3. Выбор главного и вспомогательного оборудования сэу.

Проектирование и утверждение принципиальной схемы энергетической установки служит основанием для выбора показателей главного и вспомогательного оборудования СЭУ.

3.1 Выбор главного двигателя судна

Методика выбора главного двигателя судна определяется типом двигателя. Подавляющее большинство крупнотоннажных транспортных судов, как действующих, так и проектируемых снабжено малооборотными двигателями внутреннего сгорания.

Основы методики выбора этих двигателей впервые опубликованы фирмой MAN, основным разработчиком этих двигателей, в 1986г [13] В последствии содержание этих рекомендации излагались в раде работ [ 2 ] [ 3 ] и др.

Рекомендации фирмы построены на использование типо-размерного ряда ДВС, разработанного фирмой. Типо-размерный ряд содержит цилиндры, различающихся диаметром и цилиндровой мощностью, а также рекомендуемым числом цилиндров в агрегате. Таким образом создается широкое поле мощностей ДВС удовлетворяющее потребности проектируемых судов.

Основными требованиями к двигателю следует считать: эффективную мощность, частоту вращения коленчатого вала, надежность, габариты, удельный расход топлива, сорт применяемого топлива, первоначальную стоимость, технологичность и экологическую безопасность.

Мощность двигателя находится в результате расчета ходкости судна и его гребного винта с учетом характеристик судна, проектной скорости хода, на основных режимах эксплуатации судна.

Методы расчетов ходкости и гребных винтов подробно излагаются в учебнике [ 4 ].

Результатом расчетов, учитывающих обрастание корпуса судна в процессе эксплуатации, штормовые условия плавания и дополнительную мощность для привода электрогенератора и ряда вспомогательных механизмов СЭУ ( когда это предусмотрено ) будет спецификационные максимальная мощность двигателя МДМ и частота его вращения, требуемые заказчиком судна.

Условием выбора двигателя является расположение точки МДМ в поле диаграммы выбора рабочих режимов, устанавливаемой для каждого двигателя ряда.

В предварительных расчетах, для определения мощности двигателей, допустимо использование статистических методов, например метода “адмиралтейских коэффициентов”

Дальнейший выбор осуществляется из нескольких альтернативных двигателей примерно равной мощности но различающихся размером цилиндра и числом цилиндром в агрегате. Таких вариантов двигателей немного 4-5 и выбор оптимального варианта может быть осуществлен простым перебором значений оптимизируемой функции.

Последняя выбирается из показателей, характеризующих эффективность судна, подсистемой которого является СЭУ

Большинство авторов в качестве оптимизируемой функции выбирают приведенные затраты на постройку и эксплуатацию судна Приведенные затраты при зафиксированной в техническом задании грузоподъемности и длительности перевозок груза, а также предполагаемой стоимости транспортной работы судна определяют итоговой показатель экономической эффективности судна- прибыль судовладельца.

Производство двигателей по лицензиям фирм производителей осуществляют предприятия ряда стран, в по числе России, Польши и др. Отсюда однотипные двигатели могут иметь различную стоимость, а межгосударственные отношения определяют таможенные сборы, часто значительные. Все это усложняет выбор и заказ двигателей Окончательный выбор, как это отмечалось раннее, должен осуществлять заказчик судна при согласовании и поставщиком двигателя

Паротурбинные установки (ПТУ) в отечественном транспортном судостроении применяются в составе ядерных судовых энергетических установок арктических ледоколов, судов ледового плавания, а также плавучих атомных электростанций Относительно небольшие серии этих судов обеспечиваются освоенным в производстве типом ПТУ. Паротурбинные установки ледоколов имеют в своем составе турбоэлектрогенераторы с одной ступенью регенеративного подогрева питательной воды. Энергетическая установка транспортного судна, построенного в одном экземпляре имеет ПТУ, действующую по регенеративной схеме с тремя ступенями подогрева питательной воды. Также и ПТУ плавучей атомной электростанции (ПАЭС) действует по регенеративной схеме с тремя ступенями подогрева. Можно предположить, что при дальнейшем проектировании установок судов этих типов будут применяться ПТУ, в максимальной степени использующие технические решения действующих установок .

Газотурбинные двигатели (ГТД) применяются на судах с высокой энергонасыщенностью, например с динамическими способами поддержания.

В качестве судовых газотурбинных установок (ГТУ) находят применение конвертированные из авиационных ГТД, выпускаемые в нескольких типоразмерах, характеризующихся эффективной мощностью. Необходимая для проектируемого судна мощность может быть получена суммированием в одном турбозубчатом агрегате нескольких типовых ГТД. Возможно применение комбинированных установок, например газо-паротурбинных и др.