6. Расчет потребностей в тепле на режимах эксплуатации судна

Для обоснования схемы тепло- и электроснабжения судна предварительно определяется потребность в этих видах энергии на ходовом режиме. Наиболее распространенными источниками теплоты на речных судах являются вспомогательные котельные установки. Для удовлетворения потребности в теплоте в ходовом режиме на судах с главными двигателями мощностью более 200 кВт, как правило, устанавливаются водогрейные или утилизационные котлы, использующие теплоту выпускных газов главных двигателей. Потребность судна в теплоте на стоянках удовлетворяется автономными котлами, работающими на жидком топливе. Сорт топлива, используемого автономными котлами и главными двигателями, обычно одинаков.

На судне проекта 302МК система водяного отопления включает в себя паровой вспомогательный котел и два паровых утилизационных котла-глушителя.

Паровой вспомогательный котел имеет характеристики:

паропроизводительность – 2500 кг/ч; поверхность нагрева: омываемая водой – 32,5 м², омываемая газами – 37,9 м², воздушного экономайзера – 34,8 м²; давление пара – 0,6 МПа; топливо – дизельное для запала форсунки; моторное – для основной форсунки.

В ходовом режиме отопительными котлами служат два паровых утилизационных котла – глушителя, установленных в шахте машинного отделения на выхлопных трубопроводах главных двигателей.

Утилизационный котел – глушитель имеет характеристики:

паропроизводительность – 500 кг/ч; поверхность нагрева – 94,5 м²; давление пара – 0,5 МПа.

Системой судна проекта 302 предусматривается возможность работы в ходовом режиме одного утилизационного котла на подогрев помещений, другого масел для дизелей судна.

Расход теплоты на отопление помещений определяется по уравнению

Q_от = 1250  (6,5  n_эк + 5  n_пас) = 1250  (6,5  130 + 5  258) = 2667000 кДж/ч,

где n_эк и n_пас – число членов экипажа и пассажиров.

Расход теплоты на санитарно-бытовые нужды находим по формуле

Q_сб = (n_эк + n_пас)  (q_вм + q_вп) = (130 + 258) (1250 + 380) = 630000 кДж/ч,

где q_вм –удельный расход теплоты на приготовление горячей мытьевой воды, q_вм = 1250 кДж/чел.-ч. [3, 4]; q_вп – удельный расход теплоты на приготовление кипяченой питьевой воды q_вп = 380 кДж/чел.-ч. [3, 4].

Расход теплоты на подогрев топлива, масла и другие технические нужды [3, 4]

Q_пт = 0,15  (Q_от + Q_сб) = 0,15  (2667000 + 630000) = 500000 кДж/ч.

Для подсчета общего количества теплоты, потребной на судне составляем табл. 8.

Таблица 8

Расчет количества теплоты, фактически потребляемой на судне

Потребители теплоты	Расчетный расход теплоты Q, кДж/ч	Режимы работы судна
		Ходовой		Стояночный
		Коэффициент загрузки kзх	Потребное количество теплоты Qох, кДж/ч	Коэффициент загрузки kзс	Потребное количество теплоты Qос, кДж/ч
Отопление	2667000	0,8	2133600	0,8	2133600
Санитарно-бытовые нужды	630000	0,8	504000	0,8	504000
Технические нужды	500000	0,8	400000	0,7	350000
Итого		Qох = 3037600		Qос = 2987600
Количество фактически потребляемой теплоты		Qх= 3010000		Qс= 2629088

Количество теплоты, фактически потребляемой на судне в ходу подсчитываем по формуле Q_х = 1,1  к_ох  Q_ох = 1,1  0,9  3037600 = 3010000 кДж/ч,

где к_ох – коэффициент одновременности, принимаем равным к_ох = 0,9.

Количество теплоты, фактически потребляемой на судне на стоянке подсчитываем по формуле

Q_с = 1,1  к_ос  Q_ос = 1,1  0,8  2987600 = 2629088 кДж/ч,

где к_ос – коэффициенты одновременности, принимаем равными к_ос = 0,8.

Теплопроизводительность вспомогательного автономного и утилизационного котла, соответственно при определенных выше условиях Q_к = 5215000 кДж/ч и Q_у = 2108000 кДж/ч Анализ режимов работы котельной установки теплохода показывает, что потребности в тепловой энергии на стоянке обеспечивает один паровой вспомогательный котел, а на ходу – два утилизационных паровых котла.