6. Расчёт и комплектование систем сэу.

6.1. Топливная система.

а) Подача топлива.

1. Часовой расход топлива МDO.

м³/ч.

Где:

N_e– максимальная длительная мощность главного двигателя.

N_e= 1440 кВт.

- количество работающих ГД.

= 2

- плотность топливаMDO.

= 0,9 т/м³.

- фактический удельный расход топлива ГД.

где:

- удельный расход топлива ГД.

= 0,192 кг/кВт*ч.

- дополнительный расход топлива на навесные топливные, масляные насосы и насосы охлаждения низкотемпературного и высокотемпературного контуров.

= 0,005 кг/кВт*ч. (по данным фирмы изготовителя).

- коэффициент, учитывающий допуск фирмы-поставщика.

= 0,05.

кг/кВт*ч.

м³/ч.

2. Часовой расход дизельного топлива .

2.1. для ГД.

м³/ч.

Где:

- плотность дизельного топлива.

= 0,86 т/м³.

м³/ч.

2.2. для ДГ.

м³/ч.

Где:

- фактический удельный расход топлива ДГ.

- эксплуатационная нагрузка работающих ДГ на ходу судна.

Принимаем ==286,4 кВт.

Где:

- удельный расход топлива ДГ.

= 0,211 кг/кВт*ч.

- коэффициент, учитывающий допуск фирмы-поставщика.

= 0,05.

- КПД генератора.

= 0,92.

кг/кВт*ч.

м³/ч.

3. Объём расходной цистерны топлива MDO.

Расходная цистерна топлива MDOпредназначена для подачи топливаMDOк ГД.

В соответствии с п.13.8.1. части VIIIПравил РС для варианта расходных топливных цистерн на судне может быть предусмотрена одна расходная цистерна топливаMDO. Вместимость расходной топливной цистерны рекомендуется принимать такой, чтобы она могла обеспечить работу всех потребителей на максимальном режиме в течение восьми часов.

Пополнение расходных цистерн MDOпредусматривается от постоянно работающего сепаратора топливаMDOиз запасных цистернMDO.

м³.

Где:

- коэффициент недолива.

= 1,01

- коэффициент теплового расширения топлива.

=1,015

- коэффициент отстоя в расходной цистерне.

= 1,05

- время работы потребителей.

= 8 ч.

м³.

4. Объём расходной цистерны дизельного топлива.

Расходная цистерна дизельного топлива предназначена для подачи дизельного топлива к ГД и ДГ.

В соответствии с п.13.8.1. части VIIIПравил РС для варианта расходных топливных цистерн на судне должны быть предусмотрены две расходные цистерны дизельного топлива для ГД и ДГ. Вместимость расходной топливной цистерны рекомендуется принимать такой, чтобы она могла обеспечить работу всех потребителей на максимальном режиме в течение не менее 4 часов.

4.1. Расчётная расходная вместимость одной расходной цистерны.

где: - время ходовой вахты.

= 4 ч.

м³.

4.2. Время пополнения расходной цистерны.

где: - производительность топливоперекачивающего насоса.

= 13,4 м³/ч.

ч.

4.3. Количество топлива, соответствующего minуровню в цистерне.

м³.

4.4. Требуемая вместимость одной расходной цистерны.

где: - коэффициент недолива.

= 1,01

- коэффициент теплового расширения.

= 1,015

- коэффициент отстоя в расходной цистерне.

= 1,05

м³.

5. Объём смесительной цистерны.

м³.

6. Топливоподкачивающий насос.

Поставляется вместе с ГД фирмой-поставщиком.

Марка насоса ACE0,25N3.

Производительность W_тпн= 1,43 м³/ч.

Давление Р = 0,8 МПа.

7. Подогреватель топлива.

Для достижения необходимой вязкости тяжёлого топлива его необходимо нагреть до температуры 120…150 ^оС.

7.1. Расход тепла на подогрев топлива.

где: W_тн=W_тпн= 1,43 м³/ч.

с – теплоёмкость мазута.

с = 2,1 кДж/кг*К

Т₁– температура топлива на входе в подогреватель.

