- •Isbn 5-277-01019-х
- •Глава 1. Системы глубокой утилизации теплоты на судах отечественного флота
- •Принципиальные схемы.
- •I m)tii I ни inn о цинк ук; 14-- подогреватель питательной воды; 15 — газовая заслон-
- •2. Недостатки. Предложения по модернизации
- •Глава 2. Зарубежные системы глубокой утилизации теплоты
- •1’Ис. 18. Схема 2-контурной сгут дизеля 6rnd90m фирмы «Зульцер»:
- •1’Ис. 27. Схема сгут фирмы «Мит- суи Инжиниринг энд Шипбилдинг»:
- •Глава 3. Энергетический баланс судна. Параметры отработавших газов и охлаждающей воды дизелей
- •6)NyTr/Ni
- •Параметры отработавших газов
- •Параметры охлаждающей воды
- •Глава 4. Комплексные системы утилизации теплоты
- •Принципы формирования
- •11. Принципиальные схемы
- •Требования к оборудованию
- •13. Система «турбокомпаунд» с валогенераторами
- •Утилизация теплоты дизель-генераторов
- •Глава 5. Технико-экономическая эффективность перспективных систем
- •Методические основы расчета эффективности
- •Экономия горюче-смазочных материалов
- •Расчет экономического эффекта.
- •Рекомендации по применению перспективных систем утилизации теплоты и требования к ним
- •18. Рекомендации по применению перспективных систем утилизации теплоты и требования к ним
- •107078, Москва, Каланчевский туп., 3/5 144
\
I-II
'I I I II П III, II I' , I I > - 11 II
I II I I Kl I» II III! v « i i Him “Mi
«а
N
К могут подавать воду из танков запаса
котловой воды, каж-
I i.iП
по своему трубопроводу.
I
анкеры «Люблино», «Люберцы», «Луховицы»
и «Ленино»
• Гк
• 11
\/к ж j 111
ы УК. аналогичной конструкции с одной
секцией
и. мари
и га
(площадь поверхности нагрева 1337 м2)
и эконо-
майн-ром (167 м2). В
остальном схемы СГУТ на всех семи
тан-
м-рах * Iих двух серий практически
одинаковы.
Па
испытаниях СГУТ танкера «Ленинакан»
паропроизводи-
1г.
иаюсть УК с двумя включенными секциями
составила 4,2 т/ч
и 1ажного
пара давлением 1,45 МПа в пароводяном
коллекторе
НК. при работе главного
двигателя 9RD90 с нагрузкой
12 МВт.
При выключенной низкотемпературной
секции паропроизводи-
тельность УК
снижалась до 3,4 т/ч. Проектная мощность
УТГ
гоставляет 280 кВт, расход пара
при его полной мощности до-
гпитает
3,9 т/ч, а удельный расход — соответственно
почти
14 кг/(кВт-ч).
Нагрузка
СЭС в ходовом режиме танкеров обычно
колеб-
лется от 330 до 380 кВт летом и
от 370 до 420 кВт в тропиках.
Для ее
обеспечения требуется параллельная
работа УТГ с мощ-
ностью 225—275 кВт и
ДГ (на легком топливе) с мощностью
65—145
кВт. Мощность каждого ДГ, установленного
на судне,
так же, как и УТГ, равна 280
кВт. Несоответствие паропроиз-
водительности
УК мощности УТГ приводит к тому, что
при
включении двух секций УК и обычном
расходе пара на подо-
греватели
приходится сбрасывать в атмосферный
конденсатор
излишки пара (0,5—1,0 т/ч).
При работе с одной включенной
13
I m)tii I ни inn о цинк ук; 14-- подогреватель питательной воды; 15 — газовая заслон-
■ — I
секцией
УК мощность УТГ существенно снижается,
соответст-
венно мощность ДГ
повышается, а конечный эффект от
утили-
зации — уменьшается. /
Испытания
аккумулирующей способности СГУТ
показали,
что при внезапной остановке
ГД и начальном давлении пара
МПа
в пароводяном коллекторе В К в течение
Ъ
мин нет
необходимости в подключении
РДГ. При начальном давлении
1,0 МПа
подключение РДГ должно быть осуществлено
не позд-
нее чем через 2,5 мин. /
За
время эксплуатации танкеров со СГУТ
этох/о типа выяв-
лены следующие
дефекты: коррозия труб экономайзера
(осо-
бенно значительная на расстоянии
до 1 м от входного коллек-
тора);
коррозия ряда трубок нижнего испарительного
пучка;
коррозионное и эрозионное
разрушение проточной части и
элементов
уплотнения турбин. Однако главным
недостатком
СГУТ танкеров этого
типа является недопустимо низкая
мощ-
ность УТГ. При использовании УК
с большей поверхностью
пароперегревателя
и более мощной и экономичной турбиной
СГУТ
могла бы обеспечить мощность УТГ около
450—500 кВт.
