СОДЕРЖАНИЕ

Список сокращений и условных обозначений 4

Введение 6

1 Назначение и основные характеристики заданного судна и его энергетической установки 10

2 Морская механика на уровне управления 15

2.1 Оценка эффективности термодинамических процессов двигателя внутреннего сгорания 15

2.2 Рабочие жидкости, используемые в судовой энергетической

установке 19

2.3 Эксплуатация систем судовой энергетической установки 25

2.4 Эксплуатация элемента судовой дизельной энергетической установки 31

3 Электрооборудование, электронная аппаратура и системы управления

на уровне управления 44

4 Техническое обслуживание и ремонт на уровне управления 54

5 Управление операциями судна и забота о людях на судне на уровне управления 64

5.1 Эксплуатационные мероприятия по обеспечению остойчивости

судна 64

5.2 Мероприятия по предотвращению загрязнения окружающей среды в соответствии с МАРПОЛ 73/78 69

5.3 Обеспечение безопасной жизнедеятельности экипажа судна, согласно СОЛАС-74 71

6 Охрана труда при эксплуатации судовой энергетической установки 76

7 Направление совершенствования судовой энергетической установки и их технико - экономическое обоснование 84

Заключение 95

Список использованных источников 98

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

АДГ - аварийный дизель-генератор;

АРЩ - аварийный распределительный щит;

БКРТ - большой консервный траулер-рыбозавод;

БМРТ - большой морозильный рыболовный траулер;

ВДГ - вспомогательный дизель-генератор

ВКР - выпускная квалификационная работа

ВКУ - вспомогательная котельная установка;

ВОД - высокооборотный дизель;

ВРШ - винт регулируемого шага;

ВФШ - винт фиксированного шага;

ГА - генераторный агрегат;

ГД - главный двигатель;

ГРЩ - главный распределительный щит;

ГТН - газотурбонагнетатель;

ГЭД - гребной электродвигатель;

ГЭУ - главная энергетическая установка;

ДГ - дизель-генератор;

ДГА - дизель-генераторный агрегат;

КИП - контрольно-измерительный прибор;

КШМ - кривошипно-шатунный механизм;

МКО - машинно-котельное отделение;

МОД - малооборотный дизель;

НИС - научно-исследовательское судно;

ОК - осевой компрессор;

РЩ - распределительный щит;

СВК - судовой вспомогательный котел;

СДАУ - система дистанционного автоматического управления;

СДЭУ - судовая дизельная энергетическая установка;

СНГ - содружество независимых государств;

СНТОР - система непрерывного технического обслуживания и ремонта;

СОД - среднеоборотный дизель;

СТО - система технического обслуживания;

СТС - судовое техническое средство;

СКВ - система кондиционирования воздуха;

СХУ - судовая холодильная установка;

СЭС - судовая электростанция;

СЭУ - судовая энергетическая установка;

СЭЭС - судовая электроэнергетическая система;

ТКЗ - ток короткого замыкания;

ТО - техническое обслуживание;

ТОР - техническое обслуживание и ремонт;

ТУК - теплоутилизационный контур;

ТЭО - технико-экономическое обоснование;

УКУ - утилизационная котельная установка;

ЦБН - центробежный нагнетатель

ЦН - центробежный насос

ВВЕДЕНИЕ

Судно типа "Грумант", большой морозильный рыболовный траулер, предназначено для ловли и обработки рыбопродукции, позволяет обеспечить бесперебойный приём рыбы на промысле и передачу её на транспортные рефрижераторы. Развитие морского рыболовецкого флота России требует необходимость создания высокоэкономичных специализированных судов с комплексной автоматизацией управления энергетическими установками, грузовыми механизмами и судовыми системами. Увеличение грузоподъёмности судов вызывает рост мощности главных двигателей, что приводит к увеличению воздействия судовых энергетических установок на технико-эксплуатационные и экономические показатели судов.

В условиях ускорения научно-технического прогресса возросла необходимость проектирования судов с современным энергетическим оборудованием которое соответствует экологическим, стоимостным показателям, а также показателям надёжности и маневрирования.

Эффективность судовой дизельной установки определяется совершенствованием конструкции главного двигателя и вспомогательных механизмов, а также надёжностью пропульсивного комплекса в целом. Совершенствование всех судовых систем и установок приводит к повышению эффективности использования судна и как следствие уменьшению финансовых затрат на содержание судна.

