Судовая энергетическая установка

Размещено на http://www.allbest.ru/

Санкт-Петербургский Государственный Морской Технический Университет

Кафедра судовых энергетических установок, оборудования и защиты окружающей среды

Курсовой проект

Судовая энергетическая установка

Выполнила:

Студентка Зотова Антонина Группа 55 ЭУ 1

Проверил:

Даниловский Алексей Глебович

Санкт-Петербург

2004 г.

Реферат

Курсовой проект содержит 42 стр., 11 рис.

СУДОВАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕКАЯ УСТАНОВКА, МОЩНОСТЬ, МАЛООБОРОТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, ЦИЛИНДР, АГРЕГАТ, РЕЖИМ, ЧАСТОТА, ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ, СРЕДНЕОБОРОТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, РЕДУКТОР, ВАЛОПРОВОД, ВАЛ, МАШИННОКОТЕЛЬНОЕ ОТДЕЛЕНИЕ, ОБОРУДОВАНИЕ, СИСТЕМА

Спроектировать судовую энергетическую установку, выбрать главный двигатель, рассмотреть системы, входящие в состав судовой энергетической установки, и подобрать оборудование систем. Определить размеры машиннокотельного отделения судна и расположить в нем подобранное оборудование судовой энергетической установки.

Содержание

Введение

1. Исходные данные

2. Выбор МОД

2.1 Определение длины и массы четырех цилиндрового агрегата

3. Построение диаграммы допустимых расчетных режимов

3.1 Определение мощности на режиме МДМ

3.2 Определение мощности на режиме ОДР

3.3 Определение мощности на эксплуатационном режиме

3.4 Определение частоты на эксплуатационном режиме

3.5 Определение частоты при испытаниях

3.6 Определение располагаемой мощности при эксплуатационных оборотах

3.7 Определение располагаемой мощности на привод валогенератора

3.8 Определение нагрузки судовой электростанции на ходу

4. Определение диаметра винта

4.1 Определение максимального диаметра винта

5. Выбор альтернативного СОД

5.1 Определение оптимальных оборотов винта

5.2 Определение передаточного отношения редуктора

5.3 Определение крутящего момента на входном валу

5.4 Выбор редуктора

5.5 Определение длины СОД

5.6 Определение длины агрегата СОД

6. Определение диаметров валопроводов

6.1 Определение основного расчетного диаметра валопровода - диаметра промежуточного вала

6.2 Определение диаметра гребного вала

6.3 Уточнение диаметра гребного винта

6.4 Выбор диаметров промежуточного и гребного вала из типоразмерного ряда

6.5 Определение диаметра болта

6.6 Определение диаметра фланца

7. Определение размеров МКО

7.1 Определение L_АП

7.2 Определение L_КОН

7.3 Определение L_{РЕМ. ГР.В}

7.4 Определение L_МКО

7.5 Определение расстояния до оси вала

7.6 Определение расстояния между опорами

7.7 Определение допусков

8. Параметры, предъявляемые фирмой изготовителем МОД к оборудованию

9. Выбор насосов

9.1 Выбор циркуляционного топливного насоса

9.2 Выбор топливоподкачивающего насоса и насоса смази распределительного вала

9.3 Выбор насоса пресной воды

9.4 Выбор насоса забортной воды

9.5 Выбор главного масляного насоса

10. Расчет теплообменного аппарата

10.1 Определение температур на входе и выходе из теплообменного аппарата

10.2 Определение среднего температурного напора маслоохладителя

10.3 Определение среднего температурного напора водоводяного холодильника

10.4 Определение поверхности теплопередачи маслоохладителя

10.5 Определение поверхности теплопередачи водоводяного холодильника

10.6 Выбор водоводяного холодильника

10.7 Выбор маслоохладителя

11. Топливная система

11.1 Определение запасов топлива

11.2 Определение запасов тяжелого и легкого топлива

11.3 Определение суммарного объема цистерны запаса тяжелого топлива

11.4 Определение суммарного объема цистерны запаса легкого топлива

11.5 Определение часового расхода топлива

11.6 Определение объема отстойной цистерны

11.7 Определение объема расходной цистерны тяжелого топлива

11.8 Определение объема расходной цистерны легкого топлива

11.9 Определение производительности сепаратора

11.10 Определение подачи топливоподкачивающего насоса

12. Расчет системы смазки подшипников коленчатого вала

12.1 Определение V_СЦ

12.2 Определение запаса масла

12.3 Определение подачи масляного насоса

13. Системы охлаждения

14. Расчет системы сжатого воздуха

14.1 Определение необходимого количества воздуха

14.2 Определение суммарного объема баллонов

14.3 Определение числа баллонов

14.4 Определение объема одного баллона

14.5 Определение суммарной производительности компрессоров для заполнения всего объема за 1 час

