43195

СУДОВАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА

Курсовая

Энергетика

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.

Русский

2013-11-03

1.54 MB

9 чел.

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

6

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

7

1.

Определение требуемой мощности.

8

2.

Выбор МОД.

8

2.1.

Определение длины и массы четырех цилиндров агрегата.

9

3.

Построение диаграммы допустимых расчетных режимов.

9

3.1.

Определение мощности на режиме МДМ.

9

3.2.

Определение мощности на режиме ОДР.

9

3.3.

Определение мощности на эксплуатационном режиме.

9

3.4.

Определение частоты на эксплуатационном режиме.

9

3.5.

Определение частоты при испытаниях.

10

3.6.

Определение располагаемой мощности при эксплуатационных оборотах.

10

3.7.

Определение располагаемой мощности на привод валогенератора.

10

3.8.

Определение нагрузки судовой электростанции на ходу.

10

4.

Определение диаметра гребного винта.

12

4.1.

Определение максимального диаметра винта.

12

5.

Выбор альтернативного СОД.

12

5.1.

Определение оптимальных оборотов винта.

13

5.2.

Определение передаточного отношения редуктора.

13

5.3.

Определение крутящего момента на входном валу.

13

5.4.

Выбор редуктора.

13

5.5.

Определение длины СОД.

13

5.6.

Определение длины агрегата СОД.

14

6.

Определение диаметров валопроводов.

14

6.1.

Определение диаметра промежуточного вала.

14

6.2.

Определение диаметра гребного вала.

14

6.3.

Уточнение диаметра гребного винта.

14

6.4.

Выбор диаметров промежуточного и гребного вала из типоразмерного ряда.

14

6.5.

Определение диаметра болта.

14

6.6.

Определение диаметра фланца.

15

7.

Определение размеров МКО

15

7.1.

Определение LАП.

15

7.2.

Определение LКОН.

15

7.3.

Определение LРЕМ. ГР.В.

15

7.4.

Определение LМКО.

15

7.5.

Определение расстояния до оси вала.

16

7.6.

Определение расстояния между опорами.

16

7.7.

Определение допусков.

16

8.

Параметры, предъявляемые фирмой изготовителем МОД к оборудованию.

18

9.

Выбор насосов.

9.1.

Выбор циркуляционного топливного насоса.

19

9.2.

Выбор топливоподкачивающего насоса и насоса смази распределительного вала.

20

9.3.

Выбор насоса пресной воды.

20

9.4.

Выбор насоса забортной воды.

21

9.5.

Выбор главного масляного насоса.

21

10.

Расчет теплообменного аппарата.

22

10.1.

Определение температур на входе и выходе из теплообменного аппарата.

22

10.2.

Определение среднего температурного напора маслоохладителя.

23

10.3.

Определение среднего температурного напора водоводяного холодильника.

23

10.4.

Определение поверхности теплопередачи маслоохладителя.

23

10.5.

Определение поверхности теплопередачи водоводяного холодильника.

23

10.6.

Выбор водоводяного холодильника.

24

10.7.

Выбор маслоохладителя.

24

11.

Топливная система.

25

11.1.

Определение запасов топлива.

26

11.2.

Определение запасов тяжелого и легкого топлива.

26

11.3.

Определение суммарного объема цистерны запаса тяжелого топлива.

26

11.4.

Определение суммарного объема цистерны запаса легкого топлива.

26

11.5.

Определение часового расхода топлива.

27

11.6.

Определение объема отстойной цистерны.

27

11.7.

Определение объема расходной цистерны тяжелого топлива.

27

11.8.

Определение объема расходной цистерны легкого топлива

27

11.9.

Определение производительности сепаратора.

27

11.10.

Определение подачи топливоподкачивающего насоса.

27

12.

Система смазки двигателя.

28

13.

Расчет системы смазки подшипников коленчатого вала.

29

13.1.

Определение VСЦ.

29

13.2.

Определение запаса масла.