Актуальность темы состоит в том, что судовые энергетические установки на современных судах играют важную роль в обеспечении безопасной и более экономичной эксплуатации судна. Улучшение показателей работы судовой энергетической установки ведёт к уменьшению эксплуатационных расходов, эффективности эксплуатации энергетического оборудования судна и увеличению межремонтного периода эксплуатации судового оборудования и судна.

Объектом исследования в работе является СЭУ для проектируемого судна и технологический процесс ремонта судового оборудования.

Предметом исследования является проектируемая главная энергетическая установка судна, которая повышает эксплуатационную эффективность судового технического оборудования и способствует улучшению работы судна.

Целью данной выпускной квалификационной работы является проектирование судовой дизельной энергетической установки B&W 650-VBF-90 мощностью 2250 кВт для большого морозильного рыболовного траулера типа "Грумант" дедвейтом – 5560 т и разработка ремонтного цикла и рекомендаций по восстановлению работоспособности топливной форсунки.

Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:

- описать назначение и основные характеристики заданного судна и его энергетической установки: привести сведения о судне (назначение, район плавания и ограничения, класс Морского Регистра, эксплуатационно-технические характеристики судна); описать главную энергетическую установку (пропульсивный комплекс, движитель); описать и обосновать состав и эксплуатационные характеристики вспомогательных механизмов и общесудовых систем (паропроизводящей установки, судовой электростанции, холодильной установки, опреснительной установки, общесудовых систем); описать компоновку энергетического оборудования в машинно-котельном отделении;

- выполнить морскую механику на уровне управления: оценить эффективность термодинамических процессов двигателя внутреннего сгорания; описать рабочие жидкости элемента судовой энергетической установки (топливо, масло, воду, хладагенты); описать эксплуатацию систем судовой энергетической установки; описать выполнение эксплуатации элемента судовой дизельной энергетической установки;

- описать электрооборудование, электронную аппаратуру и системы управления на уровне управления;

- представить решение по техническому обслуживанию и ремонту элемента судовой энергетической установки, заданного в теме на выполнение работы, на уровне управления;

- описать управление операциями судна и заботу о людях на судне на уровне управления: привести эксплуатационные мероприятия по обеспечению остойчивости судна; привести методические материалы и описание технических средств, которыми располагает судно-прототип для обеспечения предотвращения загрязнения окружающей среды в соответствии с МАРПОЛ 73/78; указать требования по обеспечению безопасной жизнедеятельности на судне согласно СОЛАС - 74

- описать охрану труда при эксплуатации судовой энергетической установки и её элементов: выполнить анализ условий труда в МО; указать основные опасные и вредные производственные факторы; привести сравнительные данные по допустимым и фактическим значениям их параметров;

- описать направления совершенствования судовой энергетической установки и дать их технико-экономическое обоснование;

- проанализировав полученные данные сделать заключение о практическом применении выполненных задач.

Материалы выпускной квалификационной работы представлены в трудах Ю.Г. Дейнего, Ю.А. Пахомова, В.С. Михайлова, а также ряда других отечественных и зарубежных авторов, которые фиксируют состояние разработки выбранной темы на современном этапе развития технических наук. Проводя обзор литературы, необходимо акцентировать внимание на использовании законодательно-нормативной базы, а именно Международной конвенции по охране человеческой жизни СОЛАС-74, «Правил предотвращения загрязнения атмосферы судов» МАРПОЛ 73/78, наставления по борьбе за живучесть судна (НБЖС) 2004, международного Кодекса по управлению безопасностью (МКУБ)2002.

Методом исследования в данной работе использовано сравнение полученных данных с теоретическими и заводскими данными на определяемые элементы ГЭУ.

Научно-практическая новизна работы базируется на поставленной задаче, связанной с разработкой ремонтного цикла и рекомендаций по восстановлению работоспособности элемента главной энергетической установки. Указанные пути совершенствования технических изделий и пути применения данной разработки в судостроении и судоремонте напрямую связаны с улучшением эксплуатационных показателей судовой энергетической установки.

Разработка главной энергетической установки и ремонтного цикла с рекомендациями по восстановлению работоспособности элемента главной энергетической установки имеют ценность для практического применения, так как указанные наработки экономически эффективно влияют на конечные результаты хозяйственной деятельности судна.

