9600

Автоматизированное проектирование СЭУ

Контрольная

Энергетика

Автоматизированное проектирование СЭУ Обзор комплекта прикладных программ САПР СЭУ. Delfi - реализация САПР СЭУ. Базы данных типоразмерных рядов комплектующего оборудования СЭУ. Методы взаимодействия с базой данных. Обзор комплекта прикладных п...

Русский

2013-03-13

1.35 MB

20 чел.

Автоматизированное проектирование СЭУ

Обзор комплекта прикладных программ САПР СЭУ. Delfi реализация САПР СЭУ. Базы данных типоразмерных рядов комплектующего оборудования СЭУ. Методы взаимодействия с базой данных.

Обзор комплекта прикладных программ САПР СЭУ

Обзор программного обеспечения САПР СЭУ приведен в работе [12], где рассмотрены реализации САПР эскизного (гл.4) и технического (гл.5) проектирования СЭУ. Именно на этих, начальных этапах проектирования СЭУ принимаются основные, значимые технические решения по СЭУ, в ручном варианте рассмотренные выше в разделах настоящего пособия. На рис. 7.1 приведена блок-схема САПР эскизного проектирования СЭУ.

Рис.7.1. Структура САПР эскизного
проектирования СЭУ

Последовательность основного расчетного варианта эскизного проектирования СЭУ видна из рис.7.1:

1) определение сопротивления движению судна и проектирование оптимального винта с наибольшими допустимыми размерами из условий расчетной осадки судна, с частотой, соответствующей этим размерам, и оптимальной относительной поступью;

2) анализ возможных альтернативных вариантов СЭУ для применения на данном судне;

3) выбор из типоразмерных рядов всех альтернативных вариантов главных двигателей, обоснование их допустимости по возможным ограничениям. Для малооборотной дизельной установки осуществляется проектирование движителей под каждый конкретный двигатель с учетом их частоты и диапазона возможной работы, анализ возможности оптимизации совместной работы двигателя с движителем.

Для СЭУ всех типов происходит выбор оптимального комплекса двигатель–движитель из допустимых. Для МОД движитель проектируется под конкретный двигатель, а для СОД и ГТУ двигатель используется с оптимальным винтом, рассчитанным в п.1;

4) данный пункт выполняется для среднеоборотной дизельной установки. Из ИБД СЭУ выбираются стандартные элементы системы передачи мощности – редукторы и соединительные муфты. В случае применения ВРШ выбираются элементы МИШ;

5) проектирование валопроводов. Последовательность работ этого этапа рассмотрена выше в разделе 3;

6) размещение валопровода, редуктора, если он есть, и главного двигателя в МКО. Решение вопросов монтажа элементов пропульсивного комплекса и определение размеров МКО;

7) функциональное проектирование систем, определение требований к функциональным параметрам вспомогательного оборудования, затрат энергии на привод механизмов, расходов тепла на подогрев рабочих тел;

8) определение нагрузок судовой электростанции на основных режимах эксплуатации и комплектование СЭС агрегатами основного оборудования – дизель-, турбо- и валогенераторами с учетом требований Правил Регистра к комплектованию СЭС. Оптимизация состава СЭС с учетом теплоэнергетических и экономических показателей;

9) определение нагрузок вспомогательной котельной установки на основных режимах эксплуатации и комплектование ВКУ агрегатами основного оборудования. Оптимизация состава ВКУ с учетом показателей экономической эффективности;

10) проектирование системы утилизации теплоты вторичных энергоресурсов. Анализ возможности удовлетворения потребностей судна на отдельных режимах эксплуатации в тепловой энергии и, возможно, электрической энергии за счет работы системы утилизации. Выбор комплектующего оборудования и анализ его использования. Обоснование оптимального состава и режима использования элементов системы утилизации с учетом дополнительных затрат и экономии энергоресурсов, а также изменения характеристик судна;

11) расчет массы энергетических запасов – топлива, масла и воды. Выбор опреснительной установки и ее включение в систему утилизации;

12) перебор альтернативных вариантов, начиная с п.2 и итерации в п.3–11. Документирование результатов проектирования и выработка рекомендаций по выбору оптимального типа СЭУ, тепловой и конструктивной схемы, типоразмера главного двигателя, элементов системы передачи мощности, вариантов комплектации СЭС и ВКУ.

Каждый из пакетов обращается к специфичному блоку информационной базы данных.

Алгоритмическое обеспечение перечисленных работ по проектированию рассмотрено выше в разделах пособия, а также приведено в Приложении 2 в формате инструкций к лабораторным работам по САПР.

Головными программами САПР эскизного проектирования СЭУ являются модели выбора из типоразмерных рядов главных судовых двигателей – МОД из типоразмерного ряда МС и СОД из типоразмерного ряда ALFA. Оба типоразмерных ряда разработаны фирмой MAN.

Таблицы исходных данных для этих моделей унифицированы. Пример и инструкция по заполнению таблиц исходных данных приведены в табл.7.1 и 7.2.

         Таблица 7.1

 Исходные данные для выбора типоразмера главного двигателя

Наименование переменной

I

R

Значение

1

Код типа судна

CY

-

1

2

Полное водоизмещение судна

DPR

т

36000.00

3

Водоизмещение судна порожнем

D0

т

9000.00

4

Сопротивление движению судна на VPR

RPR

кН

692.000

5

Скорость судна-прототипа

VPR

узлы

15.400

6

Тоже проектируемого судна (0.-VSU=VPR)

VSU

узлы

14.000

7

Коэффициент запаса мощности(>1-VSU=Vэкс)

K3

-

0.875

8

Мощность электростанции на ходу (0.=?)

