп.в. как теплоноситель, принимающий (получающий) энергию в котле, переходя в пар, и затем отдающий эту энергию потребителям пара ,при этом вновь превращаясь в воду, которая возвращается в котел через теплый ящик за новой долей энергии. Таким образом, обеспечивается циркуляция по замкнутому контуру.




















Рис. 7. Движение энергетических потоков в контуре пресной воды системы охлаждения ДВС

Рассмотрим также движение потоков энергии по воздушному контуру ДВС с наддувом см. рис. 8.
Наддувочный воздух с энергией 13 EMBED Equation.3 1415. поступает в двигатель и участвует в процессе горения топлива.
Из двигателя в выпускной коллектор выходят выхлопные газы с энергией13 EMBED Equation.3 1415, энергия наддувочного воздуха 13 EMBED Equation.3 1415. находится в составе этой энергии.
Далее выхлопные газы поступают в турбонагнетатель, где совершают полезную работу по сжатию воздуха, при этом их энергия распределяется по уравнению:
13 EMBED Equation.3 1415
где:
- энергия выхлопных газов, поступивших в турбонагнетатель, кВт.;
- энергия отводимая от наддувочного воздуха в турбонагнетателе, кВт;
- энергия выхлопных газов, выходящих из турбины турбонагнетателя в газоотводной трубопровод, кВт;
13 EMBED Equation.3 1415- потери в турбонагнетателе;
13 EMBED Equation.3 1415- энергия, полученная наддувочным воздухом в турбонагнетателе, и возвращаемая в двигатель, кВт.
Тепловой баланс рассматривает только распределение энергии, полученной от сгорания топлива, а энергия вносимая наддувочным воздухом рассматривается как циркулирующий поток энергии.
Поэтому формула (1) имеет вид:
13 EMBED Equation.3 1415
где:
- энергия выхлопных газов, поступивших в турбонагнетатель, без учета циркуляционного потока наддувочного воздуха кВт.;


Рис. 8 Энергетические потоки выхлопных газов и наддувочного
воздуха в ДВС с наддувом



Движение потоков энергии по открытым контурам в анализе энергетического (теплового) баланса СЭУ непосредственно учитывается только при составлении баланса котельных установок, когда рассматриваются потери с уходящими газами как разности энтальпий уходящих газов и подводимого воздуха. Другие подобные потоки не рассматриваются в связи с их незначительностью до 0,5%.
Энергетический баланс рассматривает полные фактические потоки энергии в объектах. В энергетическом балансе необходимо, кроме потоков энергии теплового баланса, указать также дополнительные потоки энергии замкнутых и открытых контуров.

1.9 Энергетический баланс СЭУ
Энергетический баланс СЭУ состоит из трех составных частей, в соответствии с составом СЭУ.
В этом случае рассматриваются:
- баланс пропульсивной установки, в которой основным источником энергии является главный двигатель, потребителем - корпус судна, движущийся с определенной скоростью;
- баланс судовой электростанции, в которой основным источником энергии является генератор, получающий привод от вспомогательного двигателя. Промежуточным потребителем является главный распределительный щит (ГРЩ);
- баланс вспомогательной энергетической установки, которая вырабатывает несколько видов энергии, имеет соответствующее количество источников энергии. Это: котлы, дизелькомпрессоры, дизельнасосы и т.п.









Порядок расчета энергетического баланса СЭУ
2.1 Цель расчета – составление балансов
ГД, ВД, ВК и СЭУ в целом
Согласно варианту, который определяется 2-мя последними цифрами зачетной книжки по табл.8 выбирается марка и количество главных и вспомогательных двигателей (ГД и ВД), вспомогательного котла (ВК) затем по табл.9 выбирается загрузка оборудования.
Заполняются табл.1 «Параметры главного двигателя», табл.2 «Параметры вспомогательного двигателя» и табл.3 «Параметры вспомогательного котла» в части исходных данных.
По варианту, исходя табл. 8, выбирается вариант утилизации тепла ГД: выхлопных газов – утилизационный котел (УК) или охлаждающей воды –водоопреснительная установка (ВОУ).
Проводится расчет теплового баланса главных двигателей заполняется табл.1 в части расчетные данные.
Проводится расчет теплового баланса вспомогательных двигателей заполняется табл.2 в части расчетные данные.
Проводится расчет теплового баланса вспомогательных котлов заполняется табл.3 в части расчетные данные.
Проводится расчет теплового баланса СЭУ в целом.
Производится построение диаграмм рассчитанных тепловых балансов оборудования и теплового баланса СЭУ в целом. При этом для главных двигателей диаграмма строится с учетом утилизации тепла.
Отчет выполняется на стандартных листах формата А4, рамка обязательна. Балансы изображаются на отдельных листах.
Отчет должен содержать, и листы должны быть разложены в следующем порядке:
1. Титульный лист, № зачетной книжки обязателен.
2. Таблица «Диаграмма теплового баланса ГД».
3. Диаграмма теплового баланса ГД см. рисунок 8. На диаграмме указывается только оборудование, которое установлено согласно варианту утилизации тепла ГД. Например, если утилизируется тепло системы охлаждения, то показывается только водоопреснительная установка ВОУ, а УК не показывается. Если двигатель без наддува, то турбонагнетатель не показывается. На диаграммах проставляется только обозначение и % значение показателей. Их величину (в кВт) допускается не показывать.
4. Таблица «Диаграмма теплового баланса ВД».
5. Диаграмма теплового баланса ВД см. рисунок 8. На диаграмме указывается только турбонагнетатель, если он установлен. Согласно заданию оборудование для утилизации тепла ВД не устанавливается и на диаграмме не показывается.
6. Таблица «Диаграмма теплового баланса ВК».
7. Диаграмма теплового баланса ВК см. рисунок 2.
8. Таблица «Диаграмма теплового баланса СЭУ».
9. Диаграмма теплового баланса СЭУ см. рисунок 9.
10. Таблица 5. Расчеты тепловых балансов оборудования в порядке их выполнения.

Таблица 1. Параметры главного двигателя

Параметр, размерность
Обозна-чение
Численное
значение

Исходные данные

1
Заводская маркировка

-

2
Маркировка по ГОСТ

-

3
Расшифровка маркировки по ГОСТ



4
Тип ДВС



5
Номинальная эффективная мощность, кВт
13 EMBED Equation.3 1415


6
Номинальная частота вращения, об/мин
nном


7
Номинальный удельный расход топлива, кг/кВт
·ч
13 EMBED Equation.3 1415


8
Загрузка на расчетном режиме, %
kреж


Расчетные данные

9
Теплота, полученная от сгорания топлива, кВт/%
13 EMBED Equation.3 1415


10
Полезно используемое тепло, кВт/%
13 EMBED Equation.3 1415



Потери:



11
- теплота, отводимая с выпускными газами, 13 LINK Word.Document.12 "D:\\!!!\\!!!\\Техникум\\Методичка баланс\\2.Порядок расчета диплом.docx" OLE_LINK1 \a \r \* MERGEFORMAT 14кВт/%15
qвг


12
- теплота, отводимая с охлаждающей водой, 13 LINK Word.Document.12 "D:\\!!!\\!!!\\Техникум\\Методичка баланс\\2.Порядок расчета диплом.docx" OLE_LINK1 \a \r \* MERGEFORMAT 14кВт/%15
qвод


13
- теплота, отводимая с охлаждающим маслом, 13 LINK Word.Document.12 "D:\\!!!\\!!!\\Техникум\\Методичка баланс\\2.Порядок расчета диплом.docx" OLE_LINK1 \a \r \* MERGEFORMAT 14кВт/%15
qM


14
- теплота, отбираемая от воздуха в воздухоохладителе, в случае установки турбонагнетателя, 13 LINK Word.Document.12 "D:\\!!!\\!!!\\Техникум\\Методичка баланс\\2.Порядок расчета диплом.docx" OLE_LINK1 \a \r \* MERGEFORMAT 14кВт/%15



15
- теплота, рассеиваемая в окружающую среду и неучтенные потери, 13 LINK Word.Document.12 "D:\\!!!\\!!!\\Техникум\\Методичка баланс\\2.Порядок расчета диплом.docx" OLE_LINK1 \a \r \* MERGEFORMAT 14кВт/%15





Таблица 2. Параметры вспомогательного двигателя

Параметр, размерность
Обозна-чение
Численное
значение

Исходные данные

1
Заводская маркировка

-

2
Маркировка по ГОСТ

-

3
Расшифровка маркировки по ГОСТ



4
Тип ДВС



5
Номинальная эффективная мощность, кВт
13 EMBED Equation.3 1415


6
Номинальная частота вращения, об/мин
nном


7
Номинальный удельный расход топлива, кг/кВт
·ч
13 EMBED Equation.3 1415


8
Загрузка на расчетном режиме, %
kреж


Расчетные данные

9
Теплота, полученная от сгорания топлива, кВт/%
13 EMBED Equation.3 1415


10
Полезно используемое тепло, кВт/%
13 EMBED Equation.3 1415



Потери:



11
- теплота, отводимая с выпускными газами, 13 LINK Word.Document.12 "D:\\!!!\\!!!\\Техникум\\Методичка баланс\\2.Порядок расчета диплом.docx" OLE_LINK1 \a \r \* MERGEFORMAT 14кВт/%15
13 EMBED Equation.3 1415вг


12
- теплота, отводимая с охлаждающей водой, 13 LINK Word.Document.12 "D:\\!!!\\!!!\\Техникум\\Методичка баланс\\2.Порядок расчета диплом.docx" OLE_LINK1 \a \r \* MERGEFORMAT 14кВт/%15
13 EMBED Equation.3 1415вод


13
- теплота, отводимая с охлаждающим маслом, 13 LINK Word.Document.12 "D:\\!!!\\!!!\\Техникум\\Методичка баланс\\2.Порядок расчета диплом.docx" OLE_LINK1 \a \r \* MERGEFORMAT 14кВт/%15
13 EMBED Equation.3 1415M