В дальнейшем для обеспечения
судна электроэнергией
в большинстве
ходовых режимов установлены
отечественные
ТГУ-500.
СГУТ
судов типа «Леонардо да Винчи». На
этих судах уста-
новлен главный
двигатель 900S. Система
утилизации теплоты
(рис. 4) оборудована
УК, имеющим экономайзер питательной
воды
и 1-секционный испаритель, которые
изготовлены из среб-
ренных труб
(38x4 мм). Ребра диаметром
20 мм изготовлены
из антикоррозионного
чугуна. Второй ряд пароперегревателя
выполнен
гладкотрубным. Площади поверхностей
нагрева: эко-
номайзера — 221 м2;
испарительного пучка — 884 м2;
паропе-
регревателя — 65 м2.
Габаритные размеры УК (м): высота —
6,7;
длина — 4,1; ширина — 3,1. Масса сухого
котла 62 т.
Питательный
насос подает воду в паровой
подогреватель,
где она подогревается
до 120 °С, а затем в экономайзер (в
эко-
номайзере питательная вода
подогревается до 160 °С). Сепара-
ция
пара осуществляется в пароводяном
коллекторе ВК, откуда
основная часть
пара давлением 1,2 МПа направляется
через
пароперегреватель и редукционный
клапан (где давление сни-
жается до
0,95 МПа) в УТГ. Влажный пар редуцируется
до
давления 0,2 МПа перед поступлением
в различные подогрева-
тели. Давление
в вакуумном конденсаторе составляет
0,006—
0,008 МПа. Конденсатный насос
подает конденсат в теплый
ящик.
Питательная вода поступает в УК из
танков запаса кот-
ловой воды по
отдельной магистрали, а в испарительный
пучок
УК подается из ВК циркуляционным
насосом. Паропроизводи-
тельность
УК регулируется газовой заслонкой с
дистанционным
приводом. Сброс
излишков пара осуществляется через
клапаны
в вакуумный и атмосферный
конденсаторы.
16
Нм
время испытаний СГУТ
танкера «Федор Полетаев» при
in
юной мощности ГД, равной 12,5 МВт, УК
производил
I, I
I/ч пара давлением 1,04 МПа в пароводяном
коллекторе
ИК и гемпературой за
пароперегревателем 244 °С. Температура
и
перед УК составляла 311 °С, за УК — 183 °С.
При этом
У
I I развивал мощность 330
кВт. Нагрузка СЭС в ходовом ре-
жиме
колебалась от 320 до 400 кВт.
Особенностью
СГУТ танкера «Леонардо да Винчи»
является
наличие системы «Гинар»
(рис. 5), в которой масляный насос
мощностью
около 300 кВт обеспечивает работу
гидромотора
привода насосов пресной
и забортной воды, охлаждающей ГД,
а
также подачу масла в систему ГД. Резерв
в системе смазки
обеспечивается
электропроводными насосами подачей
около
500 м3/ч. Система «Гинар»
на долевых нагрузках ГД работает
неустойчиво,
мощности УТГ недостаточно и приходится
под-
ключать ДГ, снижая таким образом
эффективность СГУТ.
Проверка
аккумулирующей способности СГУТ
показала,
чю УТГ в случае внезапной
остановки ГД надежно обеспечива-
ет
нагрузку СЭС, работая параллельно с ДГ
в течение 4 мин,
а работая один — в
течение 2
мин (этого времени достаточ-но
для
автоматического пуска РДГ). Недостаточная
мощность УТГ
V.
1327 17
в
значительной степени обус-
ловлена
уменьшающейся иаро-
производительностью
УК/из-за
его систематического
/загряз-
нения и отсутствия эффектив-
ных
средств для ошГстки по-
верхности
нагрева. Устройство
«Вашомат» для
мо&ки УК не
обеспечивает нужной
чистоты,
в связи с чем на/стоянке
при-
ходится дополнительно обмы-
вать
котел из Фланга заборт-
ной, а затем
пресной водой.