NEG

кBт

500.000

9

Осадка судна в гpузу

TSU

м

10.400

10

Высота борта

HB

м

15.000

11

Длина судна между перпендикулярами

LCYD

м

158.000

12

Коэффициент общей полноты  корпуса

KOB

-

0.830

13

Допустимое отношение Dв/TSU

KD

-

0.700

14

Мощность двигателя на VPR

NEPR

кВт

7800.000

15

Частота двигателя на VPR

NPR

об/мин

100.000

16

Удельный расход топлива прототипа

BEGD

кг/кВт*ч

0.176

17

Масса двигателя - прототипа

GDB

т

400.000

18

Дальность плавания

LPL

мили

12000.00

19

Код класса ледового усиления

LEDUS

-

1

20

Код типа винта (1- ВФШ, 2- ВРШ)

WINT

-

1

21

Наличие и тип ТКС (0, 1, 2)

TCS

-

1

22

Наличие и тип валогенератора (0, 1, 2)

TWG

-

1

23

Скорость задана жестко(0-ДА,1-НЕТ)

IZVR

-

0

24

Выбран типоразмер цилиндра (0-НЕТ)

TRGD

-

0

В табл. 7.1 представлены следующие переменные, кодирующие отдельные особенности и характеристики судна и СЭУ:

–  CY – переменная, кодирующая тип судна. Предусмотрены следующие значения этой переменной: 1– танкер; 2– балкер; 3– нефтерудовоз; 4– универсальный сухогруз; 5– рефрижиратор; 6– лесовоз; 7– контейнеровоз; 8– лихтеровоз; 9– ролкер;  10– метановоз; 11– химовоз; 12– газовоз комбинированный; 13– газовоз изотермический; – DPR – полное водоизмещение судна-прототипа – вес судна с номинальной загрузкой по грузовую марку, т;

– D0 – водоизмещение судна порожнем – без груза Рг, запасов Gз, снабжения Gсн и команды Gком, т. Разница DPR и D0 – переменная часть водоизмещения - дедвейт:

DW = DPR - D0 = Рг + Gз + Gсн + Gком.

В рассматриваемой модели водоизмещение судна принято постоянным, а возможные изменения массы двигателя GDW, винта GW и валопровода GWAL, а также запасов топлива Gз приводят к изменению грузоподъемности:

Рг = Dпр-D0-Kгр[(GDW-GDWпр)-(GW-GWб)-(GWAL-GWALб)-(Gз-Gзб)],

при наличии возможности размещения дополнительного груза. Последнее учитывается введением  Kгр коэффициента использования свободного тоннажа. Индексом «б» обозначены параметры базового варианта – судна-прототипа; – RPR – сопротивление движению судна-прототипа на VPR; – VPR – скорость судна-прототипа; – VSU – то же, проектируемого судна. Если задано VSU = 0.0, то происходит пересылка значения VSU = VPR; – K3 – коэффициент запаса мощности - отношение мощности на эксплуатационном режиме и режиме наибольшей скорости или обратное отношение. Если K3 < 1, то в п.п. 4, 5, 6 заданы параметры максимального режима. Если K3 >1 это признак задания параметров эксплуатационного режима и для определения Ne треб его нужно увеличить в K3 раз; – NEG – загрузка электростанции на ходовом режиме. Если задано NEG = 0.0, то это признак необходимости определить эту мощность по корреляционным зависимостям;

– TSU – осадка судна в гpузу; – HB  – высота борта; – LCYD– длина судна между перпендикулярами; – KOB – коэффициент общей полноты корпуса; – KD  – максимально допустимое отношение диаметра винта к осадке; – NEPR– мощность главного двигателя судна-прототипа, отдаваемая на винт на VPR; – NPR – частота на режиме VPR; – BEGD– удельный расход топлива двигателя судна-прототипа; – GDB – масса двигателя судна-прототипа; – LPL – дальность плавания судна в круговом рейсе; – LED – класс ледового усиления судна. Переменная принимает следующие значения:  0– без ледовых усилений, 1-– Л3, 2– Л2, 3– Л1, 4– УЛ, 5– УЛА; – WINT– тип движителя. Возможны два значения: 1 – применен винт фиксированного шага, 2 – применен ВРШ; – TCS – код наличия и типа ТКС. Возможны следующие значения: 0 – ТКС отсутствует, 1 – ТКС в наличии и работает на вал ГД, 2 – ТКС работает на дизель-генератор, частично или полностью исключая на него расход топлива; – TWG – код наличия и тип валогенератора. Возможны следующие значения: 0 – валогенератор отсутствует, 1 – применен валогенератор с гидромеханической стабилизацией частоты, 2 – применен валогенератор со статической стабилизацией частоты; – IZVR– доступно ли изменение заданной скорости. Возможны два значения этой переменной: 0 – заданную скорость менять нельзя, 1 – возможна некоторая оптимизация скорости в пределах дополнительного запаса мощности одного цилиндра; – TRGD– выбран типоразмер цилиндра с J = TRGD. J – индекс типоразмера цилиндра (см. табл. цилиндров МС). Если задано TRGD = 0, то просматривается применение всех типоразмеров цилиндров из типоразмерного ряда. Если задано TRGD > 0, то расчет будет выполнен только для одного типоразмера, но подробный, с оптимизацией положения режимной точки и анализом экономики.

Таблица 7.2

Файл CONSTANT.DAT, включающий не часто изменяемые величин


п
/п

Наименование переменной

Обозначение

Размерность

Значение

1

Код типа СЭУ

CEY

-

1

2

Код степени автоматизации

AWT

-

2

3

Число валопроводов на судне

WAL

-

1

4

Код района расположения МКО

RAS

-

1

5

Код доли стали повышенной прочности в составе корпуса судна

ST

-

0

6

Число судов в составе серии

NC

-

1

7

Код бассейна эксплуатации судна

BASS

3

8

Количество членов экипажа

ZE

-

0

9

Код марки топлива, используемого на длительном ходовом режиме

TOP

-

2

10

Класс перевозимого груза

KLASS

-

7

11

Код наличия утилизации теплоты

REG

-

1

12

Дисковое отношение винта

TET

-

0.75

13

Годовой период эксплуатации судна

TGOD

cут/год

340

14

Ставка за пользование капиталом

EN

1/год

0,15

15

Коэффициент использования свободного тоннажа

KGR

-

1

16

Коэффициент использования грузоподъемности

AGR

-

0,95

17

Коэффициент пересчета руб./долл в 1983 г.

