6 Выбор системы теплоснабжения
Расчет системы теплоснабжения начинают с обоснования схемы теплоснабжения судна. На этом судне потребление теплоты небольшое (только бытовые нужды) и поэтому принято решение установить котлы водогрейные.
Вспомогательные, утилизационные и комбинированные котельные установки предназначены для обеспечения горячей водой на стояночном и ходовом режимах потребителей СЭУ и общесудовых потребителей.
Производительность утилизационного котла зависит от мощности главных двигателей, принятой степени утилизации котла выходных газов и параметров вырабатываемой воды.
Для покрытия потребностей в теплоте на стоянках предусматривается автономный котёл. Автономные котлы используют тот же сорт топлива, что и главные установки.
Расчет общего максимального потребления теплоты по всему судну на ходовом и стояночном режимах.
1) Поток энергии на отопление помещений:
-
для сухогрузных судов;
где Gс - грузоподъемность судна, Gс=1500 т
2) Потребный поток теплоты на санитарно-бытовые нужды:
QСБ = zк·(qвм + qвп),
где qвм - расход теплоты на приготовление горячей мытьевой воды в единицу времени на одного человека, который составляет qвм=0,6 кВт/чел;
qвп - удельный расход теплоты на приготовление кипячёной питьевой воды, на грузовых судах составляет qвп=0,115 кВт/чел;
zк - количество членов команды, zк=14 чел.
3) Потребный поток теплоты на подогрев топлива, масла и другие технические нужды:
Расчёт общего потока теплоты, потребного на судне, производится в таблице 6,1
Таблица 6.1 - Расчёт общего потока теплоты, потребного на судне.
-
Потребители теплоты
Максимальный
поток теплоты
Режим работы судна
Ходовой
Стояночный
Коэффи- циент загрузки kз
Потребный поток энергии
Коэффи-циент загрузки,
kз
Потребный поток энергии
Отопление
41,30
0,9
37,08
0,7
28,91
Приготовление горячей воды
10
0,9
9
0,7
7
Подогрев топлива, масла и пр. нужды
7,7
0,9
6,92
0,7
5,39
Итого:
53
41,3
4) Фактический потребный поток теплоты:
-
в ходовом режиме
;
-
в стояночном режиме
,
где
Кс=1,1- коэффициент запаса;
Ко- коэффициент одновременности:
для ходового режима Ко=0,8…0,9;
для стояночного Ко=0,7…0,8;
Qх =1,1·0,85·53=49,5 кВт.
Qc =1,1·0,75·41,3=34 кВт.
5)
Максимальный поток теплоты выпускных
газов
,
кВт, который может быть утилизирован:
,кВт,
где
-
доля теплоты, приходящаяся на выпускные
газы;
-
коэффициент, учитывающий потери теплоты
в окружающую среду и загрузку ДВС;
-
низшая рабочая теплота сгорания топлива,
кДж/кг;
- минимальная температура
выпускных газов УК,
и температура воздуха внутри машинного
помещения
;
- коэффициент избытка
воздуха ДВС: для ВОД
,
принимаем
=1,75;
- теоретическое
количество воздуха, необходимое для
полного сгорания 1 кг топлива,
кг/кг;
-
удельная теплоёмкость газов,
кДж/кг·К;
- удельный расход
топлива ДВС,
кг/кВт·ч;
-
суммарная мощность главных двигателей,
кВт.
кВт.
Так
как Qук
>
,
то мощность
утилизационного котла принимается
равной
.
Производительность котлов по теплоносителю в кг/ч определяют по уравнению
Dк=3600Qк/∆h,
где Qк- тепловой поток котла, Qк=49,5 кВт;
∆h – прирост энтальпии воды в котле, ∆h=273 кДж/кг.
Dк = 3600·49,5/273 = 652,7 кг/ч.
Выбор утилизационного котла.
Утилизационный
котёл выбирается по мощности
=49,5
кВт.
Выбираем утилизационный котел КУВ 75.
Характеристики утилизационного котла приведены в таблице 6.2.
Таблица 6.2 - Основные характеристики утилизационного котла КУВ 75.
-
Характеристика
Значение
Тепловая мощность Nк, кВт
87,3
Рабочее давление воды p, МПа
0,37
Коэффициент использования тепла, %
7
Температура газов перед котлом, оС
280
Площадь поверхности нагрева H, м2
8
Полное аэродинамическое сопротивление котла, мм.в.ст
180
Масса котла, кг
с водой Gс+Gв
без воды Gс
1630
1220
Выбор автономного котла
Автономный
котёл выбирается по мощности
=34
кВт.
Выбирается в качестве автономного котла водогрейный котлоагрегат КОАВ-68.
Характеристики автономного котла приведены в таблице 6.3
Таблица 6.3 - Основные характеристики автономного котла КОАВ-40.
-
Характеристика
Значение
Тепловая мощность Nк, кВт
47
Рабочее давление воды p, кПа
120
Площадь поверхности нагрева H, м2
2,5
Температура уходящих газов, °С
290
Расход топлива, кг/час
8,5
Тип топлива
дизельное - ГОСТ 305-82
Потребляемая мощность, кВт
1,2
Температура воды на выходе, ºС
115
Габариты котлоагрегата, мм
950x1130x1190
Масса котла с водой Gс+Gв, кг
430