Обоснование режима оптимального энергоиспользования судовой энергетической установки проектируемого судна

По формуле (79), рассчитаем для каждого режима, энергоёмкость транспортировки при нормальной винтовой характеристике (Кв=1).

, (79)

где: Вп - часовой расход топлива проектируемого судна, ; - удельная теплота сгорания дизельного топлива, , ; - количество работающих ДГ на режиме; Рв – номинальная эффективная мощность ДГ, кВт; - количество работающих АК на режиме; Вк – часовой расход топлива АК, ; - количество работающих УК на режим; – теплопроизводительность утилизационного котла проектируемого судна, кДж/ч; - количество ВОУ проектируемого судна; G–водоизмещение проектируемого судна, т.; Vн – скорость проектируемого судна в полном грузу, - доля мощности ГД.

,

,

,

,

,

,

На рис.11 отобразим графически, режим оптимального энергоиспользования СЭУ проектируемого судна.

Рисунок 11 - Режим оптимального энергоиспользования СЭУ проектируемого судна.

По формуле (80), рассчитаем оптимальную скорость проектируемого судна в грузу.

(80)

где: Vн – скорость проектируемого судна в грузу ; – оптимальная долевая частота вращения коленчатого вала,

По формуле (81), рассчитаем абсолютную частоту вращения коленчатого вала ГД проектируемого судна.

(81)

где: - номинальная частота вращения коленчатого вала ГД проектируемого судна, – оптимальная долевая частота вращения коленчатого вала,

по формуле (82), рассчитаем мощность ГД проектируемого судна на оптимальном режиме.

кВт (82)

где: Хе – число ГД проектируемого судна, шт; Ре – номинальная эффективная мощность ГД проектируемого судна, кВт; – оптимальная долевая частота вращения коленчатого вала,

кВт

По формуле (83), рассчитаем часовой расход топлива ГД проектируемого судна.

(83)

где: Роп - ГД проектируемого судна на оптимальном режиме, кВт; - оптимальный удельный расход топлива ГД проектируемого судна bпо=0,208, .

По формуле (84), рассчитаем экономию топлива проектируемого судна.

(84)

где: Vн – скорость проектируемого судна в грузу ; Воп - часовой расход топлива ГД проектируемого судна, Vоп - оптимальная скорость проектируемого судна в грузу, - количество работающих ГД; bе – удельный расход топлива ГД проектируемого судна, Ре – номинальная эффективная мощность ГД проектируемого судна, кВт.

Вывод: После расчёта режима оптимального энергоиспользования СЭУ проектируемого судна выяснилось, что при использовании судна на оптимальном режиме экономия топлива составляет 51%. Показатели оптимального режима занесём в табл.17.

Таблица 17 – Параметры оптимального режима проектируемого судна.

Наименование параметра, размерность	Значение параметра	Примечание
Оптимальная скорость Vо,	13.32
Оптимальная частота вращения коленчатого вала ГД,
Мощность ГД, кВт
Часовой расход топлива ГД, кг/ч	51.16
Экономия топлива, %

Показатели судовых энергетических установок покажем в табл.18.

Таблица 18 – Сводная таблица показателей судовых энергетических установок

№ п.п.	Наименование параметра, обозначение, размерность	Модернизируемого судна	Проектируемого судна
	Водоизмещение G, т
	Паспортная скорость судна в полном грузу V, км/ч	18.5
	Количество Х (марка главных двигателей (ГД))	2(6ВДС36/24А)	2(6ВД18/16АЛ)
	Номинальная эффективная мощность ГД Ре, кВт
	Номинальная частота вращения коленчатого вала ГД nе, об/мин
	Род топлива (его удельный расход ГД bе, кг/кВт*ч)	ДТ (0,224)	Дизельное (0,224)
	Количество Хг и номинальная мощность валогенераторовРг, кВт	1х20	---
	Количество Хв (марка вспомогательных двигателей(ДГ))	2(6Ч112/14)	2(ДГР50М2/1500)
	Номинальная эффективная мощность ДГ Рв, кВт
	Род топлива (его удельный расход ДГ bв, кг/кВт*ч)	Л (0,266)	Л (0,24)
	Количество Хк и теплопроизводительность автономных котлов Qк, кДж/ч	1х168000	1х284000
	Расход топлива автономного котла Вк, кг/ч	Л (5,1)	Л (8,2)
	Количество Ху и теплопроизводительностьутилькотловQу, кДж/ч	1х252000	1х290000
	Количество Хо (марка водоопреснительной установки (ВОУ))	---	1(Д-2)
	Производительность ВОУ, т/сут.	---	2,5
	Оптимальная частота вращения коленчатого вала ГД nо, об/мин
	Оптимальная скорость судна Vо, км/ч	13,32	14,49
	Оптимальная мощность ГД Ро, кВт
	Часовой расход топлива ГД на оптимальном режиме Во, кг/ч	51,16	85,23
	Экономия топлива В, %

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. При расчёте главного энергетического комплекса в качестве главных двигателей были выбраны два дизеля марки 6ВД18/16АЛ. Параметры дизелей отобразим в табл. 18.