INDD

руб/долл

0,62

18

Длительность стоянки без грузовых операций для танкера

TST

cут/рейс

4

19

Длительность стоянки с грузовыми операциями для танкера

TSTG

cут/рейс

0,75

20

Длительность стоянки с мойкой для танкера

TSTM

cут/рейс

2

21

Доля стоянки без грузовых операций для сухогруза

AST

-

1

22

Доля стоянки с грузовыми операциями для сухогруза

ASTG

-

0,5

         Кроме файла ISX.DAT подлежит заполнению файл CONSTANT.DAT, представленный в табл. 7.2. Возможные значения переменных файла CONSTANT.DAT: CEY: 1 – СЭУ с МО ДВС;2 – СЭУ с СО ДВС;3 – ПТУ;4 – ГТУ;5 – ГТУ с ТУК; AWT: 1 – класс автоматизации A1; 2 – A2; 3 – без автоматизации; RAS: 1 – чисто кормовое расположение; 2 – промежуточное; 3 – среднее;  ST: 0 – до 30% стали повышенной прочности; 1 – до 50%; 2 – более 50%; BASS: 1– Черноморский бассейн; 2– Каспийский; 3– Балтийский; 4– Северный; 5 – Дальневосточный; 6– Сахалинский; 7– Арктический;  8– Камчатский;  TOP:  1– мазут марки М-40; 2– моторное топливо марки ДМ; 3– моторное топливо марки ДТ; 4– дизельное топливо марки ДЛ;  ZE – количество членов экипажа может быть задано прямо в табл.8.1. Если оно неизвестно пользователю, то следует задать ZE = 0. Это является признаком необходимости применения формул, аппроксимирующих число членов экипажа в функции типа судна и его дедвейта DW. Принимается число, ближайшее большее целое от значения в соответствии с этими зависимостями.

После подготовки файлов исходных данных и обращения к моделям WYBORMOD и WYBORSOD производится выбор двигателя в двух возможных вариантах. Если задано TRGD = 0, то просматривается применение всех типоразмеров цилиндров из типоразмерного ряда и выводятся в файл результатов краткие сведения о каждом допустимом типоразмере агрегата ГД, позволяющие выполнить сравнительный анализ допустимых вариантов и выбрать относительно лучший по комплексу показателей качества. Если задано TRGD > 0, то расчет будет выполнен только для одного типоразмера с заданным типоразмером цилиндра TRGD = J , с неоднократным проектированием винта, валопровода, оптимизацией положения режимной точки и анализом экономики. Для СЭУ с СОД подготавливаются данные для выбора типоразмера редуктора. Для СЭУ с МОД подготавливаются исходные данные для проектирования систем и валопровода.

Все блоки структуры САПР эскизного проектирования СЭУ обеспечены проектирующими моделями. Эти модели реализуют алгоритмы, рассмотренные выше в разделах настоящего пособия. Методики заполнения файлов исходных данных описаны в работах [12, 23].

Этап технического проектирования посвящен оптимизации частных технических решений по судну и его подсистемам. В частности, основной целью проектирования СЭУ на этом этапе является формирование ведомости заказа вспомогательного оборудования, образующего наряду с главным двигателем, генераторами судовой электростанции и вспомогательной котельной установки, выбранными ранее на этапе эскизного проектирования, комплект оборудования, представляющий собой СЭУ.

На основе этой ведомости оборудование заказывается на предприятиях-изготовителях. Это определяет важность выполняемой разработки и высокие требования к достоверности получаемых результатов. Для достижения высокой достоверности требуется выполнение трудоемких работ по проектированию конкретных трубопроводов, привязанных к конкретному варианту расположения оборудования в МКО. Но разработка расположения невозможна без предварительного подбора оборудования. Отсюда следует итерационный характер процесса технического проектирования СЭУ.

На основе анализа и обобщения опыта проектирования СЭУ может быть предложена такая, вполне очевидная, последовательность работ по СЭУ на этапе технического проектирования судна.

1. Выбор совокупности вспомогательного оборудования СЭУ в первом приближении на основе результатов функционального проектирования энергетических систем, которое описано в главе 4 и выполняется на заключительных стадиях эскизного проектирования СЭУ с целью обоснования главных параметров СЭС и ВКУ. Для обоснования состава СЭС и ВКУ функциональное проектирование систем дает вполне приемлемую точность, но для окончательного выбора насосов, теплообменных аппаратов и другого вспомогательного оборудования эта точность недостаточна.

2. Расположение оборудования и цистерн в МКО. Размеры МКО определены ранее в эскизном проектировании исходя из проработки расположения выбранного главного двигателя. Расположение же вспомогательного оборудования на главном размере МКО транспортных судов (его длине) обычно не отражается.

3. Трассировка трубопроводов. В не сильно стесненных МКО транспортных судов трассы трубопроводов обычно прокладываются с минимальным числом погибов, трассы проходят параллельно одной из трех осей декартовых координат (горизонтально – параллельно Х, перпендикулярно диаметральной плоскости Y и вертикально Z) до поворота на 90о и после этого вновь по одной из координат до нового поворота.

Оборудование, расположенное на одном уровне и в одной из координатных плоскостей XZ или YZ, соединяется прямой трубой, так как участки, уводящие трубу под настил, могут быть отнесены к собственно оборудованию. Если такое же оборудование расположено в разных координатных плоскостях, то возникает обычно один погиб на 90о. Если никакие координатные плоскости не совпадают, то обязательны два погиба.

4. Выбор из сортаментов и типоразмерных рядов труб, арматуры, фасонных частей, соединений и других элементов и расположение их  по трассам трубопровода.

5. Построение напорно-расходной характеристики трубопровода и уточнение требуемого напора при номинальном расходе в сети.

