5.2 Выбор системы теплоснабжения

Так как на судне имеется большое количество потребителей теплоты, целесообразно установить на нем паровые котлы. Для покрытия потребностей в теплоте на ходовом режиме устанавливаю утилизационный котел с использованием теплоты выхлопных газов ДВС, также устанавливаю автономный котел, использующий тот же род топлива, что и главный двигатель.

Расчёт общего максимального потребления теплоты по всему судну в ходовом и стояночном режимах.

Q = k_о^.k_c^.k_з^.(Q_oт + Q_cб + Q_т), кВт,

где k_о = 0,9 - коэффициент одновременности для ходового режима;

k_о = 0,8 - коэффициент одновременности для стояночного режима;

k_c = 1,1 - коэффициент запаса;

k_з = 0,9 - коэффициент загрузки потребителей на ходовом режиме;

k_з = 0,6 - коэффициент загрузки потребителей на стояночном режиме;

Q_от = (23300 + 11,7 ^.G)/3600 = (23300 + 11,7 ^. 4100)/3600 = 19,8 кВт - расход теплоты на отопление помещений для танкера;

G = 4100 т – грузоподъемность судна;

Q_сб = n_к (g_м + g_п)/3600 = 13 ^. (600 + 100)/3600 = 2,53 кВт - расход теплоты на санитарно-бытовые нужды;

n_к =13 чел - число членов экипажа;

g_м = 600 кДж/ч·чел - расход теплоты на приготовление горячей мытьевой воды;

g_п = 100 кДж/ч·чел - расход теплоты на приготовление питьевой кипяченой воды;

Q_т = 0,15 ^. (Q_от + Q_сб)/3600= 0,15 ^. (71270 + 9100)/3600 = 3,35 кВт – расход теплоты на технические нужды;

Qх = 0,9 ^. 1,1 ^. 0,9 ^. (19,8 + 2,53 + 3,35) = 22,88 кВт

Qc = 0,8 ^. 1,1 ^. 0,6 ^. (19,8 + 2,53 + 3,35) = 13,56 кВт

По общему количеству теплоты провожу выбор котла.

Общее количество теплоты, которое может быть утилизировано, находится по формуле:

Q_ут = 0,85 ^. Ne ^. q_г ^. C_p ^. (Т_вх - Т_ух) ^. _к /3600_, кВт

где Ne = 1324 кВт – суммарная мощность ГД;

q _г = 6,2 кг/кВт·ч – количество газов выходящих из двигателя;

С_р = 1,05 кДж/кг·град – массовая теплоёмкость газов;

Т_вх = 720 К – температура газов на входе в котёл;

Т_ух = 470 К – температура уходящих газов за котлом;

_к = 0,95 – коэффициент потери теплоты в окружающую среду.

Q_ут = 0,85 ^. 1324 ^. 6,2 ^. 1,05 ^. (720 - 470)/3600 = 508,77 кВт

Т.к. Q_yт > Q_ , то производительность утилизационного котла выбирается по Q_{Σ .}

Выбираю водогрейный утилизационный котёл типа КАУ-1,7. Его характеристики представлены в таблице 5.2.

Таблица 5.2- Характеристики котла КАУ-1,7.

№	Показатели	Значение
1	Тепловая мощность котла Nk, кВт	29
2	Рабочее давление воды p, МПа	0,13
3	Температура (наибольшая) на выходе из котла tг.в, °C	90
4	Температура газов до котла vд, °C	400
5	Мощность двигателя Ne, кВт	225
6	Полное аэродинамическое сопротивление котла Δhп, кПа	1,8
7	Поверхность нагрева H, м²	1,7
8	Тепловая напряжённость поверхности нагрева qH, кВт/м²	17,1
9	Масса котла с водой Gc+Gв, кг	354
10	Масса котла без воды Gc, кг	304

Количество циркулирующей воды в утилизационном котле выбирается по формуле:

D_k = 3600 Qх / 200 = 3600 ^.22,88 /200 = 411,84 кг/ч.

Автономный котёл выбираю по величине общего потребления теплоты на стояночном режиме Q_с.

Выбираю паровой автономный котёл КОАВ-63. Его характеристики представлены в таблице 5.3.

Таблица 5.3- Характеристики автономного котла КОАВ-63.

№	Показатели	Значение
1	Тепловая мощность Nk, кВт	73
2	Рабочее давление воды p, МПа	0,12
3	Температура (наибольшая) на выходе из котла tг.в, °C	103
4	Коэффициент полезного действия η, %	86
5	Температура уходящих газов vух, °C	280
6	Площадь поверхности нагрева H, м²	2,5
7	Тепловое напряжение топочного объёма qT, МВт/(м³∙ч)	3,8
8	Тепловая напряжённость поверхности нагрева qH=Nk/H, кВт/м²	29,2
9	Масса котла с водой Gc+Gв, кг	670
10	Масса котла без воды Gc, кг	590