Пример. Название работы
 Скачать 95.5 Kb.
|
Глава 4. Расчет энергетических систем судовой энергетической установки4.1 Расчет топливной системыТопливная система предназначена для приема и подачи топлива к главным и вспомогательным двигателям и парогенераторам, а также для передачи его на берег или на другие суда. Для создания подробной схемы топливной системы необходимо произвести некоторые дополнительные расчеты. Расчет емкости цистерн ведется исходя из рассчитанных ранее запасов топлива на рейс. 4.1.1 Цистерны основного запасаОбщий требуемый объем цистерн для тяжелого топлива определяется по формуле:  Где: - GТТГД – запас тяжелого топлива для ГЭУ, т; - GТТВПГ – запас тяжелого топлива для вспомогательной котельной установки, т; - γТТ – плотность тяжелого топлива (990), кг/м3; - k1 (1.07-1.1) – коэффициент, учитывающий загроможденность цистерн набором корпуса и «мертвый» запас.  Принимаем объем одной цистерны основного запаса для тяжелого топлива 560 м3. Количество - 3 штук. Тогда общий объем будет равен 1680 м3. Общий требуемый объем цистерн для легкого топлива определяется по формуле:  Где: - GЛТГД – запас легкого топлива для ГЭУ, т; - GЛТВДГ – запас легкого топлива для вспомогательных дизель-генераторов, т; - γЛТ – плотность легкого топлива (860), кг/м3;  Принимаем объем одной цистерны основного запаса для тяжелого топлива 220 м3. Количество - 2 штук. Тогда общий объем будет равен 440 м3. 4.1.2 Отстойные цистерныКак правило, отстойные цистерны изготавливают спаренными, вмещающими каждая суточный запас тяжелого топлива. Объем каждой цистерны определяется по формуле:  где Bx – часовой расход топлива двигателя или парогенератора (котла) кг/ч; γ – плотность топлива, кг/м3. k1 = (1,07-1,1) – коэффициент, учитывающий загроможденность цистерн набором корпуса и «мертвый запас». Принимаем его за 1,1. На проектируемом судне Главный Двигатель работает на дизельном топливе, тогда как Парогенератор потребляет мазут. С учетом этих данных, проведем расчет. Тогда объем каждой цистерны будет равен:  Принимаем объем одной отстойной цистерны для тяжелого топлива 10 м3. Количество - 4 цистерны. Тогда общий объем отстойных цистерн для тяжелого топлива составит 40 м3. Общий требуемый объем цистерн для легкого топлива определяется по формуле:  Где: - z – количество одновременно работающих вспомогательных дизель-генераторов.  Принимаем объем одной отстойной цистерны для легкого топлива 10 м3. Количество – 5 цистерн. Тогда общий объем отстойных цистерн для легкого топлива составит 50 м3. 4.1.3 Расходные цистерны Объем цистерны принимается кратным четырехчасовому расходу топлива двигателем. Общий требуемый объем цистерн определяется по формуле:  где Bx – часовой расход топлива двигателя или парогенератора (котла) кг/ч; γ – плотность топлива, кг/м3. z – число вахт (численно равно 1-е, т.к. двигатель имеет сравнительно небольшие габариты) k1 = (1,07-1,1) – коэффициент, учитывающий загроможденность цистерн набором корпуса и «мертвый запас». Принимаем его за 1,1. Тогда:  4.1.4 Топливные насосы Производительность насосов для перекачки тяжелого топлива в цистерны основного запаса определяется по формуле:  Где V – объем жидкости, которую необходимо перекачать на номинальном режиме работы установки, м3; k2 = (1,07-1,1) – коэффициент запаса производительности, учитывающий возможное снижение КПД насоса в процессе эксплуатации (значение коэффициента для тяжелых видов топлива составляет 1,25-1,4, для легких 1,2-1,25). Примем его за 1,25. τ – время, в течение которого необходимо перекачать заданный объем, с; Время бункеровки составляет 2-4 часа для легких топлив и 4-6 часа для тяжелых топлив. Примем его численно равным 4 часам. Суммарное число таких насосов будет равно 4-м. Для определения мощности любого отдельно взятого насоса необходимо будет разделить полученную подачу на количество таких насосов.  Согласно полученным данным, на основании приложения Г выбираем топливный насос для проектируемого судна. Их будет 4 штуки, поэтому подача насоса должна ровняться 132 м3/ч. Наиболее рациональным будет использование насоса марки АBB 110-3 с действительной подачей численно равной 133 м3/ч. Таблица 7