6. Выбор из типоразмерных рядов гидравлических и газодувных машин. По-видимому, этот выбор будет неединичным, так как технически допустима любая машина, способная обеспечить в проектируемом трубопроводе расход не ниже требуемого. В первую очередь следует проанализировать применение оборудования, принятого в п.1, в качестве первого приближения и, если оно подходит, то именно его использовать в качестве базы для сравнения вариантов. Нецелесообразно рассматривать варианты со слишком большим запасом производительности.

7. Решение прямой и обратной задачи гидравлических расчетов для каждого из выбранных вариантов гидравлических машин, принятие решения о методе обеспечения заданного расхода в сети:

  •  решение обратной задачи для выбранного варианта и расчет дроссельных шайб для ответвлений сложного трубопровода;
  •  принятие решения о модифицировании машины или сети (подрезка, изменение частоты, обвод или установка шайбы в основной проток);
  •  решение прямой задачи анализа взаимодействия модифицированной машины с модифицированной сетью (проверочный расчет).

8. Проектирование изоляции трубопроводов и уточнение тепловых характеристик энергетических систем;

Пп.9-11 аналогичны пп.5-7, но выполняются относительно теплообменного оборудования.

9. Расчет температурных напоров, коэффициентов теплопередачи и требуемых поверхностей теплообменников энергетических систем.

10. Выбор теплообменного оборудования из типоразмерных рядов, альбомов рекомендуемой номенклатуры оборудования, информационной базы данных и других источников. Как и для насосов, выбор будет неединичным. Отсюда возникают конкурирующие варианты теплообменного оборудования.

11. Уточнение для каждого из выбранных вариантов гидравлического сопротивления, расходов, скоростей, корректировка значения коэффициентов теплопередачи. Определение фактических тепловых потоков и принятие решений  о способе выдерживания заданных потоков. При существенном изменении гидравлических сопротивлений возможны итерации в пп.5-11.

12. Расчет значений критериев эффективности и сравнение альтернативных вариантов с базовым.

Выбор окончательного варианта для каждого из типов оборудования может производиться раздельно по каждой из систем с учетом как значения критерия эффективности, так и ещё целого ряда факторов, в том числе унификации, доступности оборудования, погрешности данных и др. Если с учетом доверительных интервалов очевидно преимущество не базового оборудования, то решение о его выборе должно быть принято на основе проверки его расположения. т.е. возможны итерации в пп.2-12.

В конечном итоге в результате выполнения всех указанных выше работ будет составлен перечень комплекта оборудования СЭУ и ведомость его заказа на предприятиях-изготовителях оборудования.

Рассмотренная схема процесса технического проектирования СЭУ позволяет предложить структуру САПР Т – перечень проектирующих и обеспечивающих модулей и схему их взаимодействия в процессе технического проектирования, рис.7.2.

Рис.7.2. Структура САПР технического  проектирования СЭУ

Управляющая программа должна обеспечивать взаимодействие с пакетами проектирующих программ, выстраивая их в традиционную цепочку технического проектирования СЭУ в соответствии с пп.1-12. На вход в управляющую программу поступают данные из подсистемы САПР эскизного проектирования – результаты функционального проектирования систем СЭУ и расположения главного двигателя в МКО. В задачу управляющей программы  входит также диалог с проектировщиком о выборе технических решений.

Совокупность пакетов прикладных программ, включаемых в состав САПР Т, вытекает из проведенного выше анализа содержания технического проектирования СЭУ:

  •  пакет В – выбор оборудования из типоразмерных рядов;
  •  пакет Р – проектирование расположения оборудования СЭУ в МКО;
  •  пакет Т – трассировка трубопроводов;
  •  пакет Г – гидравлические расчеты;
  •  пакет И – проектирование изоляции;
  •  пакет П – расчеты прочности;
  •  пакет Н – расчеты надежности;
  •  пакет А – акустические расчеты;
  •  пакет Э – расчеты показателей эффективности;
  •  пакет Д – документирование результатов проектирования.

Указанные пакеты прикладных программ рассмотрены в работе [12].

В рамках эскизного проектирования выполняется функциональное проектирование систем в соответствии с алгоритмом, рассмотренным в разделе 5 настоящего пособия. В результате получается таблица требований к характеристикам комплектующего оборудования, пример которой приведен в табл.7.3.

В таблице приведены требуемые характеристики вспомогательного оборудования систем, обеспечивающие выполнение функций данного оборудования в составе системы, СЭУ и судна в целом.

Таблица 7.3

Результаты функционального проектирования систем СЭУ

J

S

I

Наименование переменной

R

Значение

1

ТР

BT

Часовой расход топлива

т/ч

0,979491

2

ТР

VRZTT

Объем расходной цистерны тяжелого топлива

м3

17,741732

3

ТР

VRZLT

Объем расходной цистерны легкого топлива

м3

3,548346

4

ТР

VSM

Объем смесительной цистерны

м3

0,176308

5

ТР

WTPH

Подача топливоподкачивающего насоса (ТПН)

т/ч

1,75

6

ТР

HTPH

Напор ТПН

МПа

0,4

7

ТР

NTPH

Мощность ТПН

кВт

0,292

8

ТР

WZTH

Подача циркуляционного топливного  насоса (ЦТН)

т/ч

0

9

ТР

HZTH

Напор ЦТН

МПа

0

10

ТР

NZTH

Мощность ЦТН

кВт

0

11

ТР

QTP

Расход тепла на подогрев топлива

кВт

315

12

ТР

FTP

Поверхность подогревателя топлива

м2

24,15

13

ТХ

SRT

Расход топлива за рейс

т/рейс

923,520447

14

ТХ

ZTT

Запас тяжелого топлива

т

849,638794

15

ТХ

ZLT

Запас легкого топлива

т

212,409698

16

ТХ

VZAZ

Объем цистерны аварийного запаса

м3

26,612597

17

ТХ

WTPEH

Подача топливоперекачивающего насоса (ТПН)