УК не имеет устройства
для
обдува сжатым воздухом и
пе-
регретым паром. Отсутствие
системы
паротушения создает
также угрозу
воспламенения
сажи в котле.
Регулировать
паропроизво-
дительность УК можно
лишь
газовой заслонкой с дистанци-
онным
управлением. Система
управления
заслонкой часто выходит из строя, а
ручной привод к
заслонке расположен
далеко от поста управления ГД.
При
повышении давления в ВК сброс
излишков пара осуществляет-
ся через
предохранительные клапаны ВК в атмосферу,
что при-
водит к потерям конденсата
и сильному шуму.
СГУТ
судов
типа «Маршал Буденный». На
этих судах СГУТ
(рис. 6) оборудованы
УК с принудительной циркуляцией. В
УК,
имеющем прямоугольную компоновку,
отсутствуют водяной
экономайзер и
пароперегреватель. Испарительная
поверхность
котла составлена из
секций с равными площадями поверх-
ностей
нагрева. Секции имеют клапаны, позволяющие
подклю-
чать требуемое число секций.
Котел выполнен из гладких труб
(32x3
мм). В каждой секции имеется по 53 змеевика
длиной
40 м.
Общая
площадь поверхностей нагрева котла
составляет
1058 м2. Сепарация
пара предусматривается в
пароводяном
коллекторе В К-
Рассчитанный
для работы на насыщенном паре УТГ
под-
ключен к вакуумному конденсатору,
конденсат из которого
насосом
подается в теплый ящик. УК не имеет
газовой заслон-
ки. Его
паропроизводительность регулируется
закрытием из
ЦПУ клапанов с
дистанционным управлением
(отключаются
секции), прикрытием
напорного клапана у циркуляционного
насоса
или сбросом излишков пара в вакуумный
и атмосфер-
ный конденсаторы. Давление
пара перед подогревателями под-
18
Рис.
5. Схема системы «Гинар» СГУТ
танкера
«Леонардо да Винчи»:
1—валопровод;
2
— цепной
привод масля-
ного гидронасоса; 3
—винтовой гидрона-
сос; 4
— ГД; 5 —
циркуляционная масля-
ная цистерна;
6
— резервный масляный на-
сос; 7 —
фильтры: 8
— гидромотор; 9
—
главный насос пресной воды ГД; 10
—
главный насос забортной воды; 11
— мас-
лоохладители ГД
Мощность главного двигате- |
Паропроизводительность |
Температура газов, °С |
|
ля, МВт |
котла, т/ч |
перед котлом |
за котлом |
14,7 |
5,7 |
Зйо |
185 |
12,9 |
4,9 |
302 |
179 |
41,0 |
4,3 |
281 |
174 |
9,2 |
3,7 |
270 |
171 |
7,4 |
3.2 |
262 |
108 |
2*
19
276
кВт. Удельный расход пара при этом
составил 14 кг/(кВт-ч)„
т. е. оказался
очень высоким. Как видно из табл. 2,
характери-
стики УК в большой степени
зависят от мощности ГД. При
изменении
мощности в 2 раза паропроизводительность
котла
изменяется в 1,77 раза. /
В
эксплуатационных режимах с нагрузкой
ГД, изменяющей-
ся в пределах 12,9—15,5
МВт, мощность УТГ в зависимости от
расхода
пара на судовые подогреватели колебалась
в пределах
240—300 кВт. Поэтому в ходовых
режимах электроснабжение
судна
обеспечивалось только параллельно
включенными УТГ
и ДГ, так как нагрузка
СЭС колебалась в пределах 720—
850 кВт.
В случае внезапной остановки ГД
предусмотрен авто-
матический пуск
РДГ. При отключенном УТГ утилизационный
котел
работает обычно с одной включенной
секцией, производя
от 2,0 до 2,5 т/ч пара
при мощности ГД 13,6—14,7 МВт.
Таким
образом, основными недостатками СГУТ
судов типа
«Маршал Буденный» являются:
неудовлетворительная конст-
рукция
УТГ, отсутствие пароперегревателя и,
как следствие,
низкая экономичность
УТГ. Если бы удельные расходы пара
УТГ
колебались в пределах 7—9 кг/(кВт-ч) (как
у современ-
ных машин этого типа), то
при изменении мощности Г'Д в диа-
пазоне,
приведенном в табл. 2, и расходе пара на
собственные
нужды судна около 1 т/ч
мощность УТГ составила бы 670—
750 кВт.
