и устройство этих систем и механизмов, учитывать взаимосвязи и влияние различных факторов на эффективность работы дизель­ной установки в целом. Поэтому большое внимание в справочнике уделено раскрытию физической сущности рабочих процессов и описанию конструкций современных систем и отдельных меха­низмов.

В справочнике приведены классификация, а также конструк­ционные и технико-эксплуатационные характеристики систем и элементов, комплектующих дизельную установку, методы и ре­комендации по выбору рациональных схем судовых дизельных установок и режимов их эксплуатации с наибольшей эффектив­ностью. Необходимый объем технических и эксплуатационных сведений определен с учетом перспектив совершенствования ди­зельных установок.

Однако следует отметить, что материал, изложенный в спра­вочнике, не претендует на абсолютную полноту. Конструкции и технико-эксплуатационные характеристики элементов пропуль- сивного комплекса требуют рассмотрения в отдельном издании.

Все главы справочника написаны авторами совместно. Авторы надеются, что справочник окажется полезным пособием инжене­рам в их повседневной работе.

Отзывы и пожелания просим направлять по адресу: 191065, Ленинград, ул. Гоголя, 8, издательство «Судостроение».

ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ

АДГ — аварийный дизель-генератор АЗ — аварийная защита АПС — аварийно-предупредительная сигнализация АСУ — автоматическая система управления АУ — автоматическое управление АЭРН — автоматический электронный регулятор нагрузки БТО — база технического обслуживания ВГ — валогенератор ВД — вспомогательный дизель ВК — вспомогательный котел

ВМ — вспомогательные механизмы *

ВМТ — верхняя мертвая точка ВО — воздухоохладитель ВОД — высокооборотный дизель ВПУ — валоповоротное устройство ВРШ — винт регулируемого шага

ВТО — высокотемпературное охлаждение (ВКО, НКО — высокотемпера­турный, низкотемпературный контуры охлаждения)

ВФШ — винт фиксированного шага ГВ — гребной винт

ГД — главный дизель (ГД ПБ и ГД ЛБ — главный дизель правого и левого бортов соответственно)

ГЗП — гидрозубчатая передача ГНО — грузовое насосное отделение ГПМ — гидропреобразователь крутящего момента ГРЩ — главный распределительный щит ГСМ — горюче-смазочные материалы ГТУ — газотурбинная установка ГЭУ — гребная электрическая установка ДАУ — дистанционное автоматическое управление ДГ — дизель-генератор ДГЗА — дизель-гидрозубчатый агрегат ДРУ — дизель-редукторная установка ДС — дистанционное управление ДЭУ — дизельная энергетическая установка ДЭЭУ — дизель-электрическая энергетическая установка ЗИП — запасной инструмент и приспособления ЗФБ — зонально-функциональные блоки 34 — запасные части КВ — коленчатый вал КИП — контрольно-измерительные приборы ЛБ — левый борт МИШ — механизм изменения шага МО — машинное отделение МОД — малооборотный дизель НМТ — нижняя мертвая точка

НПУ — носовое подруливающее устройство ОУ — опреснительная установка ОЩЧ — общещелочное число ПАВ — поверхностно-активные вещества ПБ — правый борт ПК — пусковой клапан ПКВ — поворот коленчатого вала ПОУ — пневмообмывочное устройство ППП — промежуточный пароперегреватель ПРС — пускореверсивная система ПТУ — паротурбинная установка ПС — предупредительная сигнализация ПУ — пульт управления РВ — распределительный вал РРП — ревере-редукторная передача САРТ — система автоматического регулирования температуры САУ — система автоматического управления СГУТ — система глубокой утилизации теплоты СДУ — судовая дизельная установка СОД — среднеоборотный дизель СЦК — система централизованного контроля СЭУ — судовая энергетическая установка СЭЭУ — судовая электроэнергетическая установка ТА — топливная аппаратура ТГ — турбогенератор ТК — турбокомпрессор ТНВД — топливный насос высокого давления ТО — техническое обслуживание ТР — топливная рейка ТС — техническое состояние ТТ — тепловая труба ТУК — теплоутилизационный контур УК — утилизационный котел УТ — утилизационная турбина УТГ — утилизационный турбогенератор ФБ — функциональные блоки ФГО — фильтр грубой очистки ФТО — фильтр тонкой очистки ЦАК — централизованный автоматический контроль ЦПГ — цилиндропоршневая группа ЦПУ — центральный пост управления ЦСО — централизованная система охлаждения ЦЧ — цетановое число ШПМ — шинно-пневматическая муфта ЭВМ — электронно-вычислительная машина ЭЛТ — электронно-лучевая трубка ЭМС — электромагнитная муфта ЭУ — энергетическая установка