Таблица 18 – Параметры дизеля.

Наименование параметра:	6ВД18/16АЛ
Номинальная эффективная мощность ГД Ре, кВт
Номинальная частота вращения коленчатого вала ГД nн, об/мин
Удельный расход топлива ГД bе, кг/кВт*ч	0,224
Удельный расход масла В кг/кВт*ч	0,0014
Род топлива	дизельное
Габаритные размеры: Длина, мм Ширина, мм Высота, мм
Масса кг
Ресурс до капитального ремонта r, тыс. часов

в качестве главной передачи были приняты две реверс - редукторные передачи марки RR540, их параметры отобразим в табл.19.

Таблица 19 – Параметры реверс-редукторной передачи

параметры:	модель RR540
Допустимое отношение мощности и частоты вращения входного вала,	0,40
Передаточное число,	4,45
Допустимая частота вращения входного вала,
Масса,
габариты: длина, ширина, высота,

В качестве движителей были выбраны два винта фиксированного шага, также были приняты диаметры гребного вала, ,мм и промежуточного вала, dпр=145,мм.

После произведения расчётов выяснилось, что эффективный кпд ГЭК составляет 16,8%.

2. При расчёте вспомогательного энергетического комплекса были выбраны автономные и утилизационные котлы, параметры отобразим в табл.20.

Таблица 20– Параметры ВЭК.

3. Параметры расчёта систем СЭУ занесём в табл. 21,22,23,24,25.

Таблица 21 – Параметры водоопреснительной установки

марка	производительность,	подача насоса,	количество, шт
Д-2	2,5

Таблица 22 – Параметры топливной и масляной систем.

Наименование системы	Запасная цистерна,	Расходная цистерна ГД,	Расходная цистерна ДГ,	Расходная цистерна АК,
Топливная система	25,61	3,57	0,36	0,038
Наименование системы	Запасная цистерна	Циркуляционная цистерна ГД,	Циркуляционная цистерна ДГ,	Цистерна сепарируемого масла,
Масляная система	4,43	0,53	0,045	0,63

Таблица 23 – Параметры принятых баллонов

Наименование баллона	объём баллона,	количество, шт
Пусковой баллон	0,04
Тифонный баллон	0,2

Таблица 24 – Диаметры дымоходов для одного ГД, ДГ, АК

Таблица 25 – Параметры водоопреснительной установки

марка	производительность,	подача насоса,	количество, шт
Д-2	2,5

Список литературы

1. Судовые энергетические установки/ Артёмов Г.А., Волошин В.П. и др. Л.: Судостроение, 1987.480 с.

2. Кане А.Б. Судовые двигатели внутреннего сгорания. С-Пб.: Судостроение, 1993. 288 с.

3. Румб В.К., Яковлев Г.В., Шаров Г.И., Медведев В.В., Минасян М.А.

Судовые энергетические установки. Судовые дизельные энергетические установки. Учебник. СПб.: СПбГМТУ, 2007.535 с.

4. Конаков Г.А., Васильев Б.В. Судовые энергетические установки и техническая эксплуатация флота. М.: Транспорт, 1980. 423 с.

5. Овсянников М.К., Петухов В.А. Судовые автоматизированные энергетические установки. М.: Транспорт, 1989. 256 с.

6. Камкин С.В., Возницкий И.В., Шмелёв В.П. Эксплуатация судовых дизелей. Учебник. М.: Транспорт, 1990. 344 с.

7. Фомин Ю.Я., Горбань А.И., Добровольский В.В. Судовые двигатели внутреннего сгорания. Л. Судостроение, 1989. 344 с.

8. Корнилов Э.В., Бойко П.В. Системы ДАУ судовыми двигателями. Одесса: Феникс, 2006. 260 с.

9. Баёв А.С. Судовая энергетическая установка как объект управления. Учебное пособие. С-Пб.: СПбГМТУ, 2012. 195 с.

10. Баёв А.С. Судовые энергетические установки и техническая эксплуатация. Монография. С-Пб.: СПбГМТУ, 2015. 397 с.