6. Расчёт теплоснабжения судна. Выбор автономных и утилизационных котлов

Вспомогательные, утилизационные и комбинированные котельные установки предназначены для обеспечения паром низких параметров на стояночном и ходовом режимах вспомогательных потребителей СЭУ и общесудовых потребителей с ДУ и ГТУ – для отопления помещений, санитарно-бытовых нужд, для обеспечения работы главной энергетической установки (подогревателей топлива, масла и т.д.). Автономные котлы используют, как правило, тот же сорт топлива, что и главные двигатели.

Вид теплоносителя: вода, т.к. пар является опасным для обслуживающего персонала и не требуется для подогрева груза.

6.1 Расчёт общего максимального потребления теплоты по всему судну в ходовом и стояночном режимах

Потребное количество теплоты:

- для стояночного режима: Qc = k_о^.k_c^.k_з^.(Q_oт + Q_cб + Q_т), где

k_о = 0,7 – коэффициент одновременности;

k_c = 1,1 – коэффициент запаса;

k_з = 0,5 – коэффициент загрузки потребителей на стояночном режиме;

Q_от=23,3+0,012G_с - расход теплоты на отопление помещений;

Q_сб = n_к (g_м + g_п) - расход теплоты на санитарно-бытовые нужды;

Q_т = 0,15^.(Q_от + Q_сб) - расход теплоты на технические нужды.

- для ходового режима: Q_{ x} = k_о^.k_c^.k_з^.(Q_oт + Q_cб + Q_т), где

k_о = 0,8 – коэффициент одновременности на ходовом режиме;

k_c = 1,1 – коэффициент запаса;

k_з = 0,9 – коэффициент загрузки потребителей на ходовом режиме;

Q_от = 23,3+0,012G_с - расход на отопление;

Q_сб = n_к (g_м + g_п) - расход на санитарно-бытовые нужды;

Q_т = 0,15^.(Q_от + Q_сб) - расход на технические нужды.

Потребление теплоты на стояночном режиме

Расход теплоты на отопление помещений для сухогрузных судов:

Q_от = Q_от=23,3+0,012G_с = 23,3 + 0,012∙2000 = 47,3 кВт,

где G = 2000 т – грузоподъемность судна.

Расход теплоты на санитарно-бытовые нужды

Q_сб = n_к (g_м + g_п) = 10^. (0,6 + 0,11) = 7,1 кВт,

где n_к = 10 чел. – число членов экипажа;

g_м = 0,6 кВт/чел – расход теплоты на приготовление горячей мытьевой воды;

g_п = 0,11 кВт/ чел – расход теплоты на приготовление питьевой кипячёной воды.

Расход теплоты на технические нужды

Q_т = 0,15^.(Q_от + Q_сб) = 0,15 (47,3 + 7,1) = 8,16 кВт,

где Q_от = 47,3 кВт– расход на отопление,

Q_сб = 7,1 кВт – расход на санитарно-бытовые нужды.

Максимальное потребление теплоты в стояночном режиме:

Qc = k_о^.k_c^.k_з^.(Q_oт + Q_cб + Q_т) =

= 0,71,10,5 (47,3 + 7,1 + 8,16) = 24,1 кВт,

где k_о = 0,7 – коэффициент одновременности;

k_c = 1,1 – коэффициент запаса;

k_з = 0,5 – коэффициент загрузки потребителей на стояночном режиме.

Потребление теплоты на ходовом режиме

Максимальное потребление теплоты в ходовом режиме:

Q_{ x} = k_о^.k_c^.k_з^.(Q_oт + Q_cб + Q_т) =

= 0,81,10,9∙(47,3 + 7,1 + 8,16) = 49,5 кВт,

где k_о = 0,8 – коэффициент одновременности на ходовом режиме;

k_c = 1,1 – коэффициент запаса;

k_з = 0,9 – коэффициент загрузки потребителей на ходовом режиме;

Q_от = 47,3 кВт– расход на отопление;

Q_сб = 7,1 кВт – расход на санитарно-бытовые нужды;

Q_т = 8,16 кВт – расход на технические нужды.

Общее количество теплоты, которое может быть утилизировано [1, c. 28]

Q_ут = где

N_e = 1320 кВт – эффективная (суммарная) мощность главных двигателей;

а_г =0,49-0,5*_е =0,49 – 0,5*0,4=0,29 - доля теплоты, приходящаяся на выпускные газы;

_е =0,35 – 0,45 - берем 0,4;

= 42000 кДж/кг - низшая рабочая теплота сгорания топлива, кДж/кг;

T_yx = 720 К – температура выхлопных газов ДВС;

T₀ = 460 К – температура выхлопных газов на выходе из УК;

= 2, т.к. двигатель СОД;

=14,3 кг/кг - теоретическое количество воздуха, необходимое для полного сгорания 1 кг топлива;

C_pг = 1,15 кДж/кг∙K - удельная теплоёмкость газов;

be = 0,211 кг/кВт∙ч – удельный расход топлива ДВС;

Ne= 1180 кВт – суммарная мощность двигателей;

η_ук = 0,8 КПД утилизационного котла.

Q_ут = кВт.