книги из ГПНТБ / Помухин, В. П. Дизельные установки, механизмы и оборудование промысловых судов

11

Паротурбинные установки работают на перегретом паре высокого давления и благодаря своим конструктивным особенностям значи­ тельно более экономичны, чем паровые машины, но по ряду показа­ телей уступают дизельным установкам (табл. 4). С повышением габарита и параметров пара мощность и экономичность паротурбин­ ных установок возрастают. Они применяются на крупных судах, где нужны установки мощностью от 15 тыс. кВт и выше. Паровые турбины не реверсируются. Для изменения вращения гребного вала на судах устанавливают турбины заднего хода или редук­ торы.

Газотурбинные установки по сравнению с паровыми имеют ряд преимуществ: они не имеют парогенератора, конденсаторов и дру­ гих вспомогательных аппаратов и механизмов, отличаются компакт­ ностью и относительной простотой конструкции. Кроме того, у га­ зовых турбин, так же, как у паровых, отсутствуют возвратно-посту­ пательные и ненужные холостые движения крупных масс.

Экономичность газотурбинных установок возрастает с увеличе­ нием параметров газа, поэтому они используются, как и паровые, на крупных судах, потребляющих большое количество энергии, или там, где соображения компактности и малой массы превалируют над требованиями экономичности. К недостаткам энергетических уста­ новок с газовыми турбинами относятся некоторые конструктивные несовершенства газотурбинных двигателей, обусловленные прежде всего несоответствием применяемых материалов рабочим пара­ метрам.

Дизельные энергетические установки являются наиболее эко­ номичными. В диапазоне мощностей до 30 тыс. кВт дизели по всем основным показателям — удельной массе, экономичности, габари­ там, удобству обслуживания — превосходят другие типы двигате­ лей, уступая только газовым турбинам, имеющим меньшие габариты и удельную массу.

Определение преимуществ того или иного вида или типа энерге­ тических установок является сложной задачей и обусловлено мно­ гими факторами: назначением и типом судна, районом и видом про­ мысла, местом базирования, состоянием ремонтных баз, условиями снабжения и т. д.

Сравнительные показатели двух вариантов рыболовного траулера, рассчитанного на рейс длительностью 40 сут, с энергетической уста­ новкой мощностью 1300 кВт, обеспечивающей скорость хода 12 уз, приведены в табл. 5. Из таблицы видно преимущество дизельной энер­ гетической установки:- масса ее в два раза меньше, объем помещений для топлива (бункеров) в три-четыре раза меньше, чем у паросиловой, а грузоподъемность судна в два раза больше.

Зависимость автономности плавания судов от рода энергетической установки подтверждается данными об эксплуатации некоторых трау­ леров Северного бассейна.

Паровые рыболовные траулеры (РТ) типа «Молдавия» на твердом топливе с паровой машиной 730 кВт и парогенераторами «ГоуденДжонсон» имели автономность плавания 16— 18 сут. Те же траулеры,

12

переоборудованные под жидкое топливо, имели автономность 19— 20 сут; близкие к ним по типу траулеры с паровой машиной мощностью 590 кВт — 22 сут. Траулеры типа «Пионер» в дизельном варианте при той же мощности двигателей имеют автономность более

30 сут.

Для судов с дизельными установками, проектируемых для флота рыбной промышленности, принята автономность 80—90 сут. Ряд судов уже построен и строится из расчета автономности плавания 100 сут и более.

Таким образом, к основным преимуществам дизельных энергети­ ческих установок относятся: высокий к. п. д., меньшие расход топлива и удельная масса. Этим определяются общая экономичность и важнейшее для промысловых судов условие — значительная автономность плавания.

К недостаткам дизельных установок следует отнести повышенный

Любое судно рыболовного флота — добывающее, перерабатываю­ щее, приемо-транспортное или совмещающее эти и другие эксплуата­ ционные качества — выполняет ряд различных по характеру и часто трудно совместимых операций.

13

Кроме ходового и стояночного режимов, свойственных обычным транспортным судам, у большинства судов флота рыбной промыш­ ленности имеется еще один — производственный, или промысловый, который в зависимости от типа и назначения судна состоит из ряда различных дополнительных режимов. У рыболовных траулеров про­ мысловыми режимами являются собственно траление, операции по спуску и выборке трала, уборка, переработка улова и перево­ оружение трала. У судов дрифтерного лова основным промысловым

обмет и выборка кошелькового невода; у транспортно-перера­ батывающих судов — прием улова с промысловых судов и его переработка.