14
- теплота, отбираемая от воздуха в воздухоохладителе, в случае установки турбонагнетателя, 13 LINK Word.Document.12 "D:\\!!!\\!!!\\Техникум\\Методичка баланс\\2.Порядок расчета диплом.docx" OLE_LINK1 \a \r \* MERGEFORMAT 14кВт/%15
13 EMBED Equation.3 1415в


15
- теплота, рассеиваемая в окружающую среду и неучтенные потери, 13 LINK Word.Document.12 "D:\\!!!\\!!!\\Техникум\\Методичка баланс\\2.Порядок расчета диплом.docx" OLE_LINK1 \a \r \* MERGEFORMAT 14кВт/%15
13 EMBED Equation.3 1415н











Таблица 3. Параметры вспомогательного котла (ВК)

Параметр, размерность
Обозна-чение
Численное
значение

Исходные данные

1
Заводская маркировка



2
Тип ВК



3
Номинальная паропроизводительность, кг/ч
13 EMBED Equation.3 1415


4
Номинальный КПД
13 EMBED Equation.3 1415


5
Номинальный расход топлива, кг/ч
13 EMBED Equation.3 1415


6
Загрузка на расчетном режиме, %
kреж


Расчетные данные

7
Теплота, полученная от сгорания топлива, кВт/%
13 EMBED Equation.3 1415


8
Полезно используемое тепло, кВт/%
13 EMBED Equation.3 1415



Потери:



9
- с выпускными газами, 13 LINK Word.Document.12 "D:\\!!!\\!!!\\Техникум\\Методичка баланс\\2.Порядок расчета диплом.docx" OLE_LINK1 \a \r \* MERGEFORMAT 14кВт/%15
13 EMBED Equation.3 14152


10
- от химической неполноты сгорания топлива, 13 LINK Word.Document.12 "D:\\!!!\\!!!\\Техникум\\Методичка баланс\\2.Порядок расчета диплом.docx" OLE_LINK1 \a \r \* MERGEFORMAT 14кВт/%15
13 EMBED Equation.3 14154


11
- теплота, рассеиваемая в окружающую среду и неучтенные потери, 13 LINK Word.Document.12 "D:\\!!!\\!!!\\Техникум\\Методичка баланс\\2.Порядок расчета диплом.docx" OLE_LINK1 \a \r \* MERGEFORMAT 14кВт/%15
13 EMBED Equation.3 1415





















Рис. 9. Энергетический баланс ГД после изменения СЭУ в части утилизации тепла охлаждающей воды и выхлопных газов

Рис. 10. Энергетический баланс СЭУ

Таблица 4. Расчет тепловых балансов


п/ п











1




2


3


4


5


6



7



8


9



10



11








12






13




14


15




















16




17




18








19
















20










21








22



23






24


25



26



27





28






29



30





31










32



33




34



35



36










37



38














39


40

41




42


















43




44




45


46




47




48












49





50




51





52



53


54




55











56



57




58



59


60





61
























62


63


64


65


66


67


68

69



70


71



72




73




74





75




76



77


78

Наименование



1.Тепловой баланс ДВС (ГД)

1.1.Расход тепла, полученного от сжигания топлива, полезноиспользу-
емое тепло

Номинальная эффективная мощность главного двигателя

Коэффициент загрузки

Расчетная мощность


Марка топлива и его ГОСТ

Низшая теплота сгорания топлива

Удельный эффектив-
ный расход топлива, номинальный

Удельный эффектив-
ный расход топлива,
на режиме

Эффективный КПД


Тепловой поток, полученный от сжигания топлива

Часовой расход топлива


Полезно используемое тепло



1.2 Потери тепла
1.2.1 Потери с уходящими газами

Теоретически необходимое количество воздуха (кг) для сгорания 1 кг топлива


Температура воздуха на входе двигателя (компрессора)


Средняя массовая теплоемкость воздуха

Температура выхлопных газов в коллекторе номинальная:

Четырехтактные ДВС:

а) с наддувом

б) без наддува


Двухтактные ДВС

а) с контурной продувкой

б) с прямоточно-клапанной продувкой

Температура выхлопных газов в коллекторе на режиме:

Теплоемкость продуктов сгорания при (“чистых” газов)

Суммарный коэффициент избытка воздуха, номинальный:

- четырехтактные ДВС
-двухтактные ДВС

Суммарный коэффициент избытка воздуха на режиме

Четырехтактные ДВС

долевой режим с наддувом

долевой режим без наддува


Двухтактные ДВС

долевой режим

Теплоемкость выхлопных газов в коллекторе








Потеря тепла с уходя-щими газами ДВС без наддува

- то же в %




Абсолютное давление наддува


Абсолютное давление выхлопных газов в коллекторе (перед турбиной)



Абсолютное давление за турбиной

Адиабатный КПД турбины


Показатель адиабаты расширения газов в турбине

Температура газов за турбиной




Потеря тепла с уходящими газами ДВС с наддувом (за турбиной)

- то же в %

Перепад энтальпий, срабатываемый в турбине

Коэффициент, учитывающий потери тепла в окружающую среду от турбонагнетателя

Тепло выхлопных газов, полезно преобразованное в турбонагнетателе,
(переданное надд. воздуху)


1.2.2 Потери с охлаждающей водой

Повышение температуры охлаждающей воды

Часовой расход воды на один двигатель, где К- коэффициент производительности.

