УДК 621.436

В. А. Зябров, Д. А. Попов, В. С. Епифанов. Энергетические установки судов различных типов и назначения. Методические рекомендации для выполнения лабораторных работ. — М. : МГАВТ, 2019. — 72 с.

В методических рекомендациях для лабораторных работ предлагается оригинальный метод изложения материала. Структура методических рекомендаций по дисциплине составлена в соответствии с рабочей программой дисциплины входящей в состав учебно-методического комплекса дисциплины «Энергетические установки судов различных типов и назначения» и посвящена разделам, входящим в рабочую программу:

•Определение эффективной мощности СЭУ.

•Выбор главного двигателя и способа реверсирования.

•Судовой валопровод.

•Вспомогательные энергетические установки.

•Определения запасов топлива, масла и воды на судне.

•Системы СЭУ.

Ценным является то, что в методических рекомендациях для лабораторных работ даны краткие теоретические и справочно-информационные материалы по теме каждого занятия.

Вметодических рекомендацияхданы задания и упражнения обучающимся для самостоятельной работы, а также контрольные вопросы по теме каждого занятия.

Методические рекомендации для выполнения лабораторных работ по дисциплине «Энергетические установки судов различных типов и назначения» для обучающихся по направлению подготовки 26.03.02 «Кораблестроение, океанотехника, системотехника объектов морской инфраструктуры».

Рецензенты:

Г. В. Захаров, старший преподаватель; С. М. Крутиёв, старший преподаватель

Рекомендовано к изданию учебно-методическим советом МГАВТ.

Рассмотрено и рекомендовано к использованию в учебном процессе на заседании кафедры СЭУиА (протокол № 7 от 18 марта 2019 г.).

Ответственность за оформление и содержание передаваемых в печать материалов несут авторы и кафедры академии, выпускающие учебнометодические материалы.

© МГАВТ, 2019 © Зябров В.А., 2019 © Попов Д.А., 2019

© Епифанов В.С., 2019

3

Введение

Современное судно является сложным инженерно-техническим сооружением, включающим в себя последние достижения науки и техники. СЭУ является одним из важнейших комплексов этого сооружения, поскольку обеспечивает движение судна и снабжает всеми видами энергии, находящихся на нем потребителей. Выбор типа СЭУ представляет собой одну из наиболее ответственных задач при разработке проекта нового судна.

К силовой установке любого судна независимо от его назначения предъявляется ряд следующих общих основных требовании: автоматизация процессов управления и регулирования, высокая экономичность процесса превращения тепловой энергии в механическую с использованием наиболее дешевых сортов топлива и смазки, надежность при высоком моторесурсе, малые габариты и вес, низкие строительная стоимость и эксплуатационные расходы.

Определение типа энергетической установки при проектировании судна предполагает выбор типа и количества движителей и главных двигателей, способа реверсирования и типа главных передач, принципиальной тепловой схемы, основных ее параметров, способа обеспечения энергией вспомогательных механизмов и др. потребителей, а также выбор метода обслуживания установки и степени ее автоматизации.

При выборе СЭУ необходимо исходить из общих технико-экономических и эксплуатационных данных.

Данные лабораторные работы ставят перед собой цель, разработать СЭУ включающей в себя современный двигатель.

4

Лабораторная работа № 1. Определение эффективной мощности СЭУ

Цель работы: Определить эффективную мощность СЭУ для выбранного судна и мощность главного двигателя.

В качестве абсолютного показателя мощности СЭУ используют эффективную мощность главной энергетической установки, которую определяют как сумму эффективных мощностей главных двигателей:

Nеу = ∑NеГД

Мощность главной энергетической установки, подведенная к движителям, отличается от эффективной мощности Nеу на величину потерь в передаче и в

валопроводе. Движитель, создавая движущую силу (полную тягу) преобразует энергию главной энергетической установки в энергию движения судна. Эту движущую силу называют буксировочной мощностью NR .

Кроме потерь мощности в передаче и валопроводе значительная часть энергии главной энергетической установки расходуется на перемещение масс воды при работе гребных винтов, на преодоление трения их лопастей и ступиц о воду. Указанные потери энергии оцениваются пропульсивным КПД.

Учитывая все перечисленные потери, эффективная мощность главной энергетической установки определяется по формуле:

где:

ηп — КПД передачи;

ηвп — КПД валопровода, учитывающий потери на трение в подшипниках

линии вала; ηпр — пропульсивный КПД, учитывающий КПД гребного винта, взаимо-

действие винта и корпуса и неравномерность поля скоростей набегающего на винт потока воды.

K N — коэффициент запаса мощности, для улучшения эксплуатационных качеств СЭУ целесообразно принимать K N =1,15 ÷1,20

Буксировочная мощность NR , которую необходимо затратить на создание

упора, преодолевающего силы сопротивления определяют выражением:

NR =ν R ; кВт

где:

R — сила сопротивления движению судна, кН; ν — заданная скорость движения судна; м/с;

Сопротивление R определяется опытным путем в исследовательских бассейнах, а также аналитическими методами, применяемыми при расчетах ходкости судна.

5

В курсовой работе рекомендуется определение буксировочной мощности по формуле адмиралтейского коэффициента

где:

Д — водоизмещение судна, т;

V— скорость движения судна, м/с;

Св — адмиралтейский коэффициент.

Значение адмиралтейского коэффициента резко меняется для различных типов судов в зависимости от их размеров и скорости. Поэтому использование данной формулы может дать удовлетворительные результаты лишь в случае использования прототипа с одинаковым числом Фруда.

По опытным данным значения Св составляют:

КПД валопровода в зависимости от его конструкции, длины и способа передачи мощности от двигателя движителю колеблется в незначительных преде-

лах: 0,97÷0,98.

КПД передачи зависит от ее типа и конструкции и составляет:

В тех случаях, когда главный двигатель соединяется с гребным валом или редуктором гидравлической или электромагнитной муфтой, учитываются до-

6

Выбор числа гребных валов

Выбор числа валов зависит от мощности установки, типа судна, его осадки, а также требований, предъявляемых к маневренности и живучести судна.

При выборе числа валов для транспортных судов в большинстве случаев предпочтение отдают одновальной установке с ВФШ. Такая установка мощностью до 25000–30000 кВт, как правило, обеспечивает достаточно высокий пропульсивный КПД, отличается простотой и удобством обслуживания, имеет минимальную массу, габариты и начальную стоимость.

Однако с увеличение размеров и скорости хода транспортных судов наблюдается снижение их пропульсивных качеств. Это обусловлено как ухудшением работы гребного винта в неравномерном поле скоростей, так и значительным возрастанием коэффициента нагрузки одиночного ВФШ.