14.6 Определение производительности одного компрессора

14.7 Определение производительности подкачивающего компрессора

14.8 Выбор главного компрессора

14.9 Выбор подкачивающего компрессора

15. Определение утилизации теплоты в дизельной установки

15.1 Определение отклонения мощности на эксплуатационном режиме от спецификационной мощности

15.2 Определение поправок по массе и температуре

15.3 Определение количества газов

15.4 Определения температуры газов

15.5 Определение температур

15.6 Определение количества теплоты отобранной у газов

15.7 Определение количества пара

15.8 Определение расхода пара на общесудовые нужды

15.9 Выбор КАВ (котел автоматизированный вспомогательный)

16. Расчет опреснительной установки

16.1 Определение требуемой подачи испарительной установки

16.2 Определение фактической подачи испарительной установки

16.3 Выбор опреснительной установки

17. Выбор судовой электростанции

18. Выбор сепаратора масла

19. Выбор сепаратора топлива

20. Расположение СЭУ

Заключение

Список используемых источников

Введение

Судовая энергетическая установка - сложная подсистема судна, которая состоит из комплекса механизмов, аппаратов и устройств, предназначенных для выработки трех основных видов энергии, необходимых на судне:

- механической энергии для движения судна;

- электрической энергии для различных судовых нужд;

- тепловой энергии в виде энергии пара для отопления помещений и обогрева различных потребителей - оборудования, рабочих тел, перевозимого груза.

За счет выработки в необходимом количестве трех видов энергии судовая энергетическая установка обеспечивает функционирование судна по прямому назначению - перевозку грузов и различной техники, работу других подсистем судна, жизнедеятельность людей на судне, оказывает влияние на безопасность и эффективность эксплуатации судна.

Для судовой энергетической установки характерна сложная структура. В ее состав в основном входит оборудование энергетических систем и трубопроводов. Между которыми существуют сложные физические, параметрические и технико-экономические связи. Для процессов, протекающих в энергетическом оборудовании, характерны значительные изменения параметров - температуры, давления, скорости, сил и моментов, напряжений и деформаций, турбулентности, шума и вибрации, теплопередачи и др. Учет особенностей этих процессов при проектировании судовой энергетической установки связан с необходимостью анализа сложного спектра номинальных и эксплуатационных, расчетных и нерасчетных, переменных и переходных режимов оборудования, энергетических систем и энергетических комплексов.

Исходные данные

Вариант № 4.

Тип судна - сухогруз.

№ п/п	Наименование	Обозначение	Величина	Единицы измерения
1.	Полное водоизмещение	D	120000	т.с.
2.	Дедвейт	DW	7500	т.с.
3.	Экспериментальная скорость	Э	13	узлов
4.	Длина судна между перпендикулярами	LПП	125	м
5.	Ширина на миделе	В	19	м
6.	Расчетная осадка	Т	6,5	м
7.	Высота борта	НБ	9	м
8.	Коэффициент общей полноты	кОБ	0,69	-
9.	Сопротивление движению судна	R	235	кН
10.	Установленная мощность судовой электростанции	РЭЛ	600	кВт
11.	Число людей на судне	zЭ	26	человек
12.	Дальность плавания	LПЛ	5000	Миль

1. Определение требуемой мощности

;

где Ne_ТРЕБ - мощность требуемая для движения судна с заданной скоростью; R = 235 (кН) - сопротивление движению судна с заданной скоростью; _ПРОП = 0,62 0,65 - пропульсивный КПД; _ВАЛ = 0,99 - КПД валопровода; _ПЕР = 1 - КПД прямой передачи; к_N = 1,1 1,15 - коэффициент запаса на неблагоприятные условия эксплуатации, связанные с увеличением сопротивления движению судна.

(кВт).

2. Выбор МОД

По рассчитанной в п. 1 требуемой мощности Ne_ТРЕБ из типоразмерного ряда производим выбор МОД.

Марка цилиндра - S 35 МС.