Г лава 1. Энергетические установки морских судов

§ 1.1. Характеристика зу различных типов

В настоящее время на судах наряду с дизельными ЭУ приме­няют паротурбинные установки с промежуточным пароперегрева­телем и без него, газотурбинные и газотурбинные с теплоутили­зационным контуром (рис. 1.1). Наиболее экономичны и перспек­тивны ДЭУ с непосредственной передачей на винт и дизель-редук- торные. Общая вместимость судов с ДЭУ и дизель-электрическими установками составляет 68 % тоннажа мирового флота (суда с ДЭЭУ составляют около 1 %). На суда с паросиловыми установ­ками и ГТУ приходится 32 %, из них 96,4 % на суда с ПТУ, 1,9 % на суда с поршневыми паровыми машинами и 1,7 % на суда с комбинированными установками.

Доля ДЭУ в общем объеме строящихся судов превысила 90 %, что объясняется их высокой топливной экономичностью, т. е. минимальным удельным расходом топлива (рис. 1.2), относитель­ной простотой обслуживания, большим ассортиментом используе­мых топлив (в том числе высоковязких тяжелых сортов), высокой автоматизацией ДЭУ, значительным ресурсом и хорошей на­дежностью.

Основной причиной, сдерживающей применение ПТУ (в не­давнем прошлом традиционных для судов при мощностях свыше 15—22 тыс. кВт), становится их низкая экономичность, характе­ризующаяся g_t = 245-i-280 г/(кВт-ч), тогда как у ДЭУ g_e —

= 200-г-220 г/(кВт-ч).

f ГТУ из-за хороших массогабаритных показателей (рис. 1.3) получили применение на относительно крупных судах, где их ис­пользование в ряде случаев более эффективно по сравнению с дру­гими типами ЭУ. Так, в отечественном морском флоте работают три газотурбинных судна (типа «Капитан Смирнов») с горизон­тальным способом грузообработки, на которых установлена двух- вальная ЭУ с двумя главными ГТУ мощностью по 18,4 тыс. кВт. Она включает в свой состав ГТУ открытого цикла и ТУК, паро­вая турбина которого через общий с ГТУ редуктор работает най винт. Это обеспечивает ЭУ в целом g_e порядка 256 г/(кВ^,щу| Однако с 1981 г. на морских судах они не устанавливают®^ (табл. 1.1). Широкое распространение на наших судах получили отечественные МОД, СОД и ВОД (табл. 1.2, 1.3 и 1.4).

Важнейшей задачей формирования перспективного типа судо­вых ЭУ является обеспечение их максимальной унификации как по составу основного оборудования, так и всей установки. Эта задача может быть решена путем ориентации на минимально необходимое количество типоразмеров ГД и ВД,с широкими мощ-

5)

а)_т

Г

- /■

⁵\-&{

10

10 ,7

- /—НИ Hf— ^

10 ⁷

В)

г)

№

д)

‘йШ,

——'—rf-

‘>-

/" И n_r

■г

10 НП

' 11	fJj d
	j? п

14-

№

Рис. 1.1. Типы ЭУ: а — ДЭУ с МОД УТГ; б — ДРУ с СОД и ВГ; в — ДРУ с СОД и УТГ; г — ДРУ с СОД и УТГ, а также с утилизационной ходовой тур­биной; д — двухвальная ДЭУ с УТГ; е — ПТУ с ВГ; ою — ПТУ с ППП; в —

ГТУ с ТУК.