Коэффициент запаса
производительности насоса пресной воды

Теплоемкость пресной воды


отеря тепла в охлаждающую воду

- то же в %


1.2.3 Потери со смазочно-охлаждающим маслом

Повышение температуры масла:


Удельный проток масла:
а) малооборотные и среднеоборотные двигатели без охлаждения поршней маслом
б) малооборотные и среднеоборотные двигатели с охлаждением поршней маслом
в) форсированные двигатели

Часовой проток масла


Теплоемкость масла

Потеря тепла со смазочным маслом

- тоже в %

Потери в окружающую среду (небаланс) для ДВС без наддува

- тоже в %

1.3 Утилизация тепловых потерь

1.3.1 Утилизация потерь уходящих газов

1.3.1.1 Тепловой баланс турбонагнетателя


Мощность теплового потока, поступающего в турбонагнетатель

Мощность теплового потока выхлопных газов после турбонагнетателя

Потери тепла ДВС в окружающую среду

Тепло отводимое от охладителя наддувочного воздуха


Расчет ВД проводится аналогично ГД










1.3.1.2 Тепловой баланс утилизационного котла (УК)

Определяем ориентировочно паропроизводитель-
ность УК


Подбираем марку УК по паропроизводитель-ности, см табл. 12


КПД утилизацион-ного котла (коэффи-циент использования теплоты выхлопных газов)

Вторично используе-мое (возвращенное) тепло
- то же в %
Коэффициент потерь в окружающую среду

Потери с уходящими газами после УК

- то же в %

Потери в окружающую среду

- то же в %

1.3.2 Утилизация потерь с охлаждающей водой

1.3.2.1 Тепловой баланс ВОУ

Мощность теплового потока, поступаю-щего в ВОУ

Коэффициент использования теплоты охлаждаю-щей воды

Вторичноиспользуе-мое (возвращенное) тепло

Коэффициент потерь в окружающую среду

Тепловой поток, возвращаемый в ДВС (ГД)

То же в %

Потери в окружающую среду

- то же в %



2. Тепловой баланс ДВС (ВД)






3 Тепловой баланс вспомогательного котла

3.1 Расход тепла, полученного от сжигания топлива, полезноиспользуемое
тепло

Марка ВК, применяемое топливо

Паропроизводитель-ность

Коэффициент режима работы

Расчетная паропро-изводительность

Марка топлива и его ГОСТ

Низшая теплота сгорания топлива

КПД котла, расчетное

Часовой расход топлива, номинальный

Часовой расход топлива, на режиме

Тепловой поток, полученный от сжигания топлива

Полезно исполь-зуемое тепло

2.2.Потери тепла

Относительные потери от химической неполноты сгорания
топлива

Потери от химической неполноты сгорания
топлива



Относительные потери в окружающую среду
на номинальном режиме

Относительные потери в окружающую среду
на режиме

Потери в окружающую среду

Потери с уходящими газами


Обозна-
чение
















Креж












































13 EMBED Equation.3 1415

























13 EMBED Equation.3 1415















































РН










РЗТ





m














13 EMBED Equation.3 1415































СВОД



























































13 EMBED Equation.3 1415




13 EMBED Equation.3 1415




13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415



























- марка УК
-


































































































































Ед.
изм.













кВт



-

кВт












-



кВт





кВт










кг/кг












С0



















С0

K0











































кВт


%




МПа






МПа




МПа









K0



С0


кВт



%











кВт














м3/час











кВт

%




























кДж/к0С

кВт

%


кВт


%















кВт




кВт





кВт


кВт























кг/ч




-

кг/ч








кВт

%




кВт

%


кВт

%









кВт




-



кВт






кВт


%

кВт


%
























кг/ч


-



кг/ч





кДж/кг




кг/ч



кг/ч


кВт









%



кВт






%







кВт


кВт


Способ определения/
числовая операция













Задана





Креж












ge,%










=NeГД



















0,9352+0,0000934 tB










По опытным данным или приближенно (380(450)
По опытным данным или приближенно (360(410)



По опытным данным или приближенно (270(310)

По опытным данным или приближенно (360(380)




1,03+0,000126 13 EMBED Equation.3 1415









2,0(2,7
3,0(3,5







(nрех/nном)1.2= (nтабл)1.2

(nтабл)2.3




(nрех/nном)2.3= (nтабл)2.3



Далее расчет проводится по одному из вариантов:
- для ДВС без наддува
- для ДВС с наддувом

Расчет для ДВС без наддува

13 EMBED Equation.3 1415


Расчет для ДВС с наддувом







Принимается
(0,820,94) РН




Принимается (0,101(0,103)