Пояснительная записка состоит из списка сокращений, введения на 4 страницах, назначения и основных характеристик судна и его энергетической установки, морской механики на уровне управления, электрооборудования, электронной аппаратуры и системы управления на уровне управления, технического обслуживания и ремонта на уровне управления, управления операциями судна и заботы о людях на судне, на уровне управления, охраны труда при эксплуатации судовой энергетической установки, направлению совершенствования судовой энергетической установки и их технико-экономическое обоснование, заключения на 3 страницах, из 16 использованных источников литературы.

1 Назначение и основные характеристики заданного судна и его энергетической установки

В соответствии с заданием на выпускную квалификационную работу, будет рассмотрено судно типа "Грумант".

Назначение судна:

- лов рыбы донным и разноглубинным тралами 

- прием улова от добывающих судов

- переработка рыбы в мороженую продукцию

- выработка полуфабриката медицинского жира

- переработка непищевого прилова и отходов рыбообработки на кормовую муку и технический жир

- хранение и передача вырабатываемой продукции на транспортные рефрижераторы или транспортировка в порт

Предполагаемый район плавания и ограничения: северные моря, неограниченный.

Класс Морского Регистра судна: КМ  Ice3 [1] АUT1 (REF) ECO Fishing vesse.

Эксплуатационно-технические характеристики судна:

- водоизмещение полное - 5560т;

- скорость полного хода - 14 уз;

- скорость экономного хода -10 уз;

- скорость при тралении 6-7 уз;

- дальность плавания - 10000 миль;

- автономность плавания - 74 сут;

- численность экипажа - до 40 чел.

Главная энергетическая установка.

- 1 главный двигатель B&W 650-VBF-90 шестицилиндровый, тронковый, двухтактный дизель с газотурбинным наддувом, с диаметром цилиндра 500 мм и ходом поршня 900 мм, мощностью 2250 кВт, частотой вращения 200 об/мин. Технические характеристики дизеля B&W 650-VBF-90 приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 Технические характеристики дизеля B&W 650-VBF-90

Маркировка дизеля	B&W 650-VBF-90
Российская маркировка дизеля	6ДРН50/90
Количество цилиндров	6
Номинальная мощность дизеля, кВт	2250
Эксплуатационная мощность, кВт	1950
Мощность цилиндра, кВт	300-350
Частота вращения, об/ мин	200
Диаметр цилиндра, мм	500
Ход поршня, мм	900

- вид движителя - гребной винт регулируемого шага, количество лопастей -3;

- количество валопроводов - 1;

Вспомогательные механизмы и общесудовые системы:

Вспомогательный котел. Для обеспечения нужд судна и экипажа паром, в качестве вспомогательного котла установлен 1 котел марки BLW, производительностью пара 3 т/ч. Вертикально-водотрубный котел. Состоит из двух нижних водяных коллекторов и одного верхнего - парового. Водогрейные трубки расположены под углом 55° к горизонту. Во время работы котла нижние водяные коллекторы и половина верхнего наполнены водой. Горячие дымовые газы, образующиеся в топке при сжигании мазута, омывают нижние пучки водогрейных трубок, трубки пароперегревателя, расположенные между рядами водогрейных трубок, задние пучки водогрейных трубок, а также подогреватель питательной воды (водяной экономайзер) и воздуха и выходят через дымоходы и дымовую трубу в атмосферу. КПД котла до 85 %.Котел получает пар давлением 1 МПа (10 кгс/см2 ) с температурой перегрева 470-540 °С.

Судовая электростанция. Электростанция данного судна выполнена на переменном токе 380В, 50Гц. В качестве источников электроэнергии на судне установлены 3 дизеля марки ДМ 625МТВН-40 фирмы "Бурмейстер Вайн" с 3 генераторами марки AG-24/350, 1 дизель марки ДМ-325-МТВН-40 с генератором марки AG-23B, 1 аварийный дизель 41LB/III с генератором типа MAB-18L.

Главный распределительный щит расположен вдоль диаметральной плоскости судна по левому борту машинного отделения. Щит состоит из четырех генераторных и десяти распределительных панелей.

Холодильная установка. Холодильная установка судна предназначена для охлаждение трюмов, провизионных кладовых; замораживание рыбы; кондиционирование воздуха. Хладагентом служит аммиак. В нее входят 3 поршневых двухступенчатых компрессора марки TSMC 8-180, и 1 поршневой компрессор марки SMC 4-180.

Характеристики компрессоров приведены в таблице 1.2.

