4.9. Обоснование режима оптимального энергоиспользования судовой энергетической установки проектируемого судна
По формуле (79), рассчитаем для каждого режима, энергоёмкость транспортировки при нормальной винтовой характеристике (Кв=1).
,
(79)
где: Вп - часовой
расход топлива проектируемого судна,
;
- удельная теплота сгорания дизельного
топлива,
,
;
- количество работающих ДГ на режиме;
Рв – номинальная эффективная мощность
ДГ, кВт;
-
количество работающих АК на режиме; Вк
– часовой расход топлива АК,
;
-
количество работающих УК на режим;
–
теплопроизводительность утилизационного
котла проектируемого судна, кДж/ч;
- количество ВОУ проектируемого судна;
G–водоизмещение
проектируемого судна, т.; Vн
– скорость проектируемого судна в
полном грузу,
- доля мощности ГД.
,
,
,
,
,
,
На рис.11 отобразим графически, режим оптимального энергоиспользования СЭУ проектируемого судна.
Рисунок 11 - Режим оптимального энергоиспользования СЭУ проектируемого судна.
По формуле (80), рассчитаем оптимальную скорость проектируемого судна в грузу.
(80)
где: Vн
– скорость проектируемого судна в
грузу
;
– оптимальная долевая частота вращения
коленчатого вала,
По формуле (81), рассчитаем абсолютную частоту вращения коленчатого вала ГД проектируемого судна.
(81)
где:
- номинальная частота вращения коленчатого
вала ГД проектируемого судна,
– оптимальная долевая частота вращения
коленчатого вала,
по формуле (82), рассчитаем мощность ГД проектируемого судна на оптимальном режиме.
кВт
(82)
где: Хе – число ГД проектируемого судна, шт; Ре – номинальная эффективная мощность ГД проектируемого судна, кВт; – оптимальная долевая частота вращения коленчатого вала,
кВт
По формуле (83), рассчитаем часовой расход топлива ГД проектируемого судна.
(83)
где: Роп - ГД проектируемого судна на оптимальном режиме, кВт; - оптимальный удельный расход топлива ГД проектируемого судна bпо=0,208 , .
По формуле (84), рассчитаем экономию топлива проектируемого судна.
(84)
где: Vн – скорость проектируемого судна в грузу ; Воп - часовой расход топлива ГД проектируемого судна, Vоп - оптимальная скорость проектируемого судна в грузу, - количество работающих ГД; bе – удельный расход топлива ГД проектируемого судна, Ре – номинальная эффективная мощность ГД проектируемого судна, кВт.
Вывод: После расчёта режима оптимального энергоиспользования СЭУ проектируемого судна выяснилось, что при использовании судна на оптимальном режиме экономия топлива составляет 51%. Показатели оптимального режима занесём в табл.17.
Таблица 17 – Параметры оптимального режима проектируемого судна.
-
Наименование параметра, размерность
Значение параметра
Примечание
Оптимальная скорость Vо,
13.32
Оптимальная частота вращения коленчатого вала ГД,
360
Мощность ГД , кВт
246
Часовой расход топлива ГД, кг/ч
51.16
Экономия топлива, %
52
Показатели судовых энергетических установок покажем в табл.18.
Таблица 18 – Сводная таблица показателей судовых энергетических установок
№ п.п. |
Наименование параметра, обозначение, размерность |
Модернизируемого судна |
Проектируемого судна |
|
1 |
Водоизмещение G, т |
1670 |
2100 |
|
2 |
Паспортная скорость судна в полном грузу V, км/ч |
18.5 |
18 |
|
3 |
Количество Х (марка главных двигателей (ГД)) |
2(6ВДС36/24А) |
2(6ВД18/16АЛ) |
|
4 |
Номинальная эффективная мощность ГД Ре, кВт |
330 |
450 |
|
5 |
Номинальная частота вращения коленчатого вала ГД nе, об/мин |
500 |
1500 |
|
6 |
Род топлива (его удельный расход ГД bе, кг/кВт*ч) |
ДТ (0,224) |
Дизельное (0,224) |
|
7 |
Количество Хг и номинальная мощность валогенераторовРг, кВт |
1х20 |
--- |
|
8 |
Количество Хв (марка вспомогательных двигателей(ДГ)) |
2(6Ч112/14) |
2(ДГР50М2/1500) |
|
9 |
Номинальная эффективная мощность ДГ Рв, кВт |
50 |
50 |
|
10 |
Род топлива (его удельный расход ДГ bв, кг/кВт*ч) |
Л (0,266) |
Л (0,24) |
|
11 |
Количество Хк и теплопроизводительность автономных котлов Qк, кДж/ч |
1х168000 |
1х284000 |
|
12 |
Расход топлива автономного котла Вк, кг/ч |
Л (5,1) |
Л (8,2) |
|
13 |
Количество Ху и теплопроизводительностьутилькотловQу, кДж/ч |
1х252000 |
1х290000 |
|
14 |
Количество Хо (марка водоопреснительной установки (ВОУ)) |
--- |
1(Д-2) |
|
15 |
Производительность ВОУ, т/сут. |
--- |
2,5 |
|
16 |
Оптимальная частота вращения коленчатого вала ГД nо, об/мин |
360 |
604 |
|
17 |
Оптимальная скорость судна Vо, км/ч |
13,32 |
14,49 |
|
18 |
Оптимальная мощность ГД Ро, кВт |
246 |
384 |
|
19 |
Часовой расход топлива ГД на оптимальном режиме Во, кг/ч |
51,16
|
85,23 |
|
20 |
Экономия топлива |
52 |
34 |
|
В,
%