т/ч

25,388416

18

ТХ

HTPEH

Напор ТПН

МПа

0,3

19

ТХ

NTPEH

Мощность привода ТПН

кВт

3,184413

20

ТХ

VPERZ

Объем переливной цистерны

м3

4,435432

21

ТХ

WZAPR

Интенсивность заправки топливом

т/ч

238,5

22

ТХ

TPOGR

Длительность погрузки топлива

ч

3,872203

23

ТХ

DTRPT

Диаметр трубопровода погрузки топлива

м

0,383882

24

ТО

VOZ

Объем отстойной цистерны

м3

26,612597

25

ТО

WSTT

Производительность сепаратора тяжелого топлива (СТТ)

т/ч

3,173552

26

ТО

WHSTT

Подача насоса СТТ

т/ч

3,649585

27

ТО

HHSTT

Напор насоса СТТ

МПа

0,3

28

ТО

NHSTT

Мощность привода насоса СТТ

КВт

0,549311

29

ТО

WSLT

Производительность сепаратора легкого топлива (СЛТ)

т/ч

3,173552

30

ТО

WHSLT

Подача насоса СЛТ

т/ч

3,649585

31

ТО

HHSLT

Напор насоса СЛТ

МПа

0,3

32

ТО

NHSLT

Мощность насоса СЛТ

кВт

0,549311

33

ТО

QSEP

Расход тепла в подогревателе    сепаратора

кВт

158,6776

34

ТО

FPSTT

Поверхность подогревателя сепаратора тяжелого топлива

м2

12,165282

35

ТО

FPSLT

Поверхность подогревателя сепаратора легкого топлива

м2

12,165282

36

ТО

WGOM

Производительность гомогенизатора

т/ч

1,834382

37

ТО

WFILTR

Производительность полнопоточного фильтра

т/ч

1,834382

38

ТО

VZGRT

Объем цистерны грязного топлива

м3

1,116866

39

ТО

VZPR

Объем цистерны протечек топлива

м3

0,390903

40

ТО

WHGRT

Подача насоса грязного топлива

т/ч

0,744577

41

ТО

VOTX

Объем цистерны отходов сепарации

м3

2,350779

42

СЦ

QZ

Теплоотвод с маслом от главного двигателя

кВт

1178,450

43

СЦ

WGMH

Подача главного масляного насоса (ГМН)

т/ч

133,5

44

СЦ

HGMH

Напор ГМН

МПа

0,6

45

СЦ

NGMH

Мощность привода ГМН

кВт

34,611115

46

СЦ

VSZZ

Объем сточно-циркуляционной цистерны

м3

28,035002

47

СЦ

T2M

Температура масла перед маслоохладителем

оС

55

48

СО

WSM

Производительность сепаратора масла

т/ч

3,504375

49

СО

QPSM

Расход тепла в подогревателе сепаратора масла

кВт

99,777351

50

СО

FPSM

Поверхность подогревателя сепаратора масла

м2

0,1246

51

СО

WTSM

Подача насоса сепаратора масла (НСМ)

т/ч

4,205250

52

СО

HTSM

Напор НСМ

МПа

0,4

53

СО

NTSM

Мощность привода НСМ

кВт

0,726833

54

СО

WFGO

Производительность фильтра грубой очистки

т/ч

133,5

55

СО

WFTO

Производительность фильтра тонкой очистки

т/ч

133,5

56

СХ

WBF

Производительность байпасного фильтра

т/ч

10,679999

57

СХ

ZZM

Запас циркуляционного масла

т

24,046221

58

СХ

VZZM

Объем цистерны запаса циркуляционного масла

м3

24,046221

59

СХ

VZGM

Объем цистерны грязного масла

м3

18,022501

60

СХ

WTSM

Подача насоса перекачки масла (НПМ)

т/ч

21,693748

61

СХ

HTSM

Напор НПМ

МПа

0,3

62

СХ

NTSM

Мощность привода НПМ

кВт

2,999630

63

СХ

VZSEPM

Объем цистерны сепарированного масла

м3

28,855467

64

ПР

QT

Выделение теплоты при сгорании расхода топлива в главном двигателе

кВт

11223,3389

65

ПР

QPW

Отвод теплоты с пресной водой

кВт

990,089294

66

ПР

WHPW

Подача  насоса пресной воды

т/ч

51,5

67

ПР

HHPW

Напор насоса СТТ

МПа

0,25

68

ПР

NHPW

Мощность насоса СЛТ

кВт

0,005341

69

ПР

VWRZ

Объем воды в расширительной цистерне

м3

1,396082

70

ПР

VRZ

Объем расширительной цистерны

м3

1,814907

71

ПР

VRB

Объем растворного бачка

м3

0,251295

72

ПР

TPR1

Температура пресной воды перед главным двигателем

оС

75,408401

73

ПР

TPR2

Температура пресной воды за    главным двигателем

оС

80

74

ЗВ

WHZW

Подача насоса забортной воды

т/ч

200

75

ЗВ

HHZW

Напор насоса забортной воды

МПа

0,25

76

ЗВ

NHZW

Мощность привода насоса забортной воды

кВт

20,6890

77

ЗВ

TZW1

Температура забортной воды начальная

оС

32

78

ЗВ

TZW2

Температура забортной воды за маслоохладителем

оС

33,402916

79

ЗВ

QW

Отвод теплоты от продувочного воздуха

кВт

2315

80

ЗВ

WZWO

Расход забортной воды через воздухоохладитель

т/ч

125

81

ЗВ

WZOPW

Расход забортной воды через охладитель пресной воды

т/ч

51,5

82

ЗВ

WZORW

Расход забортной воды через маслоохладитель распредвала

т/ч

0

83

ЗВ

QRW

Отвод теплоты от распредвала   

кВт

5,75

84

ЗВ

TZW3

Температура забортной воды в отливном коллекторе

оС

48,283894

85

ЗВ

DTMO

Средний температурный напор в маслоохладителе

оС

15,798542

86

ЗВ

DTOPW

Средний температурный напор в охладителе пресной воды

оС

36,860794

87

ЗВ

FMO

Поверхность главного маслоохладителя

м2

79,920380

88

ЗВ

FOPW

Поверхность главного охладителя пресной воды

м2

25,069544

89

ПВ

VZGD

Объем цилиндров главного двигателя  

м3

90

ПВ

VPWGD

Объем пускового воздуха для главного двигателя

м3

91

ПВ

SVB

Требуемый объем баллонов пускового воздуха главного двигателя

м3

0,3

92

ПВ

VBGD

Объем одного баллона пускового воздуха главного двигателя

м3

0,15

93

ПВ

QKOM

Производительность компрессора пускового воздуха

м3

7,5

94

ПВ

VZDG

Объем цилиндров дизель-генератора (ДГ)   

