1. Выбор оборудования и устройств систем сэу

Основой для выбора оборудования и устройств систем СЭУ являются:

- тип и мощность главных и вспомогательных двигателей, расходы топлива и масла;

- тип и количество автономных котлов, их расход топлива;

- габариты МКО и принципы размещения основного оборудования;

- виды комплектации оборудования (агрегаты, блоки, модули);

- параметры рабочих сред;

- условия эксплуатации установки;

- состав вспомогательного комплекса (автономные и утилизационные котлы, водоопреснительная и компрессорная установки, СЭС др.).

В определение параметров оборудования входят расчеты подачи насосов, мощности их приводов, а также площади поверхности теплообменных аппаратов.

Трубопроводы также относятся к элементам СЭУ, по ним производится транспортировка рабочих сред к потребителям как пропульсивной установки, так и к общесудовым потребителям. На практике проектирование трубопроводов систем производится с использованием стандартных элементов, регламентированных ГОСТ, ОСТ, действующими руководящими документами и судостроительными нормалями. При этом за основную исходную проектную характеристику любого трубопровода принимается его условный проход, который однозначно определяет размеры всех входящих в него элементов. Основой для выбора материала трубопроводов служит условное давление и температура рабочей среды.

Основными для СЭУ являются системы: сжатого воздуха, охлаждения, масляная, топливная и газовыпускная.

Последовательность проектирования и содержание работ на каждом этапе приведены ниже.

1. Разрабатывают принципиальные схемы каждой системы главной и вспомогательной энергетических установок с учетом требований надежности, живучести и удобства эксплуатации, предусмотренных Правилами Российского Речного Регистра (для речных судов) и Российского Морского Регистра Судоходства (для морских судов).

Схему вычерчивают в одну линию без соблюдения масштаба, лучше это сделать на плане машинного отделения. Взаимное расположение механизмов и оборудования принимается близким к фактическому его размещению на судне. В разработанной схеме должны быть предусмотрены все необходимые механизмы, оборудование и емкости, которые подлежат дальнейшему расчету.

2. Производят конструктивный, гидравлический и тепловой расчет трубопровода. Определяются проходные сечения труб и арматуры; выбирают трубы и арматуру. Рассчитывают и выбирают тепловую изоляцию. Производится расчет параметров механизмов, объемов цистерн и другого оборудования, входящего в состав систем.

3. На основании расчета выбирают по каталогам комплектующее оборудование с оптимальными показателями по КПД, массе и габаритам, составляют спецификацию и ведомость заказа оборудования;

4. Рассчитывают запасы топлива, масла, сжатого воздуха и воды. Определяют необходимые емкости для их хранения.

2. Система сжатого воздуха

Система обеспечивает сжатым воздухом необходимого давления пуск и реверс главных двигателей, пуск вспомогательных двигателей, работу пневматических систем автоматики и управления, работу приборов звуковой сигнализации, продувку кингстонов, работу пневматического инструмента и другие общесудовые и специальные нужды.

Прежде чем приступить к расчёту и выбору механизмов, необходимо дать краткое описание системы с указанием ее назначения, состава оборудования и его характеристик (баллоны пусковые и тифонные, компрессоры, блок осушки сжатого воздуха, воздухоочистители, трубы, арматура, материал труб и арматуры, давление воздуха в системе контрольно-измерительных приборов). Далее производится определение емкости пусковых баллонов из условия обеспечения необходимого числа пуска двигателей в соответствии с требованиями Правил Регистра. Расход воздуха на пуск двигателя и минимальное пусковое давление сжатого воздуха принимают по техническим условиям на заданный двигатель.

При отсутствии этих данных при расчете можно пользоваться следующими рекомендациями. Начальное рабочее давление воздуха в пусковых баллонах принимается для МОД и СОД - 2,5…3 МПа, для ВОД - до 7,5 МПа. В некоторых случаях в установках с МОД и СОД давление также поднимают до 6…7,5 МПа. Это позволяет уменьшить габариты баллонов. В тех случаях, когда вспомогательные двигатели имеют электростартерный запуск, емкость пусковых баллонов рассчитывается только на пуск главных двигателей. Число баллонов для пуска главных двигателей должно быть не менее двух с равной емкостью, устанавливаемых так, чтобы пользование ими могло быть независимым и в каждом из которых размещался бы запас сжатого воздуха в количестве не менее половины требуемого.

Баллоны. Суммарная ёмкость баллонов определяется по формуле

м³,

где v – удельный расход пускового воздуха на м³ объема цилиндра двигателя, который составляет 6…9 м³/м³; - рабочий объём цилиндра двигателя (D_ц – диаметр цилиндра, м; S – ход поршня, м); z – число цилиндров двигателя; n – число двигателей, учитываемых в расчете; m – число последовательных пусков, принимаемое равным для двигателей: главных реверсивных – 12, вспомогательных и главных нереверсивных – 6; P_o - давление окружающей среды, МПа; P - принятое рабочее давление в баллонах, МПа; P_min - минимальное давление, при котором возможен запуск двигателя, для МОД и СОД принимают P_min = 1…1,5 МПа, в установках с ВОД значение P_min может доходить до 2,5 МПа.

Необходимая ёмкость пусковых баллонов для вспомогательных двигателей находится по формуле, как и для главных двигателей.

Объём тифонных баллонов определяют по формуле

м³,

где v_н - расход свободного воздуха тифоном, зависящий от условного прохода тифона, давления воздуха и тона звука, v_н = 1...7 м³/мин; время подачи сигнала без пополнения баллона = 10 мин; Р_2т - минимальное давление в тифонном баллоне, равное 0,5 МПа; Р_1т - начальное давление в тифонном баллоне, принимаемое для большинства судов 3 МПа, Р₀ – давление окружающей среды, принимается равным 0,1 МПа.

Характеристики судовых тифонов приведены в табл. 1.

Таблица 1