№ п/п	Наименование	Обозначение	Величина	Единицы измерения
1.	Мощность одного цилиндра	NЦ	740	кВт
2.	Число цилиндров	zЦ	4	шт.
3.	Диаметр цилиндра	DЦИЛ	0,35	м
4.	Ход поршня цилиндра	SЦ	1,4	м
5.	Частота на режиме МДМ	nMAX	173	об/мин.
6.	Частота на нижней границе ОДР	nMIN	147	об/мин.
7.	Удельный расход топлива на режиме МДМ	Ве	0,178	кг/кВтч
8.	Среднее эффективное давление на режиме МДМ	РеМАХ	19,1	бар
9.	Среднее эффективное давление на нижней границе ОДР	РеМIN	15,3	бар
10.	Масса шести цилиндрового агрегата	GA6	75	т
11.	Масса одного цилиндра	GЦ	10,88	т
12.	Длина шестицилиндрового агрегата	LА6	4,72	м
13.	Длина одного цилиндра	LЦ	0,6	м
14.	Вертикальный габарит	НГАБ	5,42	м
15.	Ремонтный габарит	НРЕМ	7,08	м
16.	Ширина двигателя по фундаментной раме	ВФР	2,2	м

2.1 Определение длины и массы четырех цилиндрового агрегата

;

(м).

;

(т).

3. Построение диаграммы допустимых расчетных режимов

3.1 Определение мощности на режиме МДМ

;

(кВт).

3.2 Определение мощности на режиме ОДР

;

(кВт).

3.3 Определение мощности на эксплуатационном режиме

;

(кВт).

3.4 Определение частоты на эксплуатационном режиме

;

(об/мин).

3.5 Определение частоты при испытаниях

;

(об/мин).

3.6 Определение располагаемой мощности при эксплуатационных оборотах

;

(кВт).

3.7 Определение располагаемой мощности на привод валогенератора

;

(кВт).

3.8 Определение нагрузки судовой электростанции на ходу

;

(кВт)

4. Определение диаметра винта

;

где t = 0,2 - коэффициент засасывания, учитывающий работу винта за корпусом судна;

n_В = n_Э = 164 (об/мин).

(м).

4.1 Определение максимального диаметра винта

;

где Т = 6,5 (м) - расчетная осадка; к_D = 0,7.

(м).

5. Выбор альтернативного СОД

По рассчитанной в п. 1 требуемой мощности из типоразмерного ряда производим выбор СОД.

Марка цилиндра - L 32/40.

№ п/п	Наименование	Обозначение	Величина	Единицы измерения
1.	Мощность одного цилиндра	NЦ	440	кВт
2.	Число цилиндров	zЦ	7	шт.
3.	Диаметр цилиндра	DЦИЛ	0,32	м
4.	Ход поршня цилиндра	SЦ	0,4	м
5.	Частота на режиме МДМ1	nMAX	750	об/мин.
6.	Удельный расход топлива на режиме МДМ	Ве	0,179	кг/кВтч
7.	Вертикальный габарит	НГАБ	4,86	м
8.	Ширина двигателя	В	2,88	м
9.	Коэффициенты массы	AG	18,3	-
10.		BG	4,75	-
11.	Коэффициенты длины	AL	5,1	-
12.		BL	0,67	-

5.1 Определение оптимальных оборотов винта

;

(об/мин).

5.2 Определение передаточного отношения редуктора

;

.

5.3 Определение крутящего момента на входном валу

;

.

5.4 Выбор редуктора

Из типоразмерного ряда выбираем редуктор.

Типоразмер - 900.

№ п/п	Наименование	Обозначение	Величина	Единицы измерения
1.	Длина	L	1,9	м
2.	Ширина	В	2,16	м
3.	Высота	Н	2,55	м
4.	Масса	G	14,5	т

5.5 Определение длины СОД

;

(м).

5.6 Определение длины агрегата СОД

;

(м).

Т.к. 3,52 < 11,69, т.е. L_МОД < L_АГР^СОД, то в рассчитываемой судовой энергетической установке будем устанавливались МОД.

6. Определение диаметров валопроводов

6.1 Определение основного расчетного диаметра валопровода - диаметра промежуточного вала

;

(мм).

6.2 Определение диаметра гребного вала

;

(мм).

6.3 Уточнение диаметра гребного винта

Принимаем категорию ледового усиления - Л3. Т.е. судно может плавать круглогодично в легких ледовых условиях, в мелкобитом разреженном льду не арктических морей.

При категории ледового усиления Л3 необходимо увеличить диаметр гребного вала на 5%.

(мм).

6.4 Выбор диаметров промежуточного и гребного вала из типоразмерного ряда

d_ПР = 260 (мм).

d_ГР = 360 (мм).

