книги из ГПНТБ / Эпельман Т.Е. Судовые теплоэнергетические установки и их оборудование учеб. пособие

Управление главным Двигателем осуществляется из рулевой рубки посредством системы ДАУ. Местное ручное управление главным двигателем сохранено как резервное средство.

Из всего оборудования, установленного в машинном отделении, значительная часть объединена в агрегаты, выполняющие определен­ ные функции по обслуживанию энергетической установки или общесудовых систем. Так, для обслуживания главного двигателя предназначены:

—агрегат системы смазки главного двигателя (маслоохладитель, масляный электронасос, фильтры, терморегулятор, приборы конт­ роля, аппаратура управления);

—агрегат охлаждения главного двигателя (водоохладитель, насосы пресной и забортной воды, приборы контроля и аппаратура управления), и др. (см. рис. 235).

При непосредственном соединении главного двигателя с валопроводом, как, например, в рассмотренном случае, двигатель рас­ полагают возможно ближе к кормовой переборке машинного отделе­ ния. Однако при этом необходимо оставить достаточно места для размещения главного упорного подшипника и для замены набивки переборочного сальника.

В дизель-редукторной установке главный упорный подшипник обычно вмонтирован в корпус передачи. Поэтому положение дизельредукторного агрегата определяется необходимым для перебивки сальника расстоянием от кормовой переборки или минимально необходимыми проходами между агрегатом и бортами (при кормовом расположении).

Вблизи дизелей предусматривают площадки для укладки деталей,

ложении главных дизель-генераторов и гребного электродвигателя в одном помещении, если позволяют масса, габариты и динамические свойства, главные дизель-генераторы устанавливают на платформах

щит; 6 — пульт управления энергетической установкой; 7 — дизель-генератор; 8 — запасная

360

со

ю

Массовые показатели. Абсолютные массовые показатели установки

Gy — полная масса установки, равная массе установки, при­ готовленной к действию, и запасов расходуемых материа­

на энергетическую установку со всеми запасами расходуемых мате­ риалов.

Кроме относительных масс, исчисляемых по отношению к водо­ измещению, установка характеризуется еще удельными массами, исчисляемыми по отношению к суммарной мощности главных дви­ гателей:

-G

уу — -jj- — удельная масса установки, приготовленной к дей­ ствию;

мощностью установки могут быть установлены следующие взаимо­ связи:

' _ °'У _ ° у а « _ ' •

366

Из последнего выражения следует, что относительная масса установки в значительно большей степени зависит от относительной мощности (скорости хода), чем от удельной массы установки, и что допустимое значение g"Y для конкретного судна ограничивает про­ должительность автономного (без пополнения запасЬв) плавания.

При современной тенденции к значительному увеличению водо­ измещения танкеров и относительно малому увеличению их скорости полная относительная масса энергетической установки уменьшается, из-за уменьшения ае, даже при использовании тяжелых двигателей. Так, например, для танкера водоизмещением 300 000 т, с мощностью главных двигателей 36 000 кВт, удельной массой установки 75 кг/кВт, удельной массой расходуемых материалов 0,27 кг/(кВт/ч) и запасом расходуемых материалов на 1000 ч полная относительная масса установки составит g"y — 0,051. Уменьшение удельной массы энер­ гетической установки вдвое (например, при использовании легких двигателей) уменьшит полную относительную массу установки только до 0,0425.

Габаритные показатели. О габаритах энергетической установки можно судить только по габаритам занимаемых ею помещений. Поэтому абсолютными габаритными показателями могут служить суммарная длина L , объем V и площадь пола F помещений, занима­ емых энергетической установкой.

Относительными габаритными показателями установки могут служить:

— относительная длина помещений СЭУ

представляющая отношение длины помещений к длине между пер­ пендикулярами;

— насыщенность площади пола

представляющая собой мощность, приходящуюся на единицу пло­ щади пола помещений;

— насыщенность объема, занятого установкой,

определяющая мощность, приходящуюся на единицу объема.

Численные значения L , kF и kv изменяются в широких пределах, в зависимости от расположения помещений на судне и типа энерге­ тической установки.

Для ПТУ транспортных судов по статистическим данным kF = = 18-4-33 кВт/м2 , kv = 1,6-4-3,3 кВт/м3 ; для дизельных установок kF = 14-4-30 кВт/м2 , kv = 1,3-4-2,2 кВт/м3 .

Надежность установки. Надежностью установки называется спо­ собность ее работать безотказно в течение предусмотренного срока

367

\

службы на всех эксплуатационных режимах, сохраняя свои эксплуа­ тационные показатели в оговоренных пределах. Надежность уста­

Таким образом, большинство факторов, определяющих надеж­ ность установки, может быть рассмотрено еще в стадии проектиро­ вания, что позволяет'прогнозировать поведение установки в эксплуа­ тации.

Обилие факторов, влияющих на надежность установки, делает это свойство установки вероятностным, подчиняющимся законам теории вероятности. В настоящее время еще не существует установив­

тика, указывающая на вероятность того, что в заданном интервале времени произойдет определенное число отказов данного элемента.