В ходовых режимах в зонах с умеренным
и тропиче-
ским климатами УТГ полностью
обеспечивал бы судно электро-
энергией.
СГУТ
судов типа «Великий Октябрь», «Победа
Октября»,.
«Капитан Кушнаренко»,
«Зоя Космодемьянская». На
этих судах:
применяется единая схема
СГУТ (рис. 7) с УТГ и УК, харак-
теристики
которых приведены в табл. 3 и 4. В системе
установ-
лен УК с экономайзером
циркуляционной воды и пароперегре-
вателем.
Поверхность испарителя образована
верхним и ниж-
ним пучками труб,
которые могут быть включены совместно
или
раздельно с помощью секущих клапанов.
Площади поверх-
ностей нагрева УК
танкеров типа «Великий Октябрь» и
«По-
беда Октября» составляют
соответственно 747 и 736 м2, а
сухо-
грузов «Капитан Кушнаренко»,
«Капитан Алексеев», «Капитан:
Василий
Кулик», «Зоя Космодемьянская» и
«Александр Матро-
сов» находятся в
диапазоне 636—662 м2. Поверхности
нагрева
УК образованы гладкими
трубами (27X2,5 и 29X3
мм). Сепа-
рация пара осуществляется
в сепараторе, который имеет диа-
метр
1,2 м. Давление пара в сепараторе составляет
0,7—
1,0 МПа, температура пара на выходе
из перегревателя — 230—
280 °С. В схеме
предусматривается сброс излишков пара
в ат-
мосферный или выкуумный
конденсатор путем переключения
соответствующих
клапанов.
На
судах установлены утилизационные
турбогенераторы
ТД-400 и ТГУ-500, имеющие
1—2 регулировочные ступени и 4—
20
Показатель |
ТГУ-500 |
ТГУ-800 |
ТГУ 1000 |
Мощность, кВт |
500 |
80Ю |
1000 |
Давление пара перед соплами, МПа Температура перегретого пара, °С |
0,65 |
0,65 |
1,10 |
250 |
25.0 |
310 |
|
Давление пара на выходе из тур- бины, кПа |
6.1 |
6,2 |
6.5 |
Удельный спецификационный рас- ход пара, кг/(кВт-ч) |
7,90 |
8,08 |
6,82 |
Масса, т |
11.5 |
21,6 |
22.8 |
21
—
Показатель |
fp У1 |
|
|
|
с >> * |
Р и |
i |
КУП 1100 |
|
Площадь поверхностей нагрева |
1542 |
3104 |
вое |
1102 |
экономайзера и испарительной, м2 |
|
|
|
|
Площадь поверхности нагрева па- |
64,0 |
268,0 |
46,5 |
73,0 |
роперегревателя, м2 |
|
|
|
|
Паропроизводительность УК, т/ч |
3,5 |
24,0 |
4,3 |
(3,5 |
Давление пара после стопорного |
0,75 |
1,14 |
0,70 |
0,70 |
клапана, МПа |
|
|
|
|
Температура перегрева пара, °С |
260 |
ЗЛО |
260 |
270 |
Масса котла с водой, т |
26,5 |
42,8 |
29,5 |
41,9 |
куляционным
насосом. В схеме предусмотрены
трубопроводы
для сообщения УК с ВК,
осушения УК и добавочного питания.
Как
показал опыт эксплуатации, на судах
отечественной
постройки в ряде
случаев УТГ может обеспечить в
ходовом
режиме всю нагрузку СЭС при
условии, что поверхности УК
находятся
в чистом состоянии. Тем не менее на
некоторых су-
дах этой группы из-за
отсутствия устройств по очистке
котлов
электроэнергия в ходовом
режиме вырабатывается при совме-
стной
работе УТГ и ДГ, в связи с чем эффективность
СГУТ
резко снижается. В диапазоне
давление пара в сепараторе от
0,90 до
0,69 МПа СГУТ обладают аккумулирующей
способ-
ностью, позволяющей УТГ при
внезапной остановке ГД рабо-
тать в
течение 2—3 мин до автоматического
подключения РДГ.
Система «Буран»,
распределяющая нагрузку турбо- и
дизель-
генераторов, работает надежно.