Резко различаются между собой и обычные транспортные режимы. В одних случаях суда просто следуют на промысел, в других слу­ чаях, направляясь в порт, они одновременно ведут интенсивную пере­ работку, заморозку и охлаждение улова, что требует больших допол­ нительных энергетических ресурсов. Находящиеся на промысле суда вынуждены переходить из одного района промысла в другой в поис­ ках рыбы. При изменении породного или видового состава добывае­ мых рыб изменяются техника и методы лова; используются донные или пелагические тралы, обычная или повышенная скорость трале­ ния, кошельковые неводы и т. д. Могут изменяться также режимы судов по временам года.

Отмеченные особенности учитываются при проектировании про­ мысловых судов и предопределяют схемы и характер компоновки энергетических установок.

Вработе энергетических установок можно выделить и периоды

сболее или менее установившимся характером нагрузок. В частности,

увсех судов, независимо от их назначения и размеров, энергетическая установка работает на установившихся режимах во время переходов на промысел и обратно, а также при изменении районов лова. У трау­ леров к таким установившимся режимам относится буксировка трала, осуществляемая несколько часов подряд.

Длительность отдельных режимов и потребление мощности варь­ ируется в зависимости от размеров и назначения судна, отдаленности района и продуктивности промысла, объема переработки и замора­ живания улова, а также от метеорологических условий.

Переход на промысел происходит с максимальной скоростью и ха­ рактеризуется использованием наибольшей возможной в данных усло­ виях мощности энергетической установки, без перегрузки ее агре­ гатов. При этом режиме работают только общесудовые механизмы. Промысловые механизмы, технологическое оборудование рыбного цеха и рефрижераторная установка бездействуют. Нагрузка судовой электростанции и котельной установки невелика и составляет не более 25% максимальной расчетной мощности.

На промысле у добывающих судов мощность главных двигателей 'изменяется в широких пределах, а их работа характеризуется частой сменой режимов. Для большинства транспортных судов среднего­

14

довое число реверсов, отнесенное к одним суткам, составляет два— четыре и редко достигает десяти. На судах типа СРТ на одни промы­ словые сутки приходится по нескольку сот пусков и реверсов глав­ ного двигателя. В таких же сложных условиях эксплуатируются двигатели, установленные на БМРТ. Определенная нагрузка на глав­ ный двигатель промысловых судов возникает при спуске трала. В этом случае траулер должен буксировать трал со скоростью, обе­ спечивающей его нормальное раскрытие, и одновременно компенси­ ровать скорость травления ваеров. Скорость траулера должна пре­ вышать скорость буксировки трала не менее чем на величину скорости травления ваеров.

Во время траления, которое производится при постоянной ско­ рости, зависящей от объектов и вида тралового лова (донный, при­ донный, разноглубинный), скорость судна меньше, чем при спуске трала, и составляет 3—5 уз. К концу траления при больших уловах сопротивление трала несколько возрастает и увеличиваются нагрузки на главный двигатель. Во время выборки трала мощность гребной установки минимальная, а на судах с бортовым тралением — равна нулю, но в это время увеличивается нагрузка судовой электростан­ ции за счет привода траловой лебедки.

Существенное влияние на нагрузку главного двигателя оказывают метеорологические условия. При волнении моря и ветре в 4—5 бал­ лов мощность главных двигателей БМРТ используется на 40—60 %. При ветре и волнении 7—8 баллов мощность главного двигателя ис­ пользуется полностью, а в отдельных случаях двигатели работают с перегрузкой.

Специфика эксплуатации энергетических установок траулеров на промысловых режимах заключается в большом количестве частич­ ных режимов, изменений нагрузок и реверсов, что обусловливает повышенные требования к маневренным качествам, устойчивости и экономичности работы двигателей.