29

13.3.

Определение подачи масляного насоса.

29

14.

Системы охлаждения.

30

15.

Расчет системы сжатого воздуха.

32

15.1.

Определение необходимого количества воздуха.

32

15.2.

Определение суммарного объема баллонов.

32

15.3.

Определение числа баллонов.

33

15.4.

Определение объема одного баллона.

33

15.5.

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

33

15.6.

Определение производительности одного компрессора.

33

15.7.

Определение производительности подкачивающего компрессора.

33

15.8.

Выбор главного компрессора.

34

15.9.

Выбор подкачивающего компрессора.

34

16.

Определение утилизации теплоты в дизельной установки.

34

16.1.

Определение отклонения мощности на эксплуатационном режиме от спецификационной мощности.

34

16.2.

Определение поправок по массе и температуре.

34

16.3.

Определение количества газов.

34

16.4.

Определения температуры газов.

35

16.5.

Определение температур.

35

16.6.

Определение количества теплоты отобранной у газов.

36

16.7.

Определение количества пара.

36

16.8.

Определение расхода пара на общесудовые нужды.

36

16.9.

Выбор КАВ.

37

17.

Расчет опреснительной установки.

37

17.1.

Определение требуемой подачи испарительной установки.

37

17.2.

Определение фактической подачи испарительной установки.

37

17.3.

Выбор опреснительной установки.

38

18.

Выбор судовой электростанции

38

19.

Выбор сепаратора масла.

38

20.

Выбор сепаратора топлива.

39

21.

Расположение СЭУ.

40

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

41

Список используемой литературы

42

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

12000

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 NeТРЕБ – 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; кN = 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 NeТРЕБ 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)

Диаграмма Рис.1

4. Определение диаметра винта.

;

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

 nВ = nЭ = 164 (об/мин).

(м).

4.1. Определение максимального диаметра винта.

;

где Т = 6,5 (м) – расчетная осадка; кD = 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. LМОД < LАГРСОД, 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.

dПР = 260 (мм).

dГР = 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 LАП.

;

;

(м).

7.2. Определение LКОН.

;

(мм) = 1 (м).

7.3. Определение LРЕМ. ГР.В.

;

где LНОС. ГР.В. = 1 (м).

(м).

7.4. Определение LМКО.

;

где LНОС = 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 на расстояние между опорами валопровода.

;

а) ;

.

б)

.

Рис. 2. МКО

8. Параметры, требуемые фирмой изготовителем МОД от вспомогательного оборудования систем СЭУ.

№ 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

5.

Подача топливоподкачивающего насоса

W2

0,2

0,8

м3

6.

Подача насоса пресной воды

W3

7,17

28,68

м3

7.

Подача насоса забортной воды

W4

21,7

86,8

м3

8.

Подача главного масляного насоса

W5

16

64

м3

9.

Подача насоса смазки распределительного вала

W6

0,17*

0,68

м3

10.

Отвод тепла от продувочного воздуха

QVOZ

273,3

1093,2

кВт

11.

Поток забортной воды через воздухоохладитель

WVOD

13,2

52,8

м3

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.

Марка – ШФ 2 – 25 – 1.4/165 – 13

№ п/п

Наименование

Обозначение

Величина

Единицы измерения

1.

Подача

W

1,4

м3

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

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

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

10.

Максимальная подача

QMAX

44

м3

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

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

10.

Максимальная подача

QMAX

125

м3

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

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 теплообменных аппаратов.

Рис. 3. Теплообменные аппараты:

НЗВ – насос забортной воды; МО – маслоохладитель; ВВХ – водоводяной холодильник

10.1. Определение температур на входе и выходе из теплообменного аппарата.

Начальные параметры:

tM = 42 C

tПР = 75 C

tЗВ1 = 32 C

сЗВ = cПР = 4,2

сМ = 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.