Т₁= 50^оС.

Т₂- температура топлива на выходе из подогревателя.

Т₂= 130^оС.

кВт.

7.2. Поверхность подогревателя.

где: - коэффициент запаса.

= 1,15

- коэффициент теплопередачи.

= 0,3 кВт/м³*К

- температурный напор.

= 100^оС.

м².

б). Подсистема хранения топлива.

1. Объём цистерны аварийного запаса топлива MDO.

Аварийный запас топлива MDOдолжен обеспечивать работу главного двигателя в течении 24-х часов.

где: - плотность топливаMDO.

= 0,9 т/м³.

- часовой расход топлива МDO.

= 0,659 м³/ч.

- количество работающих ГД.

= 2

м³.

2. Топливоперекачивающий насос.

Предназначен для заполнения расходных цистерн топлива и выдачи топлива другому судну.

Производительность топливоперекачивающего насоса определяется из условия обеспечения ЭУ топливом на режиме его maxпотребления.

где: - время между запусками насоса.

= 4ч.

- длительность работы насоса.

ч.

- часовой расход дизельного топлива для ДГ.

= 0,08 м³/ч.

м³/ч.

По требованию заказчика к установки на судно принимаются два электроприводных топливоперекачивающих насоса производительностью 10 м³/ч. при давлении 0,4 МПа.

Выбираем 2 топливоперекачивающих насоса марки НМШ 32-10-13,4/4Б-13.

= 13,4 м³/ч. Р = 0,4 МПа.

Один насос предусматривается использовать для перекачки и выдачи дизельного топлива из запасных цистерн, а также для подачи дизельного топлива в расходные цистерны.

Второй насос предусматривается использовать для выдачи топлива МDOиз запасных цистерн и в качестве резервного средства для подачи топлива МDOв расходную цистерну.

3. Объём переливной цистерны.

Определяется интенсивностью приёма топлива. Переливная цистерна должна иметь объём не менее 10 – минутной производительности топливоперекачивающего насоса.

где: ₂– коэффициент теплового расширения топлива.

₂ = 1,015

₄– коэффициент мёртвого запаса.

₄ = 1,02

W_Б– производительность бункеровочного насоса дизельного топлива на базах Морского Флота.

W_Б= 50 т/ч.

- плотность дизельного топлива.

= 0,86 т/м³.

- время подачи топлива бункеровочным насосом.

= 0,17 ч.

м³/ч.

4. Запас топлива МDO.

где: L– дальность плавания.

L= 5000 миль.

u_s– скорость судна (расчётная).

u_s= 12 уз.

т.

5. Запас дизельного топлива.

т.

Подсистема очистки топлива.

1. Объём отстойной цистерны.

где: - удельный расход топлива ГД.

= 0,192 кг/кВт*ч.

N_e– максимальная длительная мощность главного двигателя.

N_e= 1440 кВт.

м³.

2. Сепараторы топлива.

2.1. Сепаратор топлива МDO.

Предназначен для постоянной сепарации топлива МDOпри подачи в расходную цистерну топливаMDO.

Выбор типоразмера сепаратора для системы топливоподготовки производится из условия обеспечения очистки топлива МDOот воды и механических примесей до требуемых норм при обеспечении потребного суточного расхода топлива для работы в ходовом режиме двух главных двигателей.

где: - часовой расход топлива МDO.

= 0,659 м³/ч.

- коэффициент запаса.

= 1,15

Т₁– условное время работы в сутки не саморазгружающегося сепаратора при сепарации топлива МDO, обеспечивающее дополнительный запас по производительности сепаратора для компенсации расхода топлива при работе ГД в период остановки сепаратора на очистку барабана.

Т₁ = 20 ч.

м³/ч.

2.2. Сепаратор дизельного топлива.

Предназначен для сепарации дизельного топлива в случае его обводнения или загрязнения.

Выбор типоразмера сепаратора для системы топливоподготовки производится из условия обеспечения очистки топлива МDOот воды и механических примесей до требуемых норм при обеспечении потребного суточного расхода топлива для работы в наиболее напряжённом, ходовом, режиме двух главных двигателей и дизель-генераторов.