Тяжелые метеорологические условия и продолжительность на­ хождения судов на промысле определяют повышенные требования к надежности энергетических установок. На всех промысловых судах имеются различные потребители энергии, которые работают перио­ дически. Поэтому одним из основных требований является возмож­ ность гибкого распределения вырабатываемой энергии для питания разных потребителей. В связи с тем, что на многих режимах для вра­ щения гребного винта требуется лишь часть мощности главных дви­ гателей, особое внимание уделяется возможно более полному исполь­ зованию остальной части.

Производственные режимы плавучих баз, транспортных и про­ изводственных рефрижераторов значительно отличаются от промы­ словых режимов добывающих судов. Указанные суда не ведут само­

возрастают нагрузки на агрегаты судовой электростанции, обеспе­ чивающей работу грузовых устройств, рефрижераторной установки и технологического оборудования.

15

При возвращении в порт механизмы энергетической установки используются наиболее рационально. Главные двигатели работают

с полной нагрузкой, обеспечивая судну необходимую скорость. Судовая электростанция и парогенераторная установка вырабатывают энергию для механизмов рыбоцеха и рефрижераторной установки.

дов. Это обстоятельство затрудняет выполнение профилактических и ремонтных работ (без вывода судна

из эксплуатации), часть которых производится в море, нередко в тяжелых штормовых условиях.

Основные типы крупнотоннажных (ППР, БМРТ, РТМ) и средне­ тоннажных (СРТМ, СРТ) судов используются при добыче рыбы

16

в районах за 3-—4, а иногда за 6—7 тыс. миль от их основных баз. Продолжительность рейсов составляет 100—120 сут, продленных рей­ сов ’— 200—220 сут, а на Дальнем Востоке в отдельных случаях она доходит до года. Типовые рейсовые режимы некоторых судов флота рыбной промышленности приведены в табл. 6.

Таблица 6

Типовые рейсовые режимы судов океанического добывающего флота рыбной промышленности

Вусловиях длительных рейсов требования к экипажу, связанные

сэксплуатацией судовых механизмов, неизмеримо возрастают, так как от правильной эксплуатации зависят не только экономические показатели, возможность выполнения рейсового задания и плана, но также сохранность судна и безопасность членов экипажа. Квали­ фицированное обслуживание судовых дизелей позволяет увеличить их межремонтные периоды и общий моторесурс (срок службы до капитально-восстановительного ремонта) в отдельных случаях в дватри раза по сравнению со сроками, установленными заводами-изгото- вителями, резко сокращает затраты на ремонт, обеспечивает эконо­ мию горюче-смазочных материалов и запасных частей и повышает

общие эксплуатационные и экономические показатели.

В различных бассейнах страны эксплуатируются многие двига­ тели ЗД-6, проработавшие без заводского ремонта и замены деталей по 6—8 тыс. ч и более, двигатели NVD-36 и NVD-48, проработавшие по 20—30 тыс. ч, двигатели 8ДР 43/61, сроки службы которых до капитального ремонта в два раза и более превысили установленные заводом.

Опыт проведения ремонта отдельных агрегатов и механизмов энергетических установок промысловых судов" силаКя судаШгддельца

ЭКЗЕМПЛЯР

ТАЛЬНОГО ЗАЛА

без вывода судов из эксплуатации получил в настоящее время широ­ кое распространение. Возможность выполнения такого рода ремонтов учитывается при проектировании и компоновке энергетических уста­ новок. Например, работы по ремонту судовой электростанции вы­ полняются при переходах и стоянках в порту, главных двигателей — при стоянках в порту и в море (при приемке или передаче улова), работы по ремонту технологического оборудования и механизмов рыбофабрики —при переходе на промысел и т. д. Это намного повы­ шает общие показатели работы судов.

В настоящее время на флоте рыбной промышленности внедряется непрерывная система технического обслуживания судов (НСТО), при которой период между заводскими ремонтами увеличивается до двух лет и более за счет выполнения ремонтных работ силами судовладельца. Работы проводятся как в море — судовым экипажем и специальными ремонтными бригадами, так и в порту — силами береговых баз технического обслуживания судовладельцев. Требо­ вания, вытекающие из НСТО, учитываются при проектировании и строительстве судов и их энергетических установок. К основным тре­ бованиям относятся: удобство выполнения ремонтных работ в ма­ шинном отделении; наличие станочного и другого ремонтного обору­ дования, специнструмента и приспособлений; обеспечение материа­ лами и сменно-запасными частями.