;                                                                                                                            

                                       Коэффициенты  теплопередачи  в  холодильниках  систем СЭУ,    

Тип  теплообменника

Водо-масляный

Водо-водяной

Трубчатый, dтр =10 – 15мм

250 – 1050

4200 –6000

Трубчатый, dтр <10мм

1250 – 3400

10500

Пластинчатый

3000 – 4000

12000-15000

С турбулизаторами в трубах

до 4200

до 16800

2).

10.5. Определение поверхности теплопередачи водоводяного холодильника.

;

2)

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.

Рис. 4. Схема топливной системы.

11.1. Определение запасов топлива.

;

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

(т).

11.2. Определение запасов тяжелого и легкого топлива.

;

где ЗТТ – запасы тяжелого топлива.

(т).

;

где ЗЛТ – 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. система смазки двигателя

13. Расчет системы смазки подшипников коленчатого вала.

13.1. Определение VСЦ.

;

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

(т).

13.2. Определение запаса масла.

;

где beМ = 0,5 0,8 (г/кВтч) – удельный расход масла; кСМ = 1 – количество смен за период автономности.

(кг) 35 (т).

13.3. Определение подачи масляного насоса.

;

(т/ч).

14. Системы охлаждения.

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

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.

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.

15. 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).

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;

15.1. Определение необходимого количества воздуха.

;

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

3).

15.2. Определение суммарного объема баллонов.

;

где рМАХ = 30 (атм.) – максимальное давление баллона; рМIN = 5 (атм.) – минимальное давление баллона.

3).

15.3. Определение числа баллонов.

Принимаем число баллонов n = 2.

15.4. Определение объема одного баллона.

;

3).

15.5. Определение суммарной производительности компрессоров для заполнения всего объема за 1 час.

;

3/ч).

15.6. Определение производительности одного компрессора.

;

3/ч).

15.7. Определение производительности подкачивающего компрессора.

;

3/ч).

15.8. Выбор главного компрессора.

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

№ п/п

Наименование

Обозначение

Величина

Единицы измерения

1.

Производительность

WК

80

м3

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

15.9. Выбор подкачивающего компрессора.

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

№ п/п

Наименование

Обозначение

Величина

Единицы измерения

1.

Производительность

WК

46

м3

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

16. Определение утилизации теплоты в дизельной установки.

16.1. Определение отклонения мощности на эксплуатационном режиме от спецификационной мощности.

.

16.2. Определение поправок по массе и температуре.

16.3. Определение количества газов.

;

(кг/с).

16.4. Определения температуры газов.

;

.

Рис. 9. Схема утилизационной установки выхлопных газов.

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

16.5. Определение температур.

.

.

Рис. 10. Температурные напоры в утилизационном парогенераторе.

16.6. Определение количества теплоты отобранной у газов.

,

где cРГ =  1 (кДж/кг с) – удельная теплоемкость газов.

(кДж).

16.7. Определение количества пара.

;

где r = 2000 (кг).

(кДж/кг).

16.8. Определение расхода пара на общесудовые нужды.

;

(кг/ч).

16.9. 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

17. Расчет опреснительной установки.

17.1. Определение требуемой подачи испарительной установки.

,

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

(т/сут).

17.2. Определение фактической подачи испарительной установки.

;

(т/сут).

17.3. 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

18. 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

19. Выбор сепаратора масла.

Марка – МАВ 205 S

№ п/п

Наименование

Обозначение

Величина

Единицы измерения

1.

Производительность

WМ

5,75

м3

2.

Длина

L

1725

мм

3.

Ширина

В

975

мм

4.

Высота

Н

1280

мм

20. Выбор сепаратора топлива.

Марка – МАВ 204 S

№ п/п

Наименование

Обозначение

Величина

Единицы измерения

1.

Производительность

WТ

3,6

м3

2.

Длина

L

1705

мм

3.

Ширина

В

600

мм

4.

Высота

Н

1215

мм

21. Расположение СЭУ.

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 12000 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.