где: В_ГД2- часовой расход дизельного топлива двумя главными двигателями.

В_ГД2= 0,69 м³/ч.

В_ДГ- часовой расход дизельного топлива работающими ДГ в ходовом режиме.

В_ДГ= 0,08 м³/ч.

Т₂- условное время работы в сутки не саморазгружающегося сепаратора при сепарации дизельного топлива с учётом его меньшей загрязнённости и более редких остановках сепаратора для чистки барабана.

Т₂= 22 ч.

- коэффициент запаса.

= 1,15

м³/ч.

3. Объём цистерны отходов сепарации.

где: - часовой расход топлива МDO.

= 0,659 м³/ч.

- плотность топливаMDO.

= 0,9 т/м³.

м³.

Из полученных данных выбираем 2 сепаратора топлива СЦ – 1,5 – 4М.

Производительность ……………………………………..1,5 м³/ч.

Давление нагнетания …………………………………….0,24 МПа.

Мощность двигателя ……………………………………..3,2 кВт.

Частота вращения ………………………………………...142 об/мин.

Длина ……………………………………………………...895 мм.

Ширина …………………………………………………....730 мм.

Высота ……………………………………………………..800 мм.

Масса (НЕТТО) …………………………………………...220 кг.

Выбираем насос сепаратора ШФ 5 – 25 – 3,6/4Б – 13.

Производительность …………………………………….3,6 м³/ч.

Давление нагнетания …………………………………….0,4 МПа.

Мощность двигателя ……………………………………..2,2 кВт.

Частота вращения ………………………………………...1450 об/мин.

Длина ……………………………………………………...597 мм.

Ширина …………………………………………………....265 мм.

Высота ……………………………………………………..331 мм.

Масса (рабочая) …………………………………………...60,5 кг.

4. Расчёт подогревателя сепаратора.

4.1. Расчёт тепла в подогревателе сепаратора.

где: W– производительность насоса сепаратора.

W= 3,6 м³/ч.

c– теплоёмкость топлива.

с = 2,1 кДж/кг*К

T₁– температура топлива перед подогревателем.

T₁= 30^оС.

T₂– температура топлива после подогревателя.

T₂= 98^оС.

кВт/ч.

4.2. Площадь поверхности подогревателя сепаратора.

где: ₃- коэффициент запаса.

₃= 1,15

- коэффициент теплопередачи.

= 0,3

- температурный напор в подогревателе.

= 60^оС.

м².

Характеристики топлив.

Тяжёлое топливо:

Мазут М 40 (ГОСТ10585-75)

- плотность при 50оС, т/м3	0,9
- вязкость при 50оС, сСт	250
- содержание механических примесей, %	1
- содержание воды, %	0,4…0,6
- содержание серы, %	до 1
- зольность, %	0,15
- температура застывания, оС	10
- низшая теплота сгорания, кДж/кг	40700

Лёгкое топливо:

марка С (ГОСТ 305-85)

- плотность при 50оС, т/м3	0,86
- вязкость при 50оС, сСт	3,8
- содержание механических примесей, %	-
- содержание воды, %	-
- содержание серы, %	до 1
- зольность, %	0,01
- температура застывания, оС	-15
- низшая теплота сгорания, кДж/кг	42500
- температура вспышки, оС	95

Для пуска и маневровых режимов может использоваться топливо марок Л, С, З.

Химические присадки добавляемые в топливо:

- для снижения температуры застывания: А110Х, А504Х, А804Х. Вводятся в концентрации 0,02 %, что снижает температуру застывания на 20…30^оС;

-для улучшения воспламеняемости: алкилнитраты, альдегиды RCHO, кетоныRCOR. Приводят к уменьшению загрязнения окружающей среды;

- многофункциональные: ВНИИМП-11115;

- антикоррозионные: MgSO₄;

- для улучшения сгорания: соли Mg,Ca,Ba,Znв концентрации 0,05…0,5 %.