§ 4

Схемы и состав дизельны х установок

Современное развитие рыбопромыслового флота характеризуется увеличением размерений судов и скорости хода и связанным с этим ростом мощности главных двигателей. Увеличение энерговооружен­ ности, которое происходит быстрее, чем растут размерения судов, обусловлено созданием новых высокопроизводительных механиз­ мов, в первую очередь промысловых и технологических, а также появлением новых групп потребителей энергии — подруливающих устройств, средств активного управления и др.

Для новых типов судов характерно наличие высокопроизводитель­ ных механизированных линий по переработке рыбы и морепродук­ тов, мощных холодильных и морозильных установок, новых эффек­ тивных орудий промысла, высокоэффективных промысловых механиз­ мов и появление большого числа бытовых приборов и различных устройств. Это привело не только к общему росту мощности энерге­ тических установок, но и к их качественному изменению. Затраты энергии на промысловые, технологические и вспомогательные нужды все чаще приближаются к мощности главных двигателей, которая у траулеров уже достигает 4000—5000 кВт (5000—7000 л. с.), а у об­ рабатывающих судов 6500 кВт (9000 л. с.).

На флоте рыбной промышленности применяются дизельные уста­ новки с прямой передачей на винт, дизель-электрические и дизельредукторные установки.

18

Первые серии БМРТ типов «Пушкин» и «Белинский», которые начали вступать в эксплуатацию с 1956 г., были оборудованы энер­ гетическими установками с прямой передачей на винт и автоном­ ными электростанциями, не связанными с пропульсивной установ­ кой судов. Аналогично компоновались и энергетические установки судов более поздней постройки — траулеров типов «Лесков», «Грумант», «Рембрандт». Установки этих судов (особенно траулеров — производственных рефрижераторов «Грумант» и «Рембрандт»), имеющие повышенную по ср авнению со стар ыми тр аулерами мощность, больше отвечают условиям промысла; однако мощность главных ди­ зелей этих судов (4500 кВт) и судовой электростанции (1000— 1200 кВт) используется недостаточно эффективно. Это обстоятельство —■не­ возможность полного и наиболее экономичного использования мощ­ ности главных двигателей и вспомогательных дизель-генераторов на основных режимах работы— является основным недостатком уста­ новок, работающих по данной схеме.

Указанная традиционная схема энергетических установок с ма­ лооборотным дизелем и автономной электростанцией исключает возможность отбора мощности от главного двигателя и приводит к увеличению габаритов машинного отделения. Это было учтено при проектировании ряда более новых судов: РТМ типа «Атлантик», БКРТ типа «Наталья Ковшова», ТПР типа «Алтай», сейнера-тра­ улера «Альпинист» и др. На РТМ «Атлантик» в составе дизель-ре- дукторной установки предусмотрен валогенератор для привода траловой лебедки; на БКРТ «Наталья Ковшова» и ТПР «Алтай» применено электродвижение на переменном токе с отбором мощности; на сейнере-траулере «Альпинист» предусмотрена дизель-редуктор- ная установка с отбором мощности на привод промысловых механиз­ мов и подруливающих устройств.

По сравнению с добывающими судами постройки предшеству­ ющих лет энерговооруженность судов перечисленных типов возросла в среднем на 30—-50%.

Тенденция оптимального использования мощности главных и вспомогательных дизелей распространяется и на транспортные суда флота рыбной промышленности. Транспортные рефрижераторы по­ следних лет постройки: «Остров Русский», «Амурский залив», «Охот­ ское море» — оборудованы дизель-редукторными установками с от­ бором мощности. На перечисленных судах использованы двухма­ шинные агрегаты мощностью по 8— 12 тыс. кВт со среднеоборотными V-образными дизелями типа Пилстик. Состав энергетических уста­ новок судов этого типа, вступивших в эксплуатацию в 1969— 1971 гг., приведен в табл. 7.

Анализ развития дизельных установок на судах флота рыбной промышленности позволяет предположить, что в течение ближайших 10—15 лет требуемые мощности на винте и энергопотребление на основных типах рыбопромысловых судов возрастут в 1,5—2 раза.

Рост мощности энергетических установок при относительно огра­ ниченных объемах машинных отделений добывающих судов требует наиболее эффективного ее использования. Кроме того, необходимо