  1.  Теплообменные аппараты:

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

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

  1.  Компрессоры:

- главный компрессор, марка НС – 63;

- подкачивающий компрессор, марка НС – 54А.

  1.  Котел автоматизированный вспомогательный, марка КАВ 1,6/7.
  2.  Опреснительная установка, марка – AFGU1 – E18.
  3.  Судовая электростанция, марка – D 2840 LE.
  4.  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.

37


НЗВ

МО

ВВХ

охлаждение продувочного воздуха

tЗВ1

tМ2

tЗВ2

tЗВ3

tПР2

отсечка топлива

Ф

ТНВД

Ф

ПТ

ТПН

ДЕ

РУТТ

РУЛТ

в цистерну отстоя

ОЦТТ

ТПерН

ЦОЗТТ

палубные втулки

гибкий шланг с берега

РУБ

КР

КОЛ

НПрВ

ВВХ

ОУ

ПОТ

РЦ

РБ

ПК

К

К

ВМО

БГД

БГД

Б

РК

ДГ

ГД

потребители

от ДВС

tГ

ЦН

ПН

ТЯ

потребители

С

УПГ

tУХ


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

32690. Технології. Всі визначення для уроків 1.07 MB
  Аналіз існуючих виробів та визначення завдань проекту. Аналіз та компонування інформації для проекту. Загальні відомості про дизайн. Стадії дизайну об’єктів технологічної діяльності. Технологія створення дизайн-проекту.
32691. Размножение. Индивидуальное развитие организмов 709.5 KB
  Каждая новая особь, прежде чем достигнуть стадии, на которой она будет способна к размножению, должна пройти ряд стадий роста и развития. Некоторые особи погибают, не достигнув репродуктивной стадии (или половозрелости) в результате уничтожения хищниками
32692. Радиоэлектроника и доступное жильё 146.5 KB
  Парки будут полны здоровых, дающих прохладную тень, деревьев. В особенно крупных из них будут располагаться открытые спортивные объекты такие как баскетбольные площадки, теннисные корты и площадки с тренажёрами, использующими в качестве нагрузки вес спортсмена.
32693. Система управления демонстратора патронного керамического фильтра 1.14 MB
  Автоматическое управление системой водоочистки; увеличение надежности работы очистного оборудования, составляющего ДПКФ благодаря возможности контроля всех его элементов в частности и всей системы в целом; уменьшение затрат на затрачиваемые при очистке воды ресурсы за счет более оптимального их использования; увеличение точности и оперативности получения информации о состоянии системы водоочистки, а также о расходе ресурсов, с целью принятия значимых управленческих решений...
32694. Всі уроки з англійської мови 169.01 KB
  Повторення тем «Привітання. Знайомство», «Алфавіт». Шкільні речі. Кольори. Пори року. Частини тіла. Домашні улюбленці. Країни Європи. Літній табір відпочинку...
32695. Ведение регистров бухгалтерского учета 238 KB
  Регистры бухгалтерского учета – это важная составляющая ведения на предприятии бухгалтерского учета. Именно в них отражается вся информация, которая находится в принятых первичных документах.
32696. Фармацевтическая химия и фармакология парацетамола 865.5 KB
  Последнее замечание немаловажно для наших реалий, поскольку именно лекарствами с парацетамолом многие спасаются от головных болей после вечеринок, сопровождающихся приемом алкогольных напитков, зачастую не понимая, что играют с огнем. А реклама средств для снятия похмельного синдрома вселяет уверенность...
32697. Реклама в системе маркетинговых коммуникаций 137 KB
  Система маркетинговых коммуникаций – это комплекс различных инструментов, целью которых является установление связи между компанией – производителем товаров или услуг и покупателем.
32698. Развитие внимания 441 KB
  В настоящее время стали первостепенными проблемы развития внимания и проведения психокоррекционной работы с людьми, имеющими нарушения внимания. Однако рекомендации для практических психологов по данным вопросам относятся в основном к начальной школе и не освещают опыт