6.5 Определение диаметра болта

;

где i = 6 8 - число болтов; D - диаметр центровой окружности расточки болтов.

(мм).

(мм).

Из типоразмерного ряда выбираем диаметр болта (мм).

6.6 Определение диаметра фланца

;

(мм).

7. Определение размеров МКО

7.1 Определение L_АП

;

;

(м).

7.2 Определение L_КОН

;

(мм) = 1 (м).

7.3 Определение L_{РЕМ. ГР.В}

;

где L_{НОС. ГР.В.} = 1 (м).

(м).

7.4 Определение L_МКО

;

где L_НОС = 1 (м).

(м).

7.5 Определение расстояния до оси вала

;

(м).

7.6 Определение расстояния между опорами

На каждом валу должно быть не менее двух опор.

;

(м).

.

;

(м).

7.7 Определение допусков

;

а) ;

.

б)

.

8. Параметры, предъявляемые фирмой изготовителем МОД к оборудованию

№ п/п	Наименование	Обозначение	Величина для 1-го цилиндра	Величина для 4-х цилиндров	Единицы измерения
1.	Расход воздуха	GVOZ	1,72	6,88	кг/с
2.	Расход газов	GGAZ	1,75	7	кг/с
3.	Температура газов	ТGAZ	270	С
4.	Подача циркуляционного топливного насоса	W1	0,33	1,32	м3/ч
5.	Подача топливоподкачивающего насоса	W2	0,2	0,8	м3/ч
6.	Подача насоса пресной воды	W3	7,17	28,68	м3/ч
7.	Подача насоса забортной воды	W4	21,7	86,8	м3/ч
8.	Подача главного масляного насоса	W5	16	64	м3/ч
9.	Подача насоса смазки распределительного вала	W6	0,17*	0,68	м3/ч
10.	Отвод тепла от продувочного воздуха	QVOZ	273,3	1093,2	кВт
11.	Поток забортной воды через воздухоохладитель	WVOD	13,2	52,8	м3/ч
12.	Отвод теплоты с маслом	QМ	69,2	276,8	кВт
13.	Поток забортной воды через маслоохладитель	WM VOD	8,5	34	кВт
14.	Отвод теплоты от пресной воды	QHOL	116,7	466,8	кВт
15.	Подвод теплоты к топливу	QT	8,7	34,8	кВт

* - распределительный вал, кроме применяемой консистентной системы смазки применяется гидропривод выхлопного клапана, подача которого указана.

Характеристики насосов.

	Давление, бар	ТМАХ, С
Топливный подкачивающий	4	100
Топливный циркуляционный	10	150
Смазки распределенный	4	60
Смазки распределительного вала	3	60
Забортной воды	2,5	50
Пресной воды	3	100

Потери теплоты в помещениях МКО на режиме МДМ в процентах от тепловыделения двигателем

Диаметр цилиндра, см	Потери теплоты, %
	26	2,0
	35	1,8
42	46	1,5
50	60	1,3
70	80	1,2
90	98	1,1

9. Выбор насосов

9.1 Выбор циркуляционного топливного насоса

Подача циркуляционного топливного насоса - W₁ = 1,32 (м³/ч).

В качестве циркуляционного топливного насоса принимаем шестеренный насос. винт топливо вал теплообменный

Марка - ШФ 2 - 25 - 1.4/165 - 13

№ п/п	Наименование	Обозначение	Величина	Единицы измерения
1.	Подача	W	1,4	м3/ч
2.	Давление нагнетания	Р	1,6	МПа
3.	Частота вращения	n	1450	об/мин
4.	Мощность	N	2,2	кВт
5.	Длина	L	790	мм
6.	Ширина	В	397	мм
7.	Высота	Н	355	мм
8.	Масса сухая	GС	58	кг
9.	Масса рабочая	GР	58,5	кг

9.2 Выбор топливоподкачивающего насоса и насоса смази распределительного вала

Подача топливоподкачивающего насоса - W₂ = 0,8 (м³/ч).

Подача насоса смазки распределительного вала - W₆ = 0,68 (м³/ч).

В качестве топливоподкачивающего насоса и насоса смазки распределительного вала принимаем винтовой насос.

Марка - ЭВ 0,6/25 - 1/6, 3Б - 2

№ п/п	Наименование	Обозначение	Величина	Единицы измерения
1.	Подача	W	1	м3/ч
2.	Давление нагнетания	Р	0,63	МПа
3.	Частота вращения	n	2820	об/мин
4.	Мощность	N	1,15	кВт
5.	Длина	L	172	мм
6.	Ширина	В	228	мм
7.	Высота	Н	715	мм
8.	Масса сухая	GС	30	кг
9.	Масса рабочая	GР	30,5	кг
10.	Высота всасывания	НВСАС	6,5	м

9.3 Выбор насоса пресной воды

Подача насоса пресной воды - W₃ = 28,68 (м³/ч).

В качестве насоса пресной воды принимаем центробежный насос.

Марка - НЦВ 40/30 Б.

№ п/п	Наименование	Обозначение	Величина	Единицы измерения
1.	Подача	W	40	м3/ч
2.	Напор	Р	300	Дж/кг
3.	Частота вращения	n	3000	об/мин
4.	Мощность привода	N	7,5	кВт
5.	Длина	L	950	мм
6.	Ширина	В	465	мм
7.	Высота	Н	470	мм
8.	Масса	G	174	кг
9.	Минимальная подача	QMIN	23	м3/ч
10.	Максимальная подача	QMAX	44	м3/ч

9.4 Выбор насоса забортной воды

Подача насоса забортной воды - W₃ = 86,8 (м³/ч). В качестве насоса забортной воды принимаем центробежный насос. Марка - НЦВ 100/30 А.

№ п/п	Наименование	Обозначение	Величина	Единицы измерения
1.	Подача	W	100	м3/ч
2.	Напор	Р	300	Дж/кг
3.	Частота вращения	n	3000	об/мин
4.	Мощность привода	N	15	кВт
5.	Длина	L	940	мм
6.	Ширина	В	485	мм
7.	Высота	Н	385	мм
8.	Масса	G	199	кг
9.	Минимальная подача	QMIN	78	м3/ч
10.	Максимальная подача	QMAX	125	м3/ч

9.5 Выбор главного масляного насоса

Подача главного масляного насоса - W₅ = 64 (м³/ч).

В качестве главного масляного насоса принимаем винтовой насос.

Марка - ЭВ 125/16 - 3 - 80/45.

№ п/п	Наименование	Обозначение	Величина	Единицы измерения
1.	Подача	W	80	м3/ч
2.	Давление нагнетания	Р	0,4	МПа
3.	Частота вращения	n	1500	об/мин
4.	Мощность привода	N	22	кВт
5.	Длина	L	565	мм
6.	Ширина	В	675	мм
7.	Высота	Н	1490	мм
8.	Масса сухая	GС	560	кг
9.	Масса рабочая	GР	575	кг
10.	Высота всасывания	НВСАС	6	м

10. Расчет теплообменного аппарата

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 3. Теплообменный аппарат.

где НЗВ - насос забортной воды; МО - маслоохладитель; ВВХ - водоводяной холодильник

10.1 Определение температур на входе и выходе из теплообменного аппарата

Начальные параметры:

t_M = 42 C

t_ПР = 75 C

t_ЗВ1 = 32 C

с_ЗВ = c_ПР = 4,2

с_М = 2,05

;

C.

;

C.

;

C.

C.

10.2 Определение среднего температурного напора маслоохладителя

;

C.

10.3 Определение среднего температурного напора водоводяного холодильника

;

C.

10.4 Определение поверхности теплопередачи маслоохладителя

;

(м²).

10.5 Определение поверхности теплопередачи водоводяного холодильника

;

(м²).

10.6 Выбор водоводяного холодильника

В качестве водоводяного холодильника принимаем кожухотрубный охладитель пресной воды марки - 26.9 - 420 - 4.

№ п/п	Наименование	Обозначение	Величина	Единицы измерения
1.	Поверхность теплопередачи	FВВХ	26,9	м2
2.	Расход забортной воды	GЗВ	26,4	кг/с
3.	Расход пресной воды	GПВ	2,7	кг/с
4.	Давление в полости забортной воды	РЗВ	1	МПа
5.	Давление в полости пресной воды	РПВ	1	МПа
6.	Гидравлическое сопротивление забортной воды	RГ	0,04	МПа
7.	Длина	L	1565	мм
8.	Ширина (диаметр)	В	600	мм
9.	Высота	Н	695	мм
10.	Масса брутто	G	766	кг

10.7 Выбор маслоохладителя

В качестве маслоохладителя принимаем кожухотрубного охладителя масла марки - ОКН 220 - 1050 - 1.