времени т может быть найдена через вероятность отказа по формуле

P(t) = 1 — F ( T ) .

Вероятность отказа и вероятность безотказной работы являются монотонными функциями времени т, причем F (т) с ростом т увели­ чивается, а Р (т) — уменьшается. При т—>оо:

F ( T ) = 1 ; | Р(т) = 0. J

Частота отказов определяется как отношение числа отказавших элементов в единицу времени к первоначальному числу работающих •элементов (вышедшие из строя элементы при этом не заменяются). Частота отказов является характеристикой надежности элемента

368

ческое ожидание времени работы элемента до отказа и определяется

ливается целесообразностью принятых схем систем и их комплекта­

за собой остановку главных двигателей или нарушение условий жизнедеятельности судна. Элементы установок, работающие перио­ дически, не резервируются, если имеются реальные возможности устранить отказ за время бездействия; иногда применяется резерви­ рование нескольких элементов одним. Как правило, не резервиру­ ются и элементы, независимо от периодичности их работы, отказ которых только в некоторой степени может изменить показатели установки, но не препятствует дальнейшей ее эксплуатации (например, системы утилизации тепла).

Агрегатирование оборудования повышает надежность систем СЭУ, так как обеспечивает более высокое качество монтажа и ремонта.

Долговечность. Долговечностью называется свойство изделия сохранять работоспособность до предельного состояния* (до изъятия из эксплуатации) с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонтов. Количественными показателями долго­ вечности являются сроки службы.

Сроки службы элементов установки различны и зависят от их

Наибольшим сроком службы обладают главные двигатели уста­ новки. Применительно к главным двигателям обычно устанавливают такие градации сроков службы: до первого ремонта (первой перебор­ ки), межремонтные и до капитального ремонта.

Современные судовые дизели в зависимости от типа и конструкции могут работать до первой переборки от 2000 до 10 ООО ч.

Межремонтные сроки устанавливают таким образом, чтобы им были кратны сроки замены или ремонта важнейших деталей двигателей.

Срок службы главных дизелей до капитального ремонта (мото­ ресурс), связанного с полной их переборкой, в том числе с подъемом коленчатого вала, обычно достаточно большой: 40-60 тыс. ч для среднеоборотных дизелей и 80—100 тыс. ч — для малооборотных дизелей.

ПТУ обладают большой долговечностью. Моторесурс ПТУ транс­ портных судов составляет порядка 100 тыс. ч. Общий срок службы ПТУ практически равен сроку службы судна. За это время установка требует одного-двух капитальных ремонтов.

Моторесурс ГТУ в значительной степени зависит от типа установки и температуры газов за камерой сгорания и находится в широких пределах: от нескольких тысяч часов до 80 тыс. ч (ГТУ-20).

Длительная эксплуатация судовых двигателей на сниженных нагрузках повышает их срок службы.

Маневренность. Показатели, характеризующие маневренность СЭУ, определяются пусковыми и реверсивными качествами главных двигателей, их способностью быстро изменять режим работы, устой­ чиво и длительно работать при малых частотах вращения, при пере­ грузке и на заднем ходу; количеством и шириной запретных зон установки в интервале рабочих частот вращения; способностью двигателей судовой электростанции быстро восстанавливать частоту

ного судна, может оказаться серьезной помехой в случае необходи­ мости движения судов в караване.

Современные дизель-генераторы комплектуют дизелями с газо­ турбинным наддувом. Это способствует уменьшению массы и габари­ тов дизелей, улучшает их экономические показатели. В то же время

370

Трудность гашения шума в источнике приводит к необходимости звуковой изоляции источников шума, вплоть до капотирования двигателей (малогабаритных), постановки их на амортизаторы, изоляции машинных отделений, создания звукоизолированных ка­ бин для обслуживающего персонала или специальных постов дистан­ ционного управления установкой, вынесенных за пределы машинных отделений.

§ 78

Теплоэкономические показатели

Теплоэкономические показатели, или показатели тепловой экономичности, характеризуют эффективность использо­

К относительным теплоэкономическим показателям в первую очередь относятся удельные расходы тепла и топлива, получаю­ щиеся делением приведенных выше абсолютных показателей на мощность Ne или Nр.

Следует отметить, что при сложности современных энергети­ ческих установок выделение из общего расхода тепла и топлива части, приходящейся на главные двигатели или главную энергети­ ческую установку, часто связано с определенными трудностями.

рах. Тепло пара, подводимого к турбине, используется для совер­ шения работы, а частично при наличии промежуточных отборов и для других нужд, связанных и не связанных с работой ТЗА (подо­ грев питательной воды, испарительные установки, бытовые тепло­ обменники). С другой стороны, электроэнергия, вырабатываемая турбогенераторами, расходуется на работу вспомогательных меха­ низмов как собственно энергетической установки, так и общесудо­ вого назначения. Это затрудняет разделение общего расхода тепла

372