0,6(0,65; для импульсных турбин
0,6(0,8; для изобарных турбин


Принимается (1,32(1,34)


13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415







Принято



13 EMBED Equation.3 1415









Принято
























Принято






10(18




40(60


30(50































13 EMBED Equation.3 1415



13 EMBED Equation.3 1415


13 EMBED Equation.3 1415







































Принято






















Принято






Принято













Проводится аналогично расчету теплового баланса ГД с ВФШ и с применением соответствующих таблиц и рисунков














Задана


Задана


Задан














Принято














Принято










Принято











Примечание




Главный двигатель, вспомога-тельный двигатель





по табл. 8,9,10


по Табл. 9




по табл. 14
тип ГД -

по табл. 14
тип ГД -


по табл. 10



ge,%
по рис. 10
(Ne%=Креж)



















При неизвестном химическом составе топлива принять
=14,114,3

При заборе воздуха из машинного отделения


Способ опре-деления тем-пературы выбирается исходя из типа двигателя
по табл. 1













выбирает-ся по рис. 10







Способ опре-деления вы-бирается ис-ходя из типа двигателя
по табл. 1








Относитель-ное число оборотов ДВС на режи-ме n табл выби-рается по рис. 10 или рис. 11




По рис. 10 или рис. 11











Cм. рис. 10 или рис. 11 по nреж





По опытным данным РН=0,13-0,25МПа для ДВС фор-сированного типа РН=0,26-0,35МПа

































0,95



Принять
13 EMBED Equation.3 1415=0,7 –
КПД компрессора







По данным двигателя или приближенно (7(12)

К=15600ч
34900



Принимается
=1,21,34

Принята
СВОД = 4,19













По данным двигателям или прибли-женно (5(15)


















Принимается



























































удельная паропроизво-дительность УК (кг/кВт ч)

Выбирается УК ближай-шей меньшей производи-тельности

Принимается
по табл. 12

Если турбо-нагнетатель не установ-лен, то
здесь и далее в расчете УК
0,950,98











(водоопрес-нительная установка, подогрева-тели пита-тельной воды для котлов, прочее)





По прототипу
или 0,40,6






0,950,98















Основные замены:
- рис. 10 и 11 на рис. 12
- при написа-нии формул индекс ГД на ВД










По табл. 11


По табл. 11


По табл. 7


По Табл.7



По табл. 14


По табл. 14

По рис. 13


По табл. 11


принято по рис. 13










В тепловых расчетах принимается







В тепловых расчетах при-нимается








































Таблица 5. Расчеты энергетических балансов

№ п/п







79





80



81

82

83


84




85



86




87

88


89


90

Наименование



5.1 Пропульсивная установка

Потоки энергии замкнутых циркуляционных контуров главного двигателя:
- охлаждающей пресной воды





- смазочного масла



- наддувочного воздуха

Потери в муфте

Потери в передаче


Поток энергии, после передачи

Тоже, %

Разделение энергии,
- к валогенератору

Тоже, %

- к валопроводу

Тоже, %


Потери в валопроводе

Поток энергии, подводимый к движителю

Потери в винт-корпус


Буксировочная мощность








Ед. изм.







кВт





кВт



кВт

кВт

кВт


кВт

-


кВт

-

кВт

-


кВт


кВт

кВт


кВт

Обо-зна-чение














































Способ определения/число-вая операция













































Примечание


- темпера-тура пресной во-ды на входе в двигатель, по данным пред-дипломной практики

- темпера-тура пресной во-ды на входе в двигатель по данным пред-дипломной практики

по п.47

- КПД муфты
по табл. 17

- КПД передачи по табл. 17






По данным оборудования,
установленного на судне





- КПД вало-провода по
табл 17



- пропульсив-ный КПД по табл. 17



91




92

93

94





95





96
5.2 Судовая электростанция

Потоки энергии замкнутых циркуляционных контуров вспомогательного двигателя – аналогично п.п. 85, 86, 87.

Мощность дизельгенератора

Мощность валогенератора

Суммарная мощность электростанции на режиме

5.3 Вспомогательная энергетическая установка

Потоки энергии замкнутых циркуляционных контуров для вспомогательного котла является контур питательной воды

Потоки энергии замкнутых циркуляционных контуров для утилизационного котла








кВт

кВт


кВт







кВт



кВт





















































По данным оборудования,
установленного на судне
- КПД генератора
по табл. 18



- темпера-тура питатель-ной воды котла по данным оборудования, установленно-го на судне

См. п. 52


























Таблица 6. Энергетический баланс СЭУ


Группы оборудования
СЭУ в целом


Пропульсивная установка
Судовая электростанция
Вспомогательная энергетическая установка
Базовая
Изменен-
ная

Показатель,
КВт
Главный двигатель
Турбонаг-
нетатель ГД
Вспомога-
тельный двигатель
Вспомогат.
котел
Утилизац.
котел ГД*
ВОУ или дополнит. оборудов.