4.1.5 Топливоподкачивающие насосы Топливоподкачивающие насосы устанавливаются шестеренного или винтового типов. Производительность насоса должна в 1,5-2,5 раза превышать часовой расход топлива двигателем. Формула для определения производительности насоса имеет вид:  где k2 – коэффициент запаса производительности, учитывающий возможное снижение КПД насоса в процессе эксплуатации (значение коэффициента для тяжелых видов топлива составляет 1,25-1,4, для легких 1,2-1,25). Примем его за 1,25; z – количество одновременно работающих двигателей или парогенераторов; γ – плотность топлива, кг/м3. (Согласно справочным данным, для дизельного топлива эта плотность составляет 860 кг/м3 и 920 кг/м3 для мазута); Вч – часовой расход топлива двигателя или парогенератора (котла), кг/ч. Принимаем производительность насоса большей, чем потребление топлива, в 2 раза. Таким образом производительность топливоподкачивающего насоса главного двигателя будет равна:  А производительность топливоподкачивающего насоса парогенераторов будет равна:  Для удобства эксплуатации принято устанавливать два одинаковых взаимозаменяемых насоса на каждый из типов перекачиваемого топлива. Учитывая данные требования, подбираем насосы. Для удовлетворения данных потребностей, согласно приложению №4, выбираем насосы отечественного производства AND 32-6 с действительной подачей в 4,2 м3/ч Ниже в таблице 8, приведены его основные характеристики: Таблица 8
4.1.6 Топливные сепараторы В соответствии с Правилами Регистра в топливной системе необходимо предусматривать не менее двух сепараторов, которые должны обеспечивать очистку как тяжелого, так и легкого топлива. Сепараторы включаются параллельно и могут заменять друг друга. В нашем случае на тяжелом топливе работает также и парогенератор, поэтому мы должны учитывать и его суточный расход. Тогда производительность сепаратора тяжёлого топлива равна:  Где k4 – конфидент запаса на износ (1,8-2,2). В нашем случае примет значение, численно равное 2;  – часовой расход топлива главного двигателя, кг/ч; – количество главных двигателей; – количество вспомогательных парогенераторов; – часовой расход топлива вспомогательного парогенератора, кг/ч;γ – плотность топлива, кг/м3. Согласно справочным данным, равна 860 кг/м3 τ – время сепарации (8-12 часов). Принимаем его за 10 часов. Тогда производительность сепаратора тяжелого топлива будет равна:  Заданным параметрам, согласно Приложению №5, будет удовлетворять сепаратор фирмы «Де Лаваль» в количестве двух штук, марки МВ 1700. Таблица 9
Аналогично рассчитывается и производительность сепаратора легкого топлива:  где k4 – конфидент запаса на износ (1,8-2,2). В нашем случае примет значение, численно равное 2; – часовой расход топлива главного двигателя, кг/ч; – количество главных двигателей; – количество вспомогательных дизель-генераторов; – часовой расход топлива вспомогательного дизель-генератора, кг/ч;γ – плотность топлива, кг/м3. Согласно справочным данным, равна 800 кг/м3; τ – время сепарации (4-8 часов). Принимаем его за 8 часов. Легкое топливо используют: Главный двигатель, основные дизель-генераторы, резервный дизель-генератор. Учтем каждый из них при условии, что они все используют судовое легкое топливо, плотностью 800 кг/м3.  Заданным параметрам удовлетворяет сепаратор марки MPX309-00 с номинальной производительностью в 5750 л/ч. Таблица 10
