Проект модернизации энергетической установки грузопассажирского судна

Размещено на http://www.allbest.ru/

37

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

Введение

1. Анализ показателей судна и его энергетической установки

2. Обоснование состава главной энергетической установки

3. Расчёт вспомогательной котельной установки

4. Расчёт систем энергетической установки

5. Проектирование судового валопровода

6. Сопоставление показателей энергетических установок судна и проекта

Выводы

Библиографический список

Введение

Современное развитие транспортного флота характеризуется созданием высокопроизводительных грузовых, буксирных и пассажирских судов, повышением их мощности, скорости хода; оборудованием, высокоэффективными и экономичными механизмами, устройствами, системами, средствами механизации и автоматизации, стандартизацией и унификацией отдельных механизмов и судовых энергетических установок в целом.

С ростом грузоподъёмности и скорости хода судов увеличиваются их энергооснащённость и мощность главных двигателей. В связи с этим судовые энергетические установки, затраты на которые составляют около 35% общей строительной стоимости судов, оказывают большое влияние на технико-эксплуатационные и экономические показатели флота.

Цель: для повышения скорости движения судна на 5% необходимо увеличить мощность главного двигателя, а некоторые остальные показатели этого двигателя могут уменьшаться ( в зависимости от совершенства дизеля ). Для определения наилучшего двигателя необходимо выбрать 2-3 дизеля требуемой мощности ( в диапазоне 100-120% от мощности исходного двигателя ) и сравнить их с установленным на судне. Предпочтение отдается двигателю с высшим комплексным параметром качества.

Судовая энергетическая установка (СЭУ) состоит из комплекса оборудования, предназначенного для преобразования энергии топлива в механическую, электрическую и тепловую энергий и транспортировки их к потребителям. Указанные виды энергии обеспечивают: движение судна с заданной скоростью; безопасность и надёжность плавания; работу механизмов машинного помещения, палубных механизмов и устройств; электрическое освещение; действие средств судовождения, управления механизмами, сигнализации и автоматики; общесудовые и бытовые нужды экипажа и пассажиров; выполнение различных производственных операций на транспортных судах, судах технического флота и специального назначения.

1. Анализ показателей судна и его энергетической установки

Таблица 2.1 Характеристика судна проекта 81080.

№ п/п	Параметры, единицы измерения	Численные значения
1	Класс судна	“о”
2	Размерения корпуса, длина ширина высота борта	36,3 6 2,6
3	Водоизмещение, т	136,5
4	Пассажировместимость,	150
5	Мощность,	220
6	Осадка,	1,33
7	Скорость, . в полном грузу	20
8	Число мест для экипажа	3
9	Автономность,часов.	40
10	Тип движителя	ГВ
11	Количество движителей	2
12	Диаметр винта,	1
13	Сухая масса СЭУ, т	1750
14	Габариты машинного отделения, длина ширина	7,7 5,8

Таблица 2.2 Характеристика основных элементов энергетической установки судна проекта КУ056.

Элементы энергетической установки и их параметры, единицы измерения	Численные Значения
ГЛАВНЫЕ ДВИГАТЕЛИ: количество марка номинальная эффективная мощность, номинальная частота вращения коленчатого вала, род топлива удельный эффективный расход, : топлива масла	2 6ЧСП 15/18 (3Д6) 110 1500 Диз. 0,224 0,00136
ГЛАВНАЯ ПЕРЕДАЧА МОЩНОСТИ: тип передаточное отношение	РРП 3,07 и 2,96
СУДОВАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ: количество марка дизеля номинальная эффективная мощность, номинальная частота вращения коленчатого вала, удельный эффективный расход топлива, марка валогенератора количество валогенераторов номинальная мощность валогенератора,	1 4 Ч 10,5/13 29,4 1500 0,248 нет - -
КОТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА: марка автономного котла количество теплопроизводительность, расход топлива, марка утилизационного котла количество теплопроизводительность,	ИЧМ - 2 1 1680000 5,1 нет - -

На основе данных табл. 2.1 и 2.2 выполняется расчёт показателей установки судна (табл. 2.3).

Эффективная мощность главной ЭУ:

,

где - количество ГД;

- номинальная эффективная мощность ГД, .

Энергооснащённость судна:

 ,

где - водоизмещение судна в полном грузу, т.

Энергонасыщенность по отношению к:

- длине машинного отделения (МО)

- площади МО

,

где - мощность вспомогательных двигателей СЭУ, ;

и - длина в м и площадь МО в .

Энергоёмкость работы судна:

,

где для пассажирских судов, где - пассажировместимость, ; - скорость судна в полном грузу, .Удельная масса ЭУ:

,

где - сухая масса энергетической установки, т.

Абсолютный КПД установки:

,

где - теплота, затрачиваемая на технологические нужды, которые определяются условиями транспортировки груза, , ;

- общий расход топлива на СЭУ, ;

- низшая удельная теплота сгорания, ,

;

Эффективный КПД установки:

,

где - мощность дизель-генератора, ;

и - удельные эффективные расходы топлива главного и вспомогательного двигателей, ;

и - низшая удельная теплота сгорания топлива, применяемого главным и вспомогательным двигателями, ; - КПД вспомогательного автономного котла. Принимаем .

- количество дизель-генераторов, автономных котлов, утилизационных котлов;

- теплопроизводительность вспомогательного автономного котлоа.

КПД судового ( пропульсивного ) комплекса:

 ,

где - эффективный КПД главного двигателя;

- КПД главной передачи установки, принимаемый равным для реверс- редукторной передачи 0,96 - 0,97 ; принимаем ;

и - КПД валопровода ( ) и пропульсивный КПД движителя ( для гребных винтов речных судов ).

Принимаем ,

.

КПД энергетического комплекса:

где - эффективный КПД вспомогательного двигателя;

- КПД электрогенератора: ;

- расход топлива автономным котлом, .

Результаты расчета представлены в таблице № 2.3.

Таблица 2.3. Показатели энергетической установки судна проекта КУ056.

№ п/п	Наименование показателя, единицы измерения	Численные Значения
1	Эффективная мощность главной ЭУ,	220
2	Энергооснащённость,	1,61
3	Энергонасыщенность по отношению к: длине МО, площади МО,	32,39 5,6
4	Энергоёмкость работы судна,	264
5	Удельная масса ЭУ,	7,95
6	Эффективный КПД установки	0,28
7	Абсолютный КПД установки	0,36
8	КПД судового комплекса	0,19
9	КПД энергетического комплекса	0,41

В качестве целевой установки данной курсовой работы выступает требование об изменении скорости движения судна, а именно её увеличения на 5%. В таком случае требуемая мощность будет равна:

,

где и - требуемая и существующая номинальная эффективная мощность главной энергетической установки судна, ;

и - требуемая и существующая скорость движения судна в полном грузу, .

Требуемая номинальная эффективная мощность ГД:

2. Обоснование состава главной энергетической установки

Исходными данными при выборе главных двигателей являются:

- мощность главной энергетической установки судна ;

- количество и частота вращения движителей .

Для обоснования марки главного двигателя необходимо рассмотреть 2-3 дизеля, мощность которой близка ( в диапазоне (100-120% )) к требуемой, и сравнить их с установленными на судне по комплексному параметру качества. В качестве главного двигателя судна следует принимать дизель, имеющий наибольшее значение комплексного параметра. При равных значениях комплексного параметра предпочтение отдаётся дизелю, который в составе ЭУ имеет больший КПД судового комплекса.

-требуемая мощность двигателей.

Расчёт комплексного параметра качества производим по формуле:

,

где - комплексный параметр качества дизеля;

- удельная мощность дизеля, ;

- длина, ширина и высота дизеля, м;

- максимальное значение удельной мощности среди рассматриваемых двигателей, ;

- удельная масса дизеля, ,

где М - масса дизеля, кг;

- минимальное значение удельной массы среди рассматриваемых двигателей, кг/кВт;

- удельный эффективный расход топлива дизеля, ;

- минимальное значение удельного эффективного расхода топлива среди рассматриваемых двигателей, ;

- удельный эффективный расход масла дизеля, ;

- минимальное значение удельного эффективного расхода масла среди рассматриваемых двигателей, ;

- ресурс дизеля до капитального ремонта, ;

- максимальное значение ресурса среди рассматриваемых

двигателей, ;

- условный показатель рода топлива, используемого дизелем ( для тяжёлого топлива , а для лёгкого ( дизельного ) - );

- стоимость дизеля;

- минимальное значение стоимости среди рассматриваемых двигателей;

- коэффициенты весомости ( ).

При выборе двигателей для транспортных судов можно принять

.

Для двигателей марки 6ЧН18/22 и 6ЧСПН18/22 была выбрана реверс-редукторная передача фирмы Рантьес типа ВАФ со следующими показателями:

- масса 1250 ;

- длина 950 ;

- ширина 1000 ;

- высота 1100 .

Сопоставление удобно производить в табличной форме ( табл. 3.1 ).

Таблица 3.1. Сопоставление параметров судовых дизелей.

Наименование параметра, единица измерения	Марка дизеля
	6ЧН18/22	6ЧСПН18/22
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
1. Номинальная эффективная мощность,	165	165
2. Номинальная частота вращения коленчатого вала,	750	750
3. Реверсивность	0	0
4. Род топлива	Диз.	Диз.
5. Удельный эффективный расход топлива,	0,161	0,222
6. Удельный эффективный расход масла,	0,004	0,001
7. Ресурс до капитального ремонта,	30	50
8. Габаритные размеры, : длина ширина высота	2,39 1 1,52	3,32 1,1 1,6
9. Масса,	3300	4350
10. Удельная мощность,	45,42	28,24
11. Удельная масса,	20	26
12. Стоимость	19937	23769
13. Комплексный показатель качества	0,67	0,72
14. Тип главной передачи	РРП	РРП
15. КПД судового комплекса	0,28	0,23

Выводы по разделу: В результате сравнения трёх двигателей был выбран двигатель марки 6ЧСПН18/22, так как у него наиболее высокий комплексный показатель качества.

3. Расчёт вспомогательной котельной установки

Вспомогательные котельные установки являются наиболее распространёнными источниками теплоты на речных судах. Для удовлетворения потребности в теплоте в ходовом режиме на судах, как правило, устанавливаются водогрейные или паровые утилизационные котлы, использующие теплоту выпускных газов главных двигателей. Потребность судна в теплоте на стоянках удовлетворяется автономными котлами. Сорт топлива, используемого автономными котлами и главными двигателями, должен быть одинаковым.

Общее количество теплоты на судовые складывается из расходов теплоты на отопление помещений, санитарно-бытовые нужды, подогрев топлива и масла в системах ЭУ, а также на подогрев перевозимого груза и воды для мытья танков на танкерах.

Расход теплоты на отопление помещений для пассажирских судов осуществляется по следующей зависимости:

,

где и - число членов экипажа и пассажиров, .

Расход теплоты на санитарно-бытовые нужды находится по выражению:

,

где - удельный расход теплоты на приготовление горячей мытьевой воды, принимаемый равным для пассажирских судов 1250…1670 . Принимаем ;

- удельный расход теплоты на приготовление кипячёной питьевой воды, принимаемый равным для пассажирских судов 380…395 . Принимаем .

Расход теплоты на подогрев топлива, масла и другие технические нужды составляет:

 .

Расход общего количества потребления теплоты для различных режимов движения судна производится в табличной форме ( табл. 4.1 ).

Коэффициент загрузки потребителей в ходовом и стояночном режимах следует принимать 0,9-0,6, а коэффициент одновременности принимают равным для ходового режима 0,8-0,9, для стояночного режима 0,7-0,8.

Таблица 4.1. Расчёт количества потребления теплоты на судне.

Потребители теплоты	Расчётный расход теплоты,	Режим работы судна
		Ходовой	Стояночный
		Коэффициент загрузки	Потребное количество теплоты,	Коэффициент загрузки	Потребное количество теплоты,
Отопление Санитарно-бытовые нужды Технические нужды
		0,9	865671,3 224451 152617,1	0,6	577114,2 134670,6 101774,4
Итого
Количество фактически потребляемой теплоты

Производительность автономных котлов должна быть достаточной для обеспечения потребности судна в любом режиме без работы утилизационных котлов. Поэтому вспомогательные автономные котлы выбираются по максимальному количеству потребной теплоты или .

В данном случае два автономный котел марки ИЧМ-2, теплопроизводительностью 1680000 ,обеспечивает потребности судна на обоих режимах.

4. Расчёт систем энергетической установки

Для обеспечения нормальной работы двигатели ( главные и вспомогательные ) и котельная установка СЭУ оборудуются системами: топливной, масляной, водяного охлаждения, сжатого воздуха и газовыпуска. Каждая система может быть подразделена на две части: непосредственно связанную с двигателями и судовую.

Судовая часть топливной системы СЭУ предназначена для приёма, перекачивания, хранения, подготовки к использованию ( очистки, подогрева высоковязкого топлива ) и транспортировки топлива к потребителям. Она состоит из цистерн, топливоперекачивающих насосов, оборудования для подготовки топлива к использованию ( фильтров, сепараторов, подогревателей ) и систем трубопроводов с арматурой и контрольно-измерительными приборами ( КИП ).

Вместимость цистерн в определяется:

- запасных

;

- расходных ( расходно-отстойных ) для главных двигателей

дизельного топлива

;

- расходных для вспомогательных двигателей

;

- расходных для вспомогательных автономных котлов

;

- сточной

;

- аварийного запаса топлива

,

где , и - количество главных двигателей, вспомогательных двигателей и автономных котлов;

, и - номинальные эффективные мощности главного двигателя, вспомогательного двигателя и суммарная мощность всех дизелей СЭУ, ;

и - удельные эффективные расходы топлива главного и вспомогательного двигателей, ;

- расход топлива автономного котла, ;

1,1 - коэффициент, учитывающий “ мёртвый “ запас топлива;

8, 12, 4 и 24 - регламентируемая продолжительность потребления топлива из соответствующих цистерн, ч;

- коэффициент ходового времени, принимаемый равным для пассажирских судов - 0,62;

- коэффициент использования автономного котла, принимаемый равным 0,2…0,3;

- продолжительность автономного плавания, ч;

- плотность топлива, принимаемая равной для дизельного топлива

- 860 .

В соответствии с требованиями Правил Речного Регистра РФ подача насоса для перекачивания топлива из запасных цистерн в расходные определяется:

,

где - вместимость расходной ( расходно-отстойной ) цистерны, ;

- время её заполнения.

Производительность сепаратора определяется из условия очистки суточной потребности топлива за 8-12 :

.

Масляная система предназначена для приёма, хранения, очистки и подачи масла к потребителям. В её состав входят: цистерны, маслоперекачивающие насосы, оборудование для очистки ( фильтры, сепараторы ), подогреватели и система трубопроводов с арматурой и КИП.

Вместимость цистерн определяется:- запасных



;

- циркуляционных ( маслосборников )

для тихоходных главных дизелей

;

для быстроходных вспомогательных дизелей

;

- расходных ( или сепарированного масла )

главных дизелей

;

вспомогательных дизелей

;

- сточных и отстойных

,

где и - удельные эффективные расходы масла главного и вспомогательного двигателей, ;

- удельная масса масла в сточных цистернах или картерах двигателей, принимаемая равной для тихоходных дизелей 2,7 , быстроходных - 2,95 ;

- плотность масла, принимаемая равной 899 ;

и - суммарная вместимость маслосборников или картеров главных и вспомогательных двигателей, .

Подачи насосов определяются:

- резервного циркуляционного

главного двигателя

;

вспомогательного двигателя

;

- маслоперекачивающего (для заполнения расходных цистерн )

главного двигателя

;

вспомогательного двигателя

,

где - доля теплоты, отводимая маслом, принимаемая равной для тихоходных дизелей 0,05…0,07, быстроходных - 0,07…0,08;

- низшая удельная теплота сгорания топлива, принимаемая равной для дизельного топлива 42700 ;

- теплоёмкость масла, принимаемая равной 2…2,2 ;

- разность температур масла на входе и выходе из дизеля, принимаемая равной 6-12.

Производительность сепаратора определяется из условия обеспечения необходимой кратности очистки масла:

,

где 1,5…3,5 - кратность очистки масла ( большие значения для тихоходных дизелей );

- суммарная вместимость маслосборников главных и вспомогательных двигателей, ;

- время работы сепаратора в сутки, равное 8-12 ч.

Система водяного охлаждения предназначена для отвода теплоты от втулок цилиндров, крышек цилиндров, смазочного масла, газовыпускного коллектора у крупных дизелей без наддува и других механизмов энергетической установки. В дизельных установках система водяного охлаждения, как правило, двухконтурная. Вода внутреннего контура охлаждает двигатели, а в открытом внешнем контуре через водяной и масляный охладители ( холодильники )прокачивается забортная вода. Циркуляция воды в системе охлаждения осуществляется обычно центробежными насосами.

Подача насосов определяется:

- внутреннего контура

главного двигателя

;

вспомогательного двигателя

;

- внешнего контура

главного двигателя

;

вспомогательного двигателя

,

где - доля теплоты, отводимая водой, принимаемая равной для тихоходных дизелей с наддувом 0,12…0,17, быстроходных - 0,15-0,20;

и - теплоёмкости пресной воды внутреннего контура и забортной воды внешнего контура, равные 4,19 и 3,98 соответственно;

и - плотности воды внутреннего контура и забортной воды, равные 1000 и 1020 соответственно;

и - разности температур воды во внутреннем контуре на выходе и входе в дизель и во внешнем контуре на выходе и входе в холодильник, принимаемые равными 10-12 и 15-25 соответственно.

В целях унификации принимаем , т.е. принимаем подачи насосов внешнего контура.

Поверхность охлаждения водяного холодильника определяется:

главного двигателя

вспомогательного двигателя

где - общий коэффициент теплопередачи от воды к воде, равный для трубчатых холодильников 0,58…0,82 ;

- среднелогарифмическая разность температур для противоточных холодильников,

и - температуры воды во внутреннем контуре на выходе из дизеля и холодильника, принимаемые равными 75-90 и 65-80 соответственно;

и - температуры забортной воды на входе и выходе из водяного холодильника, принимаемые равными 30-32 и 45-50 соответственно.

Система сжатого воздуха предназначена для обеспечения пуска главных и вспомогательных двигателей, подачи звукового сигнала, подпитки пневмоцистерн и работы пневматических систем автоматического регулирования и управления. В её состав входят компрессоры, пусковые и тифонные баллоны, баллоны для технологических и хозяйственных нужд и система трубопроводов с арматурой и КИП.

Вместимость баллонов определяется:

- пусковых

;

- для тифона

,

где - удельный расход свободного воздуха на 1 объёма цилиндра дизелей при пуске, который составляет 8-10 ;

- рабочий объём цилиндра,

;

и - внутренний диаметр цилиндра и ход поршня, ;

- число цилиндров двигателя;

- число последовательных пусков и реверсов двигателя, принимаемое равным 12 для реверсивных дизелей;

- давление окружающей среды, равное 0,098 ;

и - начальное давление воздуха в баллоне после его заполнения и нижний его предел, при котором ещё возможен пуск дизеля, принимаемые равными 3-6 и 0,5-1,0 соответственно;

- коэффициент насыщения сигналами, принимаемый равным 0,128;

- расход тифоном свободного воздуха, принимаемый равным 1-6 ;

- продолжительность подачи сигнала, принимаемая равной для судов класса “ M “ - 5 ;

и - начальное давление воздуха в баллоне после его заполнения и нижний его предел, при котором ещё возможна подача сигнала, принимаемые равными 3 и 0,5 соответственно.

По Правилам Речного Регистра РФ число пусковых баллонов должно быть не менее двух для каждого главного двигателя и одного - для вспомогательного двигателя ( в данном случае общее количество баллонов равно 8 ), а компрессоров - не менее двух на судно ( один может быть навешен на двигатель ) с подачей каждого по свободному воздуху не менее:

,

где - время заполнения баллонов, принимаемое равным 1 ч.

Система газовыпуска предназначена для отвода в атмосферу выпускных газов от главных и вспомогательных дизелей, котлов и камбуза.

В состав газовыпускной системы входят газовыпускные трубы на каждый главный и вспомогательный двигатель и автономный котёл, компенсаторы, изоляция, глушители и искрогасители.

Площадь сечения газовыпускных трубопроводов определяется:

- для главного двигателя



;

- для вспомогательного двигателя

;

- для автономного котла

,

где - часовой расход топлива главным или вспомогательным двигателем или автономным котлом, ;

- коэффициент избытка воздуха, принимаемый равным для среднеоборотных дизелей - 1,8…2,1 , высокооборотных двигателей - 1,3…1,7 и для автономных котлов - 1,2…1,3.

- теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 топлива;

- газовая постоянная продуктов сгорания;

- температура выпускных газов, принимаемая равной за дизелями 537…773 К, за автономными котлами - 423…573 К;

- допустимая скорость движения газов в трубопроводе, принимаемая равной для четырёхтактных дизелей 30-45 , двухтактных дизелей - 25-30 , для автономных котлов - 20-25 ;

- допустимое давление в трубопроводе, принимаемое равным .

5. Проектирование судового валопровода

Проектирование судового валопровода включает:

- разработку принципиальной схемы валопровода;

- выбор материала валов и определение их диаметров;

- расчёт промежуточного и гребного валов на прочность;

- оценку запаса по критической частоте вращения и продольной устойчивости гребного вала.

Разработка принципиальной схемы валопровода.

Схема валопровода разрабатывается для выбранного в разделе 3 типа главной передачи.

Рис.1. Принципиальная схема валопровода.

1 - обтекатель гребного винта; 2 - гребной винт; 3 - кормовая опора гребного винта; 4 - защитный кожух гребного вала; 5 - дейдвудная труба; 6 - водонепроницаемая переборка; 7 - гребной вал; 8 - шкив привода валогенератора; 9 - кормовой опорный подшипник; 10 - ленточный тормоз; 11 - промежуточный вал с опорным подшипником; 12 - жёсткая муфта; 13 - упорный подшипник; 14 - шкив привода реле частоты вращения ДАУ; 15 - двигатель; 16 - маховик; 17 - зубчатая муфта; 18 - упорный вал.

Выбор материала валов и определение их диаметров.

По правилам Регистра валы судовых валопроводов должны изготовляться из стальных поковок с временным сопротивлением 430-690 МПа.

В качестве материала для валов можно использовать сталь Ст5 с временным сопротивлением пределом текучести .

Диаметры валов для СЭУ с - тактными главными двигателями должны быть не менее в мм:

- промежуточного и упорного для судов классов “ М “ и “ О “

;

- упорного в районе упорного гребня

;

- гребного

,

где - номинальная мощность, передаваемая промежуточным валом, ; - коэффициент, учитывающий неравномерность крутящего момента и принимаемый равным для 6 цилиндровых - тактных ДВС - 1,15;

- номинальная частота вращения промежуточного вала, ;

- коэффициент, принимаемый равным для валов с облицовкой 7;

- диаметр гребного винта, .

Расчёт валов на прочность.

Расчёт валов на прочность выполняется по приведённым напряжениям с помощью следующей формулы:

 ,

где - наибольшие нормальные напряжения сжатия, ;

- напряжения сжатия от упора движителя, ;

- наибольшие напряжения при изгибе, ;

- напряжения кручения, ;

- запас прочности, принимаемый равным для промежуточного вала 2,8, а для гребного - 3,15;

- упор движителя, ;

- номинальная мощность главного двигателя, ;

- номинальная мощность, передаваемая валом,

;

- номинальная частота вращения вала, ;

- диаметр рассчитываемого вала, ; - скорость судна, ;

- максимальный изгибающий момент на промежуточном валу в при отсутствии на пролёте длиной сосредоточенной нагрузки;

- расстояние между опорными подшипниками;



- максимальный изгибающий момент на гребном вале в при расположении винта на консоли длиной в .

Рассчитываем на прочность промежуточный вал:

;

;

;

;

;

;

;

;

;

, условие прочности выполнено.

Рассчитываем на прочность гребной вал:

;

;

;

;

;

;

;

, условие прочности выполнено.

Оценка запаса по критической частоте вращения и продольной устойчивости гребного вала.

Необходимый запас по критической частоте вращения гребного вала обеспечивается, если

,

где и - длина дейдвудного пролёта и консоли гребного вала, ;

- номинальная частота вращения гребного вала, .

, необходимый запас по критической частоте гребного вала обеспечивается.

Проверке на продольную устойчивость подлежат валы, у которых

,

где - максимальная длина пролёта вала.

Следовательно данный гребной вал не подвергается проверке на предельную устойчивость.

В данном разделе была разработана принципиальная схема валопровода, был выбран материал валов и определён их диаметр. Также были произведены расчёты валов на прочность, в результате которых выяснилось, что все валы удовлетворяют условиям прочности, и оценка по критической частоте вращения и продольной устойчивости гребного вала.

6. Сопоставление показателей энергетических установок судна и проекта

флот транспортный судно

Для оценки правильности принятых в курсовом проекте решений необходимо произвести сопоставление спроектированной ( проект ) и существующей ( судно ) установок по указанным в табл. 8.1 показателям, значительная часть которых была определена в предыдущих разделах пояснительной записки. Расчёты остальных показателей спроектированной установки необходимо выполнить с помощью формул, приведённых в разделе 2.

Показатели спроектированной СЭУ:

- эффективной мощности главной ЭУ:

,

где и - количество и номинальная эффективная мощность главного двигателя СЭУ в .

- энергооснащённости судна:

,

где - водоизмещение судна в полном грузу, Т.

- энергонасыщенности по отношению к:

длине МО: ;

площади МО: ,

где - мощность вспомогательных двигателей СЭУ, ;

и - длина в и площадь в ;

- энергоёмкости работы судна:

,

где для пассажирских судов, где - пассажировместимость, ; - скорость судна в полном грузу, .

- удельной массы ЭУ:

,

где - сухая масса энергетической установки, т.

- абсолютный КПД установки:

,

где - теплота, затрачиваемая на технологические нужды, которые определяются условиями транспортировки груза, , ; - общий расход топлива на СЭУ, ; - низшая удельная теплота сгорания, ,

;

- эффективного КПД установки:

 ,

где и - мощность валогенератора и дизель-генератора, ;

и - удельные эффективные расходы топлива главного и вспомогательного двигателей, ;

и - низшая удельная теплота сгорания топлива, применяемого главным и вспомогательным двигателями, ;

- КПД вспомогательного автономного котла.

Принимаем .

- количество дизель-генераторов, автономных котлов; - теплопроизводительность вспомогательного автономного котла.

- КПД судового ( пропульсивного ) комплекса:

,

где - эффективный КПД главного двигателя;

- КПД главной передачи установки, принимаемый равным для прямой передачи 1; принимаем ;

и - КПД валопровода ( ) и пропульсивный КПД движителя ( для гребных винтов речных судов ).

Принимаем ,

.

- КПД энергетического комплекса:



где - эффективный КПД вспомогательного двигателя;

- КПД электрогенератора: ;

- расход топлива автономным котлом, .

Таблица 8.1 Сводная таблица показателей энергетических установок.

Наименование параметра, единица измерения.	Численное значение
	Судно	Проект
Тип судна Пассажировместимость, Скорость в полном грузу, ГЛАВНЫЕ ДВИГАТЕЛИ: марка количество номинальная эффективная мощность, род топлива удельный эффективный расход топлива, ТИП ГЛАВНОЙ ПЕРЕДАЧИ ВАЛОГЕНЕРАТОРЫ: ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРЫ: марка количество номинальная эффективная мощность, род топлива удельный эффективный расход топлива, ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ АВТОНОМНЫЕ КОТЛЫ: марка количество расход топлива, теплопроизводительность, УТИЛИЗАЦИОННЫЕ КОТЛЫ: Сухая масса СЭУ, т Габариты машинного отделения, длина ширина Эффективная мощность главной ЭУ, Энергооснащённость, Энергонасыщенность по отношению к: длине МО, площади МО, Энергоёмкость работы судна, Удельная масса ЭУ, Эффективный К.П.Д. установки Абсолютный К.П.Д. установки К.П.Д. судового комплекса К.П.Д. энергетического комплекса	Грузопассажирское 150 20 6ЧСПН 15/18(3Д6) 2 110 Дизельное 0,224 РРП нет 4Ч10,5/13 1 29,4 Дизельное 0,248 ИЧМ-2 1 5,1 168000 нет 1,75 7,7 6,3 220 1,61 32,39 5,6 264 7,95 0,28 0,36 0,19 0,41	Грузопассажирское 150 20,6 6ЧСПН 18/22 2 165 Дизельное 0,222 РРП нет 4Ч10,5/13 1 29,4 Дизельное 0,248 ИЧМ-2 1 5,1 168000 нет 4,3 7,7 6,3 330 2,4 46,68 8,05 396 5,3 0,34 0,51 0,21 0,42

Выводы

В результате проведённых расчётов с целью модернизации ЭУ грузопассажирского судна с повышением скорости его движения на 3% был выбран новый двигатель марки 6ЧСПН 18/22 , а также реверс-редуктор с передаточным отношением 1,5. Определены параметры основных элементов систем ( топливной, масляной, водяного охлаждения, сжатого воздуха, газовыпуска ), количество необходимого запаса топлива, масла, сжатого воздуха для функционирования судовых агрегатов. Расчёт валопровода показал, что все валы удовлетворяют условию прочности. В результате сопоставления показателей энергетических установок проекта и судна выяснилось, что модернизация СЭУ при повышении скорости на 3% привело к повышению эффективности, а это означает, что поставленная задача выполнена.

Библиографический список

1. А.С. Баев. Методические указания по курсовому проектированию проектированию по дисциплине “ Судовые энергетические установки “, СПбГУВК, 1997 г..

2. Справочник по серийным транспортным судам: том 9, М.: Транспорт, 1978-1991 г..

3. Г.А. Конаков, Б.В. Васильев. Судовые энергетические установки и техническая эксплуатация флота. Учебник. М.: Транспорт, 1980 г..

4. Альбомы оборудования речного флота. Л.: ЦТКБ МРФ, 1976-1987 гг..

Размещено на Allbest.ru