Таблица 1.2 Характеристики компрессоров

Марка компрессора	TSMC 8-180	SMC 4-180
Количество	3	1
Расчетные температуры, °С: наружного воздуха забортной воды	30 20	30 20
Холодопроизводительность, кВт,	127	121
Температуре, °С: кипения конденсации	-40 30	-27 30

Охлаждение трюмов, провизионных кладовых, системы кондиционирования производится хладагентом. Также на судне установлены 2 морозильных аппарата фирмы B&W, производительностью 25 т/сут.

Опреснительная установка. Для обеспечения судна пресной водой установлены 2 опреснительные установки марки AFGU 3, производительностью 10 т/сут каждая.

Общесудовые системы:

Балластная и осушительная системы. Балластная система обеспечивает прием водяного балласта в цистерны и удаление его за борт. На судне установлен 1балластный насос марки QVP-3,5/300, подачей 100 м3 /ч и напором 20 м. Расположен в трюме МКО. Запорная арматура на отводах в балластные цистерны и в трюм находится в междудонном коридоре систем. Остальная запорная арматура находится в МКО. Магистральные каналы проложены в междудонном пространстве по балластным цистернам, а магистраль зачистки балласта в междудонном коридоре систем. Арматура системы дистанционно управляется гидроприводами, за исключением трех невозвратно-запорных клапанов, установленных в МКО.

Осушительная система предназначена для сбора льяльных и других вод, передачи их в цистерны или за борт, после предварительной очистки. На судне установлен 1 осушительный насос марки VEDS, подачей 30 м3 /ч и напором 20 м. Также в систему входят цистерны, трубопроводы, арматура и сепаратор нефтесодержащих вод марки Heinz Gaster, производительностью 50 м3 /ч.

Система кондиционирования воздуха. Система кондиционирования воздуха предназначена для поддержания комфортной температуры в помещениях, обслуживаемых при параметрах окружающего воздуха + 34 ° С и влажностью 70% летом и - 25°С с влажностью 85% зимой. Система одноканальная, за исключением кают-компании и столовых, где она выполняется двухканальной. Поддержка параметров воздуха в помещениях, обслуживаемых системой, обеспечивается путем изменения расхода воздуха с помощью воздухораспределителей. Система подает смесь наружного и циркуляционного воздуха в помещения, которые обслуживаются.

Таким образом, можно сделать вывод, что спроектированная главная энергетическая установка и её элементы рассмотрены и приняты по прототипу судна. На спроектированном БМРТ дедвейтом 5560 тонн в качестве главного двигателя применен усовершенствованный дизель фирмы B&W 650-VBF-90 мощностью 2250 кВт, частотой вращения коленчатого вала 200 об/мин.

ВЫВОДЫ

Спроектированный большой морозильный рыболовный траулер типа "Грумант" предназначен для лова рыбы, передачи и заморозки продукции. В качестве главного двигателя установлен 1 главный двигатель B&W 650-VBF-90 шестицилиндровый, тронковый, двухтактный дизель с газотурбинным наддувом, с диаметром цилиндра 500 мм и ходом поршня 900 мм, мощностью 2250 кВт, частотой вращения 200 об/мин. Для обеспечения электроэнергией на судне установлены 3 дизеля марки ДМ 625МТВН-40 фирмы "Бурмейстер Вайн" с 3 генераторами марки AG-24/350, 1 дизель марки ДМ-325-МТВН-40 с генератором марки AG-23B, 1 аварийный дизель 41LB/III с генератором типа MAB-18L. Работу холодильной установки обеспечивает 3 поршневых двухступенчатых компрессора марки TSMC 8-180, и 1 поршневой компрессор марки SMC 4-180. Пополнение запасов пресной воды происходит за счёт 2 опреснительных установок. Холодильная установка принята по прототипу. Установленный на судне вспомогательный котёл марки BLW, производительностью пара 3 т/ч 2500 кг пара в час, обеспечивает потребность судовых потребителей парам. На судне установлен 1балластный насос марки QVP-3,5/300 для приёма водяного балласта в цистерны и удаление его за борт.

На судне установлен 1 осушительный насос марки VEDS для обеспечения сбора льяльных и других вод. Система кондиционирования воздуха поддерживает параметры воздуха в судовых помещениях. Принятые элементы судового оборудования соответствуют требованиям морского регистра, которые предъявляются к данному типу судов.