м3

0,061073

95

ПВ

VPWDG

Объем пускового воздуха ДГ

м3

3,664353

96

ПВ

VBDG

Объем  баллона пускового воздуха  ДГ

м3

0,166562

97

ПВ

QPODK

Производительность подкачивающего компрессора

м3

1,875

В дополнительном пояснении нуждается лишь второй столбец табл.7.3, где указаны буквенные индексы, помогающие отнести оборудование к той или иной энергетической системе и по некоторым из них также и к подсистеме.

Здесь обозначены: Т – признак принадлежности к топливной системе. Вторая буква Р означает принадлежность к подсистеме расходования топлива; Х – подсистема хранения запасов топлива; О – подсистема очистки; С – признак принадлежности к системе смазки главного двигателя. Отдельно обозначены подсистемы: Ц – циркуляционной смазки; О – очистки; Х – хранения; ПР – система охлаждения пресной водой; ЗВ – система охлаждения забортной водой; ПВ – система сжатого (пускового) воздуха главных и вспомогательных двигателей.

Выбираемое оборудование должно иметь характеристики не ниже указанных в табл.7.3. Вспомогательное оборудование выбирается из типоразмерных рядов базы данных, приведенных в Приложении 2. Разработано специальное программное обеспечение, обеспечивающее автоматический выбор комплектующего оборудования систем в соответствии с требованиями, табл. 7.3. Выбор осуществляется для каждого вида оборудования раздельно в двух вариантах: на требуемый параметр выбирается один типоразмер оборудования или два с половинным значением параметра выбора. Для обеих вариантов         определяется показатели согласованной эффективности – приращение прибыли по транспортному судну с анализируемым вариантом оборудования по сравнению с базовым     вариантом. Автоматически принимается вариант, у которого приращение прибыли больше. Эти приращения суммируются и накапливаются.

Второй знаковый комплекс САПР технического проектирования СЭУ – модель проектирования расположений на основе таблиц относительных координат.

Уточнение положения вспомогательного оборудования, коррекция расположения дизель- и парогенераторов может быть осуществлена с использованием обработок типовых расположений и компоновок оборудования в МКО. Эти обработки выполнены в форме таблиц относительных координат и абсолютных габаритов блоков. Пример такой таблицы для речного буксира-толкача представлен в Приложении 3.  В табл.7.4 приведена распечатка части файла MKO.DAT, в котором сосредоточены исходные данные для проектирования расположения оборудования в МКО танкера. Расшифровка обозначений блоков и цистерн приведена в табл.7.5.

Таблица 7.4

            Размеры МКО и расстояния от характерных плоскостей

NC

Вид

Zбл

  R

LPPS

LMKO

BSU

HB

Xгно

Xкп

4

     0

48

2,0

165,

31,50

25,3

15,

1,20

0,08

ZX

  ZY

Zур

    H1

   H2

   H3

   H4

   H5

   H6

   H7

650

 480

  5

0,145

0,52

0,77

1,0

1,0

1,0

1,0

J

I

Масса

NC

У

X

Y

Z

L

B

H

1

GLD

400,0

8

0,0

0,365

0,0  

0,484

9,844

3,0  

10,16

2

BL_TPN

2,53

6

0,0

0,61

-0,14

0,221

2,1  

1,76

2,15

3

DE_TOP

0,5

6

0,0

0,686

-0,13

0,231

0,500

0,500

2,000

4

BL_NTT

2,542

6

0,0

0,591

0,182

0,211

1,500

1,500

1,000

5

BL_NLT

1,094

6

0,0

0,607

0,178

0,211

1,500

1,500

1,000

6

BL_ST

3,28

6

0,0

0,480

-0,16

0,221

3,210

4,280

4,280

7

BL_ZO

23,4

6

0,0

0,572

0,196

0,562

2,160

3,680

3,030

8

BL_ZR

54,1

6

0,0

0,607

0,182

0,562

4,000

4,100

3,030

9

Z_PROT

5,6

6

0,0

0,693

0,0  

0,0  

1,620

3,570

0,970

10

Z_PER

95,5

6

0,0

0,796

0,0  

0,0  

8,650

6,000

1,840

11

ZZTT

259,83

6

0,0

0,796

0,230

0,410

8,220

6,490

5,730

12

ZZLT

10,47

6

0,0

0,196

0,316

0,562

1,080

4,000

3,030

13

BL_SMТ

0,632

14

0,0

0,611

0,141

0,242

1,620

0,750

1,700

14

ZZM

0,550

14

0,0

0,422

-0,12

0,715

0,985

0,910

1,700

15

Z_NGTN

0,824

14

0,0

0,237

0,123

0,845

1,565

1,010

1,660

Таблица 7.5

            Обозначение блоков и цистерн СЭУ

Nпп

 Обозначение

Наименование блока или цистерны

1

GLD

Главный двигатель - МОД ДКРН

2

BL_TPN

Блок топливоподкачивающих насосов

3

DE_TOP

Деаэратор топлива ( смесительная цистерна )

