Судові енергетичні установки

Задача №1

Судно-постачальник для перевозки широкої номенклатури вантажів в арктичних широтах оснащено одновальною дизельною установкою потужністю Neгд .

До складу СЕУ входять три дизель-генератори потужністю по Ре кожен, два допоміжні котли , один утилізаційний котел головного двигуна (ГД) та три утилізаційні котли дизель-генераторів (ДГ), утилізаційна водоопріснювальна установка (ОУ) типу Д.

Прийняти такі дані: ККД ГД – 0,5; ККД ДГ – 0,48; допоміжного котла – 0,81; УК ГД – 0,41; УК ДГ – 0,2; ОУ – 0,3; витрати теплоти з газами ГД 0,27; ДГ – 0,29; з прісною водою ГД – 0,1; температура питної води – 50о С.

Розробити структурну схему, скласти таблицю режимів роботи СЕУ, визначити ККД та КВТ на ходовому режимі. Зіставте кількість пари, що випрацьовують допоміжний та утилізаційний котли.

Недостатні для розрахунків показники призначимо самостійно:

  

Рис.1 Структурно-функціональна схема СЕУ судна-постачальника

Таблиця. Режими роботи елементів СЕУ.

Обладнання	Ходовий	Стоянка з груз. оп.	Стоянка без г. оп.	Аварійний
ГД (1)	1	-	-	-
ДГ (3)	2	2	1	-
УК ГД (1)	1	-	-	-
УК ДГ (3)	2	2	1	-
ДК (2)	1	2	1	-
ОУ (1)	1	-	-	-
АДГ (1)	-	-	-	1

Коефіцієнт корисної дії СЕУ на ходовому режимі,

 .

Коефіцієнт використання теплоти в СЕУ на ходовому режимі,

 .

1.  Кількість теплоти, що виділилась при спалюванні палива в ГД, кВт,

 .

2.  Кількість теплоти, що виділилась при спалюванні палива в ДГ, кВт,

 .

3.  Кількість теплоти, що виділилась при спалюванні палива в ДК, кВт,

 .

4.  Теплота з відпрацьованими газами головного двигуна, кВт,

 .

5.  Теплота з відпрацьованими газами дизель-генератора, кВт,

.

6.  Потужність, що перетворюється на упор, кВт,

.

7.  Кількість теплоти, що витрачено для отримання насиченої пари в допоміжному котлі, кВт,

,

де D – паропродуктивність котла, кг/год;

- ентальпія насиченої пари при тиску 0,7 МПа;

- ентальпія питної води при 50оС.

8.  Кількість теплоти, що може бути передана в утилізаційному котлі головного двигуна від газів живильної воді для утворення пари, кВт,

9.  Кількість теплоти, що може бути передана в утилізаційному котлі дизель-генератора від газів живильної воді для утворення пари, кВт,

.

10. Кількість теплоти, що витрачено для одержання насиченої пари в утилізаційному котлі головного двигуна, кВт,

11. Кількість теплоти, що витрачено для одержання насиченої пари в утилізаційному котлі дизель-генератора, кВт,

.

12. Кількість теплоти, що передана в головному двигуні прісній води, що його охолоджує, кВт,

.

13. Кількість теплоти, що може бути передана від гарячої прісної води для кипіння морської води і утворення вторинної пари, кВт,

.

Зіставимо кількість пари, що випрацьовують допоміжний та утилізаційні котли.

Паропродуктивність утилізаційного котла головного двигуна, кг/год,

.

Паропродуктивність утилізаційного котла дизель-генератора, кг/год,

.

Висновки:

Утилізаційний котел головного двигуна виробляє не набагато більше пари ніж допоміжний котел. Паропродуктивність утилізаційного котла дизель-генератора приблизно чотири відсотка від паропродуктивності утилізаційного котла, або допоміжного. Таким чином на ходовому режимі маємо економію палива в розмірі, яке було б потрібне для роботи ще б одного допоміжного котла.

Задача №2

Великий морозильний траулер-рибзавод для промислу та переробки рибо продукції оснащено одновальною з ГРК дизель-редукторною двох машинною установкою потужністю  з відбором потужності на два валогенератори по  кВт кожен.

До складу СЕУ входять три дизель-генератори потужністю по  кожен; допоміжний котел та два утилізаційні котли; чотири водоопріснювальні установки (ВОУ) типу Д.

Прийняті таки дані: ККД ГД – 0,46: допоміжного котла – 0,81; УК ГД – 0,41; ОУ – 0,4; витрати теплоти з газами ГД – 0,32; з прісною водою ГД – 0,12; температура забортної води – 200 С; тиск вторинної пари ВОУ 30 кПа; потреби прісної води складають 20 т/добу в режимі переробки продукції.

