СЭУ_КП_пример_1

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.

1

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.

2

		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

3

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	20
	вала.
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
		4

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		33
		всего объема за 1 час.
	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		34
		спецификационной мощности.
	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

5

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.

6

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Вариант № 4.

Тип судна – сухогруз.

№	Наименование	Обозначение	Величина	Единицы
п/п				измерения
1.	Полное водоизмещение	D	120000	т.с.
2.	Дедвейт	DW	7500	т.с.
3.	Экспериментальная скорость	Э	13	узлов
4.	Длина судна между	LПП	125	м
	перпендикулярами
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	R	235	кН
	судна
10.	Установленная мощность	РЭЛ	600	кВт
	судовой электростанции
11.	Число людей на судне	zЭ	26	человек
12.	Дальность плавания	LПЛ	5000	Миль

7

1. Определение требуемой мощности.

R 0,514

NeТРЕБ ПРОП Э ВАЛ ПЕР кN ;

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.

NeТРЕБ 235 103 13 0,514 1,15 2895 (кВт). 0,63 0,99 1

2. Выбор МОД.

По рассчитанной в п. 1 требуемой мощности NeТРЕБ из типоразмерного ряда производим выбор МОД.

Марка цилиндра – S 35 МС.

№	Наименование	Обозначение	Величина	Единицы
п/п				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	nMIN	147	об/мин.
	ОДР
7.	Удельный расход топлива на	Ве	0,178	кг/кВтч
	режиме МДМ
8.	Среднее эффективное давление	РеМАХ	19,1	бар
	на режиме МДМ
9.	Среднее эффективное давление	РеМIN	15,3	бар
	на нижней границе ОДР
10.	Масса шести цилиндрового	GA6	75	т
	агрегата
11.	Масса одного цилиндра	GЦ	10,88	т
12.	Длина шестицилиндрового	LА6	4,72	м
	агрегата

8

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	ВФР	2,2	м
	фундаментной раме

2.1. Определение длины и массы четырех цилиндрового агрегата.

L4A L6A LЦ zЦИЛ 6 ;

L4A 4,72 0,6 4 6 3,52 (м).

GA4 GA6 GЦ zЦИЛ 6 ;

GA4 75 10,88 4 6 53,24 (т).

3.Построение диаграммы допустимых расчетных режимов.

3.1.Определение мощности на режиме МДМ.

Ne1 NЦ zЦ ;

Ne1 740 4 2960 (кВт).

3.2. Определение мощности на режиме ОДР.

Ne2 Ne1 РеMIN ;

PeMAX

Ne2 2960 1519,,13 2371 (кВт).

3.3. Определение мощности на эксплуатационном режиме.

NeЭ NeТРЕБ ;

кN

NeЭ 28951,15 2518 (кВт).

3.4. Определение частоты на эксплуатационном режиме.

nЭ n1 3 NeЭ ;

Ne1

9

nЭ 173 3 29602518 164 (об/мин).

3.5. Определение частоты при испытаниях.

n		n	3	NeТРЕБ	;
	И	MAX		Ne1

nИ 173 3 29602895 172 (об/мин).

3.6. Определение располагаемой мощности при эксплуатационных оборотах.

	Ne5 Ne1	nЭ	;
		n
		MAX

Ne5 2960 164173 2805 (кВт).

3.7. Определение располагаемой мощности на привод валогенератора.

NeP Ne5 NeЭ ;

NeP 2805 2518 287 (кВт).

3.8. Определение нагрузки судовой электростанции на ходу.

РЭЛХ 23 РЭЛ ;

РЭЛХ 23 600 400 (кВт)

10