4

BL_NTT

Блок насосов перекачки тяжелого топлива

5

BL_NLT

Блок насосов перекачки легкого топлива

6

BL_ST

Блок сепарации топлива

7

BL_ZO

Блок отстойных цистерн

8

BL_ZR

Блок расходных цистерн

9

Z_PROT

Цистерна протечек топлива

10

Z_PER

Цистерна перелива

11

ZZTT

Цистерна запаса тяжелого топлива

12

ZZLT

Цистерна запаса легкого топлива

13

BL_SMT

Блок смазки толкателей

14

ZZM

Цистерна цилиндрового масла

15

Z_NGTN

Цистерна напорная смазки ГТН

В табл.7.4 обозначены: NC – код цвета линии, ограничивающих размеры блока; Вид  – код анализируемой проекции изображения. Предусмотрены следующие значения этой переменной: 0 – проекция в плане, 1 – продольный разрез параллельно ДП, 2 – сечение по одному из шпангоутов (параллельно миделю);  Zбл – число единиц располагаемого оборудования – блоков и цистерн;  R – расстояние от характерной плоскости, на котором выполняется сечение МКО, м;  LPPSдлина судна между перпендикулярами, м;  LMKO – длина МКО, м;  BSU –  ширина судна на миделе, м;  HB – высота МКО до главной палубы принятая равной высоте борта, м;  Xгно – положение носовой переборки грузового насосного отделения на танкере отнесенное к длине МКО;    Xкп – расстояние  кормовой переборки МКО от кормового перпендикуляра отнесенное к длине судна;  ZX  и ZY – количество отображаемых пикселей на экране дисплея по горизонтали и вертикали. Эти значения требуются для универсализации программы визуализации независимо от типа дисплея;  Zур – общее число уровней анализируемого изображения;  H1 – возвышение характерного уровня (второго дна) над основной линией судна, м;  H2– то же для третьей платформы, м; H3 – то же для второй платформы, м;  H4 –то же для первой платформы, м; H5 – то же для верхней палубы, м;  J – последовательная нумерация блоков и цистерн СЭУ, располагаемых в МКО. Здесь приведены данные только по блокам номер 1 – 15;  NC – номер цвета, которым изображается данный блок при визуализации расположения. Этот признак имеет приоритет по сравнению с NC;  У – угол установки блока  по отношению к ДП (переменная не задействована);  X, Y, Z – координаты центра габарита блоков, отнесенные к характерным размерам МКО базового танкера пр. 1596;  L, B, H – абсолютные габариты блоков.

После умножения относительных координат X, Y и Z на характерные размеры машинного отделения данного судна – LMKO, BMKO/2 и HMKO мы сразу получаем вариант расположения оборудования в МКО наиболее полно реализующий на данном судне схему типового расположения танкера. Этот вариант находится в оперативной памяти ЭВМ и доступен для автоматизированного анализа своей допустимости и эффективности.

Предлагаемый метод не стремится зафиксировать какой-либо прототип, но без значительных затрат труда сразу предлагает хорошую базу для дальнейшего усовершенствования расположения. Его редактирование будет происходить путем воздействия на таблицу относительных координат – т.е. на схему расположения СЭУ, а не на сами координаты оборудования.

Разработано следующее программное обеспечение, базирующееся на методе относительных координат:

– для анализа допустимости варианта расположения по не наложению блоков друг на друга, на запретные зоны, в том числе ремонтные габариты, подходы, местные и магистральные проходы. Необходимость в таком программном обеспечении вызвана тем, что после умножения относительных координат на характерные размеры МКО судна нового проектирования изменяется положение блоков и возможно нарушение указанных ограничений. Модель сообщает номера блоков у которых есть совпадение с блоками №. Проверка производится начиная с блока 1. При проверке последующих блоков анализ совпадения с предыдущими не производится;

– визуализации варианта расположения с последовательным просмотром по выбору разных видов проекции и расстояний от характерных плоскостей. На рис.7.3 приведен пример визуализации отдельных сечений танкера пр.1596. Обводы судна также обрабатываются в форме относительных координат ширины на разных уровнях от основной плоскости и на разных теоретических шпангоутах;

– редактирование расположения путем изменения координат блоков на экране дисплея с одновременной записью в файл относительных координат;

– трассировка трубопроводов соединяющих отдельное оборудование, заданное их №№, и определение расстояний с учетом перемещения по главным направлениям. Просмотр трассировки в разных проекциях на декартовы координаты с указанием соединяемых блоков;

– гидравлические расчеты, реализуемые проектными работами трех видов: выбор труб из сортамент, решение обратной задачи – выбор дроссельных шайб по заданному распределению расходов по участкам, решение прямой задачи – проверочный расчет расходов по участкам;

– определение габаритов, массы и стоимости связей – трубопроводов и кабельных трасс между отдельными блоками, для отдельных блоков, для всей энергетической установки в целом;

– определение рабочей и полной массы СЭУ, координат центра массы, моментов относительно главных координатных плоскостей;

– расчет критериев эффективности для связей отдельного оборудования, функциональных агрегатов, блоков и СЭУ в целом.

7.2.  Delfi реализация САПР СЭУ

Разработана реализация САПР эскизного проектировании я СЭУ транспортного судна на языке визуального проектирования Delfi, представленная на рис 7.4.

Рис.7.4. Delfi - реализация САПР эскизного проектирования СЭУ

На рис.7.4 представлена вторая форма проекта САПР эскизного проектирования СЭУ. После двойного щелчка мышки на строке WYBOR2001 – модуля выбора ДВС из типоразмерного ряда МС 2001 г. фирмы MANB&W. Для этого модуля следует ввести исходные данные в два файла: ISX.DAT и CONSTANT.DAT, а также проконтролировать значения индексов расходов по отдельным статьям. На форму 2 кроме обычных выпадающих меню и функциональных клавиш WINDOWS вынесены также три специфические функциональные клавиши: «исходные данные», «константы» и «справочник: значения коэффициентов индексации расходов».

Сразу после открытия формы 2 автоматически нажата клавиша «исходные даны» и в средней части формы открыта для редактирования таблица исходных данных ISX.DAT. Сначала все надписи окрашены красным цветом, а в столбце «Численные значения» установлены нули. До внесения во все строки численных значений дальнейший расчет невозможен и блокируется программой. Возможна засылка данных ранее выполненного проекта. Для этого с помощью функциональной клавиши «открытие файла» можно обратиться к существующим данным: по крайней мере, один из них – базовый существует всегда. Данные ранее выполненного проекта будут внесены в оба файла: «исходные данные» и «константы». Эти данные можно корректировать. При помещении указателя на соответствующую строку в средней части формы в её нижней части возникают рекомендации о значениях вводимых переменных, их кодировании и пр. Справа от таблицы данных присутствует линейка для перемещения по таблице. Напомним, что «исходные данные» – файл ISX.DAT включает двадцать четыре строки данных, а на форме помещаются только тринадцать строк.