На судах последних серий УК
оборудованы
устройствами для обмывки водой, кислотной
про-
мывки и осушения поверхности
нагрева. Предусматривается
также
прокаливание водогрейных труб котлов,
их механическая
очистка щетками,
банниками и скребками.
СГУТ
судов типов «Борис Бутома» и «Победа».
Системы
утилизации теплоты,
установленные на судах этих типов,
ока-
зались наиболее эффективными
среди всех СГУТ, применяемых
на судах
Минморфлота.
В
настоящее время построено несколько
балктанкеров типа
«Борис Бутома».
На первом судне серии установлен
главный
двигатель 9ДКРН 84/180-3
(номинальная мощность 15,5 МВт),
на
последующих — 9ДКРН 80/160-4 (15,9 МВт).
Удельные рас-
ходы топлива ГД
составляют 205—215 г/(,кВт-ч).
22
Электростанция
судна состоит из трех дизель-генераторов»
ДГ'Р
500/500, утилизационного турбогенератора
ТГУ-800 и ава-
рийного дизель-генератора
ДГРА-100/150 ОР. Испытания СЭС
показали,
что наиболее характерными являются
следующие
режимы: ходовой при работе
одного УТГ в зонах с умеренным
и
тропическим климатом (требуемая мощность
составляет
570—650 кВт); ходовой с
включенной СИГ (730—910 кВт);
иыгрузки
с работающими СИГ и балластными насосами
(720—
1150 кВт); швартов'ки с работой
автоматических швартовых
лебедок
(720—980 кВт). Таким образом, один УТГ может
обес-
печить электроснабжение судна
в ходовом режиме в тропиче-
ских
условиях, имея коэффициент загрузки
70—100 %. При
изменении уставки регулятора
на 800 кВт может быть обеспе-
чен
ходовой режим при работе воздушных
компрессоров и
пожарных насосов бе
i включения РДГ Гжесуточнан
экономия
от применения .N
il eoiiaa/iMei
около 4 т топлива ДЛ. Испы-
тании СЭ(
ten лип
ion,амв
ИМИ выявили шачительные коле-
бания
нагнунш СЭС при различная режимах
работы судна
(рис. 8). Ив судне ус Iайов
ец утилизационный котел КУП-1100.
Согласно
проектным данным, котел в сочетании с
двигателем
9ДКРН 84/180-3 имеет
характеристики, указанные в табл. 5.
При
стендовых испытаниях утилизационного
турбогенерато-
ра 'ГГУ-800 в диапазоне
мощностей 200—800 кВт удельный рас-
ход
пара изменялся в пределах 10,5—8,1
кг/(кВт-ч). Анализ же
результатов
испытаний СГУТ теплохода «Борис
Бутома»
(рис. 9) показал, что удельные
расходы пара УТГ превышают
результаты,
полученные во время стендовых испытаний.
Так,
в
диапазоне
мощностей ГД 13—7 МВт удельный расход
пара
УТГ не опускался ниже 8,5—8,9
кг/(кВт-ч) при отборе пара на
общесудовые
нужды в количестве 1,7 т/ч. Испытания
подтвер-
дили, что перегретый пар от
УК поступает к УТГ с параметра-
ми,
близкими к паспортным. Целесообразной
оказалась подача
па
малых ходах судна в сепа-
ратор УК
насыщенного пара
из ВК, который затем
перегре-
вался в УК и направлялся
в
УТГ. Предусматривалось так-
же
дросселирование насы-
щенного пара
ВК (с 2,5 до
Рис.
8. Графики нагрузки СЭС балк-
танкера
«Борис Бутома» при испы-
таниях в
различных режимах рабо-
ты судна:
а
—- ходовом с действующей СИГ; б
—
рейдовой
стоянки; в
— ходовом с УТГ:
г
— стоянки с грузовыми операциями
и
действующей СИГ (после 13 ч
проведена
дополнительная балластировка)
23
Показатель |
Лян * МйНЙЯ |
ми млуатацион- И«и и* ГД |
ИЗ я (in,Г. чин |
40 %-ная МВт) |
|
Паропроизводительность (общая), т/ч |
9,2 |
8.0 |
Температура перегретого пара, °С |
270 |
ш |
Паропроизводительность (по перегретому па- ру), т/ч |
6,5 |
11,5 |
Температура газов перед УК, °С |
330 |
Ш |
Температура газов за УК, °С |
186 |
183 |
Температура питательной воды, °С |
40 |
40 ... |
0,7
МПа), превращение его соответственно
в слабопере-
гретый и подача в УТГ в
случае необходимости. Такой ре-
жим
работы оказался эффективным на стоянках
судна. По
данным эксплуатации и
испытаний СГУ'Г теплохода «Борис
Бутома»
сделаны выводы о достаточной экономичности
СГУТ
и ее соответствии проекту. Были
отмечены и основные недо-
статки
СГУТ судов этого типа: большое количество
предохра-
нительных
клапанов низкого качества и плохая
очистка поверх-
ностей нагрева
стационарной системой обмыва. Для
СГУТ
судов типа «Борис Бутома», как,
впрочем, и для подавляющего
большинства
судов с УК, характерна интенсивная
кислородная
коррозия
поверхностей УК,
Nyjr.KBr
возникающая
из-за наличия
открытой системы
питания, от-
сутствия фильтров и
подогре-
вателей питательной воды,
от-
сутствия резервирования
кон-
денсатного насоса вакуумного
УТГ,
что усложняет эксплуа-
тацию СГУТ.