1
2
3
4
5
6
7
8
9

Теплота, от сгорания топлива





Не заполняется



Тоже, %
100

100
100

в случае



Полезно
используемое тепло





использования
вторичных



Тоже, %





знергоресурсов



Потери/
утилизация









- с уходящими газами:









после двигателя (котла)









разбивка потоков при утилизации









Тоже, %









- с охлаждающ. водой









после двигателя









разбивка потоков при утилизации









Тоже, %









- со смаз. маслом









Тоже, %









- в окружающ. среду (небаланс),
для ВК Q3+Q5









Тоже, %









Продолжение Таблицы 6.


Группы оборудования
СЭУ в целом


Пропульсивная установка
Судовая электростанция
Вспомогательная энергетическая установка
Базовая
Изменен-
ная

Показатель,
кВт
Главный двигатель
Турбонаг-
нетатель ГД
Вспомога-
тельный двигатель
Вспомогат. котел
Утилизац.
котел ГД*
ВОУ



1
2
3
4
5
6
7
8
9

Потери в
муфте









КПД муфты, %









Потери в передаче









КПД передачи, %









Поток энергии,
после передачи









Тоже, %









Потери в валопровод.









КПД валопров., %









Поток энергии,
подводимый
к движителю









Потери в винт-корпус









Пропульсивный КПД, %










Буксировочная мощность
Мощность СЭС
Производительность оборудования


Потоки энергии,
подводимые к потребителям







Теплота, от сгорания топлива в
% от общего количества после модернизац.





100




Таблица 7. Замкнутые потоки циркуляции энергии


Замкнутые потоки циркуляции энергии


Оборудование
Наименование контура
Обозначение
Численное значение,
кВт

ГД
наддувочного воздуха




охлаждающей пресной воды




смазочного масла



ВД
наддувочного воздуха




охлаждающей пресной воды




смазочного масла



ВК
питательной воды



УК
питательной воды



















Таблица 8. Выбор исходных данных



2-ве послед. цифры зач.кн.

Вар.
Марка
главного двигателя
Кол-
во
ГД
Марка
вспомогат. двигателя
Кол-во ВД
Марка
вспом. котла/
топливо
УК/
ВОУ

01,51
1
6ДКРН 74/160-3
1
G6Z52/90
2
КВА 0,5/5 диз.
УК

02,52
2
K5SZ 70/125BL
2
3Д 100
2
КВА 0,5/5 диз.
УК

03,53
3
K8Z 70/120D
1
5-2Д-42
3
КВА 0,63/5 диз.
УК

04,54
4
K9Z 60/105E
2
8NVD48A-2U
2
КВА 0,63/5 диз.
УК

05,55
5
6ДКРН 74/160-2
1
8SV55-UA
2
TBBOX TD-170 маз.
УК

06,56
6
674-VTBF-160
2
8VD 26/20AL-2
3
TBBOX TD-170 маз.
УК

07,57
7
16PC2-2V
1
6ЧН 26/34
2
КВС 30/П-А маз.
УК

08,58
8
662-VTBF-140
2
8ЧН 25/34-2
2
КВС 30/П-А маз.
УК

09,59
9
574-VTBF-160
1
6ДГ 50M/700
3
КВВА 1,5/5 маз.
УК

10,60
10
12PC2-2V
2
8ДР 30/50-4-3
2
КВВА 1,5/5 маз.
УК

11,61
11
6ДКРН 45/120-7
1
8ЧН 25/34-2
2
КВ 15-3 маз .
УК

12,62
12
K6Z 70/120A
2
6NVD48A-2U
3
КВ 15-3 маз
УК

13,63
13
8ZD 72/48AL-1
1
6AL 20/24
2
КВВА 2,5/5 маз.
УК

14,64
14
6ZL 40/48
2
8ЧН 25/34-2
2
КВВА 2,5/5 маз.
УК

15,65
15
6L525IIPW
1
6AL 20/24
3
КВВА 4,5 маз.
УК

16,66
16
5ДКРН 50/110-2
2
8ЧН 25/34-2
2
КВВА 4,5 маз
УК

17,67
17
650-VTBF-110
1
6ЧНСП 18/22-600
2
КВВА 6,5 маз
УК

18,68
18
650-VTBF-90
2
8ЧН 25/34-2
3
КВВА 6,5 маз
УК

19,69
19
8TAD48
1
8VD 36/24A-1U
2
КАВ 1,6/7 маз.
УК

20,70
20
8TD48
2
8ЧН 25/34-2
2
КАВ 1,6/7 маз.
УК

21,71
21
6ДР42
1
8NVD48
3
КАВ 4/7 маз.
ВОУ

22,72
22
6L525P
2
8NVD36A-1U
2
КАВ 4/7 маз.
ВОУ

23,73
23
8ДР 43/61
1
6ЧН 25/34
2
КАВ 6,3/7 маз.
ВОУ

24,74
24
G6Z52/90
2
6Ч 23/30-1
3
КАВ 6,3/7 маз.
ВОУ

25,75
25
3Д 100
1
8Ч 23/30-1
2
КВ 15-3 маз.
ВОУ

26,76
26
5-2Д-42
2
6ЧСП 23/30-2
2
КВ 15-3 маз.
ВОУ

27,77
27
8NVD48A-2U
1
8NVD26A-2
3
DGS 1,2 диз.
ВОУ

28,78
28
8SV55-UA
2
8ЧН 25/34-2
2
DGS 1,2 диз.
ВОУ

29,79
29
8VD 26/20AL-2
1
8NVD26A-2
2
R4X8-90 маз.
ВОУ

30,80
30
6ЧН 26/34
2
6ЧНСП 18/22-400
3
ESH 6,3 маз.
ВОУ

31,81
31
6NVD48A-2U
1
8NVD26A-2
2
ESH 6,3 маз .
ВОУ

32,82
32
6ДГ 50M/700
2
6NVD26A-3
2
AGS маз.
ВОУ

33,83
33
8ДР 30/50-4-3
1
6Ч 23/30-1
3
AGS маз.
ВОУ

34,84
34
M50Ф-8
2
6Ч 23/30-1
2
KW 0,8135-01 маз.
ВОУ

35,85
35
6NVD48A-2U
1
6Ч 23/30-1
2
KW 0,8135-01 маз.
ВОУ

36,86
36
6AL 20/24
2
6NVD26A-2
3
Пиллард Ф маз.
ВОУ

37,87
37
6NVD48A-U
1
7Д12
2
Пиллард Ф маз.
ВОУ

38,88
38
8ЧН 25/34-3
2
6Ч 25/34-2
2
КВВА 4,5 маз
ВОУ

39,89
39
6ДР 30/50-6-3
1
3Д 12A
3
КВВА 6,5 маз
ВОУ

40,90
40
6ЧНСП 18/22-600
1
6ЧНСП 18/22-300
2
КВВА 6,5 маз
ВОУ

41,91
41
6ДР 30/50
2
6ЧН 18/22
2
КАВ 1,6/7 маз.
ВОУ

42,92
42
8VD 36/24A-1U
1
3Д6Н
3
КАВ 1,6/7 маз.
ВОУ

43,93
43
8ЧН 25/34-2
2
6NVD26,2
2
КАВ 4/7 маз.
ВОУ

44,94
44
8NVD48
1
6Ч 18/22
2
КУАВ 4/7 маз.
ВОУ

45,95
45
8NVD36A-1U
2
7Д6-150
3
КАВ 6,3/7 маз.
ВОУ

46,96
46
6ЧН 25/34
1
К-166М-2
2
КВ 15-3 маз.
ВОУ

47,97
47
6Ч 23/30-1
2
3Д6
2
DGS 1,2 диз.
ВОУ

48,98
48
8Ч 23/30-1
1
6ЧСП 18/22
3
DGS 1,2 диз.
ВОУ

49,99
49
6ЧСП 23/30-2
2
6NVD24
2
R4X8-90 маз.
ВОУ

50,100
50
6NVD36A-1
1
K-171-M-1
2
ESH 6,3 маз.
ВОУ


Таблица 9. Дополнительные исходные данные



Вар.
Винт
Загрузка
ГД, %
Загрузка
ВД, %
Загрузка
ВПК, %

1
ВРШ,
·=180
90
50
80

2
ВФШ
80
100
50

3
ВРШ, =16,10
100
80
100

4
ВФШ
60
70
80

5
ВРШ,
·=20,50
80
60
70

6
ВФШ
80
100
60

7
ВРШ,
·=180
90
80
100

8
ВФШ
60
70
80

9
ВРШ,
·=16,10
100
60
70

10
ВФШ
80
100
60

11
ВРШ,
·=20,50
80
80
100

12
ВФШ
60
70
80

13
ВРШ,
·=180
90
60
70

14
ВФШ
80
100
60

15
ВРШ, =16,10
100
80
100

16
ВФШ
60
70
80

17
ВРШ,
·=20,50
80
60
70

18
ВФШ
80
100
60

19
ВРШ,
·=180
90
80
100

20
ВФШ
60
70
80

21
ВРШ, =16,10
100
60
70

22
ВФШ
80
100
60

23
ВРШ,
·=20,50
80
80
100

24
ВФШ
60
70
80

25
ВРШ,
·=180
90
60
70

26
ВФШ
80
100
60

27
ВРШ,
·=16,10
100
80
100

28
ВФШ
60
70
80

29
ВРШ,
·=20,50
80
60
70

30
ВФШ
80
100
60

31
ВРШ,
·=180
90
80
100

32
ВФШ
60
70
80

33
ВРШ,
·=16,10
100
60
70

34
ВФШ
80
100
60

35
ВРШ,
·=20,50
80
80
100

36
ВФШ
60
70
80

37
ВРШ,
·=180
90
60
70

38
ВФШ
80
100
60

39
ВРШ,
·=16,10
100
80
100

40
ВФШ
60
70
80

41
ВРШ,
·=20,50
80
80
70

42
ВФШ
80
70
100

43
ВРШ,
·=180
90
60
80

44
ВФШ
60
100
70

45
ВРШ,
·=16,10
100
80
60

46
ВФШ
80
70
100

47
ВРШ,
·=20,50
80
60
80

48
ВФШ
60
100
70

49
ВРШ,
·=180
90
80
70

50
ВФШ
80
70
60


























Таблица 10. Данные по ГД и ВД












Продолжение таблицы 10. Данные по ГД и ВД


Таблица 11. Данные по вспомогательным котлам



Таблица 12. Данные по УК



Таблица 13. Данные по ВОУ

Таблица 14. Область применения топлива

Топливо
Область применения
Низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг
Примечание