Для сохранения величин пропульсивного КПД при увеличении размеров судов и мощности их ЭУ необходимо снижать частоту вращения ВФШ, что ведет к чрезмерному повышению его диаметра. В этом случае оказывается выгодным применение двух и даже трехвальных ЭУ, что одновременно обеспечивает повышение надежности ЭУ и маневренных качеств судна.

Необходимость в многовальной установке возникает, когда требуется обеспечить судну высокие маневренные качества или повышенную живучесть энергетической установки, а также в случае мощности ЭУ свыше 30000 – 35000 кВт, которая не может быть эффективно переработана одним винтом из-за ограничения его диаметра.

Хорошими маневренными свойствами должны обладать суда озерноречного и прибрежного плавания, траулеры, буксиры, спасатели, ледоколы, паромы, пассажирские суда. Поэтому для таких судов часто применяют многовальные дизельные установки, обычно двухвальные.

Если судно пассажирское, то, исходя из требований живучести, данное судно должно иметь не менее двух валов.

Важной задачей при проектировании многовальной установки является распределения мощности на каждый вал. В отличие от двухвальной, в трехвальной ЭУ мощность распределяется неравномерно, мощность среднего вала превышает мощность двигателей бортовых валов. При однотипных двигателях распределение мощности достигается путем изменения числа цилиндров.

Выбрав соответствующее число гребных валов, определяют мощность одного главного двигателя:

Neд = Nez у , кВт

где:

z — число гребных валов

Порядок выполнения работы:

1.Рассчитать буксировочную мощность для заданного судна.

2.Рассчитать эффективную мощность ЭУ для заданного судна.

7

3.Определить мощность главного двигателя.

4.Сравнить полученные результаты с данными судна-прототипа. Данные не должны отличаться более чем на 10%.

5.Ответить на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы.

1.какие потери должны быть учтены при определении эффективной мощности СЭУ;

2.дайте определение буксировочной мощности;

3.от чего зависит количество валов на судне.

8

Лабораторная работа № 2. Выбор и обоснование типа СЭУ Выбор главного двигателя

Цель работы:

1.Обосновать выбор типа энергетической установки на проектируемом судне.

2.Произвести техноэкономическое обоснование выбора главного двигателя.

3.Обосновать выбор главной передачи и способа реверсирования.

Выбор и обоснование типа СЭУ.

Под выбором типа СЭУ при разработке проекта нового судна понимают:

-Выбор типа и количества главных двигателей и движителя;

-Способа реверса и типа главных передач;

-Параметров рабочего тела и принципиальной тепловой схемы;

-Способа обеспечения электрической и тепловой энергией вспомогательных механизмов систем ЭУ и общесудовых потребителей;

-Выбор системы управления установкой и степени автоматизации управления; Исходными данными для выбора типа СЭУ в общем случае являются:

-Тип и назначение судна;

-Ориентировочная мощность главных двигателей на расчетных режимах;

-Оптимальная частота вращения гребных винтов;

-Район плавания, дальность плавания и автономность;

-Ориентировочные расходы электрической и тепловой энергии на общесудовые и технологические нужды на основных эксплуатационных режимах;

-Ориентировочные данные, характеризующие среднегодовые условия использования судна (продолжительность ходовых и стояночных режимов);

-Основные требования к маневренным качествам судна

Для выбора и обоснования типа СЭУ необходимо:

-Дать краткое описание типа судна;

-Указать основные требования, которыми должна отвечать СЭУ в соответствии с условиями плавания, видом перевозимого груза, выполнения операции;

-Указать габариты и место расположения машинного отделения на судне; Затем произвести анализ различных типов СЭУ и выбрать оптимальный

для данного судна вариант. Для этого необходимо рассмотреть отличительные особенности СЭУ судов различных типов и учесть влияние типа судна на состав и основные параметры СЭУ.

Влияние типа судна на состав и основные параметры СЭУ.

Судовая энергетическая установка является составной частью судна, и поэтому тип судна и его параметры оказывают влияние на состав и параметры СЭУ. Это влияние определяется требованиями к СЭУ различных судов, составом и параметрами потребителей энергии, режимами и условиями эксплуатации судов.

В соответствии с требованиями, предъявляемыми к СЭУ, тип судна определяет число ГД и движителей, место расположения СЭУ, нагрузку СЭС, вспомогательной котельной и водоопреснительной установок, наличие вспомога-

9

тельных механизмов и систем специального назначения. Рассмотрим отличительные особенности СЭУ судов различных типов.

Танкеры относятся к числу наиболее распространенных судов морского транспортного флота. На них применяются как дизельные, так и паротурбинные ЭУ, преимущественно одновальные. Дизельные установки устанавливают на танкерах любого водоизмещения, паротурбинные – на танкерах водоизмещением более 40 тыс. т.

Особенностью танкеров является наличие крупных потребителей электрической или механической энергии — грузовых насосов большой мощности, время работы которых в течение рейса (во время разгрузки танкеров) ограничено. На судах, перевозящих сырую нефть и мазут, расходуется большое количество тепловой энергии для подогрева груза перед его выгрузкой, и поэтому их оборудуют крупными вспомогательными котельными установками для производства преимущественно насыщенного пара.

Привод грузовых насосов на танкерах может осуществляться от автономных паровых турбин, питающихся паром от вспомогательных котельных установок, или от электродвигателей. В последнем случае установленная мощность ДГ увеличивается, что приводит к снижению их загрузки в ходовом режиме.

Все современные танкеры для повышения безопасности перевозки нефтепродуктов оборудуют системами инертных газов, которые также оказывают влияние на СЭУ. Это проявляется в использовании в качестве инертных выпускных газов вспомогательных котлов (под инертными газами здесь подразумевается смесь азота и других газов с минимальным содержанием кислорода). В состав системы инертных газов входит энергоемкое оборудование (нагнетатели, насосы), увеличивающее нагрузку СЭС.

Энергетические установки на танкерах располагают в кормовой части. Газовыпускные системы и дымоходы должны быть оборудованы искрогасителями.

Сухогрузы (суда для перевозки генеральных грузов) имеют широкую область применения, разнообразные конструктивные и архитектурные формы. На этих судах применяются в основном ДЭУ, преимущественно одновальные. Номенклатура потребителей всех видов энергии минимальная по сравнению со всеми другими типами судов, что определяет их минимальные относительную мощность СЭС и производительность вспомогательных котельных установок. По сравнению с танкерами годовая продолжительность ходового времени универсальных сухогрузных судов меньшая, а продолжительность стоянок без грузовых операций большая, что повышает себестоимость производства всех видов энергии (механической, электрической, тепловой) и срок окупаемости утилизационных установок.

Балкеры предназначены для перевозки сыпучих грузов (угля, руды и пр.) и характеризуются по сравнению с сухогрузными судами повышенной долей ходового времени, что приближает эти суда к танкерам. Балкеры оборудуют в основном ДУ с МОД. Энергетические установки балкеров по своим параметрам

10

близки к СЭУ сухогрузов, но отличаются от них повышенной мощностью СЭС, обеспечивающей работу крупных грузоподъемных устройств.

Комбинированные суда (нефтерудовозы, нефтенавалочные суда) оборудуют СЭУ, которые по своему составу близки к СЭУ танкеров и балкеров. На них применяются преимущественно ДУ, а также ПТУ.

Контейнеровозы по сравнению с другими судами характеризуются повышенными скоростями и мощностями СЭУ. На этих судах применяют дизельные, паротурбинные и газотурбинные ЭУ (одно-и двухвальные). В связи с особенностью эксплуатации контейнеровозов (регулярность рейсов и высокая стоимость грузов) к СЭУ этих судов предъявляется требование повышенной надежности. Дизельные установки контейнеровозов оборудуют МОД и СОД, паротурбинные выполняют на основе простых тепловых схем (пар с умеренными начальными параметрами без ППП). В ГТУ контейнеровозов используют ГТД авиационного типа с развитой системой утилизации теплоты выпускных газов.

Газовозы предназначены для перевозки различных газов в сжиженном или сжатом состоянии и в зависимости от вида перевозимых грузов делятся на метановозы, аммиаковозы и суда для перевозки ожиженных нефтяных газов. На аммиаковозах и судах для перевозки нефтяных газов используются установки для повторного ожижения испаряющихся газов и поэтому их СЭУ работают на жидком нефтяном топливе. Преимущественное распространение на этих судах получили ДУ с МОД. На метановозах установки повторного ожижения испаряющегося при транспортировке газа, как правило, не применяются и в качестве топлива используется испаряющийся в грузовых танках метан. Метановозы чаще всего оборудуют ПТУ, которые могут работать только на газообразном топливе (если это экономически выгодно). Реже на метановозах применяют ДУ, оборудованные так называемыми газодизелями, в которых в дополнение к газообразному сжигается в качестве запального жидкое топливо (5 ÷ 10% общего количества). Паротурбинные установки на метановозах имеют ряд преимуществ перед ДУ: возможность работы только на газообразном топливе, меньшие затраты энергии на подготовку топлива, большая безопасность газовых трубопроводов, более высокая надежность. КПД газодизелей на 2 ÷ 3% ниже, чем КПД двигателей, работающих на жидком топливе. На метановозах могут быть установлены также и ГТУ.

Для газовозов характерны большие установочные мощности СЭС, достигающие на крупных судах 2 ÷ 4 МВт или 10 ÷ 20% мощности ГД. Это объясняется наличием дополнительных крупных потребителей энергии: газовых компрессоров, установок повторного ожижения газа, установок инертных газов, механизмов дополнительной системы вентиляции газоопасных помещений.

Накатные суда (ролкеры) предназначены для перевозки колесной техники и трейлеров и оборудуются ДУ, ПТУ и ГТУ. Эти суда имеют такую же скорость, как и контейнеровозы, и поэтому их СЭУ близки по составу и параметрам к СЭУ контейнеровозов. На накатных судах имеются дополнительные крупные потребители электроэнергии (вентиляторы для вентиляции грузовых

11

трюмов, компрессоры для заполнения пневматических буферных баллонов), однако число грузоподъемных механизмов невелико, поэтому в целом мощность СЭС не превышает СЭС контейнеровозов. Энергетические установки ролкеров должны иметь ограниченную высоту для размещения их под палубой.

Пассажирские суда оборудуют СЭУ, которые по составу и параметрам значительно отличаются от СЭУ транспортных судов. Для них характерны большие мощности ГД и СЭС, среднее расположение СЭУ, повышенные требования к надежности и шумности двигателей и механизмов. Установки пассажирских судов выполняют многовальными (2 ÷ 4 гребных винта); установленная мощность СЭС достигает 20 ÷ 25% мощности ГД; в состав СЭУ включают ВОУ большой производительности (до 250 т/сут.).

Паромы укомплектовывают разнообразными типами СЭУ: дизельными с механической или электрической передачей, газотурбинными. Основное требование к СЭУ таких судов — высокая маневренность, что достигается установкой среднеили высокооборотных ДВС, ГТД, электрических передач, увеличением числа гребных винтов, применением подруливающих устройств. На паромах используются разнообразные варианты расположения СЭУ, включая комбинацию носового и кормового расположений. Автономность плавания большинства паромов небольшая, и вследствие этого запасы топлива, воды и масла на них ограниченные.

Лихтеровозы также оборудуют разнообразными типами СЭУ: дизельными, паротурбинными на органическом и ядерном топливах. Для СЭУ лихтеровозов характерны высокие мощности ГД, большая продолжительность ходового времени, ограниченное число общесудовых потребителей энергии.

Рыбообрабатывающие базы и транспортные рефрижераторы оборудованы преимущественно ДУ. Для этих типов судов характерна большая мощность СЭС, значительная часть которой используется для привода механизмов холодильных установок. На рыбообрабатывающих судах большая часть топлива расходуется для получения водяного пара, используемого на технологические нужды, и пресной воды, и поэтому в состав СЭУ этих судов включают крупные вспомогательные котлы и ВОУ.

Рыбопромысловые суда укомплектовывают только ДУ с МОД и СОД. Энергетические установки этих судов имеют в своем составе развитые СЭС, мощность которых часто сопоставима с мощностью ГД. На этих судах часто устанавливают валогенераторы, вспомогательные котлы и ВОУ большой производительности, крупные грузоподъемные механизмы (траловые лебедки). Характерны также применение ВРШ, большая номенклатура потребителей электрической и тепловой энергии (оборудование для обработки рыбопродукции), разнообразие режимов работы ГД и СЭС.

Ледоколы оборудуют разнообразными типами СЭУ: дизельными с электрической или гидромеханической передачами, газо и паротурбинными установками на ядерном и органическом топливах. Главные двигатели ледоколов должны иметь большую мощность и выдерживать многократные перегрузоч-

12

ные режимы. Основные требования к СЭУ ледоколов — высокая маневренность и надежность. Этим требованиям в наибольшей степени удовлетворяют установки с электрической передачей. Большая автономность СЭУ достигается применением ядерной энергии. Энергетические установки ледоколов размещают в средней части судна (число гребных валов должно быть не менее двух) и они имеют в своем составе мощные СЭС с достаточным резервированием электрогенераторов.

Буксиры оборудуют преимущественно ДУ с СОД и ВОД. Основными свойствами СЭУ этих судов являются высокая удельная мощность ГД, наличие двух основных режимов работы, а также высокие маневренность и надежность. Мощность СЭС на таких судах сравнительно невелика (за исключением букси- ров-спасателей, у которых мощность СЭС увеличивается за счет потребления электроэнергии водоотливными и пожарными насосами). На буксирах не применяются ВОУ ввиду ограниченной автономности этих судов.

Большую группу составляют суда технического флота (земснаряды, землесосы и землечерпалки, плавучие краны, трубоукладчики, плавучие мастерские и электростанции) и специальные суда (научно-исследовательские, учебные плавучие краны). Научно-исследовательские, гидрографические, учебные суда оборудуют СЭУ, которые по составу и параметрам близки к СЭУ рыбопромысловых судов. Плавучие краны, мастерские, электростанции не имеют в своем составе ГД. На них устанавливают ДГ и ГТУ различных типов, вспомогательные и утилизационные котлы.

В качестве СЭУ землесосов и землечерпалок в основном используются ДЭУ, которые позволяют обеспечить эффективный привод движителей и землеуглубительных механизмов (грунтовых насосов и черпаковых барабанов).

Наиболее сложными и развитыми СЭУ оборудованы геолого-

разведочные, буровые суда и суда для добычи полезных ископаемых – пла-

вучие предприятия, вырабатывающие и потребляющие большое количество энергии: механической, электрической, тепловой, сжатого воздуха. Мощность СЭС на них может значительно превышать мощность ГД. На этих судах пр и- меняется много уникального оборудования – для удержания судна на месте, для подъема и опускания бурильных труб, драг и тралов, для приготовления бурильных растворов и т. п.

Диапазон параметров СЭУ для всех типов судов достаточно широкий и доминирующим типом СЭУ является ДУ. В последние годы, в связи с ограниченностью мировых запасов углеводородного топлива, при создании СЭУ остро встают вопросы топливоиспользования. В этих условиях подавляющее число судов оборудуется ДЭУ, как наиболее экономичными. Помимо этого дизельные энергетические установки получили широкое распространение на судах различного назначения вследствие ещё ряда преимуществ: возможности получения большого диапазона агрегатных мощностей на базе стандартизации типоразмеров; доступности использования различных типов передач; относительной простоты автоматизации управления. Тенденция увеличения доли ДУ

13

наметилась с начала энергетического кризиса (середина 70-х годов) и особенно стала заметной в последние годы, когда ДУ практически вытеснили все остальные типы ЭУ на морском и речном флоте.

Дизельные установки отличаются разнообразием технических характеристик и конструктивных схем. Применение того или иного типа ДУ зависит от типа судна, его назначения, характерных условий эксплуатации, специфических требований к погрузке и выгрузке и др.

Выбор главного двигателя, способ реверсирования и типа передачи.

В судовых дизельных установках находят применение самые разнообразные типы двигателей, различающиеся мощностью, частотой вращения, тактностью, уровнем форсировки, конструктивными особенностями и другими показателями.

Исходными данными для выбора главного двигателя служат:

•Тип и назначение судна;

•Район и режимы его плавания;

•Условия и размещение двигателей;

•Массогабаритные показатели установки;

•Требования правил Регистра к дизельным установкам.

Выбранный тип двигателя должен сочетаться с типом движителя и характеристик корпуса судна (его прочностью и ходовыми качествами)

Выбираемый двигатель оценивают по частоте вращения, надежности, габаритам, массе, удельным расходом топлива и масла, сортам применяемого топлива и масла, степени уравновешенности, безопасности обслуживания, приспособленности к автоматизации. Особое внимание должно быть удалено маневренным качествам двигателям.

По частоте вращения дизели разделяются на мало-, средне- и высокооборотные. Выбор значения частоты вращения по существу сводится к обоснованию выбора одной из этих групп двигателей.

При оценке пригодности того или иного двигателя с точки зрениямассогабаритных показателей следует иметь в виду, что излишняя масса ГД приводит к утяжелению установки в целом, а, следовательно, к уменьшению полезно перевозимого груза, что снижает рентабельность судна. Однако снижение массы установки и ее элементов не должно идти в ущерб надежности и экономичности.

Выбор типа двигателя тесно связан с принимаемым типом передачи. Малооборотные дизели используются в установках с прямой передачей. Помимо судов транспортного морского флота МОД наряду со среднеоборотными двигателями, могут применяться на транспортных рефрижераторах, судах – рыбовозах, транспортных судах ледового плавания.

Относительно небольшая высота среднеоборотных дизелей расширяет область их применения, особенно на судах, предназначенных для перевозки колесной техники, барж и пакетированных грузов (паромах, трейлеровозах, баржевозах, контейнеровозах и др.) производительность и удобство погрузки которых определяться протяженностью непрерывных палуб по длине судна.

14

При выборе типа ГД для энергетических установок судов ледового плавания необходимо учитывать особенности использования дизелей на судах данного типа, а также специфические требования к установкам. На судах ледокольного типа энергетические установки работают с часто и резко меняющимися нагрузками, поэтому особенно важны требования по надежности, экономичности, приемистости.

Наилучшие массогабаритные характеристики и достаточная приемистость установки достигаются при использовании СОД в сочетании с электропередачей или гидроредукторной передачей, которые повышают надежность работы главных двигателей.

На судах ледового плавания малого водоизмещения с повышенными требованиями к массогабаритным характеристикам установки, а также на судах спасательных, многоцелевых и больших портовых буксирах наряду с СОД могут устанавливаться дизели повышенной оборотности и ВОД.

В установках для буксирных судов внутреннего плавания при мощности установки не свыше 500 кВт и малых размерах машинного отделения наиболее приемлемы высокооборотные дизелей.

Для выбора типа двигателя необходимо сопоставить несколько двигателей, близких заданной мощности, желательно, из числа выпускаемых отечественной промышленностью, а также установленных на судне-прототипе (Приложение 1) по показателям, указанным в таблице №1. В качестве главного двигателя судна следует принимать дизель, имеющий наибольшее значение комплексного параметра.

Расчёт комплексного параметра качества производим по формуле:

Ne — номинальная эффективная мощность дизеля, кВт; L, B, H — длина, ширина и высота дизеля в м;

pmax — максимальное значение удельной мощности среди рассматриваемых дизелей, кВт/м3;

m = G — удельная масса дизеля, кг/кВт;

Ne

G — масса дизеля, кг;

mmin — минимальное значение удельной массы среди рассматриваемых дизелей, кг/кВт;

be — удельный эффективный расход топлива дизеля, кг/(кВт.ч);

15

be min — минимальное значение удельного эффективного расхода топлива

среди рассматриваемых дизелей, кг/(кВт.ч);

bм — удельный эффективный расход масла дизеля, кг/(кВт.ч);

bм min — минимальное значение удельного эффективного расхода масла среди рассматриваемых дизелей, кг/(кВт.ч);

τкр — ресурс дизеля до капитального ремонта, ч;

τкрmax — максимальное значение ресурса среди рассматриваемых дизелей, ч;

j — условный показатель рода топлива, используемого дизелем (для тяжёлого топлива — j =1, для дизельного — j = 0);

C — стоимость дизеля, определяемая по формуле:

Cmin — минимальное значение стоимости среди рассматриваемых дизелей; ai — коэффициенты весомости.

При выборе двигателей транспортных судов следует принимать: а1 = 0,1;

а2 = 0,12 ; а3 = 0,24; а4 = 0,14 ; а5 = 0,19 ; а6 = 0,14; а7 = 0,07 .

1. tг — время работы главного двигателя за навигацию зависит от типа и назначения

суда, а также от района плавания и составляет для пассажирских т/х 3000 часов, для сухогрузов 3500 часов, для буксиров и толкачей 4000 часов;

2. Км — коэффициент использования мощности для класса М-СП – 0,8, для класса

Р— 0,75;

3.Должностной оклад квалификационной группы должностей работников внутреннего водного транспорта находится в пределах 25300 ÷ 30500 руб./мес., т.е. 75 ÷ 150 руб./час;

4.tк — среднее количество обслуживающего персонала по вахтам зависит от типа и

назначения судна, а также степени автоматизации;

5.Цт — стоимость дизельного топлива, 35 ÷ 45 руб./кг;

6.Цм — стоимость моторного масла, 45 ÷ 80 руб./кг.

Выбрав главный двигатель с учетом всех требований, указанных выше, необходимо обосновать свой выбор, дать краткое описание выбранного двигателя с указанием основных характеристик систем, навешенных механизмов, степени автоматизации, способа реверсирования и т.п.

Тип передачи определяется назначением судна, режимами его плавания, мощностью и числом двигателей, массогабаритными, экономическими и другими требованиями, предъявляемыми к СЭУ, учитываются также экономические показатели судна в целом.

Сравнительная оценка различных типов передач производится с учетом достоинств и недостатков, присущих каждому из них, а также того, насколько они удовлетворяют предъявляемым требованиям. К числу этих требовании относятся:

-высокая надежность; -высокий КПД на эксплуатационных режимах; -минимальные масса и габариты;

-минимальные затраты на изготовление, ремонт и обслуживание; -доступность для осмотров, разборок и ремонта в судовых условиях;

18

-допустимые уровни шума и вибрации; -приспособленность к автоматизации управления.

Выбор типа передачи целесообразно рассматривать применительно к определенным типам судов.

Для СЭУ судов транспортного морского флота с установившимися режимами плавания наиболее важными требованиями являются простота, компактность, высокая надежность и экономичность, поэтому для них рекомендуются прямая и редукторная передачи.

Для СЭУ транспортных судов речного и озерного плавания при сравнительно невысокой мощности установки и ограниченных габаритах МО следует отдавать предпочтение редукторным передачам.

К СЭУ пассажирских судов предъявляются повышенные требования по массогабаритным показателям, живучести, маневренности. В большей степени этим требованиям отвечают многовальные редукторные установки.

При выборе типа передачи для ледоколов необходимо учитывать следующие требования:

-использование полной мощности главных двигателей во всем диапазоне изменения режимов работы движителей и развитие повышенных вращающих моментов при торможении винтов во льду;

-обеспечение защиты главных двигателей от внешнего воздействия со стороны гребных винтов при ударе о льдины;

-высокая надежность пропульсивного комплекса и способность его к саморегулированию по крутящему моменту при изменении сопротивления движению судна;

-высокая маневренность.

Указанным требованиям отвечают передачи, у которых отсутствует жесткая связь двигателя с гребным винтом – гидродинамическая и электрическая.

По экономическим показателям, особенно на частичных режимах, преимущество у гидродинамической передачи, она имеет также лучшие массогабаритные показатели, она проще и дешевле. Однако электропередача обеспечивает удобную компоновку энергетической установки и более гибкое управление ею, особенно при постоянном токе.

Для портовых, рейдовых и многоцелевых буксиров характерно длительное использование энергетической установки на самых различных режимах, для транспортных и спасательных буксиров – режимы свободного хода и ход с возом, в ледовых условиях выдвигаются требования по запасу крутящего момента 200 ÷ 250%. Этим и другим требованиям, предъявляемым к СЭУ буксирных судов, лучше всего отвечает комбинированная универсальная гидрозубчатая передача.

Выбор способа реверсирования судна сводится к выбору типа движителя и передачи.

Для судов с установившимися режимами плавания предпочтительно изменять направление движения с помощью реверсивных двигателей, в качестве

19

движителя применять ВФШ. Для судов, к маневренным качествам которых предъявляются повышенные требования, предпочтение может быть отдано ВРШ или реверсивной передаче, если двигатель нереверсивный. Выбор типа движителя и передачи в значительной степени определяется также требованиями к тяговым характеристикам и типом установки.

Порядок выполнения работы:

1.Из каталогов судовых двигателей выбрать для проектируемого судна выбрать 4 двигателя разных производителей приблизительно одной мощности, полученной в лабораторной работе №1.

2.Заполнить таблицы №1 и №2.

3.На основании расчёта сделать вывод о выборе ГД.

4.Обосновать выбор главной передачи и способа реверсирования.

5.Ответить на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы.

1.от чего зависит тип СЭУ;

2.по каким параметрам производят выбор ГД;

3.по каким параметрам производят выбор главной передачи и способа реверсирования.

20

Лабораторная работа № 3. Расчет элементов валопровода Цель работы:

1.Разработать принципиальную схему судового валопровода.

2.Определить диаметры валов.

3.Произвести проверочные расчёты гребного вала на прочность.

4.Определить критическую частоту вращения валопровода при поперечных колебаниях

5.Произвести проверку вала на продольную устойчивость.

Валопровод является важнейшим элементом СЭУ. От правильно выбранных его характеристик во многом зависит надежность СЭУ.

При эксплуатации Валопровод подвержен воздействию различных нагрузок, вызывающих сложные и деформации в его элементах. Он нагружен крутящим моментом главного двигателя, испытывает усилия от упора гребного винта. Кроме этого, валопровод испытывает влияние ряда дополнительных и случайных нагружений, большинство из которых носит переменный или циклически повторяющийся характер (влияние качки, деформация корпуса судна, неточности монтажа валопровода, неисправность гребного винт, работа его в косом потоке, удары лопастей о льдины и т.д.)

В начале разрабатывают принципиальную схему устройства валопро-

вода для проектируемого судна с указанием основных его элементов (Приложение 2): гребного винта, упорного и опорных подшипников, дейдвудного устройства, подшипника кронштейна, тормоза. При необходимости предусматривают отбор мощности на валогенератор.

Затем определяют упор гребного винта приближенно по формуле:

Р = NVе ηР , кН

где:

N — мощность на валу, кВт

V — скорость судна, м/с ηпр — пропульсивный КПД.

По упору винта выбирают упорный подшипник и приводят его характеристики.

Дальнейший расчет валопровода выполняют в следующей последовательности:

-определяют диаметры валов в соответствии с правилами Регистра (Речного или Морского);

-производят поверочный расчет на прочность гребного вала;

-определяют критическую частоту вращения валопровода при поперечных колебаниях;

-проверяют на продольную устойчивость наиболее длинный пролет валопровода между опорами.

21

Определения диаметров валов Диаметр промежуточного, упорного или гребного вала для судов, име-

ющих класс Российского Речного Регистра должен быть не менее определяе-

мого по формуле:

где:

Rm= 400÷600 МПа — временное сопротивление материала вала, в случае

если

Rm > 600 МПа, в формулу следует подставить Rm = 600 МПа;

К= 130 — для промежуточных валов с коваными фланцами или фланцевыми бесшпоночными муфтам;

К= 140 — для промежуточных валов со шпоночными муфтами;

К– 142 — для упорных валов в подшипниках качения;

К– 150 ÷ 160 для гребных валов;

Сew = 1,0 коэффициент усиления для судов без ледового усилия;

Сew = 1,02 коэффициент усилия для ледоколов и судов ледокольного типа;

Сew = 1,05 коэффициент усилия для судов, предназначенных для плавания в

битом льду;

N — расчетная мощность, передаваемая валом (эффективная мощность, выбранного в предыдущей работе, двигателя с учётом потерь в передаче), кВт;

di — диаметр осевого отверстия вала, мм; dr — действительный диаметр вала, мм;

n — расчетная частота вращения, об/мин;

Примечание: Данная формула позволяет определить диаметры валов только при условии di = 0

Промежуточные, упорные и гребные валы должны изготавливаться из стали с временным сопротивлением от 430 до 690 МПа. Применение сталей с другими характеристиками в каждом случае является предметом специального рассмотрения Речным Регистром.

При вращении гребного вала n ≤ 350 мин-1 ориентировочные расстояния между сменными подшипниками валопровода можно определить по формуле:

lmax = k1 d , мм

где:

d — действительный диаметр вала, мм;

k1 = 450 — для подшипников скольжения, смазываемых маслом;

k1 = 280 — для дейдвудных подшипников качения, смазываемых маслом;

22

k1 = 300 — для дейдвудных и кронштейновых подшипников с водяной смазкой.

lmax = k2 dn , мм

При n > 350 мин-1

где:

k2 = 8400 — для подшипников скольжения смазываемых маслом; k2 = 5200 — для дейдвудных подшипников всех типов.

Минимальное расстояние между смежными опорными подшипниками валопровода должно быть не менее

lmin =174 d , мм;

Как правило, в дейдвудной трубе гребной вал должен опираться на два подшипника. В дейдвудных трубах длинной менее 4,5 диаметров вала в случае применения подшипников в скольжения с водяной смазкой и 3-ех диаметров в случае применения скольжения смазываемых маслом допускается установка одного кормового подшипника.

Для судов имеющих класс Российского Морского Регистра Судоход-

ства диаметры валов определяются по следующим формулам:

- расчетный диаметр промежуточного вала должен быть не менее

dпр = F 3 Nn , мм;

где:

F = 95 — для механических установок с роторными, главными механизмами или ДВС, оборудованными гидравлическими или электромагнитными муфтами;

F = 100 — для других типов механических установок с ДВС;

N — расчетная мощность на промежуточном валу (эффективная мощность, выбранного в предыдущей работе, двигателя с учётом потерь в передаче), кВт;

n — расчетная частота вращения промежуточного вала, об/ мин.

Диаметр упорного вала должен быть не менее 1,1 диаметра промежуточного вала.

Расчетный диаметр гребного вала, должен быть не менее определяемого по формуле:

dгр =100k 3 Nn

где:

k = 1,22 — если применяется безшпоночное соединение гребного винта с валом;

k = 1,26 — если соединение гребного винта с валом осуществляется с помощью шпонок.

23

Диаметры валов ледоколов и судов с ледовыми усилениями должны превышать расчетные значения на величину, указанную в таблице 5.2.5, раздел 5 «Валопроводы» Правил Морского Регистра Судоходства.

Гребные валы должны быть надежно защищены то соприкосновения с морской водой.

Облицовки гребных валов должны изготавливаться из сплавов, обладающих высокой коррозийной стойкостью к морской воде.

Толщина бронзовой облицовки вала должна быть не менее определяемой по формуле:

S = 0,03dгр + 7,5 мм

Расстояние между серединами соседних подшипников валопровода при отсутствии в пролете сосредоточенных масс должно удовлетворять условию:

5,5 d ≤l ≤ λ d

где:

l — расстояние между подшипниками, м.; d — диаметр вала между подшипниками, м.;

λ= 14 при n ≤ 500 об/ мин.;

λ= 300n — при n > 500 об/ мин.;

n — расчетная частота вращения вала, об/ мин.;

Проверочный расчет на прочность гребного вала.

Проверку прочности вала при сложном напряженном состоянии выполняют путем определения эквивалентных приведенных напряжении по энергетической теории прочности и расчетных запасов прочности по отношению к пределу текучести:

σn = σо2 +3 τk2

где:

σо — набольшее нормальное напряжение, кПа;

τk — касательное напряжение кручения, кПа;

Проверочный расчет гребного вала производит в общем случае для участка между опорами в дейдвудной трубе и консоли, на которой навешен гребной винт.

24

Рис. 1. Схема для проверочного расчёта гребного вала на статическую прочность.

Усилие от массы гребного винта Gв рассматриваем как сосредоточенную нагрузку, приложенную в центре консоли.

Наибольшее нормальное напряжение в гребном валу:

σо =σсж +σи +σм

Тогда напряжение сжатия при действии упора гребного винта:

σсж = π4 dP2 , кПа;

гр

где

Р — упор винта, кН;

dгр — диаметр гребного вала, м;

σ= Мо ; кПа;

иW n

где:

Мо =Gв q1 2l22 — изгибающий момент, кН*м;

W n = 32π d3гр — момент сопротивления изгибу расчетного сечения вала, м3

l – длина пролета между опорами, м;

γ= 77 — масса единицы объёма материала вала, кН м3 ;

σм = 30000 , кПа — напряжение от неточности монтажа;

Касательное напряжение кручения определяется выражением

25

Тогда общее расчетное напряжение

σn = σо2 +3 τk2

Запас прочности относительно предела текучести материала вала и общего расчетного напряжения выражается соотношением:

n =≥ σТ ≥ 3,15

n σn

Предел текучести материала вала определяется по справочным данным сопротивления материалов.

Определение критической частоты вращения валопровода при поперечных колебаниях

Критическую частоту вращения гребного вала при поперечных колебаниях определяем по методу Бриннеля. Валопровод заменяют двухопорной балкой со свешивающимся концом:

Рис. 2. Схема для проверочного расчёта гребного вала на критическую частоту вращения при поперечных колебаниях.

Гребной винт на консоли на расстоянии l2 от центра опоры А в подшипни-

ке кронштейна. Остальная часть вала до опоры В в дейдвудной трубе имеет длину l1 . Предполагают, что каждый из пролетов l1 и l2 балки несет равномер-

но распределенную нагрузку, но с разными интенсивностями q1 и q2 при этом q2 > q1 , что соответствует действительности.

Интенсивность нагрузки пролета вала:

q2 = GВ + q1 l2

Критическую частоту вращения n2кр , мин−1 , при которой возникают поперечные колебания вала, подсчитывают по эмпирической формуле :

где:

Е — модуль упругости, равный для стали 216 106 кПа;

I = 64π d Г4 — экваториальный момент инерции сечения вала относительно

его оси, м4 ;

g =9,81 — ускорение свободного падения, мс2 .

Критическая частота вращения вала должна быть значительно больше ее номинального значения n2Н , при этом необходимый запас частоты вращения,

kВ = n2Кn−n2Н 100 ≥ 20 %

2Н

При отсутствии этого запаса необходимо изменить расстояния между опорами.

Проверка вала на продольную устойчивость

Проверка вала на продольную устойчивость производят при больших длинах пролетов между опорами и малом поперечном сечении вала.

Она заключается в нахождении критической силы Ркр, кН или критического напряжения и оценки запаса устойчивости.

Валы судового валопровода лежат в подшипниках свободно. В таком случае проверяемый вал, находящийся в пролете, можно рассматривать, как вращающийся стержень, свободно лежащий на двух шарнирных опорах и сжатый силой упора, создаваемого движителем.

Рис. 3. Схема для проверочного расчёта вала на продольную устойчивость.

При расчете допускают следующие допущения: осевая сжимающая сила приложена к центру вала и сечение вала по длине пролета не меняется. Необходимость проверки вала на продольную устойчивость устанавливают в зависимости от его гибкости:

27

Валы, у которых λ < 80 , называются жесткими, и их расчет на продольную устойчивость обычно не проводят. Если λ ≥ 80, то такие валы называются гибкими.

Для гибких валов критическую силу определяют по формуле:

где:

nm = 1,2 n2Н — максимальная частота вращения вала, об/мин;

nкр — критическая частота вращения вала при поперечных колебаниях, об/мин;

Коэффициент запаса продольной устойчивости рекомендуют брать:

КУ = РРКР ≥ 2,5 ,

m

где

Рm = (1,25 ÷1,3) P — максимальный упор гребного винта, кН.

Если КУ меньше рекомендуемого, то следует изменить расстояние между

опорами вала.

Порядок выполнения работы:

1.Составит принципиальную схему валопровода для своего судна с указанием основных элементов.

2.Определить диаметры валов в соответствии с правилами Регистра (Речного или Морского);

3.Произвести поверочный расчет на прочность гребного вала;

4.Определить критическую частоту вращения валопровода при поперечных колебаниях;

5.Проверить на продольную устойчивость наиболее длинный пролет валопровода между опорами.

6.Ответить на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы.

1.какие элементы входят в состав валопровода;

2.каким нагрузкам подвергается судовой валопровод;

3.от чего зависит общая длина валопровода;

4.с какой целью применяется облицовка гребного вала.

28

Лабораторная работы № 4 Определение теплопроизводительности и состава вспомогательной котельной установки

Цель работы: определить теплопроизводительность и состав вспомогательной котельной установки.

Вспомогательная котельная установка предназначена для обеспечения теплотой (в виде пара или горячей воды) следующих потребителей:

-систем отопления;

-камбуза, душевых, прачечной;

-пожарной системы и паротушения;

-системы обогрева кингстонов и другой донно-забортной арматуры;

-водоопреснители;

-систем подогрева тяжелого топлива;

-систем подогрева груза и мойки грузовых танков на танкерах;

-вспомогательных механизмов и устройств котельной установки;

-специальных вспомогательных механизмов с паровым приводом и д.р.

Определение теплопроизводительности и состава котельной установ-

ки производят в следующем порядке:

1.Определяют требуемую теплопроизводительность, составив предварительно перечень потребителей теплоты для проектируемого судна.

2.Обосновывают выбор типа котельной установки (паровой или водогрейной)

3.Принеобходимостиопределяютпаропроизводительностькотельнойустановки.

4.Выбирают необходимое количество автономных котлов, указав их тип и основные характеристики.

5.Определяют количество теплоты, которое можно получить при работе утилизационного котла.

6.Выбирают соответствующий утилизационный котел и делают вывод – обеспечивает ли утилизационный котел полностью судовые нужды в теплоте на ходовом режиме или требуется параллельная работа автономного котла.

7.Если проектируемое судно нефтеналивное и требуется подогрев груза, определяют необходимый расход пара и выбирают один или два паровых котла, указав их тип и основные характеристики.

29

ΣQОХ ΣQО.С.

Коэффициенты загрузки К3 можно принять для потребителей теплоты в ходовом и на стояночных режимах изменяющимся в пределах 0,5 ÷ 0,9.

Требуемая теплопроизводительность вспомогательной котельной уста-

новки на различных режимах работы судна определяется суммированием расходов теплоты всеми потребителями. Для этого составляют таблицу нагрузки котельной установки с учетом степени загрузки каждого потребителя на данном режиме и коэффициента одновременной работы (см. таблицу 3). Расчет выполняется в табличной форме. Перечень потребителей теплоты и другие необходимые данные используют по котельным установкам судов, однотипных с проектируемым.

Количество теплоты, фактически потребляемой на судне в ходу и на стоянке, подсчитывают по формулам:

где:

Кс =1,1 — коэффициент запаса; К0 = 0,8 ÷ 0,9 — в ходовом режиме; К0 = 0,7 ÷ 0,8 — на стоянке.

Ко и Ко — коэффициенты одновременности.

В случае отсутствия данных по расходам теплоты судовыми потребителями, можно воспользоваться следующими эмпирическими формулами:

Расход теплоты на отопление определяется с использованием эмпирических зависимостей:

для буксиров и толкачей — QОТ = 25100 +63 Ne , кДжч ; для сухогрузов и танкеров — QОТ =83800 +42 G , кДжч ; для пассажирских судов — QОТ =1250 (6,5А1 +5А2 ), кДжч

где:

Ne — мощность главного двигателя выбранного в лабораторной работе

№2, кВт;

G — грузоподъемность судна, т;

A1 — число членов экипажа; А2 — число пассажиров.

Расход теплоты на санитарно бытовые нужды зависит от численности экипажа и пассажиров на судне:

QC−Б = (А1 + А2 ) (qв.м. + qв.п. ), кДжч

qв.м. — удельный расход теплоты на приготовление горячей мытьевой воды: для пассажиров судов 1250 ÷1670 кДжчел ч

30

на толкачах и грузовых судах 1880 ÷ 2720 кДжчел ч

qв.п. — удельный расход теплоты на приготовление кипяченой питьевой воды: для пассажирских судов 395÷ 380 кДжчел ч

на толкачах и грузовых судах 400 ÷ 420 кДжчел ч

Расход теплоты на подогрев топлива, масла и другие технические нужды составляет:

QП.Т. = (0,14 ÷0,15) (QОТ +QС−Б ), кДжч

По общему количеству теплоты, потребляемому на наиболее нагруженном режиме, определяют теплопроизводительность котельной установки. Расчетная производительность должна быть на 15 ÷25 % выше максимальной потребности, чтобы можно было компенсировать снижение производительности в процессе эксплуатации.

На дизельных судах в состав вспомогательной котельной установки входят:

-автономные паровые котлы, работающие на жидком топливе;

-утилизационные паровые котлы, использующие теплоту выхлопных газов дизелей;

-комбинированные паровые котлы, имеющие как топочную, так и утилизационную части.

На речных судах и судах прибрежного плавания для обеспечения судовых нужд в теплоте вместо паровых котлов, могут быть установлены водогрейные (Приложение 4).

Учитывая это, обосновывают выбор типа котельной установки (паровой или водогрейной)

В случае выбора водогрейной котельной установки выбирают один или

два водогрейных котла, указав марку и основные характеристики.

В случае выбора паровой котельной установки определяют ее паропро-

изводительность по формуле:

D = hп −Qhпв , кгч

где:

Q — максимальная величина теплоты, потребной на судне, кДж/кг hп — 2500 ÷ 2700 энтальпия пара, кДж/кг

hпв = 4,19 tп.в. — энтальпия питательной воды, кДж/кг;

По полученной паропроизводительности выбирают один или два вспомогательных котла, указав их марку и основные характеристики.

Параметры пара. Для бытовых нужд и теплообменных аппаратов обычно используются насыщенный пар низкого давления Р = 0,2 ÷0,7 МПа и температу-

рой t =110 ÷130 C , имеющий более высокий коэффициент теплоотдачи, чем перегретый;

31

Количество теплоты, которое можно получить при работе утилизаци-

онного котла зависит от типа двигателя, его параметров и определяется по формуле:

QУ.К. = 0,85 Ne qr Cp (t1 −t2 ) ηt кДжч

где:

Ne — эффективная мощность дизеля выбранного в лабораторной работе

№2, кВт;

qr =6÷7 кг/кВт— для четырехтактных (удельная масса газов выходящих

из дизеля)

qr =11÷12 кг/кВт— для двухтактных (удельная масса газов выходящих из

дизеля)

С р=1,05÷1,13 кДж/кг К— массовая теплоемкость газов

t1 — температура газов на входе в котел, 300 ÷400 С ;

t2 — температура газов, уходящих из котла, ориентировочно принимаемая:

для водогрейного котла 185 ÷215оС , для парового котла 220 ÷250оС ηt = 0,95 — коэффициент потери теплоты в окружающую среду.

Если количество теплоты Qук Qx , то теплопроизводительность утилизационного котла выбирается по величине Qx , если Qук Qx , то производительность утилизационного котла принимается равной Qук .

По принятой в итоге расчета теплопроизводительности утилизационного котла в зависимости от типа принятой вспомогательной котельной установки выбирают водогрейный или паровой котел, приводят его марку и основные характеристики (Приложение 5). Паропроизводительность утилизационного котла определяют по формуле, аналогично определению паропроизводительности вспомогательного котла.

Определив тип и состав вспомогательной котельной установки, необходимо сделать вывод — обеспечивает ли утилизационный котел полностью судовые нужды в теплоте на ходовом режиме или требуется параллельная работа вспомогательного котла.

Производительность автономного вспомогательного котла должен быть достаточной для обеспечения всех нужд судна в теплоте на любом режиме без работы утилизационного котла.

Расход пара на подогрев груза нефтеналивного судна до температуры

60 ÷70o С определяется по следующим формулам: а) для морских танкеров в зимний период

32

б) для речных танкеров в холодное время навигации:

где:

DW — дедвейт судна, т;

G — грузоподъемность судна, т.

Определив необходимый расход пара, выбирают один или два паровых котла.

Порядок выполнения работы:

1.Определить теплопроизводительность (паропроизводительность) котельной установки.

2.Обосновать выбор типа (водогрейная или паровая) котельной установки

суказанием основных характеристик;

3.Сделать заключение о работе утилизационного котла на ходовом режиме работы судна.

4.Ответить на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы.

1.для чего предназначена вспомогательная котельная установка;

2.от чего зависит производительность утилизационного котла;

3.что входит в состав вспомогательной котельной установки.

33