Из
анализа отдельных пока-
зателей,
характеризующих
среднемесячную
работу ГД и
СГУТ двух судов серии
(табл.
Рис.
9. Зависимости частоты враще-
ния ГД
(1),
мощности У'ГГ (2),
дав-
ления газа перед УК (3),
темпера-
туры газа перед УК (4),
температу-
ры газа за УК (5) и
паропроизводи-
тельности УК (6)
от мощности ГД
во время испытаний
СГУТ балктан-
кера «Борис Бутома»
124
Показатель |
«Академик Сеченов» |
«Гамаль Абдель Насер» |
Коэффициент эксплуатационного времени |
0,818 |
0,934 |
Коэффициент использования мощности ГД |
0,773 |
0,679 |
1’исход условного топлива, кг/(тыс. т-миль) |
1706 |
.1607 |
Доля тяжелого топлива, % |
83 |
94 |
II л работка ГД, ч |
419 |
437 |
Наработка УК, ч |
390 |
421 |
Наработка УТГ, ч |
386 |
370 |
Наработки трех ДГ, ч |
749 |
768 |
Отношение наработки УТГ к ГД |
0,9:21 |
0.850 |
6)
I к лугI, нм miI
мм|11»i
ini i
|ihmiihими.no
iiiMiucoKiie коэффици-
i
iiii.i iniiiMH.
iMMiimin mi
* 111 и i и in
i и и ши ни дни lit
юл я, УТГ нсполь-
i пн
и и к mu \VJ
HI I % n|n
Mi'tin iimOotm
ГД.
1$
то же время
iii.ii
ими iiiii'ii
Mini iinpiiftiii
mi
iht\
Д1
указывают на го, что они
iHijir
i«mu<
ii
in и- 111 к' м и работают
инрллолы10 e УТГ из-за
недостат-
ка МОЩНО! Ill
последнего. Однако надо учесть, что и
время по-
ipyiKii
и ри.н руаки судов достаточно велико и
составляет 39—
42
% (и >тот период нагрузка ДГ наиболее
интенсивна).
Принципиальная
схема СГУТ танкера «Победа» (рис.
10)
практически мало отличается от
схемы балктанкера «Борис
Бутома»,
несмотря на то, что главный двигатель
7ДК.РН 80/160-4
имеет
номинальную
мощность, равную всего лишь 12,3
МВт.
Электростанция танкера аналогична
СЭС балктанкера «Борис
Бутома».
Испытания
установки, выполненные ЦНИИМФ и
НВИМУ,.
показали, что в ходовом режиме
температура газов перед УК
выше,
чем
на судах типа «Борис Бутома». Это
приводит к рос-
ту паропроизводительности
УК и позволяет с помощью УТГ
удовлетворить
потребности судна в электроэнергии
при ходо-
вых режимах в умеренной
климатической зоне (рис. 11).