/ — ГД; 2 — главный упорный подшипник; 3 — ВФШ; 4 — генератор; 5 — УТ; 6 — УК; 7 — редуктор; 8 — ВРШ; 9 — муфты сцепления; 10 — эластичные муфты; 11 — главный паровой котел; 12 — подогреватель питательной воды; 13 — конденсатор; 14 — главный питательный насос; 16 — ГТУ; 16 — ТУК.

ностными диапазонами за счет изменения числа цилиндров, а также степени форсирования. Для ГД судов перспективной постройки целесообразно использовать типоразмерные ряды МОД компании «MAN—Бурмейстер и Вайн» и типоразмерные ряды СОД фирм «Зульцер» и «Пилстик», а также СОД отечественного производства типов ЧН 36/40, ЧН 26/34 и ЧН 18/22.

Общее соотношение между кьяичеством установленных на мор- ских судах МОД и СОД вероятно будет составлять примерно 70 и 30 %. Потребность в МОД может быть удовлетворена дизелями с числом цилиндров 4, 6, 8 диаметрами 350, 450, 550, 600, 670,

700 и 800 мм, а потребность в СОД — ди- зелями с диаметрами цилиндров 260, 360, 400, 480 и 570 мм.

Маневренные характеристики установок следующие: время подготовки к пуску

МОД и ПТУ после длительной

&//I'кВт-ч)

300

290 280 270 260 250 240 230 220 210 200 190 180 ПО 160

остановки

V
ч
ч
V
X
У
7\

10 20 30 W Н_е,МВт

М, тыс.

						к
'		£				$
					с
7*

5 10 15 20 25 30

35 40 N_e,MBT

Рис. 1.2. Зависимость расхода тяжелого топлива от мощности для разных типов

ЭУ при полной нагрузке.

1. — ПТУ фирмы «Дженерал Электрик» без промежуточного перегрева пара (давление р,=» = 8.9 МПа, температура t„ — 610 °С); 2 — ПТУ фирмы «Дженерал Электрик» с nj>p- межуточным перегревом пара (р₀ = 6,2 МПа, <₀ = 638 “С); 3 — ПТУ фирмы «Сталь Лаваль» с промежуточным перегревом пара (р₀ = 10,3 МПа, U = 638 °С); 4 — ПТУ фирмы «Сталь Лаваль» типа VAP (р₀ = 14,1 МПа, 1₀ = 600 °С); В — дизель L90GF; 6,7— дизели RTA-84, 6L90GBE.

Рис. 1.3. Зависимость массы ГД от мощности для ЭУ разных типов.

/ - МОД; 2 —СОД; 3 — ПТУ (ГТЗА и котлы); 4 — ПТУ (ГТЗА); 5 — ГТУ тяжелого типа; 6 — ГТУ легкого типа.

2—2,5 ч; продолжительность подготовки к пуску СОД и ВОД при температуре масла и охлаждающей воды от 15 °С и выше 5—10 мин; время, необходимое для развития мощности до полной, после пуска ориентировочно составляет для МОД и ПТУ 1,5—

5. ч, для СОД — около 30 мин, для легких ГТУ — 10—15 мин.

Таблица 1.1. Типы ГД, установленных в 1982 г. на судах дедвейтом более 2000 т

Количество построенных ГД, шт.