№ п/п	Наименование	Обозначение	Величина	Единицы измерения
1.	Поверхность теплопередачи	FМО	220	м2
2.	Расход забортной воды	GЗВ	125,1	кг/с
3.	Расход масла	GМ	50	кг/с
4.	Давление в полости забортной воды	РЗВ	0,6	МПа
5.	Давление в полости масла	РМ	1	МПа
6.	Гидравлическое сопротивление по воде	RГ	0,02	МПа
7.	Гидравлическое сопротивление по маслу	RМ	0,13	МПа
8.	Длина	L	3045	мм
9.	Ширина (диаметр)	В	1310	мм
10.	Высота	Н	1320	мм
11.	Масса брутто	G	4578	кг

11. Топливная система

Топливная система предназначена для приема, хранения, перекачивания, очистки, подогрева и подачи топлива потребителю.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 4. Схема топливной системы.

11.1 Определение запасов топлива

;

где к_М = 1,05 1,2 - коэффициент морского запаса, учитывающий задержки судна в рейсах; расход топлива на главный двигатель; - ходовой режим эксплуатации; к_СТ = 1,2 - коэффициент учитывающий стояночный режим.

(т).

11.2 Определение запасов тяжелого и легкого топлива

;

где З_ТТ - запасы тяжелого топлива.

(т).

;

где З_ЛТ - запасы легкого топлива.

(т).

11.3 Определение суммарного объема цистерны запаса тяжелого топлива

;

где к₁ = 1,01 - коэффициент мертвого объема; к₂ = 1,04 - коэффициент загромождения цистерны; _ТТ = 1.

(т).

11.4 Определение суммарного объема цистерны запаса легкого топлива

;

где

к₁ = 1,01 - коэффициент мертвого объема; к₂ = 1,04 - коэффициент загромождения цистерны; _ТТ = 0,85.

(т).

11.5 Определение часового расхода топлива

;

(т).

11.6 Определение объема отстойной цистерны

;

(т).

11.7 Определение объема расходной цистерны тяжелого топлива

;

(т).

11.8 Определение объема расходной цистерны легкого топлива

;

(т).

11.9 Определение производительности сепаратора

;

(т).

11.10 Определение подачи топливоподкачивающего насоса

где _ПЕР = 1 2 (часа) - время перекачки топлива.

(т/ч).

12. Расчет системы смазки подшипников коленчатого вала

12.1 Определение V_СЦ

;

где W_ГМН = W₅ = 80 (м³/ч) - подача главного масляного насоса; к₃ = 1,4 1,5 - коэффициент запаса на вспенивание; к_ЦИР = 2 - кратность циркуляции.

(т).

12.2 Определение запаса масла

;

где be_М = 0,5 0,8 (г/кВтч) - удельный расход масла; к_СМ = 1 - количество смен за период автономности.

(кг) 35 (т).

12.3 Определение подачи масляного насоса

;

(т/ч).

13. Системы охлаждения

Система охлаждения предназначена для отвода теплоты от различных механизмов, устройств, приборов и рабочих сред в теплообменные аппараты.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 6. Схема системы охлаждения.

где 1 - бортовой кингстонный ящик; 2 - воздушные трубы; 3 - насосы забортной воды; 4 - датчик температуры забортной воды, подающий импульс на терморегулятор 9; 5 - маслоохладитель; 6 - охладитель продувочного воздуха; 7 - охладитель пресной воды; 8 - охладитель масла распредвала; 10 - отливной клапан; 11 - отливной коллектор; 12 - дроссельная шайба; 13 - трубопровод рециркуляции (возврата); 14 - приемный фильтр; 15 - донный кингстонный ящик.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 7.

где РЦ - расширительная цистерна (компенсирует изменение объема системы, создает подпор на всасывание насоса, для избежания кавитации центробежного насоса); РБ - растворный бачок (создаются пассивирующие растворы); ОУ - опреснительная установка; ПОТ - пароотводящая труба; КОЛ - коллектор.

14. Расчет системы сжатого воздуха

Системы сжатого воздуха используется для хозяйственных нужд (воздух низкого давления, до 1 МПа), для пуска и реверса ДВС (воздух среднего давления, до 3 МПа), для управления ГТД и др. целей (воздух высокого давления, более 5 МПа).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 8. Схема системы сжатого воздуха.

где ГД - главный двигатель; К - главный компрессор; ПК - подкачивающий компрессор (осуществляет оперативное подкачивание сжатого воздуха); ВМО - влагомаслоотделитель; Б - баллон; БГД - баллон главного двигателя;

14.1 Определение необходимого количества воздуха

;

где q - удельный расход воздуха на пуск или реверс; объем одного цилиндра; z_ПУСК = 12 - число последовательных пусков или реверсов без восполнения запасов.