Розробити структурну схему, скласти таблицю режимів роботи СЕУ, визначити ККД та КВТ на ходовому режимі. Визначте можливість здобуття прісної води в ходовому режимі.

Недостатні для розрахунків показники призначимо самостійно:

, , , ,

Рис. 2 Структурно-функціональна схема СЕУ великого морозильного траулера-рибозавода

Таблиця. Режими роботи елементів СЕУ.

Обладнання	Ходовий з переробкою	Ходовий	Стоянка з вант. оп.	Стоянка без в. оп.	Аварійний
ГД (2)	2	2	-	-	-
ВГ (2)	2	1
ДГ (3)	-	-	2	1	-
УК ГД (2)	2	2	-	-	-
ДК (1)	-	-	1	1	-
ОУ (4)	4	2	-	-	-
АДГ (1)	-	-	-	-	1

Коефіцієнт корисної дії СЕУ на ходовому режимі,

.

Коефіцієнт використання теплоти в СЕУ на ходовому режимі,

.

1.  Кількість теплоти, що виділилась при спалюванні палива в ГД, кВт,

.

2.  Потужність, що перетворюється на упор, кВт,

.

3.  Кількість теплоти, що може бути передана в утилізаційному котлі головного двигуна від газів живильної воді для утворення пари, кВт,

.

4. Кількість теплоти, що витрачено для одержання насиченої пари в утилізаційному котлі дизель-генератора, кВт,

.

5. Кількість теплоти, що передана в головному двигуні прісній води, що його охолоджує, кВт,

.

6. Кількість теплоти, що може бути передана від гарячої прісної води для кипіння морської води і утворення вторинної пари, кВт,

.

7. Коефіцієнт корисної дії СЕУ на ходовому режимі

.

8. Коефіцієнт використання теплоти в СЕУ на ходовому режимі,

.

Визначимо кількість прісної води, яку можна здобути на ходовому режимі в чотирьох ВОУ.

,  ,

543=4D(2627 – 289) D = 0,058 м3/с = 0,058·3,6·24 = 5,016 т/добу

Таким чином, чотири ВОУ здобувають на ходовому режимі СЕУ 20 т/добу прісної води.

Задача №3

Наукове-дослідне судно для комплексного вивчення Мирового океану оснащено двохвальною дизель-редукторною установкою загальною потужністю . До складу СЕУ входять 4 дизель-генератори потужністю по  кожний, два допоміжні котли утилізаційні котли та дві водоопріснювальні установки типу Д.

При виконанні розрахунків прийняти такі дані: ККД ГД – 0,46; ККД двигуна, що приводить генератор – 0,41; допоміжного котла – 0,81; УК ГД – 0,24; ОУ – 0,4; витрати теплоти з газами ГД – 0,27; з прісною водою ГД – 0,1; температура питної води – 50 оС.

Розробити структурну схему, скласти таблицю режимів роботи СЕУ, визначити ККД та КВТ на ходовому режимі. Визначте економію палива за добу при використанні утилізаційних котлів для виробництва пари в ходовому режимі.

Недостатні для розрахунків показники призначимо самостійно:

, , , , .

Рис.3 Структурно-функціональна схема СЕУ науково-дослідного судна

Таблиця. Режими роботи елементів СЕУ.

Обладнання	Ходовий з НДР (літо)	Ходовий переходу	Стоянка з НДР	Стоянка без НДР	Аварійний
ГД (2)	2	2	-	-	-
ДГ (4)	3	2	2	1	-
УК ГД (2)	2	2	-	-	-
ДК (2)	1	-	2	2(1)	-
ОУ (2)	2	2	-	-	-
АДГ (1)	-	-	-	-	1

Коефіцієнт корисної дії СЕУ на ходовому режимі з виконанням науково-дослідницьких робот,

.

Коефіцієнт використання теплоти в СЕУ на ходовому режимі з виконанням науково-дослідницьких робот:

.

1. Кількість теплоти, що виділилась при спалюванні палива в ГД, кВт,

.

2. Кількість теплоти, що виділилась при спалюванні палива в ДГ, кВт,

 .

3. Кількість теплоти, що витрачено для отримання насиченої пари в допоміжному котлі, кВт,

.

4. Кількість теплоти, що виділяється при спалюванні палива в допоміжному котлі, кВт,

.

5. Потужність, що перетворюється на упор, кВт,

.

6. Кількість теплоти, що витрачено для отримання насиченої пари в утилізаційному котлі, кВт,

.

7. Кількість теплоти, що може бути передана від гарячої прісної води, яка охолоджує головний двигун, для кипіння морської води і утворення вторинної пари, кВт,

.