Суммарная мощ­ность ГД, ГВт

Тип ГД

фирмами

лицензиатами

основными

фирмами

МОД

СОД и ВОД ПТУ

65

510

1

625

175

1

5,860

1,964

0,047

Марка дизеля (фирменная парка)	Мощность ЛГе, кВт	Частота вра­щения п, об/ынн	Среднее аффектив­ное дав­ление Pf, МПа	п «2 ~ яи *9 £ о>w 2 ь ? 8 я ® «и в к л ач и	35 9 О О 3	Габариты (I X В X Н), и
5ДКРН 62/140-3 (5K62EF)	4 485/4 925	140/144	0,93/0,99	218	242	9.4Х3.6Х Х9,8
6ДКРН 74/160-3 (6K74EF)	7 795/8 530	120/124	0,96/1,02	215	400	12.8Х4Х XII,1
8ДКРН 74/160-3 (8K74EF)	10 075/11 030	120/124	0,93/0,99	218	518	15.5Х4Х XII,1
9ДКРН 80/160-4 (9K80GF)	15 880/17 500	122/126	1,10/1,17	217	725	17,4Х X 3,9Х X 10,8
7ДКРН 80/160-4 (7K80GF)	12 350/13 600	122/126	1,10/1,17	217	585	14,7Х Х3.9Х X 10,8
6ДКРН 67/140-4 (6K67GF)	7 500/8 235	140/145	1,11/1,18	216	315	10,8Х Х3.4Х Х9 430
6ДКРН 45/120-5 (6L45GF)	3 530/3 900	164/170	1,15/1,22	215	117	7 370Х Х2 5ЮХ X 5 950
6ДКРН 67/170-7 (6L67GFCA)	8 750/9 630	118/123	1,24/1,30	195/196	340	10 565Х Х3 600Х Х9 640
7ДКРН 67/170-7 (7L67GFCA)	10 220/11 250	119/123	1,24/1,30	195/196	385	11 705Х Х3 600Х Х9 640
8ДКРН 45/120-7 (8L45GFCA)	5 295/5 810	170/175	1,24/1,30	196/198	156	8 910Х Х2 510Х Х5 950
Примечание. В числителе приведены значения параметров МОД при
длительной эксплуатационной мощности, в максимальной длительной мощности.			знаменателе — параметров МОД при

Продолжительность реверса на полном ходу с реверсивными дизелями около 60 с для ЭУ крупнотоннажных морских судов и примерно 30 с для ЭУ судов среднего трннажа. Время выбега судна при реверсе пропульсивной установки или время, необхо­димое для остановки судна от момента начала реверсирования, зависит от размерений и скорости судна, а также мощности заднего хода; оно обычно значительно превышает продолжительность реверса. Среднестатистические маневренные характеристики мор­ских судов при реверсе в полном грузу со скоростью 12 уз с пол­ного переднего хода на полный задний имеют следующие значе­ния: отношение длины выбега S, м, к длине судна L, м, для судов с ВФШ — 4—6, для судов с ВРШ — около 3; относитель­ное время выбега t/У L/10 для судов с ВФШ — 40—75, для судов с ВРШ — 20—30.

Ю

2 6

CN

5з«Й Л У j w

00

1^Г I

<N

lO

СО

СО

°1

Чяеч

о”

N

00

ci

lO

СО

00

о

и

Ю

(N

со

СО

сч

>» X

со

о

<

«

а

« V— • ggg Ю 5 « 5 *

1

1

1Л

7,1

00

1

5—7

00 ю

5—7

2,7

1

ю*

00 сО

6,52

а в «1 1 в

««•Я <

а

>» Я *•

л •) я

S в а

an1** *

■

* ° « н

ю

о

гО

ю

ю

ю

«—1

ю

00

t-*.

Tt«

о

г}<

о

с и S « 5 « с *

о

со

со

<м

со

00

ю

о

N.

ю

TJ*

и

ся

CS

CN

(N

(N

<N

сч

(N

<м

O*

CS

<N

CN

о

? >» О *•

к S

И

д

а

>

« с

Средне фектнв »ление МПа

со

°i

ь. со

55

2

О

со

со

Ш

ю 00

со

00

ю

S

« т JJ

°1 о

Г»- о*

СО о*

о

о> о

со o'

Ю о*

СО о

CO

со

lO о"

irt о*

о*

t( ь

•ей

«

«5

а о

и

с

■

н К Я О * X

о

о

о

о

о

о

о

о

о

о

о

о

о

о

о

S в и

Н * S

о

о

о

о

о

о

ю

о

о

о

о

о

о

о

о

я

У Si'i

о

о

о

о

о

ю

ю

ю

ю

ю

о

о

ю

ю

ю

ц

« SfO Э*2°

•—«

о в

о. а

о X 0

1*

ч»

о

а О о в 0>

со

CN

я « S

•» S о *<

(D

. •“1

СО

00

СО

со

(N

СО

см

00

СО

со

СО

а

X х

и

***5

00

СО

S

*

в»

а-

S к

X

кг

a

. *» S*

о о,

о

et

ОЛИ

<N

со

со

со

<N

8

ММ

СО

rj*

S

00

С"»

