Газотурбинная судовая энергетическая установка. Назначение и состав ее элементов, требования Морского Регистра судоходства

Выбор типа установки для проектируемого судна обычно производится на основе сравнительной оценки наиболее перспективных вариантов судовой энергетической установки (СЭУ), удовлетворяющих поставленным требованиям. При окончательном выборе типа СЭУ учитывается не только возможность достижения оптимальных показателей, но и реальность поставок нового типа основного оборудования.

Исходными данными для выбора типа СЭУ в общем случае являются:

- тип и назначение судна;

- район его эксплуатации и дальность плавания;

- скорость хода судна и основные характеристики его корпуса;

- требования к манёвренности СЭУ;

- ориентировочные расходы энергии при работе судовых механизмов, систем и устройств на характерных эксплуатационных режимах.

Наиболее важными требованиями к СЭУ сухогрузных судов являются: простота, компактность, высокая надёжность, экономичность.Исходя из вышеизложенного, на основе сравнения различных вариантов энергетических установок проведём выбор типа СЭУ.

2.1.1 Дизельные энергетические установкиДизельная энергетическая установка в настоящее время является наиболее широко распространенным типом судовых энергетических установок (ДЭУ).ДЭУ отличается разнообразием технических характеристик и конструктивных схем.Преимущественное применение ДЭУ на судах объясняется главным образом тем, что они обладают наиболее высокой тепловой экономичностью по сравнению с СЭУ других типов. При этом дизельные СЭУ отличаются сравнительно несложным составом вспомогательного оборудования и простотой обслуживания. Устойчивое сохранение эффективного КПД при сравнительно широком диапазоне изменения нагрузок является положительной особенностью ДЭУ.

Дизельные СЭУ делят на установки с малооборотными ДВС (МОД), дизель-редукторными среднеоборотными ДВС (СОД), дизель-электрические установки и установки с высокооборотными ДВС (ВОД).Большинство судов оборудованы дизельными установками с МОД. Современные МОД имеют значительные размеры и массу, в связи с чем требуется их размещать в центральной части МО в соответствии с расположением линий валопровода. МОД могут работать на тяжелых остаточных сортах топлив.Современные судовые СОД имеют массогабаритные показатели лучше, чем у МОД. Это связанно с большими значениями среднего эффективного давления у СОД.К ВОД относят двигатели, имеющие частоту вращения более 750 об/мин.Высокооборотные двигатели имеют в сравнении с МОД и СОД лучшие массовые и стоимостные показатели, однако большие удельный расход топлива и масла, меньший ресурс работы и повышенный уровень шума.

2.1.2 Газотурбинные энергетические установкиГазотурбинные установки (ГТУ) применяются в основном на судах с динамическими принципами поддержания. В настоящее время на водоизмещающих судах ГТУ практически не применяются.Простейшие ГТУ, по сравнению с другими типами СЭУ, имеют следующие преимущества:

- большую агрегатную мощность при минимальных удельной массе и габаритах;

- сравнительную простоту в обслуживании;

- достаточную приспособленность к автоматизации и дистанционному управлению.

Вместе с тем ГТУ имеют и ряд недостатков:

- относительно низкую экономичность из-за ограниченной начальной температуры газа;

- существенное влияние коррозионного воздействия внешней среды на надёжность и экономичность ГТУ открытого цикла;

- жёсткие требования к качеству топлива, используемого в ГТУ открытого типа;

- трудность осуществления реверса;

- большие размеры воздуха - и газоходов, усложняющие компоновку ГТУ.

2.1.3 Паротурбинные энергетические установкиПаротурбинные установки (ПТУ) применяются в основном на морских судах с большими потребными мощностями на валу (до 20000 - 30000 кВт). Достигнутые уровни тепловой экономичности и надёжности ПТУ сделали возможным их применение на судах с мощностью на гребном валу более 20000 кВт.В связи с тем, что потребная мощность ГЭУ проектируемого судна значительно меньше 20000 кВт, применение ПТУ следует считать нецелесообразным. Учитывая то, что ГТУ является крупногабаритной, с трудно осуществляемым реверсом, а так же предъявляет высокие требования к топливу, то применение этой установки не оправдано. Поскольку ВОД выигрывают у МОД и СОД по массовым, габаритным и стоимостным показателям, остановим выбор на высокооборотных дизельных энергетических установках.