Существенное
влияние на характеристики СГУТ
оказывает
техническое состояние
ГД. Так, за 2-летний период эксплуата-
ции
ГД его удельный расход топлива с 204
г/(кВт-ч) возрос
до 216 г/(кВт-ч), что
объясняется снижением максимального
давления
сгорания, среднего эффективного
давления, давления
наддува и частоты
вращения турбокомпрессора. Во время
испы-
таний КПД ГД составил около
36,2 %, а потери теплоты с ОГ
достигли
39,8 % вместо 33—33,5 %, характерных для
двигате-
лей ДКРН-4. Это также является
следствием неудовлетвори-
тельного
технического состояния ГД и, в частности,
системы
его турбонаддува. Однако
при этом, как уже отмечалось
выше,
паропроизводительность УК и
мощность УТГ возрастают. Уже-
25
26
при
частоте вращения ГД, равной 105 об/мин,
СГУТ обеспечи-
вает нагрузку СЭС в
ходовом режиме. При больших
частотах,
прлщения появляется избыток
пара (до 10 %)• Этот пар сбра-
. 1,1вается
в атмосферный конденсатор. То же
происходит при
параллельной работе
УТГ и ДГ. Излишек пара увеличивается
I
те больше после обмыла УК водой. Обмыв
водой дает вполне
удовлетворительные
результаты: температуры газа за
котлом,
снижаются до 170—180°С. Однако
дополнительная ручная
чистка УК
весьма трудоемка (таким способом очищают
только
нижние ряды труб и вертикальные
подводы к коллекторам).
Подключение
ДГ осуществляется при достижении УТГ
мощно-
.1П
700 кВт. При этом происходит перевод
большей доли на-
I ручки на ДГ, что
существенно снижает эффективность
СГУТ.
I
Ьжышенныо температуры пион перед УК
приводят к росту
м мисрптур перепреют
нпри до 550 "С вместо 250 ГС,
прсду-
. м. 11
pin и ы n
проектом По ( imroOt inyei
повышению экономич-
но' I и VII
I
liiiu I ли 11
>i < . >У I. мерой
iiiiim
«Победа», проведенные
IIBIIMV
и ЦП НИМФ, позволили установить
зависимость ха-
ри кгеристик СГУТ
от мощности ГД (рис. 12), а также
эксплуа-
мшиопиые характеристики
СГУТ (табл. 7). Отношения нарабо-
ток
УТГ к наработкам ГД свидетельствуют о
том, что УТГ
систематически работают
на стоянке, используя пар ВК. Это
но
шоляет сократить наработку ДГ. Повышению
эффективно-
in СГУТ
способствуюг высокие коэффициенты
эксплуатацион-
ною времени и
использования мощности обоих судов.
Таким
образом, мо>кно сделать вывод, что
СГУТ танкеров
тина «Победа» оказьиаются
даже более эффективными, чем
СГУТ
балктанкеров тгпа «Бо-
рис Бутома».
К сожалению,
это происходит за сч<т
ухуд-
шения характеристик главно-
го
двигателя.
При
обследовании СГУТ
серийных судов
типа «Победа»
и «Борис Бутома»
специалиста-
ми НВИМУ установлено,
что
большое число дефектов наб-
людается
в испарительных сек-
циях экономайзеров,
коллек-
Рис.
12. Зависимости т'мпературы
газов на
входе и выходе утилизаци-
онного
котла (а),
расхода гара на УТГ
(б),
паропроизводительносги УК и
мощности
УТГ (в) от модности ГД
танкера «Генерал
Тюле^в»
5J
Д
т/ч
1г и
. мвт
27
Показатель |
«Победа» |
«Маршал Ва- силевский» |
Коэффициент эксплуатационного времени |
0,930 |
0,858 |
Коэффициент иснольаоннним мощности ГД |
0,822 |
0,846 |
Расход условного топлива, кг/(тыс. т-миль) |
1727 |
1702 |
Доля тяжелого топлива, % |
98 |
87 |
Наработка ГД, ч |
511 |
442 |
Наработка УК, ч |
488 |
414 |
Наработка УТГ, ч |
693 |
545 |
Наработка трех ДГ, ч |
387 |
533 |
Отношение наработки УТГ к ГД |
1,355 |
1,233 |
торах
и клапанах УК, а такжев циркуляционных
и питательных
насосах.
Основными
дефектами УК являются: пропуски
газов, осы-
пание изоляции, трещины
сварных швов, коррозионные повреж-
дения
испарительного и экономайзерного
пучков, трещины тру-
бок экономайзеров,
негерметичность клапанов. Для
циркуля-
ционных насосов характерны
кавитационные разрушения рабо-
чих
колес и уплотнительного кольца,
разрушение сепараторов
подшипников.