Дизельное для быстроходных дизелей
(ДЛ, ДЗ, ДА, ДС)
ГОСТ 4749-73
ВОД
42700


Дизельное
(Л, З, А, С)
ГОСТ 305-82
ВОД
42500


Моторное ДТ
дизельное топливо
ГОСТ 1667-68
СОД, МОД, ПК
41700
Дополнительно
используется дизельное топливо
ГОСТ 305-82 в кол-ве 1015 %
для ДВС
(запуск и маневры)
и кол-ве 5 %
для котлов
(растопка и др,)

Моторное ДМ
дизельный мазут
ГОСТ 1667-68
МОД, ПК
41400


Флотский мазут Ф5, Ф12
ГОСТ 10585-75
МОД, ПК
40900


Котельный мазут М40, М100
ГОСТ 10585-75
ПК
3920039400








Рис. 10. Характеристика ГД с ВФШ



Рис. 11. Характеристика ГД с ВРШ

Рис. 12. Характеристика ВД



Рис. 13. Характеристика ВК










Таблица 15 Технические параметры утилизационных котлов




Таблица 16. Технические параметры водоопреснительных установок тип «Д»



Рис. 14. Зависимость относительных потерь тепла от относительной частоты вращения двигателя
kвод – относительные потери с охлаждающей водой,
kн.в.- относительные потери от охлаждения наддувочного воздуха

Таблица 17. КПД основного оборудования пропульсивного комплекса

Наименование
оборудования
(комплекса)
Обозначение
Типы
оборудования (судна)
Численное
значение КПД

Муфты

·М
Гидравлическая
0,940,96



Электромагнитная
0,98

Передачи

·П
Одноступенчатый
редуктор
0,970,98



Двухступенчатый
редуктор
0,960,97



Реверс-редуктор
0,940,95



Гидротрансформатор
переднего хода
0,850,92



Гидротрансформатор
заднего хода
0,650,7



Электропередача на переменном токе
0,880,93



Электропередача на постоянном токе
0,840,88

Валопровод

·ВП

0,970,98

Винт-корпус
(пропульсивный КПД)

·
Буксиры, траулеры
0,30,55



Транспортные
0,60,78



Быстроходные лайнеры
0,550,7



Быстроходные катера
0,550,7


Таблица 18. КПД генераторов и гребных электродвигателей


ЛИТЕРАТУРА
Алексеев Г.Д., Карпович В.А. Энергетические установки промысловых судов. - Л.: Судостроение, 1972 – 296 с.
Артемов Г.А., Волошин Д.П. Судовые энергетические установки. – Л.: Судостроение, 1987 – 480 с.
Кошелев И.Ф. и др. Справочник судового механика по теплотехнике. - Л.: Судостроение, 1987 – 480 с.
Коршунов Л.П. Энергетические установки промысловых судов. - Л.: Судостроение, 1991–360с.
Лубянко В.Н., Петренко К.И. Методические указания по выполнению расчетно-графической работы «Анализ теплового баланса дизельной судовой энергетической установки». Керчь: КМТИ, 1997.































© Попов Владимир Владимирович, преподаватель
Хачиков Сергей Валерьевич, преподаватель

ОСНОВЫ СУДОВОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

по выполнению расчетно-графической работы для студентов дневной формы обучения и контрольной работы для студентов заочной формы обучения специальности «Эксплуатация судовых энергетических установок»

Тираж_________экз. Подписано к печати______________
Заказ №__________. Объем 1,07 п.л.
Изд-во «Керченский государственный морской технологический университет»
298309 г. Керчь, Орджоникидзе, 82.








13PAGE \* MERGEFORMAT141815






13PAGE \* MERGEFORMAT142015



Рисунок 1

iух

Дизель

Химическая энергия сгорания топлива

Ne

П
о
т
е
р
и

Генератор электричес-кого тока

П
о
т
е
р
и

Рe

выход из котла


Сепаратор

Паропере-
греватель

Потребители перегретого пара


Потребители насыщенного пара
греватель

Питательный
насос

вход в
котел


Теплый
ящик

Qвых =Qвх + Qдв

Qвх

Двигатель



ТА
(охладитель пресной воды)



Qпот= Qдв

Qдв

13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415

о

Валогене-ратор
г

генератор











Gтч,ном

1,0

0,75

0,5

0,25

0 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 nном

1,0

0,75

0,25



 БезымянныйРисунок 21Описание: Описание: Безымянный

Приложенные файлы

  • doc 8056576
    Размер файла: 7 MB Загрузок: 0

Добавить комментарий