00

S

£&®

00

со

со

о

00

О)

СО

•ч

00

S

I? “

•—«

•“*

в в

S§

и

S

о

а

8 S

у

и

*3

«

я

о

S

К

О

в

Р. Я Я к к

§ ю 5

О)

ст> § СО ю

S 3

с_ 9 сч

5 с*

< 0 1

X СО et СО

S ю

о СО S

о § со

1

1 ю

(N СО о> &

S li

«1 г « 1

к V

*

л

со

<N

00

со

t**» 04

со

в

п

СО

СО

со

<м

<_1

о

о

(N

s

CS

CS

О)

(N

<N

<N

ц

ю

сч

СО

сч

ю

<N

с

СО

СО

со

«3

00

00

(N

LQ

в

сч

<N

<N

С*

X tr СО

о

X н

X

X

X

X гг

со CQ

X

ж

5 5

X

X гг

00 tr

сг

к ЕГ

ЕГ

sr

:г

00

ю

£Г*

3*

2Г

сг

£г

00

СО

СО

•J

ц

Таблица 1.3. Основные характеристики отечественных судовых ВОД

Марка дизеля	Мощ­ ность цилиндра Nnf кВт	Число ЦИЛИН­ДРОВ 1	Частота враще­ния п, об/мин	Среднее аффек­тивное давле­ние Pg, МПа	Удель­ный рас­ход топ­лива ев, г/(кВт. ч)	Удель­ная мас­са дизе- ля гт. кг/кВт
ЧРН 36/45 (Г70)	147	6	375	1,03	215	33
ЧРН 36/45 (Г74)	190	6	500	1,01	215	25,5
ДПН 23/2X30	205	16	643,200 *	0,78	228	12
ЧРН 30/38	260	6	715	1,46	215	12,2
ЧРН 36/40	330	6, 12	600	1,6	—	—
ЧН 40/46	478	6	520	1,91	207	—
* Дизель ДПН 23/2x30 выпускается со встроенной редукторной чей; в знаменателе дана частота вращения выходного вала.						переда-

Широкий диапазон возможных режимов работы ЭУ обеспечи­вается установками с ВРШ, ЭУ с гребными электродвигателями постоянного тока и ЗУ с гидротрансформаторами. Время пере­кладки ВРШ с полного переднего хода на полный задний ход не превышает 20 с при диаметрах ВРШ до 2 м и 30 с — при боль­ших диаметрах. ПТУ при работе на задний ход развивает около 40 % полной мощности переднего хода в течение не менее 15 мин, причем крутящий момент составляет не менее 80 % момента пе­реднего хода при частоте вращения не менее 50 % номинальной частоты переднего хода. Реверсивные дизели на задний ход раз­вивают 85 % полной мощности переднего хода.

Мощностные характеристики судов различных типов, кВт/т, определяются отношением суммарной мощности ЭУ, подводимой к движителям, JV₂, кВт, к водоизмещению судна (по грузовой марке) D, т: а_м = NJD. Степень электрификации судна опре­деляется отношением мощности судовой электростанции N₃. _с, кВт, к водоизмещению судна D, т (табл. 1.5): схэ = Ы_э. JD. Судовые электростанции. комплектуются несколькими ВД (ДГ) и

Таблица 1.5. Энерговооруженность судов

Тип судна	ам. кВт/т	«э, кВт/т
Танкеры и суда для навалочных грузов Универсальные сухогрузные суда Скоростные контейнеровозы Суда с горизонтальной погрузкой (накатные) Крупные пассажирские суда и автомобильно-пас- " сажирские паромы Ледоколы	0,1—0,3 0,3—0,7 0,8—1,5 0,5—1 0,8—1,7 1,3—2,5	0,1—0,05 0,1—0,3 0,2—0,4 0,2—0,5 0,3—0.5 0,3—0,4

одним АДГ (см. табл. 3.1). Мощность на гребных валах судов с ледовыми усилениями составляет: для категории УЛА N_e = = 0.35D + 1500 кВт, для категории У Л N_e = 0,3D + 1100 кВт.