Утилизационные турбогенераторы
ТГУ-800 ока-
зались наиболее надежными
элементами СГУТ, однако и у
них
наблюдались пропуски пара в
подводящей магистрали, корро-
зионные
повреждения, нестабильная температура
масла. На
долю экономайзеров
приходится 30 % всех дефектов УК;
испа-
рительной поверхности — 25
%; питательных насосов — 15 %;
конденсатных
насосов — 10 %■ Основные данные по
надежно-
сти СГУТ приведены в табл.
8.
Таблица
8. Характеристики
надежности элементов СГУТ
судов
типов «Победа» и «Борис Бутома» |
Наработка, ч |
Наработка между отказами, ч |
Трудоемкость вос- становления рабо- тоспособности, чел-ч |
||||
средняя |
макси- мальная |
мини- мальная |
после од- ного отка- за |
общая |
|||
Котел КУП-1100 |
9 000 |
1800 |
7000 |
800 |
45 |
225 |
|
В том числе: |
|
|
|
|
|
|
|
экономайзер |
9000 |
3000 |
6000 |
800 |
6 |
18 |
|
испаритель |
9 000 |
4600 |
6500 |
2500 |
3 |
6 |
|
арматура |
9000 |
2360 |
3000 |
1500 |
12 |
48 |
|
циркуляционный на- |
9 000 |
3000 |
4000 |
4400 |
119 |
57 |
|
сос |
|
|
|
|
|
|
|
Турбогенератор |
14 300 |
4000 |
4000 |
2000 |
24 |
72 |
|
ТГУ-800 |
|
|
|
|
|
|
|
28
Наибольшие
неприятности в эксплуатации СГУТ
дизельных
•судов наряду с кислородной
коррозией котлов доставляют силь-
ные
коррозия и эрозия направляющих и рабочих
лопаток всех
тупеней
турбин вследствие работы на влажном
паре, так как
перегрей пара в УК
относительно невелик и, кроме того,
сни-
,нается мри работе ГД на долевых
нагрузках. Однако основная
причина
коррозии
внутренних поверхностей турбин
обусловлена
попаданием влажного
пара в корпуса турбин через
вакуумные
конденсаторы, которые на
стоянках судов используются с
от-
ключенными эжекторами для
конденсации пара, выходящего из
паровых
подогревателей. Влажный пар также
часто попадает
в остановленные
турбины через плохо притертые клапаны
на
паропроводах.
Несмотря
на все указанные выше недостатки, СГУТ
на ди-
и'дьных судах сыграли свою
положительную роль и зареко-
мендовали
себя как эффективное средство,
обеспечивающее
ощутимую экономию
топлива. Характерно, что даже
весьма
несовершенные системы,
применяемые на танкерах «Сплит»,
Леонардо
да Винчи» и «Лисичанск», позволили в
1977 г. сэко-
номить 6280 т дизельного
топлива. По данным НМП, системы
глубокой
утилизации теплоты, установленные на
43 судах, дают
кономию
дизельного топлива до 8 % в год.
СГУТ
газотурбинных судов типа «Капитан
Смирнов» и «Па-
рижская Коммуна». На
ролкере «Капитан Смирнов» использу-
ется
наиболее мощная СГУТ из всех аналогичных
установок
транспортных судов
отечественного флота. На этом судне
УК
выполнен с трубками, имеющими
спирально-навитое
оребрение.
Паропроизводительность
УК превышает 26 т/ч, из них 24 т/ч
перегретого
пара давлением 1,2—1,6 МПа и температурой
310°С.
Перегретый пар направляется к
пропульсивной турбине
мощностью
4250 кВт и турбогенератору ТГУ-1000,
развиваю-
щему в эксплуатации мощность
до 950 кВт. Утилизационная
установка
в сочетании с газовой турбиной М-25
обеспечивает
эксплуатационную
мощность около 17,5 МВт, а удельный
расход
топлива при эщм равен 255 г/(кВт-ч) на все
нужды
судна.
Установка
зарекомендовала себя достаточно
надежной при
работе на дизельном «
газотурбинном топливах. Интенсивных
отложений
на оребренных поверхностях котлов не
наблюдается.
Как и в УК других типов,
в данной конструкции зафиксиро-
вана
кислородная коррозия экономайзерного
участка труб, а
также недостаточно
высока надежность автоматизированных
систем.
На
сухогрузе «Парижская Коммуна» установлен
турбогене-
ратор ТД-400 в сочетании с
гладкотрубным котлом с естествен-
ной
циркуляцией. СГЭТ проработала на судне
свыше 40 тыс. ч
и показала себя
достаточно надежной.
29
