- •Введение
- •1. Анализ показателей судна и его энергетической установки
- •2. Обоснование состава главной энергетической установки
- •3. Выбор редуктора
- •4. Расчет вспомогательной котельной установки
- •5. Расчет систем энергетической установки
- •5.1. Топливная система
- •5.2. Масляная система
- •5.3. Система водяного охлаждения
- •5.4. Система сжатого воздуха
- •5.5. Система газовыпуска
- •6. Расчет нагрузки на судовую электростанцию и выбор дизель-генератора
- •6.1. Выбор рода и напряжения тока
- •6.2. Выбор источников тока
- •7. Определение положения центра тяжести
- •8. Сопоставление показателей энергетических установок судна и проекта
- •Заключение
- •Списки использованных источников
5. Расчет систем энергетической установки
5.1. Топливная система
Топливная система предназначена для приема, перекачивания, хранения, подготовки к использованию (очистки, подогрева высоковязкого топлива) и транспортировки топлива к потребителям. Она состоит из системы топливоподготовки и системы топливоподачи, которая обслуживает двигатель непосредственно. Система топливоподготовки состоит из цистерн, топливоперекачивающих насосов, оборудования для подготовки топлива к использованию (фильтров, сепараторов, подогревателей) и систем трубопроводов с арматурой и контрольно-измерительными приборами (КИП). Главный двигатель, дизель-генератор и автономный вспомогательный котёл судна данного проекта работают на дизельном топливе.
Вместимость цистерн в м3 определяется:
- запасных:
в случае, если все потребители работают на одном сорте топлива
- расходных для главных двигателей:
- расходных для вспомогательных двигателей:
- расходных для вспомогательных автономных котлов:
- сточной
- аварийного запаса топлива:
где – количество главных двигателей, вспомогательных двигателей и автономных котлов;
– номинальные эффективные мощности главного двигателя, вспомогательного двигателя и суммарная мощность всех дизелей СЭУ, кВт;
– удельные эффективные расходы топлива главного и и вспомогательного дизелей, кг/(кВт ч);
– расход топлива автономного котла, – 8,2 кг/ч;
1,1 – коэффициент, учитывающий “мёртвый” запас топлива;
8, 12, 4 и 24 – регулируемая продолжительность потребления топлива из соответствующих цистерн, ч;
– коэффициент использования времени, принимаемый равным для танкеров – 0,62;
– коэффициент использования автономного котла – 0,2;
– продолжительность автономного плавания, – 48 ч;
– плотность топлива, для дизельного – 860 кг/м3;
Подача насоса для перекачивания топлива из запасных цистерн в расходные определяется:
τ = 0,5÷1,0 ч – время ее заполнения, примем 1 ч.
Мощность достаточная для обеспечения подачи и , кВт:
где – коэффициент запаса мощности, принимем 1,3;
– напор топливоперекачивающих насосов, принимаем 400 кПа;
– КПД шестерёнчатого насоса, принимаю 0,5;
По этим данным выбираем топливоперекачивающий шестерёнчатый насос для ГД и ВД марки ЦВС 70 с показателями:
По этим данным выбираем топливоперекачивающий шестерёнчатый насос для ГД и ВД марки А1 3В 8/25-11/10Б с показателями: подача ; давлением подачи ; мощность насоса частота вращения ; параметры энергопитания: частота 50 Гц, напряжение 220 В, род тока – постоянный; масса залитого электронасоса – 123 кг; КПД насоса на дизельном топливе -72%; марка электродвигателя АИР 112М2; мощность электродвигателя – 7,5 кВт; КПД электродвигателя – 80%; ;
Производительность сепаратора Qст в м3/ч определяется из условия очистки суточной потребности топлива за 8-12 ч.:
м3/ч
По этим данным выбираем сепаратор марки СЦ-1,5А с показателями: подача – 2,50 ; мощность потребляемая – 2,5 кВт, габариты – 0,975х0,490х0,780 м; масса нетто – 250 кг.
Поверхность теплопередачи подогревателя топлива в м2 определяется:
=
где xк – количество автономных котлов;
kтп=0,14÷1,304 кВт/(м2·к) – общий коэффициент теплопередачи от воды к топливу;
Δtтпср=[(Δtвт’- Δtвт’’)]/2,3·lg(Δtвт’/Δtвт’’)= – среднелогарифмическая разность температур для противоточных топливоподогревателей, °С;
Δtвт’ и Δtвт’’ – разность температур горячей воды и топлива на входе и выходе из подогревателя;
Ст – теплоемкость топлива (1,8÷2 кДж/кг·К);
δtтп – требуемое повышение температуры топлива составляет примерно 10°С.
Понижение температуры воды в топливоподогревателе находится в
пределах 5÷20°С.
Схема топливной системы: