- •Введение
- •Лабораторная работа № 1. Определение эффективной мощности СЭУ
- •Лабораторная работа № 5. Определение мощности и состава судовой электростанции
- •Цель работы:
- •1. Рассчитать основные элементы систем СЭУ;
- •2. Разработать принципиальные схемы систем СЭУ (топливная, масляная, охлаждения, сжатого воздуха)
- •Система охлаждения
- •Топливная система
- •Масляная система
- •Система сжатого воздуха
- •Количество воздуха в баллонах
- •Лабораторная работа № 8. Определение эффективного КПД энергетической установки
- •Литература
- •1. Акладная Г.С. Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Судовые энергетические установки», МГАВТ, Москва 2010 г.
- •Приложение 1. Показатели ДВС
- •Приложение 2. Принципиальная схема судового валопровода
- •Приложение 3. Судовые электростанции
- •Приложение 4. Автономные котлы
- •Приложение 5. Утилизационные котлы
- •Приложение 6. Таблица нагрузок судовой электростанции
- •Приложение 7. Средние значения коэффициента загрузки некоторых судовых механизмов
- •Приложение 8. Принципиальная схема системы охлаждения
- •1 — Главный двигатель
- •2 — Дизель-генератор
- •4 — ТНВД
- •5 — Фильтр тонкой очистки
- •6 — Топливоподкачивающий насос
- •7 — Перепускной клапан
- •8 — Фильтр грубой очистки
- •9 — Фильтр
- •10 — Форсуночный насос
- •11 — Расходная цистерна котла
- •12 — Расходная цистерна ГД
- •13 — Расходная цистерна ДГ
- •14 — Палубная втулка
- •15 — Фильтр грубой очистки
- •16 — Ручной насос
- •17 — Топливоперекачивающий насос
- •18 — Фильтр
- •19 — Цистерны основного запаса
- •20 — Сепаратор
- •21 — Цистерна грязного топлива
- •1 — Главный двигатель
- •2 — Дизель-генератор
где:
V — вместимость цистерны, м³;
τ — время заполнения цистерны, ч. При выкачивании топлива из наибольшей цистерны основного запаса τ =(2÷4) часа; время заполнения рас- ходно-отстойной цистерны принимают τ =(0,5÷1) часа.
Топливоперекачивающий насос должен иметь хорошие всасывающие свойства и развивать достаточно большое давление. С этой точки зрения наиболее подходит поршневой насос. Устанавливаются такие насосы главным образом на судах среднего и большого водоизмещения, где приходится не только забирать топливо из удаленных цистерн и перекачивать на значительные расстояния на судне, но и отдавать на другие суда. На судах относительно небольшого водоизмещения применяют винтовые или шестеренные насосы.
В соответствии с Правилами Регистра в топливной системе необходимо предусматривать не менее двух саморазгружающихся сепараторов, которые должны обеспечить очистку как тяжелого, так и легкого топлива.
Производительность сепаратора определяется из условия очистки суточной потребности топлива за 8÷12 ч.
Q |
= 24 (xa bе Nе + ха / bе Nев )10−3 |
, м3 |
||
Т.С. |
|
(8 ÷12 )ρТ |
|
ч |
|
|
|
||
Масляная система
Масляная система предназначена для приема, хранения, перекачки, очистки и подачи масла для смазки и охлаждения трущихся деталей механизмов, а так же для передачи его на другие суда и на берег.
По способу создания давления у мест смазки различают напорную и гравитационную системы циркуляционной смазки. Напорная система применяется для смазки механизмов с высоконагруженными парами трения (ДВС), а гравитационная – для смазки ротативных механизмов.
Кроме замкнутых циркуляционных применяются системы линейного типа, в которых масло подается только к объектам смазки и обратно в систему не возвращается (смазка поверхностей цилиндров двигателей и компрессоров).
К упорным и опорным подшипникам валопровода масло может подаваться от масляной системы главного двигателя или редуктора, либо от автономной системы.
Вслучае применения в качестве движителя ВРШ для управления им устанавливают отдельную масляную систему со своими механизмами и устройствами.
Масляная система должна действовать непрерывно и безотказно во время работы главных и вспомогательных двигателей. Это требует резервирования циркуляционных насосов, фильтров грубой и тонкой очистки, холодильников масла.
Вдизельных установках в зависимости от типа дизеля и его мощности используют масляные циркуляционные системы с «сухим» и «мокрым» картером.
Всистемах с «сухим» картером масло может:
46
-самотеком сливаться в сточно-циркуляционную цистерну (что характерно для МОД) размещенную под двигателем;
-откачиваться из картера маслооткачивающим насосом в циркуляционную цистерну (что характерно для СОД).
В системах с «мокрым» картером в качестве сточно-циркуляционной цистерны используется поддон картера дизеля.
Кроме сточно-циркуляционных цистерн для восполнения потерь циркуляционного масла во время работы главных и вспомогательных двигателей в течение рейса предусматривают установку цистерн основного запаса по сортам масел.
Прием масла на судно производится по приемо-перекачивающему трубопроводу закрытым способом вне судовыми средствами через наливные палубные втулки.
Кроме того, на судне могут предусматриваться цистерны отработавшего и грязного масла, дополнительные емкости, в которые можно перекачивать масло из циркуляционных цистерн для отстаивания и сепарации (отстойные), а также цистерны сепарированного масла.
Все цистерны соединены трубопроводами и имеют устройства для перекачки, подогрева и очистки масла.
Очистка масла на судах осуществляется отстаиванием, фильтрацией и сепарацией.
Отстаивание масла производится в сточно-циркуляционной или в отстойной цистернах во время стоянки судна. Хорошие результаты дает отстаивание масла в течение 24 ÷ 30 часов при одновременном его подогреве до 60 ÷ 90 ºС (в зависимости от сорта). После отстаивания масло сепарируют.
Правилами Регистра регламентируются требования к фильтрации масла в СЭУ. Рекомендуется устанавливать на приемном трубопроводе циркуляционных насосов один сеточный ФГО, на нагнетательном трубопроводе насоса – два параллельных фильтра или один сдвоенный фильтр, либо один самоочищающийся ФГО.
Очистку масла от механических примесей и воды, осуществляют сепарацией. Обычно каждый двигатель укомплектовывают одним сепаратором масла производительностью 500-1000 л/ч.
Схема хранения и подготовки масла обеспечивает:
-отбор масла из сточно-циркуляционной цистерны на сепарацию с возвра-
том его в эту цистерну или направлением в цистерну сепарированного масла;
-перекачку масла из циркуляционной цистерны в цистерну отработавшего масла;
-слив отработавшего масла из картера двигателя и заполнение картера свежим маслом;
-подогрев масла во внешнем подогревателе;
В основном системы приема, хранения, подготовки масла работают периодически, поэтому комплектующее их оборудование может устанавливаться без
47
резервирования. Однако на судах неограниченного плавания маслоперекачивающий насос резервируется насосом сепаратора, а сепаратор масла – вторым сепаратором.
В масляной системе СОД, нагнетательный и маслооткачивающие насосы приводится от коленчатого вала. Для прокачки двигателя перед пуском и после остановки, а так же для откачки масла из картера двигателя предусмотрены насосы с автономными приводами, которые резервируют нагнетательный и маслооткачивающие насосы. В данной системе отсутствует автономный сепаратор, его функции выполняет фильтр тонкой очистки объемного типа или реактивный центробежный. Цистерны снабжены подогревателями, что позволяет прокачать двигатель горячим маслом перед пуском.
Наличие двух автономных насосов позволяет:
-прокачать двигатель маслом перед пуском и после остановки;
-откачать из картера скопившейся там масло во время прокачки дизеля перед пуском и после остановки;
-откачать из циркуляционной цистерны масло в цистерну отработавшего масла и заполнить циркуляционную цистерну свежим маслом из цистерны основного запаса;
-откачать отработавшее масло из цистерны на палубу.
Масляная система вспомогательных двигателей, как правило, выполняется аналогично.
Наиболее сложные циркуляционные масляные системы имеют судовые установки с двухтактными МОД. Обычно они включают несколько систем: напорную, гравитационную и линейную.
На крупных речных судах устанавливают расходные масляные цистерны, которые часто совмещают с цистернами сепарированного масла. На мощных морских судах расходные цистерны обслуживают только вспомогательные двигатели. Масляная система главных двигателей заполняется маслом непосредственно из цистерн основного запаса.
Вместимость цистерн основного запаса масла находят по выражению:
VЗ.Ц. = КМρGМ , м3
М
где:
GМ — запас масла, т;
ρМ = 0,889 тм3 — плотность масла;
КМ =1,1 — коэффициент учитывающий «мертвый» запас масла.
Подачу циркуляционного масляного насоса определяют из условия обеспечения отвода маслом необходимого количества теплоты по выражению:
Q |
= |
КМ// аМ bе NеQНР10−3 |
, м3 |
ч |
, |
|
|||||
Н.Ц. |
|
сМ ρМ ΔtМ |
|
||
где:
48
КМ// =1,2÷1,6 — коэффициент запаса подачи; аМ – доля теплоты, отводимая маслом, от всего количества теплоты, вве-
денного с топливом и составляющая:
для тихоходных дизелей |
|
- без охлаждения поршней маслом |
0,05 ÷ 0,07 |
- с охлаждением поршней маслом |
0,08 ÷ 0,1 |
для быстроходных дизелей |
|
- без охлаждения поршней маслом |
0,07 ÷ 0,08 |
сМ =1,67 ÷2,01 — теплоемкость масла, кДж/ (кг·К). |
|
ΔtМ = 6 ÷12 С — разность температур масла на выходе из дизеля и на входе
в него;
Вместимость сточно-циркуляционной цистерны определяют по формуле
(определяют для главных и вспомогательных двигателей):
VЦ.Ц. ≥ (1,4 ÷1,6 ) |
КМ QН.Ц. |
, |
м3 . |
|
|||
|
Z |
|
|
где:
Км = 1,4 ÷ 1,5 — коэффициент, учитывающий «мертвый» запас, увеличение объема масла при нагревании и вспенивании, а также свободный объем;
QН.Ц. — производительность циркуляционного масляного насоса, м³/ч.
Z — кратность циркуляции определяется в зависимости от типа дизеля (см. табл. 4)
Вместимость цистерны отработавшего масла определяют из условий раз-
мещения в них слитого отработавшего масла за период автономного плавания:
V |
=1.1 |
τX |
∑V |
+ |
τЭ |
∑V |
|
, |
м3 |
|
|
|
|||||||
О.М |
|
|
Ц.Ц.Г |
|
|
Ц.Ц.В |
|
|
|
|
|
τМ |
|
τМ |
|
|
|
||
где:
VЦ.Ц.Г , VЦ.Ц.В. — вместимость сточно-циркуляционной цистерны или картера работающих главных и вспомогательных дизелей, м3 .
τX — продолжительность ходового режима в автономном плавании, ч:
τЭ — продолжительность автономного плавания;
τМ — срок службы масла.
При τX < τМ и τЭ < τМ их отношения в данной формуле принимают равным
единице (1).
Вместимость расходной цистерны или цистерны сепарированного масла зависит от вместимости смазочной системы и принимается:
VР.Ц. = (1,1÷1,5 )VЦ.Ц., м3 .
Указанный заводом изготовителем срок службы масла является основанием для его полной смены лишь в маломощных дизелях, имеющих небольшую вместимость системы. В мощных дизелях, оборудованных системой с «сухим» картером и содержащих значительное количество масла, срок службы масла
49