Когда тем или иным способом таблицы данных будут заполнены (признак – отсутствие строк, отмеченных красным цветом), возможен запуск модуля на выполнение путем нажатия клавиши «начать расчет». После его завершения открывается форма 3, позволяющая просмотреть результаты модуля WYBOR2001.

Рис.7.5. Вторая форма Delfi - реализация САПР эскизного проектирования СЭУ

После отработки WYBOR2001 обращение к другим модулям, таким как WYBORSOD, SIST2001, WALRAZM начинается с предложения переслать данные модуля WYBOR2001 в качестве исходных данных вновь открываемых модулей. С этими предложениями нужно соглашаться, так как исходные данные модуля WYBORSOD унифицированы с WYBOR2001, а результаты работы модуля WYBOR2001 являются входными в два последующих модуля.

В целом WINDOWS-приложение САПР эскизного проектирования СЭУ обеспечивает решение всех задач, облегчает ввод исходных данных, обеспечивает пересылку данных из модуля в модуль, позволяет выполнить эскизное проектирование СЭУ без обращения к отдельным модулям в виде EXE-файлов.

7.3.  Базы данных типоразмерных рядов оборудования СЭУ

В Приложении 1 приведена база данных файловой структуры содержащая типоразмерные ряды комплектующего оборудования СЭУ – главных двигателей, дизель-генераторов, утилизационных газовых турбин, турбогенераторов, валогенераторов, вспомогательных и утилизационных котлов, вспомогательного оборудования систем СЭУ, типовых расположений и др. характеристик, см. Приложение 1.

Взаимодействие программных комплексов с базой данных оборудования СЭУ происходит автоматически – программа выбирает из типоразмерных рядов главные двигатели, движители, элементы системы передачи мощности, вспомогательное оборудование систем, утилизационные котлы. В программах реализованы принципы выбора оборудования, из базы данных на внешнем носителе файлы данных вводятся а оперативную память, используются (проверяются на допустимости и эффективность) и уничтожаются. В случае намеренной порчи файлов данных вырабатывается признаки сбоя.

Ряд типов оборудования выбираются иначе, это дизель и валогенераторы, вспомогательное оборудование систем СЭУ: для них программные комплексы вырабатывают параметры выбора и выбор соответствующего оборудования из файлов данных производится вручную. Автоматический выбор не является лучшим.


EMBED Visio.Drawing.6  

EMBED Visio.Drawing.6  

Рис.7.3. Результаты визуализации расположения СЭУ танкера пр.1596 программным комплексом GABARITY: 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 ДКРН; 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.

EMBED Visio.Drawing.6  


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

18947. Межличностные конфликты. Специфика проявления 41.5 KB
  Межличностные конфликты. Специфика проявления МК Емельянов – противоборство двух людей на основе столкновения противоположно направленных мотивов. МК Гришина – ситуация противоречий разногласий столкновений между людьми. Он может быть определен как ситуация п...
18948. Коммуникационный менеджмент как процесс 49.5 KB
  Коммуникационный менеджмент как процесс Компании всегда занимались коммуникацией – выстраивали вокруг и внутри систему взаимодействий призванную помогать бизнесу в достижении его стратегических и текущих целей. Успехи организации зависят от конструктивности вз...
18949. Организация и проведение избирательной кампании: стратегический замысел, цели и масштаб работы с избирательными территориями 200.5 KB
  Организация и проведение избирательной кампании: стратегический замысел цели и масштаб работы с избирательными территориями Избирательная кампания это те же самые скоординированные целенаправленные но осуществляемые в течение отделенного законодательством в
18950. Телевизионная журналистика: особенности, виды, способы финансирования 88.5 KB
  Телевизионная журналистика: особенности виды способы финансирования Телевидение – одно из самых глобальных достижений человечества. Оно отбирает у своих поклонников не только способность мыслить но и способность сопротивляться воздействию: яркая движущаяся кар
18951. Радиожурналистика. Свойства и формат радио как вида массовой коммуникации 37 KB
  Радиожурналистика. Свойства и формат радио как вида массовой коммуникации Радио появилось именно в то время когда человечество стало нуждаться в предельной оперативности информации: глобальные потрясения изменившиеся в начале столетия административный ментальны...
18952. Конспекты занятий по экологии для старшей группы 199.5 KB
  Способствовать развитию у детей умения составлять сравнительные рассказы о растительном мире; развитию умения различать растения по стволам, веткам, плодам, листьям; различению многолетних и однолетних растений; развитию сравнения по признакам, закрепленным в модели, умения использовать модель в качестве плана рассказа; воспитывать бережное отношение к растительному миру.
18953. Структура, функции и процесс формировании имиджа 49 KB
  Структура функции и процесс формировании имиджа Имидж – внешний образ создаваемый субъектом с целью вызвать определенное впечатление мнение отношение у других. Имидж – эмоционально окрашенный образ кого – либо/ чеголибо сложившейся в массовом сознании и способ...
18954. Определения нормативов предельного размещения отходов 220 KB
  Данный проект разработан для площадки 1-гo Линейного Производственного Управления Магистральных Газопроводов (ЛПУМГ) и содержит предложения по нормативам образования и размещения отходов от основного и вспомогательного производств предприятия.
18955. Абсорбер с насадкой 4.39 MB
  В данной курсовой работе по «Расчету и конструированию оборудования» на тему «Абсорбер с насадкой» рассмотрены такие разделы как: обоснование выбора конструкции аппарата (задание по УИРС), описание конструкции аппарата, подобраны конструкционные материалы основных узлов