Глава 5. Расчёт масляной системы 5.1 масляные цистерны Масляная система жизненно необходима любому механизму, тем более, такому как двигатель или дизель-генератор. В таких агрегатах происходит колоссальное трение рабочих деталей. В следствии недостатка смазочных материалов на поверхностях трущихся деталей, поломка неизбежна. Предполагается, что на судне будет находится напорная циркуляционная масляная система. Рассчитаем объем цистерн основного запаса масла по следующей формуле:  Где  – плотность масла при максимальной температуре в цистерне, кг/м3, – коэффициент, учитывающий загромождение отсеков или цистерн, «мёртвый объём» = 1.1, – запас масла, кг.Объём цистерны основного запаса масла:  Объём сточно-циркуляционной цистерны масляной системы:  Где – коэффициент, учитывающий загромождение отсеков или цистерн, «мёртвый объём» = 1.1, объём масла в циркуляционной системе. Где  – удельное количество масла, кг/кВт, – мощность агрегата, – плотность масла.Объём циркуляционной цистерны главного двигателя:  Объём циркуляционной цистерны дизель генератора:  Так как масло главных двигателей и дизель генераторов одного и того же сорта, то объём цистерны отработанного масла включает в себя объём масла из циркуляционных систем главных двигателей и дизель генератора.  Объём цистерны сепарированного масла главных двигателей:  Объём цистерны сепарированного масла Дизель-генератора:  Так как масло главных двигателей и дизель генераторов одного и того же сорта, то объём цистерны сепарированного масла будет равен:  5.2Насосы системы смазки Характеристики некоторых насосов для перекачки топлива и масла приведены в прил. Г. При малой производительности применяют шестеренные насосы, а при большой – винтовые. По назначению насосы могут быть перекачивающие, циркуляционные (нагнетательные, откачивающие) и прокачивающие (для прокачки двигателя перед запуском). Производительность насосов для перекачки масла в цистерны основного запаса определяется по формуле: где V – объем жидкости, которую необходимо перекачать на номинальном режиме работы установки, м3; k2 = (1,07-1,1) – коэффициент запаса производительности, учитывающий возможное снижение КПД насоса в процессе эксплуатации. τ – время, в течение которого необходимо перекачать заданный объем, с; Время бункеровки составляет 2-4 часа для масла. Примем его численно равным 2 часам. Суммарное число таких насосов будет равно 2-м. Для определения мощности любого отдельно взятого насоса необходимо будет разделить полученную подачу на количество таких насосов.  Согласно полученным данным, на основании приложения Г выбираем масляный насос для проектируемого судна. Их будет 2 штуки, поэтому подача насоса должна ровняться 2,75 м3/ч. Наиболее рациональным будет использование насоса марки ЭНН 2,4 с действительной подачей численно равной 3 м3/ч. Таблица 11
5.2.1. Циркуляционные насосы Производительность циркуляционного насоса равна:   где z – кратность циркуляции. Примем её z=25, т.к. главный двигатель и дизель-генераторы относятся к среднеоборотным (определяется по табл. 3); Vм.ц. – объем масла в циркуляционной системе (определяется по табл. 3 путем умножения соответствующего удельного количества масла на эффективную мощность двигателя). Объём циркуляционной цистерны главного двигателя: Объём циркуляционной цистерны дизель генератора: Производительность циркуляционного насоса для главного двигателя равна:  Согласно полученным данным, на основании приложения Г выбираем масляный циркуляционный насос для главного двигателя. Их будет 3 штуки, поэтому подача насоса должна ровняться 217,5 м3/ч. Наиболее рациональным будет использование насоса марки ВС-1 18х2 с действительной подачей численно равной 220 м3/ч. Таблица 12
Производительность циркуляционного насоса для Дизель-генераторов равна:  Согласно полученным данным, на основании приложения Г выбираем масляный циркуляционный насос для дизель-генераторов. Их будет 2 штуки, поэтому подача насоса должна ровняться 34,125 м3/ч. Наиболее рациональным будет использование насоса марки Ш-750/2,5 с действительной подачей численно равной 36 м3/ч. Таблица 13
5.3Сепараторы системы смазки Производительность сепаратора масла:  Где VЦСМ– объем масла в циркуляционной системе;  – время сепарации = 6ч.Производительность сепаратора масла главного двигателя:  Производительность сепаратора масла дизель-генераторов:   Заданным параметрам, согласно Приложению №5, будет удовлетворять сепаратор фирмы «Де Лаваль» марки МРХ 309-00. Таблица 14
|