(м³).

14.2 Определение суммарного объема баллонов

;

где р_МАХ = 30 (атм.) - максимальное давление баллона; р_МIN = 5 (атм.) - минимальное давление баллона.

(м³).

14.3 Определение числа баллонов

Принимаем число баллонов n = 2.

14.4 Определение объема одного баллона

;

(м³).

14.5 Определение суммарной производительности компрессоров для заполнения всего объема за 1 час

;

(м³/ч).

14.6 Определение производительности одного компрессора

;

(м³/ч).

14.7 Определение производительности подкачивающего компрессора

;

(м³/ч).

14.8 Выбор главного компрессора

В качестве главного компрессора принимаем компрессор марка: Н - 63.

№ п/п	Наименование	Обозначение	Величина	Единицы измерения
1.	Производительность	WК	80	м3/ч
2.	Мощность привода	N	18,5	кВт
3.	Длина	L	1080	мм
4.	Ширина	В	805	мм
5.	Высота	Н	1200	мм
6.	Масса	G	0,00	т

14.9 Выбор подкачивающего компрессора

В качестве подкачивающего компрессора принимаем компрессор марка: НС - 54А.

№ п/п	Наименование	Обозначение	Величина	Единицы измерения
1.	Производительность	WК	46	м3/ч
2.	Мощность привода	N	15,4	кВт
3.	Длина	L	1080	мм
4.	Ширина	В	805	мм
5.	Высота	Н	1200	мм
6.	Масса	G	0,00	т

15. Определение утилизации теплоты в дизельной установки

15.1 Определение отклонения мощности на эксплуатационном режиме от спецификационной мощности

.

15.2 Определение поправок по массе и температуре

15.3 Определение количества газов

;

(кг/с).

15.4 Определения температуры газов

;

.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 9. Схема утилизационной установки выхлопных газов.

где ЦН - центробежный насос; ПН - питательный насос; ТЯ - теплый ящик; С - сепаратор; УПГ - утилизационный парогенератор.

15.5 Определение температур

.

.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 10. Температурные напоры в утилизационном парогенераторе.

15.6 Определение количества теплоты отобранной у газов

,

где c_РГ = 1 (кДж/кг с) - удельная теплоемкость газов.

(кДж).

15.7 Определение количества пара

;

где r = 2000 (кг).

(кДж/кг).

15.8 Определение расхода пара на общесудовые нужды

;

(кг/ч).

15.9 Выбор КАВ (котел автоматизированный вспомогательный)

Марка КАВ 1,6/7.

№ п/п	Наименование	Обозначение	Величина	Единицы измерения
1.	Производительность	WКАВ	1,6	т/ч
2.	Давление в коллекторе	рКОЛ	0,7	МПа
3.	Газовое сопротивление	RГАЗ	0,002	МПа
4.	КПД котла	К	80,5	-
5.	Поверхность нагрева	F	47,7	м2
6.	Ширина	В	2222	мм
7.	Длина	L	2590	мм
8.	Высота	Н	3250	мм
9.	Масса сухая	GС	5,3	т
10.	Масса рабочая	GР	6,2	т

16. Расчет опреснительной установки

16.1 Определение требуемой подачи испарительной установки

,

где Н_РВ = 0,3 0,5 (т/с) - норма расхода воды; - расход технической воды на людей; - затраты на восполнение потерь пресной воды; к_УТ = 0,025 - 0,02 - коэффициент утечек; расход воды на технологические нужды судна; П_Р - производительность судна.

(т/сут).

16.2 Определение фактической подачи испарительной установки

;

(т/сут).

16.3 Выбор опреснительной установки

Марка - AFGU1 - E18.

№ п/п	Наименование	Обозначение	Величина	Единицы измерения
1.		WОУ	18
2.		W1	87
3.		Т1	67	С
4.		W2	50
5.		Т2	74	С
6.		PЭЛ	8,5
7.	Длина	L	1,9	м
8.	Ширина	В	1,3	м
9.	Высота	Н	1,9	м
10.		GР	2200

17. Выбор судовой электростанции

Марка - D 2840 LE.

№ п/п	Наименование	Обозначение	Величина	Единицы измерения
1.	Номинальная электрическая мощность, отдаваемая в сеть	NЭЛ	302	кВт
2.	Удельный расход топлива на номинальном режиме	ВеЭЛ	195	г/кВтч
3.	Масса агрегата, приготовленного к действию	GРАБ	3,14	т
4.	Длина наибольшего габарита	L	2900	мм
5.	Ширина по фундаментной раме	В	1270	мм
6.	Габаритная высота	Н	1480	мм

18. Выбор сепаратора масла

Марка - МАВ 205 S

№ п/п	Наименование	Обозначение	Величина	Единицы измерения
1.	Производительность	WМ	5,75	м3/ч
2.	Длина	L	1725	мм
3.	Ширина	В	975	мм
4.	Высота	Н	1280	мм

19. Выбор сепаратора топлива

Марка - МАВ 204 S

№ п/п	Наименование	Обозначение	Величина	Единицы измерения
1.	Производительность	WТ	3,6	м3/ч
2.	Длина	L	1705	мм
3.	Ширина	В	600	мм
4.	Высота	Н	1215	мм

20. Расположение СЭУ

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 11. Расположение СЭУ. а) - план трюма; б) - продольный разрез по ДП; в) - поперечный разрез по блоку 35; г) - поперечный разрез на уровне блока 13. 1 - главный двигатель МОД; 2 - блок смазки приводов ГД; 4 - блок перекачки тяжелого топлива; 5 - блок перекачки легкого топлива; 6 - блок сепарации топлива и масла; 7 - блок общесудовых насосов забортной воды; 9 - цистерна протечек топлива; 10 - цистерна перелива топлива; 11 - цистерна запаса топлива; 13 - блок топливоподкачивающих насосов; 17 - блок маслоохладителей; 18 - блок главных масляных насосов;19 - блок перекачки топлива; 20 - блок перекачки масла; 21 - сточная цистерна циркуляционного масла; 25 - цистерна запаса циркуляционного масла; 26 - цистерна протечек масла; 32 - блок смазки дейдвуда; 35 - блок охлаждения пресной водой; 36 - расширительная цистерна пресной воды; 38 - блок насосов забортной воды; 39 - блок фильтров забортной воды; 42 - блок воздухохранителей; 43 - блок компрессоров; 44 - зональный блок судовой электростанции; 45 - зональный блок вспомогательной котельной установки; 46 - центральный пост управления СЭУ и СЭС; 47 - зональный блок шахты МКО; 53 - валопровод.

Заключение

В настоящем курсовом проекте рассчитана судовая энергетическая установка сухогруза, водоизмещением 120000 т.с.

Выбран малооборотный двигатель маркой цилиндра S 35 МС, мощностью 2960 (кВт).

Подобран альтернативный среднеоборотный двигатель маркой цилиндра L 32/40, мощностью 3080 (кВт) и редуктор (типоразмер 900).

Определены диаметр гребного винта и диаметры гребного и промежуточного валов. Рассчитаны размеры машинно-котельного отделения.

Рассмотрены топливная система, система смазки двигателя, система смазки подшипников коленчатого вала, система охлаждения, система сжатого воздуха, система утилизации теплоты.

Определены запасы топлива (тяжелого и легкого) и масла.

Подобрано следующее оборудование:

1. Насосы:

- циркуляционный топливный насос, марка - ШФ 2 - 25 - 1.4/165 - 13;

- топливоподкачивающий насос, марка - ЭВ 0,6/25 - 1/6, 3Б - 2;

- насос смазки распределительного вала, марка - ЭВ 0,6/25 - 1/6, 3Б - 2;

- насос пресной воды, центробежный насос марки НЦВ 40/30 Б;

- насос забортной воды, центробежный насос марки НЦВ 100/30 А;

- главный масляный насос, винтовой насос марки ЭВ 125/16-3-80/45.

2. Теплообменные аппараты:

- кожухотрубный охладитель пресной воды, марка - 26.9 - 420 - 4;

- кожухотрубный маслоохладитель, марка - ОКН 220 - 1050 - 1 .

3. Компрессоры:

- главный компрессор, марка НС - 63;

- подкачивающий компрессор, марка НС - 54А.

4. Котел автоматизированный вспомогательный, марка КАВ 1,6/7.

5. Опреснительная установка, марка - AFGU1 - E18.

6. Судовая электростанция, марка - D 2840 LE.

7. Сепараторы:

- сепаратор топлива, марка - МАВ 204 S;

- сепаратор масла, марка - МАВ 205 S.

Список используемых источников

1. Даниловский А.Г. Судовые энергетические установки. Автоматизированное проектирование. СПб, 2004 г.

2. Даниловский А.Г., Андронов Д.А., Орлов М.А. Проектирование расположений энергетических установок транспортных судов. СПб, 2004 г.

Размещено на Allbest.ru